Контрольные вопросы

1. Почему для изображения элементов клеточных автоматов не используют правильные пятиугольники, семиугольниники и т.д.?

2. Можно ли считать игру "Жизнь", изучаемую в практической работе по моделированию филогенеза, частным случаем клеточного автомата? Ответ обоснуйте.

3. Изменятся ли результаты моделирования в линейном клеточном автомате, если, при сохранении кода, состояние клеток отмечать снизу вверх?

Литература

1. Уолфрем С. Программное обеспечение научных исследований. Журнал "В мире науки", 1984, № 11 . - С. 98 - 110.

2. Курдюмов С.П. и др. Синергетика - новые направления. М.: Знание, 1989 (сер. "Математика, кибернетика", № 11). - 48 с.

Практическая работа № 32

МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНТЕЛЛЕКТА

Разделы программы: Сущность разума. Будущее интеллекта.

Необходимые предварительные знания: Обращение с программируемым калькулятором (при индивидуальном варианте занятия).

Теоретическая часть

Разум, или интеллект - наивысшее достижение глобальной эволюции Вселенной. Основная функция разума - познание окружающего мира. Однако познать свою собственную природу, происхождение и сущность разум пока оказался не в состоянии, несмотря на тысячелетние усилия в этом направлении. Тем не менее, нет никаких серьезных оснований сомневаться в том, что рано или поздно эта задача будет решена наукой. В настоящее время основные усилия ученых направлены на разработку моделей интеллектуальной деятельности, причем моделируются конкретные аспекты многогранных проявлений разума. Наиболее эффективными такие разработки оказались при моделировании интеллектуального игрового поведения ( в шахматах, шашках и т.д.), поскольку правила этих игр и, соответственно, их алгоритмы наиболее легко формализуются. Возможности современной компьютерной техники (включая достижения программирования) позволяют решать подобные задачи на самом высоком уровне. В 1974 г. ЭВМ смогла обыграть чемпиона мира по шашкам, а в 1997 г. - по шахматам.

В данной работе моделируется интеллектуальная игра под названием "чет - нечет". Именно для нее была составлена первая компьютерная программа К. Шенноном ("отцом" теории информации), который и стал инициатором в 50-х гг. нашего века использования ЭВМ для интеллектуальных игр.

Ход работы

Примечание: В данной работе используется наша модификация программы игры "чет - нечет", описанной в литературе [1,2]. Для ее реализации необходимо использовать программируемые калькуляторы (ПМК типа "БЗ-34" и т.п.). Преподавателю рекомендуется тщательно проанализировать обе программы и уяснить особенности используемого здесь варианта.

1. Уясните правила древней игры "чет-нечет":

1) играют два игрока с разными игровыми функциями: задающий игрок ("З") и угадывающий игрок ("У");

2) каждый из игроков по сигналу судьи (в качестве которого может выступать один из игроков) одновременно выбрасывает перед собой руку с показанием "чет" (например, ладонью, сжатой в кулак) или "нечет" (раскрытой ладонью);

3) при совпадении показаний победа в данном тайме присуждается игроку "У", при несовпадении - игроку "З";

4) выигрывает тот игрок, который добился большего числа побед в исходно согласованном числе таймов.

Таким образом, игроку "З" необходимо придерживаться стратегии, не позволяющей партнеру ее распознать и использовать в игре, а игроку "У" - наоборот: необходимо как можно быстрее понять стратегию противника. Тактика обоих игроков, очевидно, может варьировать от тайма к тайму в зависимости от текущих результатов игры.

2. Закрепите усвоенные правила игры "чет - нечет", сыграв в нее "вручную". Для этого студенты разбиваются попарно и договариваются, кто какую роль будет выполнять. Число таймов устанавливается 30 или 40. Судью-сигнализатора можно выбрать общего, им может стать на время игры и преподаватель, ведущий занятие.

Результаты игры каждой пары студенты - игроки записывают в свои протоколы. При этом регистрацию очередного хода и результаты таймов указывают по отношению к игроку "У", отмечая "чет" - "0", "нечет" - "1", выигрыш -"В", проигрыш -"П".

3. После этого проведите игру "чет - нечет" с ее математической моделью, программу которой следует набрать на ПМК. Противником для этой программы целесообразно выбрать победившего "вручную" игрока. Следует также учесть, что данная программа моделирует стратегию игрока "У", поэтому противник выполняет роль только игрока "З".

Примечание: При индивидуальном варианте выполнения лабораторной работы каждая пара студентов работает со своим ПМК. При фронтальном варианте достаточно использовать единственный ПМК, с которым играет игрок, набравший наибольшее количество выигрышей "вручную". Другие могут ему помогать.

Программа для набора на ПМК:

ИП8	п9	ип7	п8	+	ип3	п7	+	ип2	п3
+	ип1	п2	+	ип0	п1	+	6		пд
ип6	ип5	-	ип5	с/п	по	кип6	ип4	fx=0	71
ип1	2	х	ип2	+	2	х	ип3	+	2
	ип7	+	кхоа	1	-	кхоа	1	-	кхоа
2	-	кхоа	3	-	кхов	1	-	кхоа	3
-	кхов	2	-	кхов	1	-	кхов	1	-
кхов	кип4	ипс	вп	9	cos	arccos			пс
ипд	-	кхов	ип0	fx=0	00	бп	91	ипо	fx0
00	кип5	сx	п4	бп	00

Инструкция: положение угловой меры - "радиан".

"0":

п0,

п2,

п5,

П6,

п7,

ПС

"1":

п1,

п3,

п4,

п8

"83":

па

"88":

пв

в/0

С/п

После набора программы и выполнения инструкции в автоматическом режиме работы ПМК на табло должен высветиться "0". Это - начальный счет очков (побед) ПМК. Студент задает "чет" или "нечет", нажимая соответственно "0" или "1", затем запускает программу ПМК (нажав С/П) и ожидает результата тайма. Этот результат высвечивается после "прокрутки" программы. Если на табло снова появляется "0" - студент выиграл, если "1" - выиграл ПМК (т.е. студент проиграл).

После этого таймы повторяются, их общее количество должно равняться числу таймов для ранее проведенной игры "вручную". При необходимости счет побед студента можно узнать из содержимого регистра "у", а общее число таймов - из регистра "6". Счет ПМК программно вносится не только в регистр "х", но и в регистр "5".

Результаты таймов игры с ПМК занесите в протокол, используя изложенную в п.2 систему обозначений.

4. Сравните результаты игры "вручную" и с ПМК. В большинстве случаев последние оказываются выше, т.е. программа "играет" лучше проигравшего "вручную" студента. В ряде случаев ПМК оказывается в выигрыше, особенно если студент избирает неудачную стратегию и тактику игры.

Сделайте выводы по общим результатам игры "вручную" и с ПМК для вашего случая.

5. Преподаватель при возможности может раскрыть содержание программы ПМК и, соответственно, "тактики" ПМК в каждом тайме из всей игры. Принцип программной "стратегии" изложен в литературе [1]. Такой анализ позволит раскрыть "секреты" ПМК, обеспечивающие ему "успехи" в конкретных случаях.

Резюме

Современный уровень научного познания интеллекта позволяет успешно моделировать разумную деятельность человека в рамках игрового поведения в интеллектуальных играх и в других аналогичных случаях.