11-12_LEKCIYA_ES
.pdf11-12‒lekciya. Intellektual sistemalardı programmalastırıw tilleri. Logikalıq juwmaq shıǵarıw usılları
Jobası:
1.Intellektual sistemalardı programmalastırıw tilleri
2.Logikalıq juwmaq shıǵarıw usılları
Logikalıq programmalastırıw tilleri imperativ hám obektke baǵdarlanǵan usıllardan ayırmashılıǵı bar programmalastırıw paradigması bolıp tabıladı. Máseleni sheshiw ushın basqıshlardıń izbe-izligin súwretlew ornına, logikalıq programmalastırıw máseleni faktlar hám qaǵıydalar jıynaǵı kórinisinde súwretlewge itibar qaratıp, dıqqat awdaradı. Sońınan programmalastırıw tili bul faktlar hám qaǵıydalar tiykarında sheshimlerdi tabıw ushın logikalıq juwmaqlawdan paydalanadı. Bul usıl ásirese jasalma intellekt, ekspert sistemaları hám tábiyiy tildi qayta islew menen baylanıslı máseleler ushın paydalı bolıp tabıladı.
Eń belgili logikalıq programmalastırıw tilleriniń biri - Prolog. Prolog faktlar hám qaǵıydalardı kórsetiw ushın birinshi tártipli logikadan paydalanadı hám onıń juwmaqlaw mexanizmi rezolyuciyaǵa tiykarlanǵan. Prolog jasalma intellekt izertlewlerinde hám ekspert sistemaların dúziw ushın keńnen paydalanıladı. Basqa logikalıq programmalastırıw tillerine maǵlıwmatlar bazasına deklarativ soraw tili bolǵan Datalog hám funkcional logikalıq programmalastırıw tili bolǵan Mercury kiredi.
Logikalıq programmalastırıw tilleri deklarativlik, ańlatpalılıq hám bilimler haqqında juwmaq shıǵarıw qábileti sıyaqlı bir qatar artıqmashılıqlardı usınadı. Olar ásirese simvolikalıq juwmaqlaw, bilimlerdi kórsetiw hám avtomatlastırılǵan juwmaqlaw menen baylanıslı máseleler ushın jaqsı sáykes keledi. Olar imperativ yamasa obektke baǵdarlanǵan tiller sıyaqlı keńnen paydalanılmasa da, olar belgili bir túrdegi máselelerdi, ásirese jasalma intellekt tarawında sheshiw ushın qımbatlı qural bolıp qala beredi.
Prolog
Prolog (PROgramming in LOGic) - logikalıq programmalastırıwdıń eń keń tarqalǵan tili. Ol 1970-jıllardıń basında Aix-Marseille universitetinde Alain Colmerauer tárepinen islep shıǵılǵan.
Prologtıń tiykarǵı ózgeshelikleri:
Faktler hám qaǵıydalar tiykarında logikalıq juwmaq shıǵarıw
Birinshi tártipli predikatlı logikasına tiykarlanǵan
Avtomat kelisim izlew (backtracking)
Paternlerdi salıstırıw (pattern matching)
Prolog programması úsh bólimnnen ibarat:
1.Faktler - tuwrı dep qabıl etiletuǵın pikirler
2.Qaǵıydalar - lojikalıq baylanıslar
3.Sorawlar - sistemadan juwap alıw usın berilgen sorawlar Prolog programmasınıń mısalı:
%Faktler
biológ(alisher). fizik(gulnara). matematikashı(berdaq). student(alisher). student(gulnara). student(berdaq).
% Qaǵıydalar
ilimpaz(X) :- biolog(X); fizik(X); matematik (X).
% Soraw
?- ilimpaz(alisher). % Juwabı: Yes
?- ilimpaz(X), student(X). % Juwabı: X = alisher; X = gulnara; X = berdaq
Mercury
Mercury - Prolog hám Haskell tillerin birlestirgen, qattı tipke tiykarlanǵan funkcionallıq-logikalıq programmalastırıw tili. Ol joqarı ónim menen isletuǵın qáwipsiz intellektual sistemalar dúziw ushın qollanıladı.
Mercury tiykarǵı ózgeshelikleri:
Qattı tiplew sisteması
Funkcionallıq hám logikalıq programmalastırıwdı birlestiriw
Joqarı ónimdarlıq
Qátelerdi kompilaciya waqtında tabıw
Funkcionallıq programmalastırıw tilleri intellektual sistemalar dúziwde kóp paydalanadı, óytkeni olar máseleniń deklarativli súwretleniwine, rekursiyaǵa hám joqarı tártipli funkciyalarǵa itibar qaratadı.
Lisp
LISP (LISt Processing) - eń eski funkcionalıq tillerdiń biri, 1958-jılı John McCarthy tárepinen dóretilgen. Bul til, ásirese, jumıslaw processi dawamında jaǵdaydı modellestiretugın hám óz-ózin ózgertetetuǵın sistemalar usın keń qollanıladı.
Lisptıń ózgeshelikleri:
Simvollıq processlerge arnalǵan
Malıwmatlardı hám programmalardı birdey bayanlawı
Dinamikalıq tiplestirilgen til
Avtomatlastırılǵan yadtıń tazalanıwı
Common Lisp, Scheme hám Clojure sıyaqlı Lisptıń házirgi variantları, LISP tradiciyaların dawam etip, házirgi waqıtta intellektual sistemalardı dúziwde kóp paydalanılmaqta.
Lisp mısalı:
;; Faktoriyaldı esaplaw
(defun factorial (n) (if (= n 0)
1
(* n (factorial (- n 1)))))
;; Qollanıw
(factorial 5) ;; Juwabı: 120
Haskell
Haskell - qattı tiplestirilgen taza funkcional programmalastırıw tili. Intellektual sistemalardı dúziwde Haskell formalıq logikadaǵı esaplawlardı ámelge asırıw ushın qollanıladı.
Haskell tiykarǵı ózgeshelikleri:
Qattı tiplestiriw sisteması
Taza funkcionallıq (side-effects joq)
"Leniwshi" esaplaw (lazy evaluation)
Joqarı tártipli funkciyalar hám pattern matching
Qısqa arnawlı intellektual sistemalar tilleri
CLIPS (C Language Integrated Production System)
CLIPS - NASA tárepinen islep shıǵılǵan, ekspert sistemalardı dúziw ushın qollanılatuǵın qaǵıydalarǵa tiykarlanǵan til. Ol qaǵıydalar, faktler hám obyektlerdi basqarıw usın arnalǵan ortalıq bolıp tabıladı.
CLIPS ózgeshelikleri:
Qaǵıydalar tiykarındaǵı programmalastırıw
Obyektke baǵdarlanǵan programmalastırıw
Procedurıq programmalastırıw
OPS5
OPS5 (Official Production System) - qaǵıydalarǵa tiykarlanǵan programmalastırıw tili bolıp, kópshilik ekspert sistemalardı dúziwde qollanılǵan. Carnegie Mellon universitetinde 1970-jılları jaratılǵan.
KRYPTON, KL-ONE
Bul tiller bilimlerdi bayanlawǵa arnalǵan tilleri bolip, semantikalıq tarmaqlardı hám ontologiyalardı súwretlew usín qollanılǵan.
Zamanagóy intellektual sistemalardı dúziw tilleri
Python
Python zamanagóy intellektual sistemalardı dúziwde eń kóp qollanılatuǵın tillerdiń biri. Onıń kóplegen kitapxanaları bar, máselen:
TensorFlow, PyTorch, Keras - tereń úyreniw ushın
NLTK, SpaCy - tábiyǵıy tillerdi qayta islew
Scikit-learn - mashinalıq oqıtıw usılların ámelge asırıw ushın
Python mashinalıq oqıtıw modelleriniń tezligi, qollanıwǵa qolaylılıǵı hám keń tarqalǵanı sebebinen IS dúziwshiler arasında keń tarqalǵan.
Python mısalı (tereń úyreniw modelin jaratıw):
# TensorFlow kitapxanası járdeminde ápiwayi neyron tarmaǵın dúziw
import tensorflow as tf
from tensorflow.keras import layers
model = tf.keras.Sequential([
layers.Dense(128, activation='relu', input_shape=(784,)),
layers.Dense(64, activation='relu'), layers.Dense(10, activation='softmax')
])
model.compile(
optimizer='adam', loss='sparse_categorical_crossentropy', metrics=['accuracy']
)
R
R statistikalıq esaplawlar hám vizualizaciya ushın programmalastırıw tili. Ol úlken kólemli maǵlıwmatlardı statistikalıq analiz qılıw, vizualizaciyalaw hám mashinalıq oqıtıwın qollanıw ushın qollanıladı.
Java, Scala
Java hám Scala intellektual sistemalardı masshtablaw hám óndiriske engiziw usın keń qollanıladı. Apache Spark, Hadoop sıyaqlı texnologiyalar kópshilik jaǵdaylarda bularda jazılǵan.
Logikalıq juwmaq shıǵarıw usılları
Logikalıq juwmaq shıǵarıw (inference) - bul bar bolǵan faktlerge tiykarlanıp, jańa bilimleri juwmaq shıǵarıw procesi. Bul process intellektual sistemalardıń tiykarın quraydı.
Deduktivli juwmaqlar
Deduktivli juwmaq - bul keń pikirlerden yamasa ulıwma qaǵıydalardan konkret juwmaqlarǵa keliw procesi.
Modus Ponens
Modus Ponens - eń ápiwayı logikalıq juwmaq shıǵarıw qaǵıydalıq:
A → B (eger A bolsa, onda B boladı) A (A rası)
-------
B (B juwmaǵı)
Rezoluciya usılı
Rezoluciya usılı - avtomatik teoremanı dálillew ushın qollanılatuǵın deduktivli juwmaq shıǵarıw usılı. Ol tiykarınan predikatlar logikası ushın qollanıladı. Rezoluciya principı:
(A B), (¬B C) → (A C)
Induktivli juwmaqlar
Induktivli juwmaq - bul konkret faktlerden ulıwma qaǵıydalardı juwmaq etiw procesi. Mashinalıq oqıtıw algoritmleri induktivli juwmaqtıń bir túri.
Intellektual sistemalardı programmalastırıw tilleri hám logikalıq juwmaq shıǵarıw usılları, intellektual sistemalarınıń tiykarǵı komponentleri bolıp tabıladı. Házirgi waqıtta intellektual sistemalar tábiyiy tillerdi qayta islew, súwretlerdi tanıw, ekspert bilimlerdi sistemalastırıw hám kóplegen basqa tarawlarda qollanılmaqta.
Texnologiyalardıń rawajlanıwı menen mashinalıq oqıtıw, tereń oqıtıw hám bayeslik juwmaqlar sıyaqlı zamanagóy usıllar menen intellektual sistemalar rawajlanıwı dawam etpekte. Python, R, Java sıyaqlı kóp maqsetli programmalastırıw tilleri, hám TensorFlow, PyTorch sıyaqlı kitapxanalar bul rawajlanıwdı tezlestiriw ushın kóp imkaniyatlar beredi.