Классификация иис

– экспертные системы – программные комплексы, аккумулирующие знания специалистов и тиражирующие их эмпирический опыт для решения задач прогнозирования, принятия решений и обучения;

– интерактивные баннеры (Web + ЭС);

– вопросно-ответные системы (в некоторых источниках «системы общения»);

– интеллектуальные поисковики (например, система Старт);

– виртуальные собеседники.

В основе методов искусственного интеллекта лежат эвристические приемы.

Информационная технология решения задач

Информационная технология решения задач включает в себя следующие этапы:

1. постановка задачи;

2. определение, что считать исходными данными;

3. построение ее информационной модели;

4а) разработка алгоритма и программы для решения задачи, отладка программы (поиск и исправление ошибок), выполнение программы;

или

4б) создание компьютерной модели;

5) анализ результатов.

Пример

Необходимо определить, с какой скоростью предмет падает на Землю.

Исходными данными нужно считать высоту, с которой он падает, или время падения. Для построения информационной модели необходимо отбросить несущественную для нашей модели информацию. К ней относятся в данном случае вес и размер предмета, а также сопротивление воздуха и зависимость ускорения свободного падения от расстояния до центра Земли, которыми можно пренебречь. Модель будет выглядеть следующим образом: тело с нулевой начальной скоростью падает с определенной высоты. При этом его скорость меняется. Далее создается формализованная модель, записанная на языке математики.

Затем создается алгоритм решения данной задачи на компьютере. Алгоритм, а затем и программа на языке программирования, должны уметь определять скорость падения предмета в определенный момент времени. Наконец, можно выполнить программу и обработать полученные результаты.

Компьютерный эксперимент

Компьютерный эксперимент состоит в построении и исследовании информационной модели. С его помощью можно прогнозировать развитие событий, рассчитать последствия и т. п. Например, если реальная задача заключается в исследовании последствий ядерного взрыва, то моделирование этого события и последующий анализ компьютерного эксперимента помогут выяснить масштабы возможного заражения. Кроме того, можно рассчитать параметры, которые интересуют исследователей. Для проведения компьютерного эксперимента необходимы точная постановка задачи и правильное построение модели. Последнее возможно при использовании метода дискретизации, т. е. разбиения сложного объекта исследования на более мелкие. При этом некоторыми деталями приходится пренебрегать.

Контрольные вопросы

4.3.1. Что понимается под формализацией?

4.3.2. Перечислите этапы формализации.

4.3.3. Чем отличаются постоянные от переменных свойств объекта?

4.3.4. Перечислите этапы информационной технологии решения задач.

4.3.5. В чем состоит компьютерный эксперимент?

4.4. Информационная модель объекта

Информационные модели можно разделять на статические и динамические модели.

Эти понятия тесно связаны с понятием системы. Система – это совокупность элементов (предметов, понятий), взаимосвязанных между собой и рассматриваемых как единое структурное целое. Объединенные в систему элементы обладают какими-то свойствами, которые не являются просто суммой свойств отдельных элементов. Например, только организованные определенным образом кости, мышцы и другие элементы порождают сложную биологическую систему – человека.

Элементы системы в свою очередь сами могут быть системами. Например, человек – один из элементов экосистемы. Можно сказать, что элементы системы объединены с помощью информации. Если обмен информацией между элементами не происходит, то система перестает функционировать. Кроме того, элементы часто объединены физически.

Систему можно рассматривать с двух разных позиций:

1. можно описывать ее состояние в данный момент – такая модель называется статической или синхронной (например, классификация современного нам животного мира – статическая информационная модель);

2. любая система некоторым образом похожа на живое существо, в процессе своего функционирования она изменяется. Описание изменений системы во времени называется ее динамической или диахронной информационной моделью.

Классификация информационных моделей по типу организации

По типу организации информационные модели можно разделить на табличные, иерархические и сетевые.

Некоторые системы, благодаря особенности их внутренних связей, удобнее представлять в виде модели одного из этих типов. Для других можно использовать любую или все сразу.

Табличные модели выглядят как прямоугольная таблица. Это наиболее привычный тип. Обычно в первом столбце размещается список объектов, в первой строке – список их общих свойств, а клетках таблицы – значения свойств. Например, школьный журнал является моделью системы оценок знаний учащихся. В первом столбце на странице школьного журнала находится список учеников, в первой строке – дата урока, а в клетках – полученные оценки. Общим свойством для объектов «ученики» является посещать уроки и получать отметки.

Иерархический тип больше всего похож на дерево. Чаще всего его «корень» направлен вверх, а «ветви» вниз. Этот тип хорошо подходит для моделей классификаций. Очень многие системы имеют иерархическую структуру. Например, генеалогическое древо, генетическая классификация языков, дерево директорий на компьютере, система классификации животных и растений и т. д. Чаще всего соблюдается правило, согласно которому каждый объект в иерархической модели имеет только одного «родителя», т.е. входит в состав только одного элемента верхнего уровня. При этом «потомков» (выходящих из объекта подчиненных элементов нижнего уровня) может быть сколько угодно. Для изображения иерархических моделей удобно применять графы. Точки – узлы, или вершины, графа – связываются при этом друг с другом стрелками – дугами, или ребрами, графа.

Сетевые информационные модели также можно изображать в виде графов, но вместо стрелок вершины должны соединяться просто линиями. Дело в том, что сетевые структуры не имеют четкой организации «родитель – потомки». Любая вершина может соединяться с одной или несколькими другими. Например, так устроен Internet.