2. Общая характеристика интеллектуальных систем

Рис.1. Общая структура интеллектуальной системы

В базе знаний (БЗ) сосредоточены те знания, которыми располагает система, а также необходимые средства преобразования знаний. Из рисунка видно, что знания различных типов хранятся в различных базах. Так, в базе фактов (данных) хранятся конкретные данные.

В базе правил - элементарные выражения, называемые в теории искусственного интеллекта (ИИ) продукциями.

База процедур содержит прикладные программы, с помощью которых выполняются все необходимые преобразования и вычисления над данными.

База закономерностей включает различные сведения, относящиеся к особенностям той среды, в которой действует система.

База метазнаний (база знаний о себе) содержит списки того, что хранится в данный момент в остальных базах: сведения о том, как внутри системы представляются единицы информации различного типа, как взаимодействуют различные компоненты системы, как было получено решение задачи, т. е. она хранит описание самой системы и способов ее функционирования.

В базе целей представлены целевые структуры, позволяющие организовать процессы движения от исходных фактов, правил, процедур к достижению той цели, которая поступила в систему от пользователя либо была сформулирована самой системой в процессе ее деятельности в проблемной среде. Такие целевые структуры в теории ИИ получили название сценариев.

Управление всеми базами, входящими в базу знаний, и организацию их взаимодействия осуществляет монитор БЗ. С его же помощью реализуются связи БЗ с внешней средой. Таким образом, БЗ осуществляет первую функцию ИС.

Часть системы, называемая решателем, обеспечивает выполнение второй функции. Он также состоит из ряда блоков, управляемых монитором решателя. Часть из них реализует логический вывод.

Блок дедуктивного вывода реализует в решателе дедуктивные рассуждения, с помощью которых на основе фактов из базы фактов и правил из базы правил выводятся новые факты. Этот же блок реализует поиск путей решения задачи по сценариям при заданной конечной цели (так называемые эвристические процедуры поиска решений задач).

Для реализации рассуждений недедуктивного характера (поиск по аналогии, по прецеденту и пр.) используются блоки индуктивного и правдобного выводов.

Блок планирования используется в задачах планирования решений (совместно с блоком дедуктивного вывода).

Назначение блока функциональных преобразований состоит в решении задач расчетно-логического и алгоритмического типа.

Функция общения реализуется как с помощью естественно-языкового интерфейса, так и с помощью рецепторов и эффекторов, которые осуществляют так называемое невербальное общение и используются в интеллектуальных роботах.

3. Разновидности интеллектуальных систем

В зависимости от набора компонентов, реализующих рассмотренные функции, можно, выделить следующие основные разновидности ИС:

1) Интеллектуальные информационно-поисковые системы или системы взаимодействия с проблемно-ориентированными (фактографическими) базами данных на естественном языке.

2) Экспертные системы (ЭС) Для них характерна аккумуляция в системе знаний и правил рассуждений опытных специалистов в данной предметной области, а также наличие специальной системы объяснений.

3) Расчетно-логические системы, позволяющие решать управленческие и проектные задачи по их постановкам (описаниям) и исходным данным вне зависимости от сложности математических моделей этих задач.

В последнее время в специальный класс выделяются гибридные экспертные системы. Указанные системы должны вобрать в себя лучшие черты, как экспертных, так и расчетно-логических и информационно-поисковых систем. Разработки в области гибридных экспертных систем находятся на начальном этапе.