Системы искусственного интеллекта. Базы знаний

 

Искусственный интеллект – программная система, имитирующая на компьютере мышление человека.

Для создания необходимо изучить процесс мышления человека, решающего задачи в какой-то области, разбить этот процесс на этапы и разработать программы, воспроизводящие эти этапы на компьютере. Главное – заложить в эти программы способность к самообучению и накоплению полезной информации. Измерение любой части информации не должно изменять структуру всей программы.

Любая система искусственного интеллекта (экспертная система), основанная на базах знаний должна уметь объяснять свои решения и рассуждения, на основе которых эти решения были приняты, пополнять поступающие знания с помощью логического вывода, работать с неполной и неточной информацией (неформальными знаниями)

и общаться с человеком на языке понятном пользователю.

 

База знаний – совокупность данных (фактов) и правил вывода (эвристик), хранящихся в памяти ЭВМ. В простейшем случае базы знаний функционируют в форме диалога, задавая вопросы и выдаче ответов «да» или «нет». Знания в базе могут быть: структурированными статическими (неизменными); структурированными динамическими (со временем могут изменяться); рабочими (для решения конкретных задач и проведения консультаций).

 

Основные возможности БЗ

- поиск ответов на сложные вопросы

- логическая обработка данных

- моделирование процедур принятия решений

- обновление и ввод дополнительных данных

- вывод информации в естественно-языковой форме

- создание новых (разделов) баз знаний

 

Для создания интеллектуальной системы (базы знаний) необходимо опросить специалистов-экспертов, анализируют ситуацию, выбирают наиболее полезную информацию, оптимизирует принятие решений, отбрасывает тупиковые ситуации в конкретной предметной области. Затем изучить процесс мышления человека, решающего задачи в какой-то области, разбить этот процесс на этапы и разработать программы, воспроизводящие эти этапы на компьютере. Главное – заложить в эти программы способность к самообучению и накоплению новой полезной информации. Изменение любой части информации не должно нарушать структуру всей программы. Технологию построения экспертных систем называют инженерией знаний.

Компетентность экспертной системы определяется институциональной памятью.

Экспертные системы развиваются в первую очередь не в точных математических науках, а в науках, требующих накопления знаний, таких как медицина, геология, биология и т.д. ЭС используют знания эксперта и процедуры логического вывода для решения проблем, проводят экспертизы и дают объяснения полученным результатам. В настоящее время основные сферы применения ЭС – это диагностика, планирование, прогнозирование, имитационное моделирование, офисная деятельность, контроль и управление.

 

От систем поддержки принятия решений (СППР) (которые не используют экспертных методов) экспертные системы отличаются тем, что первые опираются больше на математические методы и модели, а экспертные системы в основном базируются на эвристических, эмпирических знаниях, оценках, методах, которые получены от экспертов, и кроме того, способны анализировать и объяснять пользователю свои действия и знания.

Основная их цель СППР – выработка решения, где участвуют система поддержки принятия решения (в роли вычислительного звена и объекта управления) и человек, лицо, принимающее решение (ЛПР) (как управляющее звено, задаёт входные данные и оценивает результат вычислений на компьютере)

В основе экспертных систем лежит логический язык программирования, в котором программа вообще не описывает действий. Она задает данные и соотношения между ними. После этого системе можно задавать вопросы. Машина перебирает известные и заданные в программе данные и находит ответ на вопрос. Порядок перебора не описывается в программе, а неявно задается самим языком. Классическим языком логического программирования считается Пролог. Построение логической программы вообще не требует алгоритмического мышления, программа описывает статические отношения объектов, а динамика находится в механизме перебора и скрыта от программиста.

ЭС должна достигать в конкретной предметной области того же уровня, что и специалисты-эксперты. Системы должны уметь находить решения проблем в случае некорректных данных или неполных наборов правил.

Экспертные системы как инструмент в работе пользователя совершенствуют свои возможности решать трудные задачи в ходе практической работы.

В области творческой деятельности, люди обладают намного большими возможностями и способностями по сравнению с самыми умными системами. Эксперты могут воспринимать весь комплекс входной информации: символьной, графической, визуальной, звуковой, осязательной, обонятельной. У ЭС имеются только символы, с помощью которых представлены базы знаний. Преобразование любой сенсорной информации в символьную сопровождается потерей части информации.

Искусственная компетентность ЭС не может полностью заменить человека, но во многом помогает решать сложные задачи.

ЭС не могут применяться в больших предметных областях.

Локальные и глобальные сети ЭВМ

 

Сеть – система, в которой множество независимых компьютеров осуществляющих информационное взаимодействие друг с другом с помощью коммуникационного оборудования и программного обеспечения, связано вместе с целью совместного использования данных и периферийных устройств (типа жестких дисков и принтеров). Компьютеры объединяются в сеть при помощи специальных устройств и используют протоколы и приложения для взаимодействия между собой.

Для передачи данных компьютеры используют самые разнообразные физические каналы (способ передчи), которые обычно называются средой передачи.

Скорость передачи данных измеряется в битах в секунду.

Метод передачи данных в одном направлении – это симплексный метод. Метод одновременного приёма и передачи данных – это дуплексный метод. Метод передачи информации, при котором передатчик и приёмник последовательно меняются местами – полудуплексный.

Телекоммуникации - это передача и прием такой информации как звук, изображение, данные и текст на большие расстояния по электромагнитным системам: кабельным каналами; оптоволоконным каналам; радиоканалам и другим каналам связи.

Телекоммуникационная сеть - это совокупность технических и программных средств, посредством которых осуществляются телекоммуникации.

К телекоммуникационным сетям относятся:
1. Компьютерные сети (для передачи данных)
2. Телефонные сети (передача голосовой информации)
3. Радиосети (передача голосовой информации - широковещательные услуги)
4. Телевизионные сети (передача голоса и изображения - широковещательные услуги)

 

Компьютерную сеть можно представить многослойной моделью, состоящей из слоев:

 компьютеры;

 коммуникационное оборудование;

 операционные системы;

 сетевые приложения.

 

Назначение всех видов компьютерных сетей определяется двумя функциями:

- обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов сети;
- обеспечение совместного доступа к ресурсам данных.

. Если в сети имеется специальный компьютер, выделенный для совместного использования участниками сети, он называется файловым сервером.

Группы сотрудников, работающих над одним проектом в рамках локальной сети, называются рабочими группами. В рамках одной локальной сети могут работать несколько рабочих групп. У участников рабочих групп могут быть разные права для доступа к общим ресурсам сети. Совокупность приемов разделения и ограничения прав участников компьютерной сети называется политикой сети. Управление сетевыми политиками называется администрированием сети. Лицо, управляющее организацией работы участников локальной компьютерной сети, называется системным администратором.