Основные направления исследований в области искусственного интеллекта. Представление знаний в иис. Понятие об экспертной системе.

Искусственные интеллект (ИИ) - одно из направлений развития информатики, изучающие способы и приемы моделирования и воспроизведения с помощью ЭВМ разумной деятельности человека, связанной с решением задач. Цель - разработка программно-аппаратных средств, позволяющих пользователю-непрограммисту ставить и решать свои задачи, общаясь с ЭВМ на ограниченном подмножестве естественного языка. Искусственным интеллектом также называют свойство интеллектуальных систем выполнять функции (творческие), которые традиционно считаются прерогативой человека.

Два главных направления: прагматическое и бионическое.

Прагматическое направление: мыслительная деятельность человека – «черный ящик». С точки зрения конечного результата можно выделить три целевые области:

· создание инструментария. Инструментарий – языки для систем искусственного интеллекта; дедуктивные и индуктивные методы автоматического синтеза программ; лингвистические процессоры; системы анализа и синтеза речи; базы знаний; оболочки, прототипы систем; системы когнитивной графики;

· разработка методов представления и обработки знаний;

· интеллектуальное программирование – разбивается на несколько групп. К ним относят игровые программы, естественно-языковые программы, распознающие программы, программы создания произведений живописи и графики.

Бионическое направление: если в искусственной системе воспроизвести структуры и процессы человеческого мозга, то и результаты решения задач такой системой будут подобны результатам, получаемым человеком:

· нейробионический подход. В его основе лежат системы элементов, способные подобно нейронам головного мозга воспроизводить некоторые интеллектуальные функции. Результат - нейронные сети;

· структурно-эвристический подход. В его основе лежат знания о наблюдаемом поведении объекта или группы объектов и соображения о тех структурах, которые могли бы обеспечить реализацию наблюдаемых форм поведения.

· гомеостатический подход. В этом случае решаемая задача формулируется в терминах эволюционирующей популяции организмов. Генетические алгоритмы.

Данные - это отдельные факты, характеризующие объекты, процессы и явления в предметной области, а также их свойства.

Знания - совокупность сведений, образующих целостное описание, соответствующее некоторому уровню осведомленности об описываемом вопросе, предмете, проблеме и т.д. Знания так же выявленные закономерности в предметной области (принципы, связи, законы), позволяющие решать задачи в этой области.

Модель знаний - описание знаний в базе знаний. Ч етыре типа моделей знаний:

1. логические, в основе которых лежит формальная логическая модель;

2. сетевые, в основе которых лежат семантические сети;

3. фреймовые, основанные на фреймах;

4. продукционные, основанные на продукциях.

Представление знаний в ИИС (ИИС - один из видов информационных систем, иногда ИИС называют системой, основанных на знаниях. ИИС представляет собой комплекс программных, лингвистических и логико-математических средств для реализации основной задачи: осуществление поддержки деятельности человека и поиска инф-ции в режиме продвинутого диалога на естест-ном языке).

Формальные логические модели. Система ИИ моделирует интелл-ную деятельность человека и логику его рассуждений.

Язык алгебры позволяет формализовать функциональные зависимости между величинами. Язык алгебры логики позволяет строить формальные логические модели. С помощью алгебры высказываний можно формализовать простые и сложные высказывания, выраженные на естественном языке. Построение логических моделей позволяет решать логические задачи, строить логические модели устройств компьютера (сумматора, триггера) и так далее. ФМ имеют и недостатки, которые заставляют искать иные формы представления. Главный недостаток - это «закрытость» ФМ, их негибкость.

Логические модели. Вся информация, необходимая для решения прикладных задач, рассматривается как совокупность фактов и утверждений, которые представляются как формулы в некоторой логике. Знания отображаются совокупностью таких формул, а получение новых знаний сводится к реализации процедур логического вывода.