Построение интеллектуальных систем

Введение

Интеллектуальные информационные системы уже проникли во все сферы на¬шей жизни. Они стали необходимым элементом при решении различных задач, касающихся автоматизации и управления сложными процессами.
Современное понятие интеллектуальных систем (ИС) сформировалось на основе развития кибернетики, теории алгоритмов, современных информационных тех¬нологий и обобщения накопленных человечеством знаний, методов и технологий в об¬ласти искусственного интеллекта (ИИ).
Целью развития этого направления информатики является разработка аппарат¬но-программных средств, позволяющих пользователю, не знакомому с программированием, ставить и решать свои, традиционно считающиеся интеллектуальными, задачи, общаясь с компьютером практически на естественном языке.
ИИ занимается изучением разумного поведения и пытается найти способы моделирования подобного поведения в любом типе искусственно созданной машины. Несмотря на то что этому термину довольно много лет, разные исследователи по-разно¬му определяют эту науку, в зависимости от своего взгляда на нее, и работают над созданием систем, которые:
 думают как люди;
 думают рационально;
 действуют как люди;
 действуют рационально.
При воссоздании разумных рассуждений и действий возника¬ют определенные трудности. Рассмотрев десятки определений искусственного интеллекта из различных источников, в качестве рабочего определения мож¬но предположить следующее.
Во-первых, в большинстве случаев, выполняя какие-то действия, человек не осознает, как это делает, нет точного алгоритма понимания тек¬ста, распознавания лиц, решения задач, сочинения стихов и т.д.
Во-вторых, на современном уровне раз¬вития компьютер работает по другим, отличающихся от человеческих, принципам и очень далек от человеческого уровня компе¬тентности.
Искусственный интеллект изначально был междисциплинарной на¬укой. Методы искусственного интеллекта разнообразны. Они активно заимствуются из других наук, адаптируются под решаемую задачу. Для создания интеллектуальной системы практически всегда привлекаются специалисты из прикладных об¬ластей. В рамках разработки ИИ сотруднича¬ют лингвисты, нейрофизиологи, психологи, экономисты, инфор¬матики, программисты и т.д.
Целью настоящей работы является обзорное ознакомление с проблематикой и областями использования ис¬кусственного интеллекта в автоматизированных системах обработки информа¬ции и управления, освещение теоретических и организационно-методических вопросов построения и функционирования систем, основанных на знаниях.









Глава 1. Понятие и терминология интеллектуальных систем

1.1 Основные понятия в области искусственного интеллекта

Возникновение понятия интеллектуальных систем всегда было тесно связано с понятием искусственного интеллекта (ИИ) и современной теории управления . С 50-х годов прошлого века, в связи с развитием средств вычислительной техники, информа¬тики и кибернетики, начались активные исследования в области ИИ.
На первоначальном этапе разработки были выделены и на сегодняшний момент ос-тались актуальными следующие основные проблемы искусственного интел¬лекта и направления его развития:
1. Представление знаний.
2. Решение неформализованных задач.
3. Создание экспертных систем.
4. Интеллектуальный анализ данных.
5. Общение с компьютером на естественном языке.
6. Обучение.
7. Моделирование разума
8. Когнитивное моделирование
9. Обработка визуальной информации и робототехника.
Сейчас сложилось два направления исследований в области искусст¬венного интеллекта:
1. Машинный интеллект - моделирование результатов интеллектуальной деятельности.
2. Искусствен¬ный разум - моделирование биологических систем.
Успехи первого направления тесно связаны с раз¬витием вычислительной техники и программирования. При этом рассматривают продукт интеллектуальной деятельности человека. Изучают его структуру. Стремятся воспроизвести этот продукт средствами компьютерной техники.
Второе направление ИИ изучает нейрофизиологическую деятельность человека. Ученые стремятся воспроизвести структуры и процессы в нервной системе с помощью технических устройств таким образом, чтобы их поведение совпадало с поведением человека в определенных ситуациях. Это направление тесно связано с развитием наук о человеке.
Работы по искусственному разуму включают в себя:
1. Моделирование механизмов умственной деятельности, связанное с соз-данием нейроподобных сетей. Механизмы таких разработок привели к созданию нейрокомпьютеров.
2. Эври¬стическое программирование, при котором моделируется мыслительные операции, выполнение которых приводит к успешному реше¬нию задачи. Успехи теоретического и прикладного характера достигнуты за счет разработки общего решателя задач - GPS (General Problem Solver).
3. Эвристическое моделирование, представляющее из себя комплексный подход.
Существующая теория ИИ и созданные на ее основе интеллектуальные системы (ИС) и технологии были подготовлены трудами многих исследователей более чем за семьдесят лет.
В настоящее время активно используются методы искусственного интеллекта в теории и практике управления, появляются от¬дельные разработки на его базе в составе систем управления (СУ). Такие разработки называются интеллектными компонентами (ИК) систем управления.
В качестве наиболее используемого типа ИК для СУ становятся