Лабораторная работа № 8 Гибридные системы Теоретическая часть

Одной из наиболее важных тенденций развития информатики и разработки информационных технологий в последние десятилетия стало создание гибридных систем. В последние годы активно разрабатываются гибридные системы на базе мягких вычислений, гибридные системы интеллектуального имитационного моделирования, нейроэкспертные системы, Подобные системы включают разнородные информационные технологии, функционирующие совместно в интересах решения сложных задач (которые трудно или даже невозможно решить с помощью одной-единственной технологии) и достижения большей эффективности обработки информации. Таким образом, под гибридной интеллектуальной системой принято понимать систему, в которой для решения задачи используется более одного метода имитации интеллектуальной деятельности человека в том числе:

• аналитических моделей

• экспертных систем

• искусственных нейронных сетей

• нечетких систем

• генетических алгоритмов

• имитационных статистических моделей

Практическая часть

Цель, содержание и последовательность выполнения работы

Цель работы

Лабораторная работа имеют своей целью закрепление, углубление и расширение знаний студентов по методам и способам построения гибридных систем, развитие у студентов профессиональных умений и навыков по созданию гибридных систем различной структуры в среде Matlab, а также практическое овладение методами интерпретации результатов выполнения лабораторных работ.

Содержание работы по темам

Студентам предлагается следующие темы для практического освоения теоретического материала по генетическим алгоритмам в среде Matlab:

Тема 8. Построение гибридной системы ANFIS.

Тема 9. Построение гибридной системы.

Пример 27.(П27.) Построение гибридной системы

Тема 10. Базовые функции проектирования гибридных систем.

Тема 11.Интегральные функции реализации нечёткой нейронной сети.

Тема 12.Задачи разработки инструментария гибридных систем

Порядок выполнения работы

Содержание и порядок выполнения работы определен в учебном пособии « Ярушкина Н.Г.   Основы теории нечетких и гибридных систем: Учеб. пособие для вузов / Ярушкина Надежда Глебовна. - М.: Финансы и статистика, 2004.-320 с.»

Оформление работы

Лабораторная работа оформляется в соответствии с приложением данного учебного пособия.

Библиографический список

1. Смагин а.А., Мельниченко а.С., Липатова с.В. Интеллектуальные информационные системы. Учебное пособие- Ульяновск: УлГу,2009.- 120 с.

2. Нильсон Н. Принципы искусственного интеллекта.- М.: Радио и связь,1985 г.- 376 с.

3. Чистяков А.П., Гаврилова Т.А., Белов Д.Л. Разработка экспертных систем. Среда Clips.- СПб.: «БХВ-Петербург», 2003 г.- 456 с.

4. Справочник по искусственному интеллекту (в трех томах), М. «Радио и связь», 1990-1992г.

5. Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф.Базы знаний интеллектуальных систем.-СПб.:Питер,2000.- 376 с.

6. Ярушкина Н.Г.   Основы теории нечетких и гибридных систем: Учеб. пособие для вузов / Ярушкина Надежда Глебовна. - М.: Финансы и статистика, 2004.-320 с.

7. 6. Стюарт, Рассел, Питер, Норвиг. Искусственный интеллект: современный подход, 2-е изд. : Пер.с англ.- М.: Издательский дом «Вильямс» , 2007.-1408 с.

8. Джарратано, Джозеф, Райли, Гари.Экспертные системы:принципы разработки и программирование, -4 –е издание.: Пер. с англ..- М.: ООО « И.Д. Вильямс», 2007.- 1152 с.

ПРИЛОЖНЕНИЕ

ОФОРМЛЕНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

По результатам работы должен быть оформлен отчет на листах формата А4 с соблюдением ГОСТ 2.105, ГОСТ 7.32. На титульном листе указать заглавие и номер работы, ф.и.о. студента, группа, дата выполнения, руководитель лабораторного практикума.

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Ульяновский Государственный Университет

Факультет математики и информационных технологий

Кафедра информационных технологий

Отчёт

по лабораторной работе №1

Логико-алгебраические модели представления знаний

Выполнил: студент гр. МОАИС-31 Айзятов А.Т.

Проверил: Мельниченко А.С.

Ульяновск

2010

Задание:

ВАРИАНТ 4. ВИДЕОПЛЕЕР SAMSUNG КУПЛЕН В МАГАЗИНЕ.

МАГАЗИН ПОЛУЧАЕТ ПРОДУКЦИЮ ФИРМЫ SAMSUNG

ФИРМА SAMSUNG ПРОИЗВОДИТ ВИДЕОПЛЕЕРЫ.

МАГАЗИН ПРОДАЁТ ВИДЕОПЛЕЕРЫ SAMSUNG.

Выполнение:

Шаг1. Представить предложения на русском языке (варианты 1-5) в виде правильно построенных формул (ППФ).

ПОКУПКА (ВИДЕОПЛЕЕР, SAMSUNG , МАГАЗИН)

ПОЛУЧЕНИЕ (МАГАЗИН, ПРОДУКЦИЯ, ФИРМА SAMSUNG)

ПРОИЗВОДСТВО (ФИРМА SAMSUNG, ВИДЕОПЛЕЕРЫ)

ПРОДАЖА (МАГАЗИН, ВИДЕОПЛЕЕР, SAMSUNG)

Шаг 2. Собрать факты, относящиеся к отдельным понятиям в ППФ, в одну группу (блок).

ВИДЕОПЛЕЕР

ПОКУПКА (ВИДЕОПЛЕЕР, SAMSUNG, МАГАЗИН)

ПРОИЗВОДСТВО (ФИРМА SAMSUNG, ВИДЕОПЛЕЕР)

ПРОДАЖА (МАГАЗИН, ВИДЕОПЛЕЕР, SAMSUNG)

МАГАЗИН

ПОКУПКА (ВИДЕОПЛЕЕР, SAMSUNG, МАГАЗИН)

ПОЛУЧЕНИЕ (МАГАЗИН, ПРОДУКЦИЯ, ФИРМА SAMSUNG)

ПРОДАЖА (МАГАЗИН, ВИДЕОПЛЕЕР, SAMSUNG)

ПРОДУКЦИЯ

ПОЛУЧЕНИЕ (МАГАЗИН, ПРОДУКЦИЯ, SAMSUNG)

ПРОИЗВОДСТВО (ФИРМА SAMSUNG, ПРОДУКЦИЯ, ВИДЕОПЛЕЕР)

ФИРМА SAMSUNG

ПРОИЗВОДСТВО (ФИРМА SAMSUNG, ПРОДУКЦИЯ, ВИДЕОПЛЕЕР)

ПОЛУЧЕНИЕ (МАГАЗИН, ПРОДУКЦИЯ, ФИРМА SAMSUNG)

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Шаг 3. Применить схему эквивалентных преобразований для записи полученных трёхаргументных ППФ в ППФ только с бинарными пре­дикатами.

( х) [ЭЛЕМЕНТ (х, ПОКУПКИ) Λ ПОКУПКА (х, МАГАЗИН) Λ ОБЪЕКТ (х, ВИДЕОПЛЕЕР) Λ ОБЪЕКТ (х, SAMSUNG)]

( у) [ЭЛЕМЕНТ (у, ПРОИЗВОДСТВА) Λ ПРОИЗВОДСТВО (у, ФИРМА SAMSUNG) Λ ОБЪЕКТ (у, ВИДЕОПЛЕЕР) Λ ОБЪЕКТ (у, SAMSUNG)]

( z) [ЭЛЕМЕНТ (z, ПРОДАЖИ) Λ ПРОДАЖА (z, МАГАЗИН) Λ ОБЪЕКТ (z, ВИДЕОПЛЕЕР) Λ ОБЪЕКТ (у, SAMSUNG)]

( g) [ЭЛЕМЕНТ (g, ПОЛУЧЕНИЯ) Λ ПОЛУЧАЮЩИЙ (g, МАГАЗИН) Λ ОТДАЮЩИЙ (g, ФИРМА SAMSUNG) Λ ОБЪЕКТ (g, ПРОДУКЦИЯ) ]

Шаг 4. Ввести сколемовские выражения для переменных, от­носящихся к квантору существования, в полученную в п. 3 ППФ.

ЭЛЕМЕНТ (ПОК1, ПОКУПКИ) Λ ПОКУПКА (ПОК1, МАГАЗИН) Λ ОБЪЕКТ (ПОК1, ВИДЕОПЛЕЕР) Λ ОБЪЕКТ (ПОК1, SAMSUNG)

ЭЛЕМЕНТ (ПРО1, ПРОИЗВОДСТВА) Λ ПРОИЗВОДСТВО (ПРО1, ФИРМА SAMSUNG) Λ ОБЪЕКТ (ПРО1, ВИДЕОПЛЕЕР) Λ ОБЪЕКТ (ПРО1, SAMSUNG)

ЭЛЕМЕНТ (ПРОД1, ПРОДАЖИ) Λ ПРОДАЖА (ПРОД1, МАГАЗИН) Λ ОБЪЕКТ (ПРОД1, ВИДЕОПЛЕЕР) Λ ОБЪЕКТ (ПРОД1, SAMSUNG)

ЭЛЕМЕНТ (ПОЛ1, ПОЛУЧЕНИЯ) Λ ПОЛУЧАЮЩИЙ (ПОЛ1, МАГАЗИН) Λ ОТДАЮЩИЙ (ПОЛ1, ФИРМА SAMSUNG) Λ ОБЪЕКТ (ПОЛ1, ПРОДУКЦИЯ)

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Ульяновский Государственный Университет

Факультет математики и информационных технологий

Кафедра информационных технологий

Отчёт

по лабораторной работе №2

СЕМАНТИЧЕСКИЕ модели представления знаний

Выполнил: студент гр. МОАИС-31 Айзятов А.Т.

Проверил: Мельниченко А.С.

Ульяновск

2009

Задание:

Текст на русском языке:

ВАРИАНТ 4. ВИДЕОПЛЕЕР SAMSUNG КУПЛЕН В МАГАЗИНЕ.

МАГАЗИН ПОЛУЧАЕТ ПРОДУКЦИЮ ФИРМЫ SAMSUNG

ФИРМА SAMSUNG ПРОИЗВОДИТ ВИДЕОПЛЕЕРЫ.

МАГАЗИН ПРОДАЁТ ВИДЕОПЛЕЕРЫ SAMSUNG.

ППФ:

ЭЛЕМЕНТ (ПОК1, ПОКУПКИ) Λ ПОКУПКА (ПОК1, МАГАЗИН) Λ ОБЪЕКТ (ПОК1, ВИДЕОПЛЕЕР) Λ ОБЪЕКТ (ПОК1, SAMSUNG)

ЭЛЕМЕНТ (ПРО1, ПРОИЗВОДСТВА) Λ ПРОИЗВОДСТВО (ПРО1, ФИРМА SAMSUNG) Λ ОБЪЕКТ (ПРО1, ВИДЕОПЛЕЕР) Λ ОБЪЕКТ (ПРО1, SAMSUNG)

ЭЛЕМЕНТ (ПРОД1, ПРОДАЖИ) Λ ПРОДАЖА (ПРОД1, МАГАЗИН) Λ ОБЪЕКТ (ПРОД1, ВИДЕОПЛЕЕР) Λ ОБЪЕКТ (ПРОД1, SAMSUNG)

ЭЛЕМЕНТ (ПОЛ1, ПОЛУЧЕНИЯ) Λ ПОЛУЧАЮЩИЙ (ПОЛ1, МАГАЗИН) Λ ОТДАЮЩИЙ (ПОЛ1, ФИРМА SAMSUNG) Λ ОБЪЕКТ (ПОЛ1, ПРОДУКЦИЯ)

Выполнение:

Шаг 1. Построить семантическую сеть на основе ППФ для текстов на русском языке лаб. №1 в соответствии с вариантами 4.

Шаг 2. Выделить на семантической сети конъюнкцию.

Эл

Эл

Эл

Эл

Эл

Эл

Эл

Эл

Производящий

Объект

Продающий

Объект

Отдающий

Объект

Получающий

Эл

Покупающий

Объект

Объект

Объект

Эл

Эл

1 Фреймы, соответствующие описанию отдельных объектов, называются шаблонами, а фреймы верхнего уровня, используемые для представления этих шаблонов, называются фреймами классов.

51