ё

Интеллектуальные

ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

С.Л. Денисов

Учебное пособие

Федеральное государственное бюджетное образовательное

Учреждение высшего профессионального образования

«Ивановский государственный университет»

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

С. Л. Денисов

Учебное пособие

Иваново

Издательство «Ивановский государственный университет»

2012

Денисов, С. Л.

Интеллектуальные информационные системы: учебное пособие / С.Л.Денисов. – Иваново: Иван. гос. ун-т, 2012. – 157 с.

Рассматриваются разрабатываемые на основе инженерии знаний интеллектуальные информационные системы по следующим направлениям искусственного интеллекта:

- экспертные системы;

- системы общения на естественном языке;

- системы переработки визуальной информации;

- системы речевого общения;

- системы машинного перевода.

Издание рассчитано на студентов и аспирантов всех специальностей экономических факультетов вузов.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Ивановского государственного университета

Рецензенты:

зав. кафедрой «Информационные технологии» ИГХТУ,

д.т.н. Бобков С.П.

проректор по информатике ИГЭУ, к.т.н. Коровкин С.Д.

© Денисов С.Л., 2012

Предисловие

Искусственный интеллект (ИИ) — одно из самых молодых научных направлений. Прошло немногим более 40 лет с момента начала работ в этой области. Но сегодняшний мир и научно-технический прогресс немыслимы без тех результатов, которые дали человечеству и обещают дать в будущем исследования в области ИИ.

Причин для столь исключительного положения работ в области ИИ несколько. Наиболее важными из них являются следующие.

1. Развитие современных информационных технологий вступило в новую фазу — создания ЭВМ пятого и последующего поколений. Отличительной чертой новых ЭВМ является их максимальная приближенность к пользователю, освобождение пользователя от программирования решения задач. Функции программиста передаются ЭВМ, сложность общения с ней не должна превосходить сложности общения с современными бытовыми системами.

Для этого надо поднять «интеллектуальный» уровень ЭВМ и методов управления, сделав их способными выполнять творческий профессиональный труд. В памяти ЭВМ должны быть заложены большая сумма знаний о способах решения задач, специальные процедуры автоматического синтеза программ, а также средства общения с пользователем, максимально приближающие это общение к общению людей.

2. ХХIвек называют веком новых информационных технологий. Благодаря массовому внедрению ЭВМ и методов управления во все сферы человеческой жизни, развитию локальных, глобальных, национальных и межгосударственных сетей передачи и обработки данных, быстрому росту хранилищ информации, распределенных в разных местах земного шара и доступных для любой ЭВМ, включенной в соответствующую сеть, станет возможным переход к относительно безбумажной технологии обработки информации. А это повлечет за собой изменение стиля человеческого общения в самых разнообразных деловых и бытовых взаимоотношениях.

3. Технология производства в промышленности и сельском хозяйстве меняет свою структуру. До сих пор она ориентировалась на человека как основное звено в трудовом процессе. Роботизация производства заставляет по-новому оценить организацию данного процесса. В роботизированных производствах нет необходимости в создании «человеческих условий» для производителей, выполнении требований к агрегатам, климатическим условиям и другим, которые определяются эргономикой и физиологией человека.

4. В проектировании новых образцов изделий и научных исследованиях интеллектуальные системы должны сыграть в ближайшее время революционизирующую роль. Они являются тем инструментом, без которого станет невозможным проектирование сверхсложных для человека изделий и решение в прием­лемые сроки научных проблем, на которые не хватает сейчас жизни нескольких поколений.

Можно указать еще ряд причин (повышение эффективно­сти управления, обучения, создание роботов-исследователей, работающих в средах, не пригодных для человека, и т. п.), но и сказанного достаточно, чтобы понять глобальную значимость того направления, которое называется «искусственный интеллект». В настоящее время вряд ли возможно какое-либо единое определение, полностью описывающее эту научную область.

Среди многих точек зрения на нее сегодня доминируют три.

Согласно первой — исследования в области ИИ являются фундаментальными исследованиями, в рамках которых разрабатываются модели и методы решения задач, традиционно считавшихся интеллектуальными и неподдававшихся ранее формализации и алгоритмизации.

Согласно второй точке зрения — новое направление связано с новыми идеями решения задач на ЭВМ, разработкой принципиально иной технологии программирования, переходом к архитектуре ЭВМ, отвергающей классическую архитектуру, которая восходит еще к первым ЭВМ.

Наконец, сторонники третьей точки зрения полагают, что в результате работ в области ИИ рождается множество прикладных систем, решающих задачи, для которых ранее создаваемые системы были непригодны (не формализуемые).

Конечно, вышеприведенные точки зрения взаимосвязаны. В области ИИ развиваются фундаментальные исследования, новая технология программирования, новая архитектура технических средств, и все это используется для создания прикладных систем, предназначенных для работы в самых разнообразных областях.

ИИ определяется как электронно-вычислительная система, которая на основе своих внутренних ресурсов может приспосабливаться к внешней ситуации, определять взаимосвязь между различными факторами, характеризующими эту ситуацию, их место в окружающей систему среде и после обработки заданной информации получать набор возможных решений [5].

В настоящее время в экономической информатике твердо определилось научное направление — ИИ. Это одно из новых направлений, предусматривающих создание информационных систем, способных «рассуждать». Многие ведущие специалисты в данной области с самого начала полагали, что ИИ должен представлять собой инженерную дисциплину, задачей которой в общем виде является создание конструкций [1, c. 100]. Одна­ко основные усилия ученых в области ИИ были направлены на поиск универсальных методов его реализации. Здесь получены значительные результаты, которые составляют основу ИИ как научной дисциплины [6, 9]. Считают, что ИИ — раздел информатики, связанный с разработкой интеллектуальных программ для компьютеров.

Можно сказать, что сегодня работы по созданию систем ИИ выполняются преимущественно по следующим направлениям [1, с. 101]:

1) системы общения на естественном языке (ЕЯ), облегчающие доступ к ЭВМ специалистам, не имеющим квалификации программистов;

2) системы переработки визуальной информации, позволяющие поднять на новый уровень автоматизацию производственных процессов, обработку и интерпретацию визуальной информации;

3) системы речевого общения;

4) системы машинного перевода;

5) экспертные системы (ЭС), копирующие поведение экспертов при принятии решений в отдельных узкоспециализированных областях знаний.

Все вышеперечисленные направления рассмотрены автором в нескольких разделах данного учебного пособия.