9074

нелинейные), определенные на дискретных, непрерывных и смешанных

универсальных множествах.

2)Гибкость. ГА хорошо работает при минимуме информации об окружаю-

щей среде (при высокой степени априорной неограниченности).

3)При использовании классических пошаговых методик глобальный опти-

мум может быть найден только в том случае, когда проблема обладает свойством выпуклости. В то же время эволюционные операции генетиче-

ских алгоритмов позволяют эффективно отыскивать глобальный опти-

мум.

4)В ряде случаев ГА может находить только локальный минимум (макси-

мум). Несмотря на это, дает быстрое нахождение приемлемого решения.

5)Комбинируется с другими методами искусственного интеллекта, и его эффективность может повышаться.

6)Применяется для решения поисковых задач, которые имеют большое про-

странство в поисках решения с целью уменьшения этого пространства поиска. Наиболее распространенное применение – решение задач опти-

мизации.

7)Минимизация ошибок. Высокая скорость поиска решений. Возможность распараллеливания вычислений.

2.4Контрольные вопросы

Контрольные вопросы к разделу 1.

1.История развития исследований в области ИИ.

2.Определение системы искусственного интеллекта. Характерные признаки СИИ.

3.Область применения СИИ. Примеры.

4.Основные этапы разработки СИИ.

5.Общая схема интеллектуальной информационной системы, основные компоненты ИИС.

51

6.Структура и функции интеллектуальных информационных систем.

7.Интеллектуальный анализ данных Data mining.

8.Самообучающиеся интеллектуальные модели. Способы машинного обу-

чения: обучение с учителем и без учителя.

9.Основные направления развития интеллектуальных информационных си-

стем.

Контрольные вопросы к разделу 2.

1.Этапы, методы и инструментальные средства обработки данных в СИИ.

2.Концепции организации хранения данных в ИИС.

3.Определение ХД. Принципы ХД. Их отличия от реляционных баз дан-

ных.

4.Архитектуры хранилищ данных.

5.Каковы цели и задачи визуализации данных в ИИС?

6.Чем отличаются средства визуализации общего назначения от специали-

зированных?

7.Какие средства визуализации данных относят к визуализаторам общего назначения и почему?

8.OLAP-технологии. Признаки OLAP-систем по Кодду.

9.В чем заключается OLAP-анализ и каковы его цели?

10.Какова структура OLAP-куба? Что такое кросс-диаграмма, и для каких целей она используется?

11.Какие манипуляции с измерениями можно производить, чтобы сделать представление куба более информативным?

12.В чем заключаются операции транспонирования и детализации, каковы их цели?

Контрольные вопросы к разделу 3.

1. Информация, данные, знания. Свойства знаний. Классификация знаний.

52

2.Модели представления знаний. Классификация моделей представления знаний.

3.Методика извлечения знаний KDD.

4.Формальные логические модели.

5.Продукционные системы с логическим выводом, назначение, преимуще-

ства и недостатки.

6.Продукционная модель знаний. Механизмы логического вывода в про-

дукционной модели.

7.Представление знаний в виде семантической сети. Вывод на семантиче-

ских сетях.

8.Фреймовые модели знаний. Организация логического вывода во фреймо-

вой модели.

Контрольные вопросы к разделу 4.

1.Что представляет искусственная нейронная сеть?

2.Дайте определение искусственного нейрона.

3.Какая операция выполняется в теле нейрона над сигналами, поступа-

ющими по входным связям?

4.Перечислите и поясните применяемые виды активационных функций.

5.В чем заключается процесс обучения нейронной сети?

6.Что называют многослойным персептроном? Какое основное отличие искусственных нейронов, которые используются для построения нейронных сетей, получивших название персептронов?

7.К какому типу алгоритмов обучения относится алгоритм обратного распространения, и в чем отличительная черта этих алгоритмов.

8.Для каких целей используется визуализация выходной ошибки модели в процессе обучения?

9.Для каких моделей используются таблица сопряженности и диаграмма рассеяния и как с их помощью оценить точность модели?

53

Контрольные вопросы к разделу 5.

1.Машинная эволюция. Генетические алгоритмы. В чем состоит идея генетических алгоритмов?

2.Опишите в общих чертах работу генетического алгоритма. Приведите блок-схему генетического алгоритма.

3.Что такое функция приспособленности, нормализованная и средняя приспособленность?

4.Опишите процесс селекции. Метод рулетки.

5.Перечислите операторы репродукции и приведете примеры их приме-

нения.

6.Проиллюстрируйте работу генетического алгоритма на примере поис-

ка максимума квадратичной функции.

7.Проиллюстрируйте работу генетического алгоритма на примере обу-

чения нейронной сети.

54

3. Методические указания по подготовке к практическим занятиям

3.1Общие рекомендации по подготовке к практическим занятиям

Входе подготовки к практическим занятиям необходимо изучать основ-

ную литературу, познакомиться с дополнительной литературой. При этом необходимо учесть рекомендации преподавателя и требования учебной про-

граммы.

В соответствии с этими рекомендациями и подготовкой полезно дорабаты-

вать свои конспекты лекции, делая в нем соответствующие записи из литерату-

ры, рекомендованной преподавателем и предусмотренной учебной программой.

Целесообразно также подготовить тезисы для возможных выступлений по всем учебным вопросам, выносимым на практическое занятие.

При подготовке к занятиям можно также подготовить краткие конспекты по вопросам темы. Очень эффективным приемом является составление схем и презентаций.

Готовясь к докладу или реферативному сообщению, желательно обращать-

ся за методической помощью к преподавателю. Составить план-конспект свое-

го выступления. Продумать примеры с целью обеспечения тесной связи изуча-

емой теории с реальной жизнью. Своевременное и качественное выполнение самостоятельной работы базируется на соблюдении настоящих рекомендаций и изучении рекомендованной литературы.

3.2 Примеры задач для практических занятий

Задание для раздела 1. Базовые навыки работы в аналитической

платформе Deductor Studio Academic.

1.Загрузите аналитическую платформу Deductor, создайте новый проект и сохраните его под именем лаб_раб_1.ded (меню Файл).

2.Запустите мастер импорта, выберите файл сотовые операторы.txt, (рас-

положен в каталоге Примеры/Samples)

55

Deductor не имеет собственных средств для ввода данных, поэтому сце-

нарий всегда начинается с узла импорта из текстовых файлов или из собствен-

ного хранилища.

Рис. 6. Первый шаг мастера импорта

Рис. 7. Второй шаг мастера импорта (указан абсолютный путь к файлу)

Рис. 8. Второй шаг мастера импорта (указан относительный путь к файлу)

В сценарии загрузки можно использовать как абсолютные, так и относи-

тельные пути к текстовым файлам (см. рис. 7, 8). При выборе файла для импор-

та лучше использовать относительный путь, это означает, что файл с данными должен находиться в той же папке, что и файл проекта. Это позволит не пере-

настраивать узлы импорта при изменении местоположения папки на жестком диске и переносе сценариев с одного компьютера на другой.

56

3.На 3-м шаге ничего не изменяйте, но внимательно изучите имеющиеся параметры импорта.

Рис. 9. Параметры импорта В случае, если в загружаемых данных в качестве разделителя целой и

дробной частей установлен знак «.», а в качестве разделителя компоненты – не точка, то необходимо внести соответствующие изменения в параметры импорта, иначе текстовые файлы прочитаются некорректно.

4. Все другие шаги выполните без изменений.

Если в процессе извлечения данных возникли ошибки, то на экране мо-

жет появиться сообщение об ошибке (см. рис. 10). В системном журнале можно уточнить причину. Например, при разборе строки 11 возникла ошибка: в ко-

лонке «Тарифный план» значение «Корпоративный» не удалось преобразовать к вещественному числу и т.д.

57

Рис. 10. Сообщение об ошибке при импорте данных Для получения данных требуется устранить ошибки и затем повторить

процесс импорта данных.

Вернитесь назад и измените тип поля «Тарифный план» с вещественно-

го на строковый.

5.Если данные были успешно получены, то в поле «Название процесса» по-

явится надпись «Успешное завершение», и активизируется кнопка «Да-

лее», позволяя перейти на следующие шаги Мастера импорта, к странице

«Настройка способов отображения». Здесь можно указать визуализаторы,

которые будут использованы для отображения импортированных данных.

6.Настройте следующие визуализаторы к узлу импорта: Таблица, Стати-

стика.

7.Нажатие кнопки «Готово» завершает работу Мастера импорта. После это-

го в дерево сценариев будет добавлен новый узел импорта с меткой, за-

данной в этом окне. В дальнейшем изменить параметры импорта данных можно с помощью операции перенастройки узла. Для этого следует вы-

делить узел импорта и выбрать из всплывающего меню или панели ин-

струментов кнопку .

8.Выделите уже существующий узел импорта. Откройте Мастер обработки и выберите один из самых простых обработчиков «Настройка набора данных». Используя этот обработчик, измените заглавия столбцов табли-

цы: «Клиент.Пол» – на «Пол», «Клиент.Вуз» – «Вуз», «Клиент.Место жит.» – на «Место жительства».

58

9. Для изменения параметров любого узла можно использовать: Alt+enter,

или «контекстное меню – Настроить», или кнопку .

10.Сделайте столбец «Тарифный план» неиспользуемым. Сохраните конфи-

гурацию визуализатора под названием «К1 Таблица».

11.В визуализаторе Таблица установите фильтр Поле «Бесплатная услу-

га.Кто звонил»=не пустой. Сколько записей прошло через фильтр?

Рис. 11. При включенном режиме фильтрации кнопка будет красной Удалите фильтр.

12.Создайте 5 узлов фильтрации по следующим критериям: «Сотовый опе-

ратор»=«Билайн» и «Семья оператор»=«Билайн»; «Сотовый опера-

тор»=«НСС» и «Семья оператор» = «НСС»; и т.п.

13.. Вернитесь на узел импорта и вставьте еще один узел «Настройка набора данных», в котором сделайте все столбцы, кроме «сотовые операторы» и «Оценка критериев», неиспользуемыми.

14. Измените метку (название) текущего узла на «Оценка критериев выбора оператора». Операция выполняется: F2 или «контекстное меню – Пере-

именовать».

59

15.Экспортируйте полученный набор данных в текстовый файл «Оценка критериев выбора оператора» с настройками, предлагаемыми по умолча-

нию.

Замечание: после узла экспорта невозможно прибавить ни один узел.

16.Вернитесь к конфигурации «К1» и в визуализаторе Таблица установите различные фильтры.

17.Изучите визуализатор Статистика.

Вверхней части окна статистики отображается общее количество записей

внаборе данных. В окне статистики по каждому полю выборки отображается

следующая информация :

Гистограмма

Минимум

Максимум

Среднее

Стандартное отклонение

Сумма

Сумма квадратов отклонений

Количество уникальных значений

Количество пустых значений

Имеются ли пропуски в загруженной информации?

18. Выведите статистику в графической части интерфейса. Для этого:

нажмите на панели инструментов кнопку . Внизу графической области появляется панель. Щелкаем по ней ПКМ и оставляем поля, которые в данный момент нам нужные: «Гистограмма», «Минимум», «Максимум», «Среднее». ЛКМ 2 раза щелкаем по гистограмме – должна появиться па-

нель справа.

19.Дайте ответ на вопрос на основе статистики:

a.В выборке больше клиентов какой сотовой компании?

b.Какой средний балл имеет оценка критерия «Стоимость»?

60