- •Введение
- •Глава 1. Интеллектуальные информационные системы
- •Основные направления в искусственном интеллекте
- •Нейросетевые и нейрокомпьютерные технологии.
- •Мультиагентные (многоагентные) системы.
- •1.2. Данные и знания
- •Эволюция развития информационных систем
- •1.4. Основные разновидности иис и характеристики решаемых задач
- •1.5. Классификация иис
- •Глава 2. Структура и этапы проектирования экспертных систем
- •2.1. Структура статической и динамической эс
- •2.2. Характеристики, стадии существования и этапы проектирования статических эс
- •Глава 3. Модели представления знаний
- •3.1. Продукционная модель
- •3.2. Формально-логическая модель
- •3.3. Фреймовая модель
- •3.4. Семантические сети
- •Глава 4. Методы обработки знаний в интеллектуальных системах. Нечеткие знания
- •4.1. Интерпретатор правил и управление выводом
- •4.2. Нечеткие знания и нечеткая логика
- •Глава 5. Теоретические основы инженерии знаний
- •5.1. Процедура извлечения знаний
- •5.2. Основные аспекты извлечения знаний
- •5.3. Методы извлечения знаний
- •Глава 6. Нейронные сети
- •6.1. Искусственный нейрон и функции активации
- •6.2. Нейронные сети с прямой связью
- •6.3. Алгоритмы обучения нейронных сетей
- •Глава 7. Технология создания экономических советующих систем
- •7.1. Определение и виды информационных технологий
- •7.2. Технология «Ресурс – Обучение – Цель»
- •7.3. Определение коэффициента важности целей
- •Глава 8. Программный инструментарий разработки систем, основанных на знаниях
- •8.1. Цели и принципы технологии разработки программных средств
- •8.2. Технология и инструментарий разработки программных средств
- •Глава 9. Интеллектуальные интернет-технологии
- •9.1. Интеллектуальные агенты
- •9.2. Мультиагентные системы
- •Мультиагентные системы различного функционального назначения
- •Глава 10. Новые тенденции инженерии знаний,
- •10.1. Методы извлечения глубинных пластов экспертного знания
- •10.2. Хранилища данных
- •10.3. Управление знаниями
- •10.4. Технология создания систем управления знаниями
- •Глава 11. Интеллектуальные информационные системы в условиях неопределенности и риска
- •11.1. Понятие риска в сппр слабоструктурированных проблем
- •11.2. Реализация эс инвестиционного проектирования
- •* Эс определения целей инвестирования капитала.
- •Глава 12. Системы, ориентированные на естественно-языковые запросы. Машинное обучение
- •12.1. Естественно-языковые интерфейсы
- •12.2. Машинное обучение
- •Глава 13. Современные методы исследования,
- •13.1. Интеллектуальные методы проектирования сложных систем
- •13.2. Эвристические методы синтеза сложных систем
- •13.3. Интегрированные, гибридные и синергетические системы
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Николай Александрович Семенов Интеллектуальные информационные системы
- •170026, Г. Тверь, наб. Афанасия Никитина, 22
УДК 681.3.016
ББК 32.973-018.2
Семенов, Н.А. Интеллектуальные информационные системы: учебное пособие/Н.А. Семенов. 2-е изд. Тверь: ТГТУ, 2009. 124 с.
Учебное пособие содержит теоретические и практические аспекты теории интеллектуальных информационных систем. Материал пособия охватывает вопросы, связанные с построением экспертных систем, систем поддержки принятия решений и экономических советующих систем на основе результатов современных исследований.
Предназначено для студентов и магистрантов, изучающих дисциплину «Интеллектуальные информационные системы» в технических университетах.
Рецензенты: кафедра системного и экономико-математического анализа ТвГУ (зав. кафедрой, доктор технических наук, профессор В.Н. Михно); заведующий кафедрой ЭВМ ТГТУ, доктор технических наук, профессор В.А. Григорьев.
© Н.А. Семенов, 2009
ISBN 978-5-7995-0471-7 © Тверской государственный
технический университет, 2009
Введение
Интеллектуальные информационные системы (ИИС) – результат развития обычных информационных систем (ИС), которые сосредоточили в себе наиболее наукоемкие технологии с высоким уровнем автоматизации не только процессов подготовки информации для принятия решений, но и самих процессов выработки вариантов решений, опирающихся на полученные ИС данные [1].
В пособии на основе последних достижений в области разработки ИИС рассмотрены различные модели представления знаний, методы их извлечения, нейронные сети и мультиагентные системы, интеллектуальные методы проектирования сложных систем, определены основные разновидности ИИС в виде экспертных систем, систем поддержки принятия решений и экономических советующих систем. Кроме того, приведены сведения об инструментальных средствах разработки ИИС, некоторые из них доступны в Интернете.
Во втором издании дополнительно рассмотрены вопросы в области основных направлений развития искусственного интеллекта, приведены примеры мультиагентных систем различного функционального назначения, определены интегрированные, гибридные и синергетические ИИС, интеллектуальные методы проектирования сложных систем и методы эволюционного моделирования.
Учебное пособие предназначено для студентов специальности «Прикладная информатика (в экономике)», будет полезно для магистрантов и аспирантов, использующих методы искусственного интеллекта в научных исследованиях.
Глава 1. Интеллектуальные информационные системы
как одно из направлений теории искусственного интеллекта
Основные направления в искусственном интеллекте
Искусственный интеллект (ИИ) – это раздел информатики, посвященный моделированию интеллектуальной деятельности человека, который в середине ХХ века оформился в самостоятельную науку. Термин «искусственный интеллект» (artificial intelligence) был предложен в 1956 году. ИИ охватывает обширную область исследований и разработок интеллектуальных систем, предназначенных для работы в трудно формализуемых областях деятельности человека. Для задач, решаемых методами ИИ, характерно наличие большого числа степеней свободы с числом вариантов поиска решений, приближающимся к бесконечности.
Основные направления развития ИИ:
Разработка интеллектуальных информационных систем, основанных на знаниях. ИИС объединяют в себе возможности систем управления базами данных (СУБД), лежащих в основе информационных систем, и технологию ИИ, благодаря чему хранение в них информации сочетается с ее обработкой и подготовкой для использования при принятии решений. Разновидностями ИИС являются экспертные системы (ЭС), системы поддержки принятий решений (СППР) и экономические советующие системы (ЭСС).
Нейросетевые и нейрокомпьютерные технологии.
Искусственные нейронные сети и нейрокомпьютеры в значительной мере заимствуют принципы работы головного мозга человека. Знания в них изначально не закладываются, а приобретаются в процессе обучения.
Мультиагентные (многоагентные) системы.
Агент – это программная или программно-аппаратная сущность, способная действовать в интересах достижения целей, поставленных владельцем. Интеллектуальные агенты обладают свойствами автономности, социального поведения, реактивности, базовых знаний, убеждений и др. Многоагентные системы (МАС) состоят из множеств:
системных единиц, в котором выделяется подмножество активных единиц – агентов, манипулирующих подмножеством пассивных единиц – объектов;
задач (функций, ролей), которые поручаются агентам;
отношений между агентами;
организационных структур, формируемых агентами;
действий агентов.
Средой функционирования МАС является Интернет.
Распознавание образов. К нему относят широкий круг проблем в области распознавания изображений, символов, текстов и звуков.
Компьютерная лингвистика. В рамках данного направления решаются задачи машинного перевода и разработки естественно-языковых интерфейсов между человеком и компьютером на основе нейросетевых технологий.
Игры и творчество. Традиционно ИИ включает интеллектуальные задачи, решаемые при игре в шахматы и шашки. В широком смысле под игрой понимается некоторая конфликтная ситуация, участники которой своими действиями не только достигают своих целей, но и влияют на достижение целей другими участниками игры (экономические, политические и военные конфликты).
Эволюционное моделирование предполагает воспроизведение процесса естественной эволюции с помощью компьютерных программ, в частности, на основе генетических алгоритмов и методов группового учета аргументов.