Третья нормальная форма (3nf)

Отношение находится в 3NF тогда и только тогда, когда выполняются следующие условия:

Отношение находится во второй нормальной форме;

Каждый неключевой атрибут отношения находится в нетранзитивной (то есть прямой) зависимости от потенциального ключа.

Таким образом, отношение находится в 3NF тогда и только тогда, когда оно находится во 2NF и отсутствуют транзитивные зависимости неключевых атрибутов от ключевых. Транзитивной зависимостью неключевых атрибутов от ключевых называется следующая: {A} → {B} и {B} → {C}, где {A} — потенциальный ключ, {B} и {С} — различные множества неключевых атрибутов.

21. Искусственный интеллект (ии) – условное обозначение кибернетических систем, моделирующих некоторые стороны интеллектуальной деятельности человека, логическое и аналитическое мышление.

ИИ – способность робота или компьютера к имитации человеческих навыков, используемых для решения задач, изучения проблем.

ИИ – научное направление, связанное с разработкой алгоритмов и программ для автоматизации деятельности, требующей человеческого интеллекта

ИИ – одно из направлений информатики, цель которого – разработка программно-аппаратных средств, позволяющих пользователю непрограммисту ставить и решать интеллектуальные задачи, пользуясь в общении с ЭВМ ограниченным подмножеством естественного языка

Научные направления

ИИ разделяется на два научных направления: нейрокибернетику (или искусственный разум) и кибернетику черного ящика (или машинный интеллект)

Первое направление – нейрокибернетика базируется на аппаратном моделировании работы головного мозга человека. Основой мозга человека является большое количество взаимосвязанных нейронов.

Системы искусственного интеллекта, которые моделируют работу головного мозга называют нейронными сетями или нейросетями

Для второго направления ИИ – кибернетики «черного ящика» не имеет значения, какова конструкция «мыслящего» устройства. Главное, чтобы на заданные входные воздействия оно реагировало так же как человеческий мозг. Это направление ИИ ориентировано на поиски алгоритмов решения интеллектуальных задач на существующих моделях компьютеров.

Перспективы развития

Нейронные сети - перспективное направление исследований в области искусственного интеллекта, основанное на попытках воспроизвести нервную систему человека, что должно позволить воспроизвести способность нервной системы обучаться и исправлять ошибки.

Генетические алгоритмы - это одно из направлений исследований в области искусственного интеллекта, занимающееся созданием упрощенных моделей эволюции живых организмов для решения задач оптимизации и часто применяются совместно с нейронными сетями при решении сложных задач.

22. Интеллектуальные системы оперируют не только данными, но и знаниями.

Знания – это выявленные закономерности предметной области (принципы, связи, законы), позволяющие решать задачи в этой области.

Знания – это хорошо структурированные данные или данные о данных, т.е. метаданные.

Базы знаний — как совокупность фактов и правил логического вывода в выбранной предметной области деятельности.

Требования к базе знаний:

достоверность конкретных и обобщённых сведений, имеющихся в базе знаний;

релевантность информации, получаемой с помощью правил вывода базы знаний.

Особенности систем, оперирующих базами знаний.

Автоматическое доказательство (вывод). Способность системы выводить новые знания из старых, находить закономерности в БЗ.

Доказательство заключения. Способность системы после выдачи ответа «объяснить» ход её рассуждений, причем «по первому требованию».

Интроспекция. Нахождение противоречий, нестыковок в БЗ, контроль правильной организации БЗ.

Машинное обучение. Превращение БЗ в гибкую систему, адаптация к проблемной области. Аналогична человеческой способности «набирать опыт».

Классификация моделей:

• Продуктивные

• Семантические сети

• Фреймы

• Формальные логические модели

Продуктивная модель основана на правилах, позволяющих представить знания в виде предложений типа;

Если (условие), то (действие)

• Где условие - это некоторое предложение-образец, по которому осуществляется поиск в базе знаний,

• Действие – действия, выполняемые при успешном исходе поиска.

База знаний состоит из набора таких правил. На основе входных данных программа, называемая машиной вывода, перебирает правила и ищет совпадения с входными данными.

Семантическая сеть – это ориентированный граф, вершины которого - понятия, а дуги – отношения между ними.

• Понятиями обычно выступают абстрактные или конкретные объекты, а отношения – это связи типа: «это», «имеет частью», «принадлежит» и т.д.

• Поиск решения в базе знаний семантической сети сводится к задаче поиска фрагмента сети, соответствующего поставленному вопросу.

Под фреймом понимается абстрактный образ или ситуация.

• Модель фрейма является достаточно универсальной, поскольку позволяет отобразить все многообразие знаний о мире через:

• Фреймы-структуры для обозначения объектов и понятий (заем, залог, вексель);

• Фреймы-роли (менеджер, кассир, клиент);

• Фреймы-сценарии (банкротство, собрание акционеров);

• Фреймы-ситуации (тревога, авария).

Формальные логические модели основаны на классическом исчислении предикатов 1 порядка, когда предметная область описывается в виде набора аксиом.

23. Экспертные системы (ЭС) – это сложные программные комплексы, аккумулирующие знания специалистов в конкретных предметных областях и тиражирующие этот опыт для консультаций менее квалифицированных пользователей.

ЭС способна накапливать, систематизировать и сохранять знания и профессиональный опыт экспертов и на их основе принимать экспертные решения (давать советы, ставить диагнозы и т.д.).

Работа ЭС основана на алгоритмах ИИ.

• В информатике экспертные системы рассматриваются как модели поведения экспертов в определенной области знаний с использованием процедур логического вывода и принятия решений.

• Похожие действия выполняет такой программный инструмент как Мастер (Wizard). Мастера применяются как в системных программах так и в прикладных для упрощения интерактивного общения с пользователем (например, при установке ПО). Главное отличие мастеров от ЭС — отсутствие базы знаний — все действия жестко запрограммированы. Это просто набор форм для заполнения пользователем.

• Другие подобные программы — поисковые или справочные (энциклопедические) системы. По запросу пользователя они предоставляют наиболее подходящие (релевантные) разделы базы статей (представления об объектах областей знаний, их виртуальную модель).