Здавалка
Главная | Обратная связь

Жизненный цикл системы искусственного интеллекта и критерии перехода между этапами этого цикла

Система искусственного интеллекта. Жизненный цикл ИИС и критерии перехода между этапами этого цикла. Структура ИИС. Подходы к реализации интеллектуальных методов.

интеллектуальные информационные системы - технические и программные системы, ориентированные на решение большого и очень важного класса задач, называемых неформализованными.

Система становится интеллектуальной, если в ней: данные заменяются на знания; алгоритмы функционирования заменяются на методы искусственного интеллекта. Исторически сложились три основных направления в моделировании ИИ.

Логический подход

Основная статья: Логическое программирование

Логический подход к созданию систем искусственного интеллекта направлен на создание экспертных систем с логическими моделями баз знаний с использованием языка предикатов.

Учебной моделью систем искусственного интеллекта в 1980-х годах был принят язык и система логического программированияПролог. Базы знаний, записанные на языке Пролог, представляют наборы фактов и правил логического вывода, записанных на языке логических предикатов.

Логическая модель баз знаний позволяет записывать не только конкретные сведения и данные в форме фактов на языке Пролог, но и обобщённые сведения с помощью правил и процедур логического вывода, и в том числе логических правил определения понятий, выражающих определённые знания как конкретные и обобщённые сведения.

Второй подход, называемый структурным (иногда его называют «когнитивным»), основан

на выделении сущностей предметной области по семантике или характеру отношений между

ними. Структурный подход к построению модели предметной области предполагает выделение

следующих когнитивных элементов знаний:

1. Понятия.

2. Взаимосвязи понятий.

3. Метапонятия.

4. Семантические отношения.

Нейронные сети не программируются в привычном смысле этого слова, они обучаются. Возможность обучения — одно из главных преимуществ нейронных сетей перед традиционными алгоритмами. Технически обучение заключается в нахождении коэффициентов связей между нейронами. В процессе обучения нейронная сеть способна выявлять сложные зависимости между входными данными и выходными, а также выполнять обобщение. Это значит, что, в случае успешного обучения, сеть сможет вернуть верный результат на основании данных, которые отсутствовали в обучающей выборке.

При построении систем ИИ по данному подходу основное внимание уделяется построению начальной модели, и правилам, по которым она может изменяться (эволюционировать). Причем модель может быть составлена по самым различным методам, это может быть и НС и набор логических правил и любая другая модель. После этого мы включаем компьютер и он, на основании проверки моделей отбирает самые лучшие из них, на основании которых по самым различным правилам генерируются новые модели, из которых опять выбираются самые лучшие и т. д.. В принципе можно сказать, что эволюционных моделей как таковых не существует, существует только эволюционные алгоритмы обучения, но модели, полученные при эволюционном подходе имеют некоторые характерные особенности, что позволяет выделить их в отдельный класс.

имитационный. Данный подход является классическим для кибернетики с одним из ее базовых понятий - "черным ящиком" (ЧЯ). ЧЯ — устройство, информация о внутренней структуре и содержании которого отсутствует полностью, но известны входные и выходные данные. Объект, поведение которого имитируется, как раз и представляет собой такой "черный ящик". Нам не важно, что у него и у модели внутри и как он функционирует, главное, чтобы наша модель в аналогичных ситуациях вела себя точно так же.

Таким образом здесь моделируется другое свойство человека - способность копировать то, что делают другие, не вдаваясь в подробности, зачем это нужно. Зачастую эта способность экономит ему массу времени, особенно в начале его жизни.

 

Жизненный цикл системы искусственного интеллекта и критерии перехода между этапами этого цикла

Жизненный цикл систем искусственного интеллекта сходен с жизненным циклом другого программного обеспечения и включает этапы и критерии перехода между ними, представленные в таблице 2.

Таблица 2 – ЭТАПЫ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА СИСТЕМ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА И КРИТЕРИИ ПЕРЕХОДА МЕЖДУ НИМИ

Наименование этапа Критерии перехода к следующему этапу
Разработка идеи и концепции системы Появление (в результате проведения маркетинговых и рекламных мероприятий) заказчика или спонсора, заинтересовавшегося системой
Разработка теоретических основ системы Обоснование выбора математической модели по критериям или обоснование необходимости разработки новой модели
Разработка математической модели системы Детальная разработка математической модели
Разработка методики численных расчетов в системе:  
4.1 – разработка структур данных детальная разработка структур входных, промежуточных и выходных данных
4.2 – разработка алгоритмов обработки данных разработка обобщенных и детальных алгоритмов, реализующих на разработанных структурах данных математическую модель
Разработка структуры системы и экранных форм интерфейса Разработка иерархической системы управления системой, структуры меню, экранных форм и средств управления на экранных формах
Разработка программной реализации системы Разработка исходного текста программы системы, его компиляция и линковка. Исправление синтаксических ошибок в исходных текстах
Отладка системы Поиск и исправление логических ошибок в исходных текстах на контрольных примерах. На контрольных примерах новые ошибки не обнаруживаются.
Экспериментальная эксплуатация Поиск и исправление логических ошибок в исходных текстах на реальных данных без применения результатов работы системы на практике. На реальных данных новые ошибки практически не обнаруживаются, но считаются в принципе возможными.
Опытная эксплуатация Поиск и исправление логических ошибок в исходных текстах на реальных данных с применением результатов работы системы на практике. На реальных данных новые ошибки не обнаруживаются и считаются недопустимыми.
Промышленная эксплуатация Основной по длительности период, который продолжается до тех пор, пока система функционально устраивает Заказчика. У Заказчика появляется необходимость внесения количественных (косметических) изменений в систему на уровне п.5 (т.е. без изменения математической модели, структур данных и алгоритмов)
Заказные модификации системы У Заказчика формируется потребность внесения качественных (принципиальных) изменений в систему на уровне п.3 и п.4, т.е. с изменениями в математической модели, структурах данных и алгоритмах
Разработка новых версий системы Выясняется техническая невозможность или финансовая нецелесообразность разработки новых версий системы
Снятие системы с эксплуатации  

 

Структура

База знаний представляет собой совокупность сред, хранящих знания различных типов. Рассмотрим кратко их назначение.

База фактов (данных) хранит конкретные данные, а база правил — элементарные выражения, называемые в теории искусственного интеллекта продукциями.

База процедур содержит прикладные программы, с помощью которых выполняются все необходимые преобразования и вычисления.

База закономерностей включает различные сведения, относящиеся к особенностям той среды, в которой действует система.

База метазнаний (база знаний о себе) содержит описание самой системы и способов ее функционирования: сведения о том, как внутри системы представляются единицы информации различного типа, как взаимодействуют различные компоненты системы, как было получено решение задачи.

База целей содержит целевые структуры, называемые сценариями, позволяющие организовать процессы движения от исходных фактов, правил, процедур к достижению той цели, которая поступила в систему от пользователя либо была сформулирована самой системой в процессе ее деятельности в проблемной среде.

 





©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.