Технологии
|
Скачать 0.96 Mb.
|
   Г.С.ПОСПЕЛОВ ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ– ОСНОВА НОВОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ  МОСКВА «НАУКА» 1988  ББК 32.813 П 62 УДК 62-50 Редакционная коллегия: академик Г. К. Скрябин (председатель), академик А. С. Боровик-Романов (зам. председателя), академик И. В. Петрянов-Соколов (зам. председателя), кандидат филол. наук Е. С. Лихтенштейн (учёный секретарь), академик Г. А. Авсюк, академик В. А. Виноградов, академик Н. Н. Моисеев, академик А. М. Самсонов, академик И. Е. Соколов Рецензенты: доктор технических наук И. А. Большаков, доктор технических наук Э. В. Попов Искусственный интеллект — основа новой П 62 информационной технологии / Поспелов Г. С.— М.: Наука, 1988.—280 с., ил.— (Сер. «Академические чтения»). ISBN 5-02-006626-5 Рассматривается искусственный интеллект — одно из научных направлений информатики. Предметом его исследований является создание вычислительных систем, обладающих следующими свойствами: имитация творческих процессов; логический вывод; восприятие естественноязыковых запросов и команд; аккумуляция знаний в ЭВМ. Показывается, что неизбежная в эпоху научно-технической революции компьютеризация народного хозяйства означает в то же время становление новой информационной технологии. Для интересующихся проблемами искусственного интеллекта; информатикой.  ББК 32.813ISBN 5-02-006626-5 © Издательство «Наука», 1988 Оцифровано в ВЦ РАН с разрешения проф. И.Г. Поспелова как правопреемника автора в порядке подготовки к юбилейной конференции «Экомод-2014» к 100-летию со дня рождения академика Гермогена Сергеевича Поспелова в 2014 г. В данном выпуске приведена оцифровка Введения, Первой главы (обзорной), Заключения и Списка литературы. ВВЕДЕНИЕ Работы по искусственному интеллекту развернулись с начала промышленного использования вычислительной техники и сразу пошли по двум направлениям. Первое — попытки смоделировать деятельность мозга, его психофизиологические свойства в надежде воспроизвести на ЭВМ или с помощью специальных технических устройств искусственный интеллект или искусственный разум. Это направление можно назвать бионическим. Второе — основное направление исследований по искусственному интеллекту можно назвать прагматическим. Оно почти оставляет за пределами своих исследований психофизиологическую деятельность человеческого мозга. Здесь ЭВМ рассматривается как инструмент, подобный, например, музыкальному, который может быть плохо или хорошо настроен и для которого могут быть написаны хорошие или плохие произведения на заданную тему и, наконец, на котором можно хорошо или плохо их исполнить. В этом направлении за последнее десятилетие достигнуты важнейшие результаты фундаментального и прикладного характера. Термин «искусственный интеллект» в исследованиях второго направления понимается исключительно в метафорическом смысле, а исследователи заняты разработкой программ, позволяющих средствами ЭВМ воспроизвести процессы, которые у человека являются результатом его мыслительной деятельности. К сожалению, очень часто на вычислительную технику распространяются идеи антропоморфизма. Мы постоянно сталкиваемся с выражениями «машина приняла решение», «машина сформировала план», «машина распознаёт ситуации или образы», «машины управляют сложными организационными техническими процессами в условиях острого дефицита времени и в стрессовых для человека условиях», «машина играет в шахматы, сочиняет музыкальные произведения» и т. д. Встречаются уже совершенно нелепые представления об «умных», «думающих» машинах в буквальном смысле этих слов. Что же происходит в действительности? Возьмём для примера шахматы. Чем руководствуется шахматист, оценивая ситуацию и делая тот или иной ход,— прецедентами, прошлым опытом, уменьем, интуицией, догадкой, вариантным просмотром будущих ходов противника и своих — нам пока неизвестно. Одним словом, мы мало знаем о мыслительных процессах шахматиста. Но мы точно представляем, что происходит в ЭВМ, когда она «играет» в шахматы, каковы процессы поиска решений, не имеющие никакого отношения к мышлению. Ибо человек составил для неё программу-инструкцию, как выбирать тот или иной ход. Так что в действительности в шахматы играет не машина и не программа, а человек, который сумел формализовать шахматную игру и разработать для неё программу. Именно он использовал возможности ЭВМ накапливать знания в виде машинных программ и запускать их в нужный момент времени. С этой точки зрения шахматный турнир программ, по сути, есть соревнование между математиками-программистами, создавшими шахматные программы. Таким образом, какие бы проблемы построения и использования ЭВМ мы ни рассматривали, за всем стоит человек. Предлагаемая читателю книга названа «Искусственный интеллект — основа новой информационной технологии». Рассмотрим сначала, что такое старая, точнее, существующая информационная технология? Прежде всего, это технология бумажная, потребляющая поистине колоссальное количество бумаги. Традиционное использование ЭВМ в смысле потребления бумаги дела не меняет. Напротив, требуется ещё дополнительная бумага на листинги (распечатки), притом высокого качества. При обычной (старой) информационной технологии использование ЭВМ непрограммирующими специалистами (конечными пользователями) происходит через ряд посредников: математиков, программистов, постановщиков задач и т. п. Знания в разных областях фиксируются в текстовой форме на бумажных носителях. Как сейчас используются знания? По литературным источникам изучается проблема. Она осмысливается, затем формируются математические модели, разрабатываются алгоритмы, программы и далее задача решается на ЭВМ. В сложившейся информационной технологии использования ЭВМ доминируют модели, имеющие синтаксический характер. Например, математические модели в виде систем дифференциальных уравнений могут описывать процессы в объектах самой различной природы. Тот же универсализм имеет место при использовании оптимизационных моделей линейного или нелинейного программирования и т. п. Если предъявить математические модели (без комментариев), то будет невозможно сказать, какой конкретно объект и какие конкретно процессы описываются. Возможно только самое общее заключение о том, с какими классами объектов эти модели сопоставимы. Семантика известна только специалистам, формализовавшим процессы в том или ином объекте. Важно подчеркнуть, что комментарии, раскрывающие конкретные знания об объекте, а следовательно, смысл (семантику) формально-математических моделей, находятся вне ЭВМ. Становление новой информационной технологии обусловлено тем, что в теории искусственного интеллекта (и ранее в теории ситуационного управления, предложенной профессором Д. А. Поспеловым) были разработаны логико-лингвистические модели. Они позволяют формализовать конкретные содержательные знания об объектах управления и протекающих в них процессах, т. е. ввести в ЭВМ логико-лингвистические модели наряду с математическими. Логико-лингвистические модели — семантические сети, фреймы, продукционные системы — иногда объединяются понятием «программно-аппаратные средства в системах искусственного интеллекта». Именно логико-лингвистическим моделям обязаны своим появлением базы знаний. Таким образом, новую информационную технологию отличают от существующей следующие принципиальные особенности: с помощью специальных формализмов (логико-лингвистических моделей) декларативные и процедурные знания представляются в электронной форме, и решение задач с помощью ЭВМ протекает более эффективно; логико-лингвистическое моделирование резко расширило применение ЭВМ за счёт трудно или совсем неформализуемых ранее областей знаний и сфер деятельности (медицина, биология, геология, управление гибким роботизированным производством, диспетчерское управление и т. п.); тем самым специалистам обеспечивается прямой (без посредников) доступ к ЭВМ в диалоговом режиме для решения своих задач за счёт программно-аппаратных средств искусственного интеллекта и образования тем самым интеллектуального интерфейса ЭВМ; при этом взаимодействие с ЭВМ происходит на профессиональном языке пользователя (языке деловой прозы). Оснащённые упомянутыми средствами искусственного интеллекта и объединённые в сети ЭВМ обеспечивают не тяжеловесную бумажную, а новую технологию информационно-организационного процесса внутри коллектива, решающего крупномасштабные задачи и проблемы. В результате мы переходим к так называемой безбумажной информатике, о чём писал в своей последней книге академик В. М. Глушков [1]. В настоящее время системы искусственного интеллекта, функционирующие на принципах новой информационной технологии, подразделяются на следующие: интеллектуальные информационно-поисковые системы (вопросно-ответные системы), обеспечивающие в процессе диалога взаимодействие конечных пользователей-непрограммистов с базами данных и знаний на профессиональных языках пользователей, близких к естественному; расчётно-логические системы, позволяющие конечным пользователям, не являющимся программистами и специалистами в области прикладной математики, решать в диалоговом режиме свои задачи на ЭВМ с использованием сложных математических методов и соответствующих прикладных программ; экспертные системы, дающие возможность осуществить эффективную компьютеризацию областей, в которых знания могут быть представлены в экспертной описательной форме, но использование математических моделей, характерных для точных наук, затруднительно, а иногда и невозможно. Именно благодаря экспертным системам искусственный интеллект приобрёл стратегическое значение в развитии науки, проектирования, управления производством и т. п. Особо важное значение приобретают так называемые гибридные экспертные системы — объединение традиционных экспертных систем с расчётно-логическими. Иными словами, в гибридных экспертных системах логико-лингвистические модели используются совместно с математическими. Укажем ещё на одну важнейшую особенность систем новой информационной технологии – адаптацию и гибкость их программных систем по отношению к задачам, относящимся к той или иной предметной области. Во всех этих случаях нельзя сказать априори, посредством какой модели, алгоритма и системы программ решается задача или распознаётся ситуация. Например, при использовании экспертной системы для установления медицинского диагноза невозможно заранее сказать, по какому алгоритму будут использованы продукции экспертной системы. То же самое типично и для интеллектуальных пакетов прикладных программ. Все упомянутые системы искусственного интеллекта ориентированы на знания, поэтому дальнейший прогресс систем искусственного интеллекта и новой информационной технологии предопределяет развитие трёх основных теоретических проблем: представления знаний — центральная проблема искусственного интеллекта; компьютерной лингвистики, решение которой обеспечивает процесс естественноязыкового общения с ЭВМ и прогресс автоматического перевода с иностранных языков; компьютерной логики, имеющей особо важное значение для развития экспертных систем, поскольку её цель — моделирование человеческих рассуждений и преобразование программирования из искусства в науку. Книга состоит из пяти глав. Первая в достаточно общем виде охватывает как теоретические, так и прикладные проблемы искусственного интеллекта и новой информационной технологии. Системы искусственного интеллекта требуют новых архитектурных решений при создании ЭВМ и аппаратной реализации ряда программных систем. Архитектура ЭВМ, предназначенных для новой информационной технологии, ориентирована не только и не столько на вычислительные операции, сколько на символьные преобразования. Для повышения эффективности работы экспертных систем необходимо распараллеливание процессов получения решений. Эти проблемы освещены в первой главе. Читатель, интересующийся общим представлением о проблемах искусственного интеллекта, может ограничиться чтением гл. 1, остальные четыре главы посвящены более подробному изложению ряда проблем. Во второй главе рассматриваются интеллектуальные информационно-поисковые системы, причём основное внимание обращено не столько на проблему лингвистических процессоров, сколько на решение проблем интерфейса, когда конечному пользователю предоставляются средства, позволяющие построить нужные ему информационные и функциональные расчётные системы. В следующих двух главах анализируются проблемы расчётно-логических систем. В третьей главе, названной «Интеллектуальные пакеты прикладных программ», показывается, как по вербальному описанию системы из некоторой предметной области автоматически построить её математическую модель и автоматически синтезировать расчётные программы из набора программных модулей. В этом как раз и проявляется гибкость и адаптация в решении задач систем искусственного интеллекта. В главе описывается система МАВР, предназначенная для проектирования блочно-модульных технических систем. В четвёртой главе, посвящённой расчётно-логическим системам принятия решений при планировании, даётся описание системы коллективного решения задач в многоуровневых организационных системах с электронным взаимодействием между подсистемами. Рассматривается система отраслевого планирования ГРАНИТ. По убеждению автора, только по пути построения подобных систем можно вывести АСУ, ОАСУ и другие системы из того тупика, куда завёл их пресловутый позадачный подход. Последняя — пятая — глава посвящена экспертным системам. Основное внимание обращено на динамические процессы в экспертных системах. Показано, как расчётно-логическая система МАВР, описанная в третьей главе, может быть преобразована в гибридную экспертную систему. Материалом для написания книги послужили результаты работы как отдела теории и проектирования прикладных интеллектуальных систем Вычислительного центра Академии наук СССР, так и неформального коллектива, сложившегося вокруг Научного совета Академии наук СССР по проблеме «Искусственный интеллект», наиболее активными из которых являются группы специалистов под руководством А. С. Клещёва, В. С. Лозовского, Л. И. Микулича, А. С. Нариньяни, Г. С. Осипова, Э. В. Попова, Э. X. Тыугу, В. К. Фина и др. Эта книга написана при активной помощи Д. А. Поспелова, В. М. Солодова, А. И. Эрлиха, В. Л. Вена, В. В. Шафранского, В. Ф. Хорошёвского и других сотрудников отдела, ссылки на работы которых читатель найдёт в книге. Всем сотрудникам отдела и товарищам по работе автор выражает глубокую признательность. Автор благодарит В. Н. Дембовскую за окончательную отработку рукописи и выражает признательность рецензентам профессору И. А. Большакову и профессору Э. В. Попову, замечания которых позволили существенно улучшить содержание книги. Глава первая ИНФОРМАТИКА И ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ Искусственный интеллект — это комплексная научно-техническая проблема, для решения которой исследования ведутся по четырём основным направлениям. В наши дни благодаря научно-техническому прогрессу последовательно происходит переход от существующей технологии использования ЭВМ к новой информационной технологии и соответственно от индустрии обработки данных к индустрии интеллектуальных систем. Рассмотрению каждого из научных направлений и общих для искусственного интеллекта проблем, таких, как проблема представления знаний и проблема создания ЭВМ новой архитектуры, посвящена данная глава. |
Похожие:
 |
1 Раскройте понятия: технологии, информационные технологии, информационный... Технологии Технология (гр technе — мастерство, logos — учение, учение о мастерстве) — сов окупность знаний о способах и средствах... |
|
Наборы утилит служебных программ операционных систем. Средства и... Контрольные задания по разделам дисциплины : Системные технологии, Офисные технологии Сетевые технологии |
|
Экзаменационные вопросы по дисциплине «Инструментальные средства и технологии программирования» Понятие технологии программирования. Основные задачи технологии программирования |
 |
Образование, становление и основные этапы развития кафедры "Технологии... Секция «Технологии конструкционных материалов» (ткм) в филиале работала с 1959 г. В 1986 г., отделившись от кафедры «Технологии сварки»,... |
|
Рабочая программа по технологии для 7а, 7б класса Составитель: Гайфуллин... Рабочая программа по изучению технологии в 7 классах составлена на основе следующих документов |
|
Тематическое планирование по технологии 4 класс Материалы, необходимые для урока технологии. Изучение свойств материалов. Инструменты для урока технологии. Правила безопасной работы... |
|
Педагогические технологии как основа компетентностно ориентированного подхода В связи с этим, в образовательном процессе применяются инновационные технологии, которые еще и вызваны интеграционными и информационными... |
|
Доклад на eva-2004 Ника-музей, созданной средствами ника – Технологии. На той же технологии построены Евфрат – Документооборот и Архив, Статистика учебных... |
|
Рабочая программа по технологии на 2014 2015 учебный год Рабочая программа составлена в соответствии с Примерной основной образовательной программы образовательного учреждения по технологии... |
|
Отделка помещений по технологии knauf по дисциплине "Современные строительные технологии" Ефремов Михаил Александрович – Отделка помещений по технологии Knauf. – 37страниц, 20 иллюстраций |
|
Отчет о выполнении проекта реализации технологической платформы «свч технологии» в 201 Учредительное собрание участников тп «свч технологии» состоялось 30 августа 2011 года. В учредительном собрании приняли участие представители... |
|
Отчет о самообследовании муниципального казенного общеобразовательного учреждения Инновационные образовательные программы и технологии, в частности, информационные технологии |
|
Рабочая программа по технологии Класс 4-б Учебно-методического комплекса «Планета Знаний» по технологии, автор О. В. Узорова, Е. А. Нефедова |
|
Рабочая программа по технологии для 6 -10 классов Учитель: Шалкина Е. А Изучение технологии на ступени основного общего образования направлено на достижение следующих целей |
|
Программа по технологии составлена на основе федерального компонента... ... |
|
Программа по технологии составлена на основе федерального компонента... ... |