Тема №9. Интеллектуальные и экспертные системы.
Понятие систем искусственного интеллекта.
Определение знаний и базы знаний.
Понятие систем искусственного интеллекта.
ИИ – это научно-исследовательское направление, создающее модели и соответствующие программные средства, позволяющие с помощью ЭВМ решать задачи творческого, не вычислительного характера, которые в процессе решения требуют обращения к семантике (проблеме смысла). Исследования в области ИИ проводятся в течение 30 лет. Началом работ в области ИИ считают создание ЭВМ, которая должна быть имитировать процесс человеческого мышления.
В конце 60-х изменилась методология решения задач ИИ, т.е. вместо моделирования способов мышления человека началась разработка программ способных решать человеческие задачи. Исследовательским полигоном этого периода явились головоломки и игры. Это объясняется замкнутость пространства поиска решений и возможностью моделирования очень сложной стратегии поиска решений. В то же время делаются попытки перенести ИИ из искусственной среды в реальную. Возникает проблема моделирования внешнего мира. Это привело к появлению интегральных роботов, которые изначально должны были выполнять определенные операции в технологических процессах, работать в опасных для человека средах. С появлением роботов большое внимание уделяется реализации функции формирования действий, восприятие ими информации о внешней среде. Появление роботов считают вторым этапом исследований в ИИ.
В начале 70-х акценты в ИИ сместились на создание человеко-машинных систем, позволяющих комплексно на основе эвристических методов вырабатывать решения в рамках конкретных предметных областей на основе символьного подхода.
Экспертные системы позволяют выявлять, накапливать и корректировать знания из различных областей на основе этих знаний формировать решения, которые считаются если не оптимальными, то достаточно эффективными в определенных ситуациях. ЭС используют знания группы экспертов в рамках определенной предметной области. В качестве экспертов используются конкретные специалисты, которые могут быть не достаточно знакомы с ЭВМ.
В настоящее время в общем объеме доля ЭС составляет до 90%. Если проранжировать области применения по количеству созданных образцов:
Медицинская диагностика, обучение, консультирование.
Проектирование ЭС.
Оказание помощи пользователям по решению задач разных областях.
Автоматическое программирование. Проверка и анализ качества ПО.
Проектирование сверхбольших интегральных схем.
Техническая диагностика и выработка рекомендаций по ремонту оборудования.
Планирование в различных предметных областях и анализ данных, в том числе и на основе статистических методов.
С появлением ЭС появилась новая научная дисциплина – инженерия знаний, которая занимается исследованиями в области представления и формализации знаний, их обработки и использования в ЭС.
Определение знаний и базы знаний.
Основным элементом базы знаний являются знания о предметной области, в которой должна функционировать экспертная система. Знание – это совокупность сведений, образующих целостное описание соответствующее определенному уровню осведомленности об описываемой проблеме. Основное отличие знаний от данных в том, что данные описывают лишь конкретное состояние объектов или группы объектов в текущий момент времени, а знания кроме данных содержат сведения о том, как оперировать этими данными.
В базе знаний экспертной системы знания должны быть обязательно структурированы и описаны терминами одной из модели знаний. Выбор модели знаний – это наиболее сложный вопрос в проектировании экспертной системы, так как формальное описание знаний оказывает существенной влияние на конечные характеристики и свойства экспертной системы.
В рамках одной база знаний все знания должны быть однородно описаны и простыми для понимания. Однородность описания диктуется тем, что в рамка экспертной системы должна быть разработана единая процедура логического вывода, которая манипулирует знаниями на основе стандартных типовых подходов. Простота понимания определяется необходимостью постоянных контактов с экспертами предметной области, которые не обладают достаточными знаниями в компьютерной технике.
Знания подразделяются с точки зрения семантики на факты и эвристики. Факты, как правило, указывают на устоявшиеся в рамках предметной области обстоятельства, а эвристики основываются на интуиции и опыте экспертов предметной области.
По степени обобщенности описания знания подразделяются на :
Поверхностные – описывают совокупности причинно-следственных отношений между понятиями предметной области.
Глубинные - относят абстракции, аналогии, образцы, которые отображают глубину понимания всех процессов, происходящих в предметной области.
По степени отражения явлений знания подразделяют на:
жесткие – позволяют получить однозначные четкие рекомендации при задании начальных условий.
мягкие – допускают множественные расплывчатые решения и многовариантные рекомендации.
Вопросы для самоконтроля:
Что такое искусственный интеллект?
Дать определение экспертным системам.
Что такое знание и база знаний?
Перечислить классификацию знаний.
Рекомендуемая литература:
Рыжиков Ю.И. Информатика, лекции и практикум. Санкт – Петербург, 200 год, 256 стр.
Указания по выполнению лабораторных работ.
Задание к лабораторной работе состоит из двух частей – практической и теоретической. Практическая часть лабораторной работе выполняется в компьютерных классах КСТУ, согласно расписанию занятий.
Перед началом выполнения практической части задания студент обязан ознакомиться с теоретическим материалом по теме занятия и законспектировать его в тетради для лабораторных работ.
После того, как студент продемонстрировал конспект преподавателю, он может приступать к выполнению практического задания, при этом
запрещается:
1. Самовольно, без разрешения преподавателя покидать свое рабочее место.
2. Рвать, мять и делать пометки в сборниках лабораторных работ.
3. Пользоваться дискетами, непроверенными на наличие вирусов.
4. Удалять файлы, созданные другими пользователями.
5. Настраивать оформление рабочего стола и других элементов пользовательского интерфейса, если этого не требует выполнение работы.
При выполнении лабораторных работ студент обязан:
1. Выполнять правила техники безопасности.
2. Выполнять указания преподавателя.
3. Выполнять инструкции, содержащиеся в описании работы и теоретическом материале.
Для получения зачета по лабораторной работе студенту необходимо:
1. Иметь конспект по теме работы
2. Проделать практическую работу в соответствии с инструкциями, содержащимися в описании работы.
3. Пройти собеседование по контрольным вопросам данной работы.
Собеседование по контрольным вопросам проводится в течение лабораторных и практических занятий, на лекционных занятиях собеседование не проводится!
Оценка выполнения лабораторных работ.
Оценка за лабораторную работу складывается из двух составляющих:
1. Оценка за практическую часть
2. Оценка за собеседование по контрольным вопросам лабораторной работы
Лабораторная работа считается выполненной только после того, как студент ответит на контрольные вопросы.
Операционная система Windows 98
Лабораторная работа № 1
Загрузите операционную систему Windows.
Через меню Пуск откройте окна программ Проводник, Word, Excel.
Расположите окна в виде Каскада.
Расположите окна в виде Сверху вниз.
Расположите окна в виде Слева направо.
Сверните все окна.
Откройте Справку по Windows и через поиск или содержание изучите справку по созданию папок и ярлыков на рабочем столе.
Закройте окно справки.
Создайте папку Практика на рабочем столе.
Создайте ярлык программы Far Manager (C:\PROGRAM FILES\FAR\FAR.EXE), используя значок Far (файл far.ico).
Создайте ярлык программы Lexicon (G:\LEX\LEX.BAT), подобрав подходящий из стандартных значков.
Сверните, разверните, измените размеры окна папки Практика до максимума и минимума
Переместите окно папки Практика сначала в верхний левый, затем в правый нижний угол.
Скопируйте ярлык Мои документы с рабочего стола в папку Практика.
Загрузите Far Manager (через созданный ярлык).
Переключитесь в Windows на меню Пуск.
Загрузите Lexicon (через созданный ярлык).
Переключитесь в Far Manager, поочередно выводя загруженные задачи (Alt+Tab).
Закройте (выйдите из) Far Manager.
Нажмите комбинацию клавиш Ctrl+Alt+Del и завершите задачу Lexicon без сохранения данных (завершение выполнения "зависших" задач).
Удалите все ярлыки в папке Практика.
Удалите папку Практика.
Закройте все окна.
Откройте папку Мой компьютер.
Откройте папку Панель управления.
Откройте свойства Клавиатуры. Изучите все параметры настройки клавиатуры. Измените переключение раскладок. Нажмите кнопку Отмена (закройте окно без сохранения изменений).
Откройте свойства Мыши. Изучите все параметры настройки манипулятора мыши. Измените скорость двойного нажатия. Протестируйте мышь в области проверки. Измените конфигурацию кнопок Для левши. Нажмите кнопку Отмена (закройте окно без сохранения изменений).
Измените конфигурацию кнопок Для левши. Нажмите кнопку Применить и опробуйте работу мыши.
Измените конфигурацию кнопок Обычная. Нажмите кнопку ОК.
Откройте свойства Экрана. Изучите все параметры настройки экрана. Смените фон. Смените заставку. Измените оформление. Нажмите кнопку Отмена (закройте окно без сохранения изменений).
Завершите работу в Windows.
Лабораторная работа № 2
Операционная система Windows 98
Откройте Проводник.
Выберите диск H:.
Создайте папку (директорию) RAB.
Скопировать в папку RAB файл readme.doc , предварительно отыскав его на диске G:.
Переименуйте его в newname .
Скопируйте с помощью мыши (перетаскиванием) 4-5 файлов (произвольных) общим объемом памяти не более 35 Кбайт из директории G:\LEX\ в папку RAB.
Перенесите с помощью мыши файл newname в корневой каталог диска H:.
Откройте папку G:\PC и отсортируйте ярлыки: по алфавиту; размеру; типу.
Измените вид ярлыков на: крупные значки, мелкие значки, список, таблица.
Скопируйте все файлы с расширением fn9 из директории G:\LEX\ в папку RAB с помощью меню Правка.
Присвойте файлу newname статус «скрытый».
Установите режим показа «скрытых» файлов (если он не установлен).
Выделите три файла в директории RAB (одиночным выделением) и назначьте статусы «только для чтения» и «скрытый».
Снимите режим отображения «скрытых» файлов (спрятать имеющие статус «скрытый» файлы).
Создайте любой текстовый файл в директории RAB.
Откройте файл, наберите в нем несколько строк и сохраните.
Удалите созданный файл комбинацией клавиш.
Откройте Корзину и восстановите удаленный файл.
Убедитесь в восстановлении всей информации, открыв восстановленный файл.
Удалите тренировочные файлы и папку с помощью меню быстрого доступа.
Выйдите из Проводника.
Лабораторная работа № 3
Операционная система Windows 98
Запустите стандартную windows-программу проверки дисков (scandisk) и сделайте полное тестирование диска D: c автоматическим исправлением ошибок. Если будут обнаружены ошибки - исправьте их.
Проведите дефрагментацию диска D: стандартной windows-программой (defrag).
Лабораторная работа № 4
Программа-оболочка FAR manager
С помощью клавиш управления курсором переместите указатель на файл G:\NCDEMO\ncdemo.exe и нажмите клавишу Enter.
Изучите программу-оболочку NC с помощью обучающей программы, начиная с 1-го пункта и следуя указаниям программы. (В процессе работы используйте следующие комбинации клавиш: Alt+PageUp – возвращение обучающей программы на кадр назад, Alt+Q – выход в главное меню.)
После изучения материала выполните в главном меню команду Выход в ДОС и, выбрав Конец работы с программой, нажмите клавишу Enter.
Лабораторная работа № 5
Антивирусная программа DrWeb
Запустите антивирусную программу.
Настройте программу на проверку всех файлов, загрузочного сектора. Установите действие при обнаружении вируса - Лечить и включите опцию Запрос подтверждения.
Протестируйте диск С: , D: .
Протестируйте папку Cyb диска I: .
Закройте антивирусную программу.
Лабораторная работа № 6
Архиватор WinRar
Создайте на диске H: директорию RABOTA.
Загрузите архиватор WinRar в полноэкранном режиме.
Установите пароль (111).
Заархивируйте (с паролем) 5 файлов из каталога G:\LEX\ в архив H:\RABOTA\arch.rar.
Закройте архиватор.
Загрузите FAR и просмотрите содержимое архива arch.zip и сравните его размер с размерами файлов в архиве.
Загрузите архиватор WinRar.
Разархивируйте 2 файла из архива arch.rar в каталог RABOTA.
Создайте самораспаковывающийся архив arch в папке H:\RABOTA с любыми 5-ю файлами каталога G:\LEX\
Закройте архиватор.
Загрузите FAR и распакуйте его.
Удалите тренировочные файлы.
Текстовый процессор WORD.
Лабораторная работа №1.
Тема: Текстовый процессор WORD.
Создание и форматирование текста и таблиц.
Цель:
знать: назначение основных устройств компьютера, как запустить программу в системе Windows, что такое файл, что такое меню и как с ним работать;
научиться: подготавливать простейший текст, редактировать текст, изменять шрифт и стили в готовом тексте, работать с выделенными фрагментами, создавать и редактировать таблицы.
Теоретический материал:
Для форматирования текста выберите команду Шрифт меню Формат. Появится окно:
При помощи элементов управления этого окна можно изменить формат шрифта.
Для работы с таблицей воспользуйтесь меню Таблица. Для объединения ячеек используйте команду Объединить ячейки в меню Таблица.
Упражнение №1.
Набрать 15 строк текста шрифтом Times New Roman, кегль 14. Выделить 3 строки жирным начертанием, 3 строки курсивом, 3 строки подчеркиванием, 3 строки красным цветом, 3 строки любым анимационным эффектом.
Упражнение №2.
Набрать 12 строк текста шрифтом Times New Roman, кегль 14 в 4 абзаца, по три строки в абзаце. Выровнять 1 абзац по правому краю, 2 абзац по центру, 3 абзац по левому краю, 4 абзац по ширине страницы.
Упражнение №3.
Набрать текст или открыть документ с имеющимся текстом. Вставить 3 картинки из коллекции клипартов Office, 2 картинки из файла. Установить положение 1 картинки в тексте, 2 картинки за текстом, 3 картинки по контуру, 4 картинки вокруг рамки, 5 картинки перед текстом.
Упражнение №4.
Создать и заполнить следующую таблицу (внести 10 фамилий).
№
|
ФИО
студента
|
1 рубежный контроль
|
2 рубежный контроль
|
Баллы (max - 20)
|
Подпись преподавателя
|
Баллы (max - 20)
|
Сумма 1 РК и 2 РК (max - 40)
|
Подпись
преподавателя
|
1
|
|
|
|
|
|
|
…
|
|
|
|
|
|
|
10
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы:
Дать определение прикладных программ, назвать отличия текстовых процессоров от текстовых редакторов.
К какому классу прикладных программ относится MS Word? Ответ пояснить.
Какие возможности форматирования документов предоставляет MS Word?
Объяснить выполнение каждого упражнения.
Лабораторная работа №2.
Тема: Текстовый процессор WORD.
Вставка символов. Создание формул.
Цель:
знать: основные команды меню Вставка;
научиться: вставлять символы, которые нельзя ввести с клавиатуры, создавать и редактировать математические формулы.
Теоретический материал:
|
