Читать книгу Основные понятия систем искусственного иттеллекта - Юрий Степанович Почанин - Страница 9

ИИ можно рассматривать как набор технологий и методов, которые позволяют машинам имитировать человеческие когнитивные функции. Это включает в себя способность к обучению, адаптации, распознаванию паттернов и принятию решений. Одним из ключевых аспектов ИИ является его способность анализировать большие объемы данных и извлекать из них полезную информацию. Это делает ИИ особенно полезным в эпоху больших данных, когда объемы информации растут экспоненциально.

На рис. 5.1 представлены основные компоненты ИИ и дисциплины, являющиеся основой ИИ, из которых предварительно формируется функциональная структура системы искусственного интеллекта.

Рис.5.1. Основные компоненты ИИ и дисциплины, являющиеся основой ИИ

Функциональная система искусственного интеллекта состоит из трех основных комплексов, рис.5.2.

Первый комплекс представляет собой исполнительную систему, которая объединяет всю совокупность средств, обеспечивающих выполнение программ являющейся совокупностью средств, которые выполняют для эффективного решения задач. К ним относятся программы, осуществляющие любые вычисления, программы поиска информации в базах знаний, программы логического вывода, а также вся совокупность аппаратных средств, обеспечивающих работу этих программ.

Вторым комплексом является база знаний (решатель), которая занимает центральное положение по отношению к остальным компонентам вычислительной системы в целом, через БЗ осуществляется интеграция средств вычислительной системы (ВС), участвующих в решении задач.

Рис.5.2. Функциональная структура СИИ

База данных (БД) является информационной моделью определенной предметной области внешнего мира, содержит все необходимые факты, явления, процессы и характеристики объектов в динамике их существования, а также алгоритмы управления этими данными для решения прикладных задач. База данных строится на основе модели данных, которая описывает с помощью специальных языков структуру данных, их признаки (атрибуты) и информационные связи. По типу структуры различают иерархические, сетевые и реляционные (табличные) БД. Наиболее простой и естественной формой описания данных является реляционная модель, позволяющая использовать алгебраические операции над данными (атрибутами и их отношениями) как некоторыми множествами. Отсюда возникло понятие реляционной алгебры. Реляционная алгебра оперирует не только с однозначными множествами и переменными, но и с нечеткими (размытыми) множествами и отношениями. В базу данных может входить база целей, которую формирует Человек.

База знаний (БЗ) включает в себя:

–сведения о структуре и содержании базы данных;

–информационные и математические модели, описывающие отношения и закономерности взаимодействия объектов предметной области как в текущий момент времени, так и в динамике изменения, прогнозирование потенциально возможных состояний и методы их количественной оценки;

–информационные и математические модели адаптации имеющихся знаний в случае изменений, возникающих в базе данных.

База знаний выступает по отношению к другим средствам ВС как система, содержащая декларативные знания (и ассоциированные с ними процедуры), которые имеют единые принципы представления, общий язык описания, общую схему манипулирования этими знаниями, ориентированную на осуществление инвариантных относительно различных применений операций со знаниями всех уровней. Знания, содержащиеся в БЗ, независимы от обрабатывающих программ и образуют целостную систему.

Третий комплекс- совокупность средств интеллектуального интерфейса (интеллектуальный интерфейс), имеющих гибкую структуру, которая обеспечивает возможность адаптации в широком спектре интересов конечных пользователей. Интеллектуальный интерфейс (ИИ) – система программных и аппаратных средств, обеспечивающих для конечного пользователя использование компьютера для решения задач, которые возникают в среде его профессиональной деятельности либо без посредников, либо с незначительной их помощью. ИИ включает в себя все средства уровня конечного пользователя, обеспечивающие взаимодействие между конечным пользователем и ВС в процессе решения задачи.

По выполняемым функциям средства общения можно разделить на две группы: средства трансляции и средства обеспечения взаимопонимания.

Средства трансляции осуществляют трансляцию с языка пользователя на язык представления знаний в БЗ и обратный перевод.

Средства обеспечения взаимопонимания должны поддерживать одинаковое понимание сообщения передающий и принимающей системой, т.е. приписывание принимающей системой сообщению того значения, которое и предполагалось передающей системой.

Функциональный взгляд на систему искусственного интеллекта, который включает приобретение, обработку и применение знаний, показан на рис. 5.3.

Рис.5.3. Приобретение, обработка и применение знаний

Функциональная структура дает общее представление о том, как системы искусственного интеллекта функционируют в замкнутом контуре управления. ИИ-системы учатся на знаниях, используют обучение для решения следующих функциональных задач:

–обработка текущих измерений;

–приобретение новых знаний;

–поддержка жизненного цикла системы;

–идентификация состояния объекта управления и внешней среды (включая обработку изображений);

–поддержка принятия решений, включая прогнозы;

–выполнение действий, основанных на принятых решениях;

–оценка вероятности достижения поставленных целей и рисков.

Представленная функциональная структура системы искусственного интеллекта позволяет осуществлять обработку данных в трех уровнях, рис. 5.4.

Рис.5.4. Уровни обработки данных в системе искусственного интеллекта

Первый уровень – сбор данных, второй уровень – обработка данных, третий уровень – на основе предыдущих уровней ИИ создаются новые ценности в виде интеллектуальных сервисов и товаров.