Способность к рассуждениям, которой мы так легко пользуемся в обыденной жизни, требует громадного объёма информации обо всех вещах окружающего нас мира и о взаимосвязях между ними, а так же представления о мире в целом на уровне здравого смысла. Для придания компьютеру подобной способности все данные организовывать и разместить в его памяти так, чтобы он мог быстро манипулировать ими, получая верные выводы и ответы на конкретные вопросы.
Один из наиболее эффективных методов хранения знаний обеспечивает семантическая сеть — структура данных, состоящая из узлов, соответствующих объектам или понятиям, и связей, указывающих на взаимозависимости между узлами. Узлы и связи можно наглядно изобразить в форме диаграмм. В компьютере узлы соответствуют записям или группе ячеек памяти, а связи - указателям, содержащим коды адресов памяти, через которые программа находит нужные ячейки.
Наиболее важны связи типа «Это есть»: они позволяют построить в сеть иерархию понятий, в которой узлы низких уровней наследуют свойства узлов более высоких уровней. Таким образом, узел «Канарейка» в семантической сети приобретает все описательные признаки узлов более высоких уровней - «Птица» и «Животное». Именно таким механизмом переноса свойств обусловлена эффективность семантических сетей. Наследование свойств позволяют также сэкономить место в памяти компьютера, и даёт возможность проводить дедуктивные рассуждения.
В строго иерархической семантической сети информация о суперклассе - в данном случае «Животные» - становятся доступные для всё более и более специфических классов через связи типа «Это есть». С помощью связей узлы нижних уровней наследуют описательные свойства сопряженных с ними узлов более высоких уровней. Прослеживая через связи путь снизу вверх, программа НН может сделать вывод, что пиранья - это животное, или например, ответить на вопрос: «Есть ли крылья у утки?»
Направление работ и инструментарий ИИ.
1.В области ИИ исследования идут по следующим ориентациям:
1. Экспертные системы.
2. Автоматизированные доказательства теорем.
3. Возможность общения на естественном языке. Моделирование диалога.
4. Распознавание образов, предметов.
5. Решение комбинаторных задач,
6. Разработка интеллектуальных пакетов прикладных программ.
7. Робототехника.
2.Экспертная система- представляет собой программный комплекс, содержащий знания специалистов из определённой предметной области., обеспечивающие консультациями менее квалифицированных пользователей для принятия экспертных решений.
Основное отличие ЭС от обычных программ, так же способных поддерживать экспертные решения, заключается в отделении декларативных зданий от манипулирующего знаниями процедурного компонента.
Структура ЭС зависит от её назначения и решаемых задач, В состав современных ЭС входят следующие компоненты:
Определение и взаимодействие компонентов ЭС может быть описано следующим образом:
БЗ- представляет собой совокупность знаний о предметной области организованных в соответствии с принятой моделью ПЗ.
Решатель(подсистема логического вывода) - представляет собой программу, обеспечивающую автоматический вывод решения формулируемых пользователем или экспертом задач на основе знаний, хранящихся в базе.
БЗ и Решатель вместе составляют основную часть - это ядро. В ряде источников к ядру ЭС относят только БЗ.
Инженер по знаниям- это специалист по ИИ. помогающий эксперту вводить знания в БЗ,
Эксперт- специалист предметной области., способный принимать экспертные решения и формулирующий знания о предметной области для ввода их в БЗ
Редактор БЗ- это программа, предназначенная для ввода в БЗ новых знаний о предметной области для представления их в БЗ,
ПользовательЭС является специалистом донной предметной области, квалификация которого уступает квалификации эксперта.
Интерфейс пользователя- есть комплекс программ, обеспечивающих удобный диалог с ЭС. при вводе запросов на решение экспертных задач и получение результатов.
Подсистема объясненийпредставляет собой программу, которая позволяет пользователю выполнять трассировку логического вывода и получить мотивировку умозаключений на каждом этапе цепочки вывода.
Конкретная ЭС создаётся в результате совместной работы инженера по знаниям и эксперта. Взаимодействие пользователя с ЭС осуществляется через интерфейс пользователя на близком к естественному или профессиональному языку предметной области непроцедурном языке, При этом производится трансляция предложений на языке представления знаний (ЯПЗ)ЭС.
Описание запроса на ЯШ поступает в решатель, в котором на основе знаний из базы выводится решение поставленного запроса в соответствии с некоторой стратегией выбора правил,
С помощью подсистемы объяснений производится отображение промежуточных и окончательных выводов, объяснения применяемой мотивировки.
3. Интеллектуальный пакет прикладных программ(ИППП) можно определить, как интегрированную систему, позволяющую пользователю решать задачу без программирования путем описания задачи и её исходных данных. Программирование осуществляется автоматически, программой-планировщиком, выбирается нужная программа из набора готовых программ, относящихся к данной предметной области.
К числу ИППП можно отнести решатель.
Инструментальные средства
Все инструментальные средства можно разделить на следующие типы:
1. Программирование на языках высокого уровня.
2. Системы программирования на ЯПЗ.
3. Системы автоматизированного создания экспертных систем,
4. Оболочки сети (скелетные системы).
Экспертные системы входят в разработку СИИ.
Программирование может проходить на языках высокого уровня Fortran.
