Научное направление «Искусственный интеллект» зародилось в общем комплексе кибернетических исследований. Всегда существовало 2 направления исследований в области искусственного интеллекта.
Первое – программно-прогматическое. Занималось созданием программ, с помощью которых можно было решать те задачи, решение которых до этого считалось исключительно прерогативой человека (распознающие программы, простейшие игровые программы для решения логических задач, программы поиска, программы классификации и тому подобное)
Второе – бионическое. Интересовалось проблемами искусственного воспроизведения тех структур и процессов, которые характерны для живого человеческого мозга и которые лежат в основе процесса решения задач человеком. Это направление имеет четко выраженный фундаментальный характер, и его интенсивное развитие невозможно без одновременно глубокого изучения мозга нейрофизиологическими, морфологическими и психологическими методами.
Структура исследований в искусственном интеллекте.
Долгое время доминирующим было программно-прогматическое направление. При этом подходе не ставится вопрос об адекватности используемых структур и методов тем, которыми пользуется в аналогичных ситуациях человек, а рассматривается лишь конечный результат решения конкретных задач.
Подходы ППН.
1. Локальный («задачный»).
Основан на точке зрения, что для каждой задачи, присущей творческой деятельности человека, можно найти способ ее решения на ЭВМ, который будучи реализован в виде программы даст результат либо подобный результату человека, либо лучше человека. Например, игра в шахматы.
2. Системный.
Связан с представлениями о том, что решение отдельных творческих задач не исчерпывает всей проблематики искусственного интеллекта. Естественный интеллект в случае необходимости может и обучиться тому или иному виду творческой деятельности. Поэтому программы искусственного интеллекта ориентированы не только и не столько на решение конкретных интеллектуальных задач, сколько на создание средств, позволяющих автоматически строить программы решения интеллектуальных задач, когда в них есть необходимость. Этот подход сейчас является центральным в ППН.
3. Подход, использующий метапроцедуры программирования.
Рассматривает проблемы создания интеллектуальных систем как часть общей теории программирования (некоторый виток в этой теории). При этом подходе для составления интеллектуальных программ используются обычные программные средства, позволяющие писать нужные программы по описаниям задач на профессиональном естественном языке. Создание интеллектуального программного обеспечения, то есть комплекса средств, автоматизирующих деятельность самого программиста.
С точки зрения конечного результата в программно-прогматическом направлении выделяют 4 раздела.
1. Интеллектуальные программы (программы решения интеллектуальных программ).
1) Игровые программы: человеческие игры (переборные, топологические, стохастические) и компьютерные игры (игры с жесткой схемой, игры со сценарием).
Топология – раздел математики, изучающий топологические свойства фигур, то есть свойства, не изменяющиеся при любых деформациях, производимых без разрывов и склеиваний.
Стохастический – случайный, вероятностный.
2) Естественно-языковые: машинный перевод (методы искусственного интеллекта, методы общей лингвистики, структурные и математические методы), автоматическое реферирование, генерация (синтез) текстов (прозаические тексты, поэтические тексты).
Реферировать – сделать (делать) доклад о чем-либо.
3) Музыкальные программы: сочинение музыкальных произведений, анализ музыкальных произведений, имитация исполнительского стиля.
4) Распознающие и узнающие программы.
5) Программы создания произведений графики и живописи.
6) Прочие программы: модели поведения, программы доказательств теорем, эвристические программы.
2. Работа со знаниями (теория и программы).
Лежит в основе современного периода развития искусственного интеллекта.
Рассмотрим ее структуру.
1) Извлечение знаний из различных источников.
2) Приобретение знаний
3) Представление знаний.
4) Манипулирование знаниями (пополнение знаний, классификация знаний, обобщение знаний, вывод на знаниях, рассуждения с помощью знаний).
5) Объяснение на знаниях.
3. Интеллектуальное программирование (теория и сервисные интеллектуальные программы).
В основе интеллектуального программирования лежит создание инструментария, ориентированного на поддержку разработки интеллектуальных программ и систем.
1) Языки для искусственного интеллекта.
2) Автоматический синтез программ.
3) Инструментальные системы.
4) Системы когнитивной графики (пытаются реализовать основную идею современного представления о мышлении как синтезе визуальных и символьных представлений о внешнем мире).
Лиси – перебор и поиск.
Пролог – логический вывод.
Смолтолк, С++ – объект с его свойствами (новая конструкция).
4. Интеллектуальные программные системы.
1) ЭС
2) ИИС
3) Гибридные системы.
4) Интеллектуальные системы проектирования и научных исследований.
5) Интеллектуальные роботы.
6) Обучающие системы.
Вычислительная техника
Вполне самостоятельное направление исследований. Ведутся исследования, направленные на совершенствование элементной базы вычислительной машины (микроэлектроника). Основное ее содержание – это теория, методы расчета и технология изготовления интегральных микросхем.
Эффективное использование компьютера невозможно без знания их архитектуры и принципов функционирования.
Информационные системы
Начало этому направлению положили исследования в области документалистики и анализа научно-технической информации, которые проводились еще до появления компьютеров. Сейчас в рамках этого направления решаются несколько основных задач.
1. Анализ и прогнозирование потоков разнообразной информации, перемещающихся в обществе.
2. Исследование способов представления и хранения информации, создания специальных языков формального описания информации различной природы, разработка специальных приемов сжатия и кодирования информации. В рамках этого направления развиваются работы по созданию банков данных большого объема, хранящих информацию из различных областей знаний в форме, доступной для вычислительных машин.
3. Построение различных процедур и технических средств для их реализации, с помощью которых можно автоматизировать процесс извлечения информации из документов, не предназначенных для вычислительных машин, а ориентированных на восприятие человеком.
4. Создание информационно-поисковых систем, способных воспринимать запросы к информационным хранилищам, сформулированных на естественном человеческом языке, а также специальных языках запросов для систем такого типа.
5. Создание сетей хранения, обработки и передачи информации, в состав которых входят информационные банки данных, терминалы, обрабатывающие центры и средства связи.
Информатика в обществе
Информационное общество.
Социальные проблемы информатизации общества.
Автоматизированные рабочие места (АРМ)
Автоматизированные системы управления (АСУ) помогают руководителю получить необходимую информацию для принятия управляющего решения, а также может предложить наиболее оптимальные варианты таких решений. НО окончательное решение принимает человек.
Такие системы предлагают человеку варианты: что будет, если…
Другим вариантом применения ЭВМ в управлении являются: Системы автоматического управления (САУ) – все операции, связанные с процессами управления (сбор и обработка информации, формирование управляющих команд, воздействие на управляемый объект), происходят автоматически, без непосредственного участия человека.
Например: станок, ракета, химический реактор, ускоритель элементарных частиц, автоматическое регулирование освещенности помещения.
Режим, при котором управляющая система работает синхронно с объектом управления, называется режимом реального времени.
В устройства часто встроены микропроцессоры. Например, в автомобиле микропроцессор управляет работой карбюратора – устройства, регулирующего подачу топлива в двигатель. В самолетах – микропроцессоры управляют электроникой и даже прокладывают маршрут полета.
Информатика в природе
Основная задача этого направления – изучение информационных процессов, протекающих в биологических системах, и использование накопленных знаний при организации и управлении природными системами и создании технических систем. Три самостоятельные науки, входящие в эту ветвь информатики, решают указанные задачи.
1. Биокибернетика – исследует проблемы, связанные с анализом информационных управляющих процессов, протекающих в живых организмах, диагностика заболеваний и поиск путей их лечения.
2. Бионика – исследует, насколько принципы работы живых систем могут быть использованы в искусственных объектах.
3. Биогеоценология – нацелена на решение проблем, относящихся к системно-информационным моделям поддержания и сохранения равновесия природных систем и поиска таких воздействий на них, которые стабилизируют разрушающее воздействие человеческой цивилизации на биомассу Земли.
