16.1. Введение в искусственный интеллект
История развития искусственного интеллекта
Направления развития искусственного интеллекта
Данные и знания
Модели представления знаний
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА
История развития искусственного интеллекта за рубежом
Идея создания искусственного подобия человеческого разума для решения сложных задач и моделирования мыслительной способности витала в воздухе с древнейших времен [6, 7]. Впервые ее выразил Р. Луллий (ок.1235-ок.1315), который еще в XIV в. пытался создать машину для решения различных задач на основе всеобщей классификации понятий.
В XVIII в. Г. Лейбниц (1646 - 1716) и Р. Декарт (1596 - 1650) независимо друг от друга развили эту идею, предложив универсальные языки классификации всех наук. Эти идеи легли в основу теоретических разработок в области создания искусственного интеллекта.
Развитие искусственного интеллекта как научного направления стало возможным только после создания ЭВМ. Это произошло в 40-х гг. XX в. В это же время Н. Винер (1894 - 1964) создал свои основополагающие работы по новой науке – кибернетике.
Термин искусственный интеллект (artificial intelligence) предложен в 1956 г. на семинаре с аналогичным названием в Станфордском университете (США). Семинар был посвящен разработке логических, а не вычислительных задач. Вскоре после признания искусственного интеллекта самостоятельной отраслью науки произошло разделение на два основных направления: нейрокибернетику и кибернетику "черного ящика". И только в настоящее время стали заметны тенденции к объединению этих частей вновь в единое целое.
Основную идею нейрокибернетики можно сформулировать следующим образом. Единственный объект, способный мыслить, – это человеческий мозг. Поэтому любое "мыслящее" устройство должно каким-то образом воспроизводить его структуру.
Таким образом нейрокибернетика ориентирована на аппаратное моделирование структур, подобных структуре мозга. Физиологами давно установлено, что основой человеческого мозга является большое количество (до 1021) связанных между собой и взаимодействующих нервных клеток – нейронов. Поэтому усилия нейрокибернетики были сосредоточены на создании элементов, аналогичных нейронам, и их объединении в функционирующие системы. Эти системы принято называть нейронными сетями, или нейросетями.
Первые нейросети были созданы в конце 50-х гг. американскими учеными Г. Розенблаттом и П. Мак-Каллоком. Это были попытки создать системы, моделирующие человеческий глаз и его взаимодействие с мозгом. Устройство, созданное ими, получило название перцептрона. Оно умело различать буквы алфавита, но было чувствительно к их написанию, например, буквы А, А и А для этого устройства были тремя разными знаками. Постепенно в 70-80 гг. количество работ по этому направлению искусственного интеллекта стало снижаться. Слишком неутешительны оказались первые результаты. Авторы объясняли неудачи малой памятью и низким быстродействием существующих в то время компьютеров.
Однако в середине 80-х гг. в Японии в рамках проекта разработки компьютера V поколения, основанного на знаниях, был создан компьютер VI поколения, или нейрокомпьютер. К этому времени ограничения по памяти и быстродействию были практически сняты. Появились транспьютеры – параллельные компьютеры с большим количеством процессоров. От транспьютеров был один шаг до нейрокомпьютеров, моделирующих структуру мозга человека. Основная область применения нейрокомпьютеров – распознавание образов.
В настоящее время используются три подхода к созданию нейросетей:
аппаратный – создание специальных компьютеров, плат расширения, наборов микросхем, реализующих все необходимые алгоритмы;
программный – создание программ и инструментариев, рассчитанных на высокопроизводительные компьютеры. Сети создаются в памяти компьютера, всю работу выполняют его собственные процессоры;
гибридный – комбинация первых двух. Часть вычислений выполняют специальные платы расширения (сопроцессоры), часть – программные средства.
В основу кибернетики "черного ящика" лег принцип, противоположный нейрокибернетике. Не имеет значения, как устроено "мыслящее" устройство. Главное, чтобы на заданные входные воздействия оно реагировало так же, как человеческий мозг.
Это направление искусственного интеллекта было ориентировано на поиски алгоритмов решения интеллектуальных задач на существующих моделях компьютеров. В 1956 -1963 гг. велись интенсивные поиски моделей и алгоритма человеческого мышления и разработка первых программ. Оказалось, что ни одна из существующих наук – философия, психология, лингвистика - не может предложить такого алгоритма. Тогда кибернетики предложили создать собственные модели. Были созданы и опробованы различные подходы.
В конце 50-х гг. родилась модель лабиринтного поиска. Этот подход представляет задачу как некоторый граф, отражающий пространство состояний, и в этом графе проводится поиск оптимального пути от входных данных к результирующим. Была проделана большая работа по разработке этой модели, но в решении практических задач идея большого распространения не получила.
Начало 60-х гг. – эпоха эвристического программирования. Эвристика - правило, теоретически не обоснованное, но позволяющее сократить количество переборов в пространстве поиска. Эвристическое программирование – разработка стратегии действий на основе известных, заранее заданных эвристик.
В 1963 - 1970 гг. к решению задач стали подключать методы математической логики. На основе метода резолюций, позволившего автоматически доказывать теоремы при наличии набора исходных аксиом, в 1973 г. создается язык Пролог.
Существенный прорыв в практических приложениях искусственного интеллекта произошел в середине 70-х гг., когда на смену поискам универсального алгоритма мышления пришла идея моделировать конкретные знания специалистов-экспертов. В США появились первые коммерческие системы, основанные на знаниях, или экспертные системы. Пришел новый подход к решению задач искусственного интеллекта – представление знаний. Созданы MYCIN и DENDRAL – ставшие уже классическими экспертные системы для медицины и химии. Объявлено несколько глобальных программ развития интеллектуальных технологий - ESPRIT (Европейский Союз), DARPA (министерство обороны США), японский проект машин V поколения.
Начиная с середины 80-х гг. происходит коммерциализация искусственного интеллекта. Растут ежегодные капиталовложения, создаются промышленные экспертные системы. Растет интерес к самообучающимся системам.
- Информатика
- К читателю
- Предисловие
- От всей души желаем вам успехов!
- 1.1. Информатизация общества
- Опыт информатизации и перспективные идеи
- 1.2. Информационный потенциал общества
- Рынок информационных продуктов и услуг
- Правовое регулирование на информационном рынке
- 1.3. Информатика – предмет и задачи
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- 2 Глава. Измерение и представление информации
- 2.1. Информация и ее свойства
- 2.2. Классификация и кодирование информации
- 2.1. Информация и ее свойства
- 2.2. Классификация и кодирование информации
- Фасетная система классификации
- Дескрипторная система классификации
- Система кодирования
- Классификационное кодирование
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- После изучения главы вы должны знать:
- 3.1. Информационные системы
- Понятие информационной системы
- Персонал организации
- 3.2. Структура и классификация информационных систем
- Информационные системы для менеджеров среднего звена
- 3.3. Информационные технологии
- Как соотносятся информационная технология и информационная система
- 3.4. Виды информационных технологий
- Характеристика и назначение
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 4. Архитектура персонального компьютера
- После изучения главы вы должны знать:
- 4.1. Информационно-логические основы построения
- 4.2. Функционально-структурная организация
- 4.3. Микропроцессоры
- 4.4. Запоминающие устройства пк
- Накопители на жестких магнитных дисках
- 4.5. Основные внешние устройства пк
- 4.6. Рекомендации по выбору персонального компьютера
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 5. Состояние и тенденции развития эвм
- После изучения главы вы должны знать:
- 5.1. Классификация эвм Классификация эвм по принципу действия
- Классификация эвм по размерам и функциональным возможностям
- 5.2. Большие эвм
- 5.3. Малые эвм
- 5.4. Персональные компьютеры
- 5.5. Суперэвм
- 5.6. Серверы
- 5.7. Переносные компьютеры
- 5.8. Тенденции развития вычислительных систем
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 6. Компьютерные сети
- После изучения главы вы должны знать:
- 6.1. Коммуникационная среда и передача данных
- 6.2. Архитектура компьютерных сетей
- 6.3. Локальные вычислительные сети
- Управление взаимодействием устройств в сети
- 6.4. Глобальная сетьinternet
- 6.5. Локальная вычислительная сетьnovellnetware
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 7. Офисная техника
- После изучения главы вы должны знать:
- 7.1. Классификация офисной техники
- 7.2. Средства изготовления, хранения, транспортирования и обработки документов
- Средства транспортирования документов
- 7.3. Средства копирования и размножения документов
- 7.4. Средства административно-управленческой связи
- Системы передачи недокументированной информации
- Дейтефонная связь
- 7.5. Компьютерные системы в оргтехнике
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 8. Состояние и тенденции развития программного обеспечения
- 8.1. Программные продукты и их основные характеристики
- 8.2. Классификация программных продуктов
- После изучения главы вы должны знать:
- 8.1. Программные продукты и их основные характеристики
- 8.2. Классификация программных продуктов
- Сервисное программное обеспечение
- Офисные ппп
- Системы искусственного интеллекта
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 9. Операционная система ms dos
- 9.1. Основные понятия
- 9.2. Характеристика ms dos
- 9.3. Технология работы в ms dos
- 9.1. Основные понятия
- 9.2. Характеристикаmsdos
- 9.3. Технология работы вmsdos
- Формат команды объединения нескольких файлов
- Форматы команд для обмена данными между внешним устройством и файлом, хранящимся на диске
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 10. Norton commander – инструментарий работы в среде ms dos
- После изучения главы вы должны знать:
- 10.1. Общие сведения
- 10.2. Работа с панелями информационного окна
- 10.3. Управление пакетом при помощи функциональных клавиш и ниспадающего меню
- 10.4. Вспомогательный инструментарий пакета
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- После изучения главы вы должны знать:
- 11.1. Программы-архиваторы
- 11.2. Программы обслуживания магнитных дисков
- Проблема фрагментации дисков
- 11.3. Антивирусные программные средства
- Программы обнаружения и защиты от вирусов
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глaba12. Операционные системыwindows95 иwindows98
- После изучения главы вы должны знать:
- 12.1. Концепция операционных системwindows95 иwindows98
- 32-Разрядная архитектура
- 12.2. Объектно-ориентированная платформаwindows
- Назначение Рабочего стола
- 12.3. Организация обмена данными
- Внедрение объекта
- 12.4. Программные средстваwindows98
- Комплекс программ Связь
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 13. Текстовый процессор
- 13.1. Базовые возможности
- 13.2. Работа с текстом
- 13.3. Работа издательских систем
- После изучения главы вы должны знать:
- 13.1. Базовые возможности
- 13.2. Работа с текстом
- 13.3. Работа издательских систем
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 14. Табличный процессор
- 14.1. Основные понятия
- 14.2. Функциональные возможности табличных процессоров
- 14.3. Технология работы в электронной таблице
- После изучения главы вы должны знать:
- 14.1. Основные понятия
- Окно, рабочая книга, лист
- Перемещение формул
- 14.2. Функциональные возможности табличных процессоров
- Команды для работы с электронной таблицей как с базой данных
- 14.3. Технология работы в электронной таблице
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 15. Система управления базой данных
- После изучения главы вы должны знать:
- 15.1. Основные понятия
- 15.2. Реляционный подход к построению инфологической модели
- 15.3. Функциональные возможности субд
- 15.4. Основы технологии работы в субд
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 16. Интеллектуальные системы
- 16.1. Введение в искусственный интеллект
- 16.2. Экспертные системы: структура и классификация
- 16.3. Технология разработки экспертных систем
- После изучения главы вы должны знать:
- 16.1. Введение в искусственный интеллект
- История развития искусственного интеллекта в России
- 16.2. Экспертные системы: структура и классификация
- 16.3. Технология разработки экспертных систем
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 17. Инженерия знаний
- 17.1. Теоретические аспекты получения знаний
- 17.2. Практические методы извлечения знаний
- 17.3. Структурирование знаний
- После изучения главы вы должны знать:
- 17.1. Теоретические аспекты получения знаний
- 17.2. Практические методы извлечения знаний
- 17.3. Структурирование знаний
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Глава 18. Создание программного продукта
- 18.1. Методология проектирования программных продуктов
- 18.2. Структурное проектирование и программирование
- 18.3. Объектно-ориентированное проектирование
- После изучения главы вы должны знать:
- 18.1. Методология проектирования программных продуктов
- Этапы создания программных продуктов
- 1. Составление технического задания на программирование
- 2. Технический проект
- 3. Рабочая документация (рабочий проект)
- 4. Ввод в действие
- 18.2. Структурное проектирование и программирование
- 18.3. Объектно-ориентированное проектирование
- Методика объектно-ориентированного проектирования
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- После изучения главы вы должны знать:
- 19.1. Автоматизация работы пользователя в средеmicrosoftoffice
- 19.2. Создание приложений на языкеvisualbasicforapplications
- 19.3. Реляционные языки манипулирования данными
- Ключевые понятия
- Вопросы для самопроверки
- Литература
- Макарова Наталья Владимировна
- Матвеев Леонид Анатольевич
- Бройдо Владимир Львович и др.
- Информатика
- 101000, Москва, ул. Покровка, 7
- Глава 13. Текстовый процессор 425