47. Искусственный интеллект. Определение, назначение, области применения.
Искусственный интеллект (ИИ, англ. Artificial intelligence, AI) — наука и технология создания интеллектуальных машин, особенно интеллектуальных компьютерных программ. ИИ связан со сходной задачей использования компьютеров для понимания человеческого интеллекта, но не обязательно ограничивается биологически правдоподобными методами.
ИИ – комплекс родственных технологий и процессов, развивающихся качественно и стремительно, например:
обработка текста на естественном языке
машинное обучение
экспертные системы
виртуальные агенты (чат-боты)
системы рекомендаций
Это помогает выстроить качественно новый клиентский опыт и процесс взаимодействия.
Определения ИИ
Интеллект (от лат. intellectus — ощущение, восприятие, разумение, понимание, понятие, рассудок), или ум — качество психики, состоящее из способности приспосабливаться к новым ситуациям, способности к обучению и запоминанию на основе опыта, пониманию и применению абстрактных концепций и использованию своих знаний для управления окружающей средой. Интеллект — это общая способность к познанию и решению трудностей, которая объединяет все познавательные способности человека: ощущение, восприятие, память, представление, мышление, воображение.
В начале 1980-х гг. ученые в области теории вычислений Барр и Файгенбаум предложили следующее определение ИИ. Искусственный интеллект — это область информатики, которая занимается разработкой интеллектуальных компьютерных систем, то есть систем, обладающих возможностями, которые мы традиционно связываем с человеческим разумом, — понимание языка, обучение, способность рассуждать, решать проблемы и т. д.
Сейчас к ИИ относят ряд алгоритмов и программных систем, отличительным свойством которых является то, что они могут решать некоторые задачи так, как это делал бы размышляющий над их решением человек.
Основные свойства ИИ — это понимание языка, обучение и способность мыслить и, что немаловажно, действовать.
В связи с эволюцией понятия ИИ необходимо также упомянуть о так называемом AI Effect (эффект ИИ). Эффект ИИ происходит, когда наблюдатели девальвируют значимость демонстрации навыки ИИ каждый раз, когда он реально достигает немыслимого ранее результата. Так, автор Памела МакКордак (Pamela McCorduck) пишет, что часть истории области искусственного интеллекта состоит в том, что каждый раз, когда кто-то придумывает, как научить компьютер делать что-то хорошо — играть в шашки, решать простые, но относительно неформализованные проблемы — доносится хор критиков, что это не доказательство мышления и не ИИ. Еще более емко этот эффект описан информатиком Ларри Теслером, дистиллировавшись в емкую теорему Теслера: «ИИ — это все, что не сделано до сих пор».
С конца 1940-х годов исследования в области моделирования процесса мышления разделились на два независимых подхода: нейрокибернетический и логический.
Нейрокибернетический подход относится к восходящему типу (англ. Bottom-Up AI) и предполагает путь изучения биологического аспекта нейронных сетей и эволюционных вычислений.
Логический подход относится к нисходящему типу (англ. Top-Down AI) и означает создание экспертных систем, баз знаний и систем логического вывода, имитирующих высокоуровневые психические процессы: мышление, рассуждение, речь, эмоции, творчество и т. д.
Подходы и направления
Единого ответа на вопрос, чем занимается искусственный интеллект, не существует. Почти каждый автор, пишущий книгу об ИИ, отталкивается в ней от какого-либо определения, рассматривая в его свете достижения этой науки.
В философии не решён вопрос о природе и статусе человеческого интеллекта. Нет и точного критерия достижения компьютерами «разумности», хотя на заре искусственного интеллекта был предложен ряд гипотез, например, тест Тьюринга или гипотеза Ньюэлла — Саймона. Поэтому, несмотря на наличие множества подходов как к пониманию задач ИИ, так и созданию интеллектуальных информационных систем, можно выделить два основных подхода к разработке ИИ:
нисходящий (англ. Top-Down AI), семиотический — создание экспертных систем, баз знаний и систем логического вывода, имитирующих высокоуровневые психические процессы: мышление, рассуждение, речь, эмоции, творчество и т. д.;
восходящий (англ. Bottom-Up AI), биологический — изучение нейронных сетей и эволюционных вычислений, моделирующих интеллектуальное поведение на основе биологических элементов, а также создание соответствующих вычислительных систем, таких как нейрокомпьютер или биокомпьютер.
Последний подход, строго говоря, не относится к науке о ИИ в смысле, данном Джоном Маккарти, — их объединяет только общая конечная цель.
Сферы применения ИИ
Сферы применения ИИ достаточно широки и охватывают как привычные слуху технологии, так и появляющиеся новые направления, далекие от массового применения, иначе говоря, это весь спектр решений, от пылесосов до космических станций. Можно разделить все их разнообразие по критерию ключевых точек развития.
Как показывает иллюстрация, ИИ — это не монолитная предметная область. Более того, некоторые технологические направления ИИ фигурируют как новые подотрасли экономики и обособленные сущности, одновременно обслуживая большинство сфер в экономике.
В целях нашего исследования мы воспользовались данным подходом и предлагаем следующую классификацию по разделению основных точек развития и применения в области ИИ:
Как видно, две группы использования ИИ подразделены на физический и виртуальный слой, при этом преобладает виртуальный пласт. Развитие применения использования ИИ по этим направлениям приведет к адаптации технологий в классических отраслях экономики по всей цепочке создания ценности и преобразует их, приводя к алгоритмизированию практически всего функционала, от логистики до управления компанией.
Чат-боты перерисовывают ландшафт IT-экосистемы. Они могут заменить собой и приложения, и обслуживающий персонал в компаниях, и даже целые операционные системы. Чат-бот(Chat-bot) — это программа-собеседник, которая предназначена для общения и помощи человеку. При этом на другом конце всегда находится сложная система, базирующаяся на нескольких технологиях ИИ. Чат-боты, ориентированные на бизнес-задачи, могут подобрать лучший рейс, диету, фитнес-тренировку, забронировать гостиницу, выбрать покупку, то есть они представляют собой новую подотрасль обслуживания и ассистирования.
Согласно эксклюзивным данным опроса BI Intelligence, применение чат-ботов уже взлетело в США, где более половины американских пользователей в возрасте от 18 до 55 лет сейчас использует их.
По прогнозам Gartner, цифровые ассистенты будут «знать» нас к 2018 году на основе собранного кликстрима и накопленных больших данных.
По результатам опроса руководителей компаний голосовой помощник является программным обеспечением № 1. Среди помощников, которыми больше всего пользуются на рабочем месте, были названы Siri от Apple, GoogleAssistant, а также Alexa от компании Amazon. Хотя зрелость голосовых помощников пока на низком уровне, примечательно, что их популярность даже выше программных продуктов, связанных с большими данными.
Персональные ассистенты являются своеобразной инкарнацией чат-ботов, хотя и более распространенной по причине того, что технология развивается крупнейшими IT-компаниями. В настоящее время сотни миллионов людей взаимодействуют с персональными цифровыми ассистентами на таких платформах, как Google, Apple, Amazon, Facebook и другие. Эта технология с помощью персональных ассистентов и чат-ботов делает переход от графического пользовательского интерфейса (Graphical User Interface, GUI) к диалоговому интерфейсу (Conversational User Interface, CUI) ключевым трендом ближайших нескольких лет.
По оценке Markets And Markets, объем рынка распознавания образов достигнет 29,98 млрд USD к 2020 году со средним CAGR на уровне 19,1 %. Технологии распознавания образов содержат в себе распознавание паттернов, оптических образов, кода, объектов и цифровых фотографий. Они либо по отдельности, либо в интегрированном виде используются в таких сферах, как безопасность и наблюдение, сканирование и создание изображений, маркетинг и реклама, дополненная реальность и поиск изображений.
Ключевым драйвером этого рынка является уход всех процессов как в бизнесе, так и в потребительском сегменте в облака, а также рост влияния Интернета, смартфонов, социальных медиа. Акторами этого рынка являются такие крупные корпорации, как NEC, Google, Honeywell, Hitachi и Qualcomm Technologies. Также присутствует множество меньших по размеру игроков, таких как LTU Technologies, Attrasoft, Blippar и SLYCE, и таких вендоров, как Catchoom и Wikitude.
Мировой рынок распознавания речи оценен BCC Research в колоссальные $ 90,3 млрд в 2015 году. Ожидается, что этот рынок вырастет со $ 104,4 млрд в 2016 до $ 184,9 млрд в 2021 со средними темпами (CAGR) на уровне 12,1 % за период 2016–2021.
Рынок обработки естественного языка (Natural Language Processing, NLP) оценивается Market And Markets в $ 7,63 млрд в 2016 году и вырастет до $ 16,07 млрд к 2021, с CAGR на уровне 16 1 %. Основными драйверами компания считает возрастающий спрос на более продвинутый уровень пользовательского опыта, рост пользования умными девайсами, рост инвестиций в здравоохранение, растущее применение сетевых и облачных бизнес-приложений и рост M2M-технологий.
- 1. Процессы жизненного цикла систем (на основе гост р исо/мэк 15288).
- 2. Структура и функциональное назначение процессов жизненного цикла программных средств (на основе iso/iec 12207).
- 3. Модель качества и критерии качества программных средств (на основе iso/iec 9126 и iso/iec 25010).
- 4. Оценка зрелости процессов создания и сопровождения программных средств на основе методологии смм и cmmi (на основе iso/1ec 15504).
- 5. Система менеджмента информационной безопасности (на основе серии iso/iec 27000).
- 6. Модели жизненного цикла программного обеспечения. Классические и гибкие модели разработки программного обеспечения.
- 7. Требования к системе менеджмента качества (на основе гост р исо 9001-2015).
- 8. Требования к качеству готового к использованию программного продукта и инструкции по тестированию (на основе гост исо/мэк 25051).
- 9. Процесс оценки качества программного продукта (на основе гост р исо/мэк 25040 и гост р исо/мэк 25041).
- 10. Верификация и валидация программного обеспечения. Процессы менеджмента тестирования. Статическое и динамическое тестирование (на основе гост р 56920 и гост р 56921).
- 11. Программный продукт. Жизненный цикл программного продукта. Модели жизненного цикла программного обеспечения.
- V модель (разработка через тестирование)
- 12. Принципы и процессы сертификации программной продукции.
- 13. Классификация систем управления базами данных.
- 14. Основные этапы проектирования реляционных баз данных.
- 15. Поиск научно-технического информации. Цель, методы и формы представления результатов.
- 16. Научные документы. Виды, назначение и области применения.
- 17. Системный анализ. Цели, задачи, методы.
- 18. Системный анализ. Задачи и область применения вычислительного эксперимента в системном анализе.
- 19. Архитектура вычислительной системы. Определение, виды, условия выбора.
- 20. Архитектура «клиент – сервер». Определение, области применения, требования к программным средствам, рассчитанным на функционирование в архитектуре «клиент – сервер».
- 21. Открытая вычислительная система. Определение, области применения, модель взаимодействия открытых систем.
- 22.Стандартизация сетевых технологий. Сетевая модель osi.
- 23.Понятие протокола и стека протоколов. Сетевая модель и стек протоколов tcp/ip.
- 24.Понятие инкапсуляции и декапсуляции. Протокольные блоки данных (pdu).
- 25.Физические среды передачи данных.
- 26.Концепции беспроводных сетей.
- 27.Сетевой коммутатор. Сети на основе коммутаторов.
- 28.Виртуальные локальные сети. Протоколы ieee 802.1q и vtp.
- 30.Преобразование и трансляция сетевых адресов (arp и nat).
- 31. Понятие маршрутизации. Назначение, виды и принципы маршрутизации.
- 32. Статическая и адаптивная маршрутизация. Протоколы маршрутизации.
- 33. Протоколы транспортного уровня (tcp и udp).
- 34. Система доменных имен (dns). Назначение и принцип работы.
- 35. Прикладные службы tcp/ip. Протоколы http и https.
- 36. Понятие защиты информации. Основные характеристики защищаемой информации.
- 37. Понятие угрозы безопасности информации. Основные виды угроз.
- 38. Каналы утечки конфиденциальной информации.
- 39. Сущность системно-концептуального подхода к защите информации в компьютерных системах.
- 40. Сущность организационной защиты информации.
- 41. Правовое обеспечение информационной безопасности.
- 42. Средства информационно-технической защиты информации.
- 43. Программные средства защиты информации. Их достоинства и недостатки.
- 44. Требования к комплексным системам защиты информации.
- 45. Способы несанкционированного доступа к информации в компьютерных системах.
- 46. Способы аутентификации пользователей в компьютерных системах. Их достоинства и недостатки.
- 47. Искусственный интеллект. Определение, назначение, области применения.
- 48. Методы оценки размера программного обеспечения при управлении программными проектами.
- 49. Методы оценки трудозатрат, длительности и стоимости выполнения программного проекта.
- 50. Методы кодирования текстовой, графической и звуковой информации в эвм. Аналоговые, дискретные и цифровые сигналы.
- Разделы цос
- 51. История создания, принципы работы и основные сервисы сети Интернет.
- 52. Представление данных в эвм. Единицы измерения информации. Двоичные приставки по гост 8.417-2002 и iec 80000-13.
- 53. Принципы и архитектура фон Неймана.
- 54. Порядок обработки команд микропроцессором. Прерывания. Типы прерываний.
- 55. Поколения эвм, основные особенности.
- 56. Классификация запоминающих устройств в эвм. Современные реализации запоминающих устройств.
- 57. Алгебра логики. Основные законы алгебры логики. Применение алгебры логики в информатике.
- 58. Понятие алгоритма. Методы оценки алгоритмической сложности.
- 59. Понятие системы. Системный анализ. Применение системного анализа в информатике.
- 60. Теория формальных грамматик. Основные понятия и положения. Применение в информатике.
- 61. Теория вероятностей. Основные понятия и положения. Применение в информатике.
- 62. Математические методы оптимизации и их применение в информатике.
- 63. Понятие компьютерного моделирования. Вычислительный эксперимент.
- 64. Структурное программирование. Понятия и принципы.
- 65. Объектно-ориентированное программирование. Понятия и принципы.
- 66. Декларативные языки программирования и их сфера применения.
- 67. Событийно-ориентированное программирование.
- 68. Многопоточное программирование. Процесс и поток выполнения. Средства синхронизации потоков.
- 69. Основные алгоритмы и структуры данных применяемые в вычислительных системах.
- 70. Приёмы (шаблоны) объектно-ориентированного проектирования.
- 71. Теория графов. Основные понятия. Решаемые задачи.
- 72. Средства моделирования при разработке программного обеспечения.
- 73. Инструментальные средства разработки программного обеспечения.
- 74. Методологии разработки программного обеспечения. Классификация. Особенности применения.
- 75. Программные средства для организации совместной разработки программного обеспечения.
- 76. Программный продукт. Жизненный цикл программного продукта.
- 77. Отличие объектно-ориентированного программирования от процедурного.
- 78. Инкапсуляция как парадигма объектно-ориентированного программирования. Примеры использования.
- 79. Наследование как парадигма объектно-ориентированного программирования. Примеры использования.
- 80. Полиморфизм как парадигма объектно-ориентированного программирования. Примеры использования.
- 81. Принципы и архитектура эвм фон Неймана.
- 82. Архитектура вычислительных систем. Таксономия Флинна.
- 83. Методы повышения производительности микропроцессоров. Конвейеризация и суперскалярность. Hyper-threading.
- 84. Oltp и olap системы. Отличия Data Mining от других методов анализа данных.
- 85. Однородные линейные динамические системы, их решение с помощью характеристического уравнения.
- 86. Однородные линейные динамические системы, их решение с помощью операционным методом.
- 87. Точки покоя линейных динамических систем. Типы точек покоя для линейной динамической системы второго порядка.
- 88. Устойчивость решений линейных динамических систем. Условие устойчивости решений.
- 89. Равномерное распределение случайной величины.
- 90. Показательное распределение случайной величины.
- 91. Нормальное распределение случайной величины.
- 92. Понятие вариации. Необходимое условие существования экстремума функционала.
- 93. Уравнение Эйлера – Лагранжа для исследования функционала на экстремум.
- 94. Постановка задачи линейного программирования и основные методы решения.
- 95. Постановка задачи целочисленного линейного программирования и основные методы решения.
- 96. Бизнес-процесс. Средства анализа и моделирования. Автоматизация бизнес- процессов.
- 97. Архитектура вычислительной системы, разновидности.
- 98. Аппаратное обеспечение вычислительных систем.
- 99. Архитектура вычислительной сети
- 100. Виртуализация вычислительных ресурсов. "Облачные" вычисления
- 101. Способы реализации человеко-машинного взаимодействия.
- 102. Принципы защиты информации в информационных системах и телекоммуникационных сетях.
- 1.Правовые принципы защиты данных
- 2. Организационные принципы защиты данных
- 3. Принципы защиты информации от тср (технические средства разведки)
- 103. Операционная система. Понятие и основные задачи. Классификация операционных систем.
- 1) По числу одновременно выполняемых задач операционные системы могут быть разделены на два класса:
- 3) По разделяемому процессорному времени (Только для многозадачных ос).
- 5) По поддержке многонитевости систем:
- 104. Файловая система, принципы построения и основные функции.
- 105. Понятие машинного обучения и искусственного интеллекта. Решаемые задачи.
- 106. Центр обработки данных. Ключевые характеристики цод. Управление цод.
- 110. Виртуализация. Виртуальные ресурсы. Характеристики облачных вычислений.
- 2. Кластеризация компьютеров и распределенные вычисления.
- 3. Разделение ресурсов.
- 4. Инкапсуляция.
- 111. Облачные услуги и модели развертывания. Инфраструктура облачных вычислений.
- 112. Сетевые операционные системы. Сетевые службы и сетевые сервисы. Одноранговые и серверные сетевые ос. Домен.
- 113. Генетические алгоритмы. Основные понятия, принципы и предпосылки генетических алгоритмов. Достоинства и недостатки генетических алгоритмов.
- 114. Методы сжатия графической информации. Области применения различных методов.
- 115. Методы сжатия звуковой информации. Области применения различных методов.
- 116. Понятие виртуальной и дополненной реальности. Средства реализации.
- 117. Компьютерная графика. Различные методы и технологии реализации.
- 118. Системы управления базами данных, разновидности.
- 1) Файл-серверные:
- 2) Клиент-серверные:
- 3) Встраиваемые:
- 119. Принципы построения реляционных баз данных. Нормализация данных.
- 120. Распределенные базы данных. Принципы построения и решаемые задачи.
- 121. Понятие открытой вычислительной системы. Классификация. Принципы построения.
- 122. Методы анализа информационных систем.
- 123. Средства мониторинга сетевого трафика.
- 124. Метод Монте-Карло. Принципы построения моделей для анализа эффективности информационных систем (основа построения, достоинства и недостатки).
- 125. Методы управления сетью: коммутация каналов, коммутация пакетов.
- 126. Методы балансировки трафика
- 127. Локальные вычислительные сети (топология, методы доступа)
- 128. Методы повышения достоверности при передаче информации
- 129. Понятие качества обслуживания в компьютерных сетях. Средства обеспечения качества обслуживания.
- 130. Назначение и принцип работы интернет сети
- 131. Основные протоколы сети Интернет, их назначение.
- 132. Автоматизированные информационные системы.
- 133. «Облачные вычисления». Определение, назначение, особенности, области применения.
- 134. Встроенная (встраиваемая) вычислительная система. Определение, назначение, виды, области применения.
- 135. Техническое задание на программное средство. Назначение, роль в жизненном цикле, общая структура.
- 136. Системы автоматизированного проектирования (сапр).
- 137. Экспертные системы. Задачи и область применения.
- 138. Автоматизированные системы обработки информации и управления. Понятие, сферы применения.
- 139. Теория массового обслуживания. Основные принципы. Применение в информатике (основные модели и критерии оценки эффективности).
- 140. Информационные технологии в науке и образовании.
- 141. Прикладное программное обеспечение сетевых технологий (Сетевые операционные системы. Сетевые пакеты прикладных программ).
- 142. Принципы построения распределенных информационных систем. Промежуточное программное обеспечение для обработки сообщений.
- 143. Сервисно-ориентированная архитектура распределенных приложений. Основные протоколы.
- 144. Корпоративные информационные системы (класс erp). Разновидности. Решаемые задачи.
- 145. Новые информационно коммуникационных технологий как база становления информационного общества.
- 146. Модели жизненного цикла программного обеспечения.
- V модель (разработка через тестирование)
- 147. Основные принципы структурного анализа систем.
- 148. Консалтинг в области информационных технологий.
- 149. Методика проведения обследования объектов автоматизации.
- 150. Методы построения и анализа моделей деятельности предприятия.
- 151. Структурно-функциональные модели (sadt).
- 152. Модели потоков данных (dfd).
- 153. Модели «сущность-связь» (erd).
- 154. Нормализация модели данных.
- 155. Объектно-ориентированный язык визуального моделирования uml.
- 156. Методология rup: назначение и основные характеристики.
- 157. Диаграммы вариантов использования (use-cases diagram).
- 158. Диаграммы классов (class diagram). Основные объекты диаграммы.
- 159. Диаграммы деятельности (activity diagram). Основные объекты диаграммы.
- 160. Диаграммы последовательности (sequence diagram).
- Линия жизни (Life Line)
- Активация, фрагмент выполнения (Activation Bar, Execution Occurances)
- Сообщение, Стимул (Message, Stimulus)