Рабочая программа дисциплины «Представление знаний в информационных системах» для специальности: 071900 "Информационные системы и технологии" направления 654700 "Информационные системы"
.RU

Рабочая программа дисциплины «Представление знаний в информационных системах» для специальности: 071900 "Информационные системы и технологии" направления 654700 "Информационные системы"


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ

АКАДЕМИЯ


Утверждаю

Декан факультета АТП

_______________ И.А.Авцинов


«__»_______________2004 г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

ДИСЦИПЛИНЫ


«Представление знаний в информационных системах»


для специальности: 071900 – "Информационные системы и технологии"

направления 654700 "Информационные системы"


Программа рассмотрена

на заседании кафедры ММИТС, протокол № _______от "____"______2004 г.


Зав. кафедрой ММИТС _________________________проф. Г.В. Абрамов


Программа рассмотрена на заседании методической комиссии по образованию в области информации и управления протокол №______от "____"__________2004 г.


Председатель методической комиссии _____________доц. И.А. Авцинов

Программа согласованна с выпускающей

кафедрой ИиУС _______________проф. Б.А.Голоденко

"____"_______2004 г.


ВОРОНЕЖ

2004


^ 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ


Целью дисциплины является обучение студентов общим вопросам проблемной области представления знаний в системах искусственно­го интеллекта, методам построения основных моделей и систем в данной проблемной области.

Задачами дисциплины являются:

Предметами изучения служат:

Предметами изучения являются:


^ 2.ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

ДИСЦИПЛИНЫ


В результате изучения студент должен:

иметь представления о:

знать и уметь:

иметь опыт:


^ 3.ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Виды учебной работы

Всего часов

6 семестр
^ Общая трудоемкость дисциплины
68

68

Аудиторная работа

34

34

Лекции

17

17

Практические занятия (ПЗ)

17

17

^ Самостоятельная работа

34

34

Проработка конспекта лекций

6

6 (17 ч.л.´ 0,35)

Изучение материала лекций по учебникам

18

18 ((288 с /16) ´ 1,0)

Расчетно-практическая работа:

10/1

10

- создание программ без графической

оболочки

6

6 ((1 с A4) ´ 6,0)

- выполнение расчетов

2

2 ((2 с A4) ´ 1,0)

- оформление текста и отчета по РПР

2

2 ((10 с A4) ´ 0,2)
^ Виды итогового контроля



зачет



4.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


4.1.Разделы дисциплины и виды занятий




п/п

Раздел дисциплины

Лекции

ПЗ

1

Концептуальные основы искусственного интеллекта

4

4

2

Методы представления знаний и решения задач

8

4

3

Экспертные системы

5

9



^ 4.2.Разделы дисциплины и виды занятий (лекции)


1.История искусственного интеллекта. Зарождение исследований в области искусственного интеллекта (ИИ). Два направления: логическое и нейрокибернетическое. Ранние исследования в 50-60-е годы (Н.Винер, Мак-Каллок, Розенблатт, Саймон, Маккарти, Слэйджл, Сэмюэль, Гелернер, Н.Амосов). Появление первого развитого языка программирования LISP для построения систем ИИ. Появление в конце 60-х годов интегральных (интеллектуальных) роботов и первых экспертных систем. Успехи экспертных системи, застой в нейрокибернетике в 70-е годы. Новый бум нейрокибернетики в начале 80-х годов (Хопфилд). Появление логического программирования и языка PROLOG. Программа создания ЭВМ 5-го поколения. Стратегическая компьютерная инициатива США. Исследования по ИИ в СССР и России.

2.Знания и данные. Свойства знаний и отличие знаний от данных. Типы знаний: декларативные и процедурные, экстенсиональные и интенсиональные. Нечеткие знания. Виды и природа нечеткости. Проблема понимания смысла как извлечения знаний из данных и сигналов.

3. Понятия о прикладных системах искусственного интеллекта (4 часа). Прикладные системы ИИ – системы, основанные на знаниях. Понятие инженерии знаний. Экспертные системы. Их области применения и решаемые ими задач. Обобщенная структура экспертных систем. Интеллектуальные роботы. Их обобщенная структура. Системы общения на естественном языке и речевой ввод-вывод. Применение ИИ в системах управления производством. Применение ИИ в делопроизводстве и в сети Internet.

4. Логика предикатов первого порядка. Логические и эвристические методы представления знаний. Понятие предиката, формулы, кванторы всеобщности и существования. Интерпретация формул в логике предикатов 1-го порядка. Метод резолюции для доказательства теорем в логике 1-го порядка. Логика Хорна как основа языка логического программирования Prolog. Недостатки логики 1-го порядка как метода представления знаний. Пути повышения выразительных возможностей логики 1-го порядка: введение модальностей и повышение значности. Логика возможного-необходимого. Трехзначная семантика Лукасевича. Семантика возможных миров.

5. Язык программирования Пролог. Структура программы в Прологе. Представление фактов и правил. Особенности логического вывода в Прологе. Основные операторы Пролога. Представление списков на языке Пролог.

6. Псевдофизические логики (2 часа). Теория нечетких множеств – основа псевдофизических логик. Нечеткая логика. Понятие лингвистической переменной. Примеры псевдофизических логик: пространственная и временная логики.

7. Правила-продукции. Структура правил-продукций. Типы ядер правил-продукций и варианты их интерпретаций. Методы логического вывода: прямой и обратный. Стратегии выбора правил при логическом выводе. Методы представления и обработки нечетких знаний в продукционных системах. Достоинства и недостатки правил-продукций как метода представления знаний.

8. Семантические сети. Основные понятия семантических сетей: представление объектов и отношений между ними в виде ориентированного графа. Типы отношений в семантических сетях. Абстрактные и конкретные сети. Принципы обработки информации в семантических сетях. Связь семантических сетей с логикой 1-го порядка и псевдофизическими логиками.

9. Фреймы и объекты. Основные понятия фрейма: слоты, присоединенные процедуры-слуги и процедуры-демоны, наследование свойств. Связь понятия фрейма и объекта в объетно-ориентированном программировании. Сети фреймов. Принципы обработки данных в сети фреймов. Примеры языков инженерии знаний, основанных на фреймах: FRL и KRL.

10. Нейронные сети. Основные понятия о естественных и искусственных нейронных сетях и нейронах. Формальный нейрон МакКаллока-Питтса. Нейронная сеть как механизм, обучаемый распознаванию образов или адекватной реакции на входные сигналы (входную информацию). Классификация нейронных сетей. Достоинства и недостатки нейронных сетей как метода представления и обработки знаний.

11. Архитектура экспертных систем. Особенности архитектуры экспертных систем (особенностей методов представления и обработки знаний) от особенностей решаемой задачи.

12. Технология построения экспертных систем. Условия применимости экспертных систем. Типы экспертных систем в зависимости от степени завершенности и особенностей использования: демонстрационные, исследовательские, промышленные, коммерческие. Этапы построения экспертных систем: идентификация, концептуализация, формализация, реализация, тестирование. Трудности при создании экспертных систем.

13. Методы приобретения знаний. Основные понятия методов обучения. Классификация методов обучения по способу обучения: эмпирические и аналитические, по глубине обучения – символьные (поверхностные) и на основе знаний (глубинные). Связь этой классификации с понятиями индуктивного вывода, вывода по аналогии, обучения на примерах. Сведение задачи приобретения знаний к задаче обобщению. Индукция Милля. Недостатки этого метода. ДСМ-метод. Определение индуктивного вывода. Понятие аналогии. Абстрагирование. Определение вывода по аналогии.

14. Перспективы развития искусственного интеллекта.


^ 4.2.Разделы дисциплины и виды занятий (практические занятия)


  1. Изучение примеров программ на языке Пролог.

  2. Представление и обработка списков на языке Пролог.

  3. Разработка программы для решения комбинаторной задачи на языке Пролог.

  4. Знакомство с примерами экспертных систем в оболочке ESWin.

  5. Изучение особенностей представления знаний в оболочке ESWin. Выбор задачи для реализации учебной экспертной системы.

  6. Разработка учебной экспертной системы. Концептуализация.

  7. Разработка экспертной системы. Формализация и реализация.

  8. Разработка экспертной системы. Тестирование.



^ 5.ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ - не предусмотрен


6.ФОРМЫ И СОДЕРЖАНИЕ ТЕКУЩЕГО, ПРОМЕЖУТОЧНОГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ


Текущий контроль


Рейтинговая оценка знаний студента.

Состоит в проверке знаний студента по итогам практических занятий.


^ Промежуточный контроль - РПР


Перечень тем РПР:

1.Создание компонентов экспертной системы для представления
психологического портрета личности:

-блок представления знаний о структурном портрете психиче­ского комплекса;

-блок оценки конфликтных качеств личности;

-блок оценки темперамента и анализа эмоциональных качеств
личности;

-блок формирования психологического портрета личности с
точки зрения свойств памяти;

-блок корреляции между отдельными компонентами психологи­ческого портрета личности (системный блок);

-блок визуализации входной и выходной информации (блок
интерфейса).

2.Создание экспертной системы контроля знаний.

3.Создание экспертной системы оптимального выбора ассорти­мента молочной продукции.

4.Создание экспертной системы подбора качественного состава
компьютера:

-блок представления знаний о структуре системного блока;

-блок представления знаний о мониторах;

-блок представления знаний о клавиатуре и манипуляторах
(мышь, графические планшеты, джойстики);

-блок представления знаний о мультимедийных устройствах
(сканерах, TV-тюнерах, видеокамерах, модемах, лазерных дис­ках);

-блок представления знаний о принтерах;

-блок представления знаний об источниках питания (стабилиза­торы, источники бесперебойного питания, сетевые фильтры)

-блок виртуальной комплектации и сборки персонального ком­пьютера, включая визуализацию входной и выходной информа­ции.

Отчет о РГР должен содержать описание предметной области задания, постановку задачи, алгоритм, текст программы, полученные результаты и их интерпретацию.


^ Итоговый контроль - зачет


Зачет проводится в устной форме. Студент должен ответить на два вопроса по теме дисциплины и ответить на дополнительные вопросы.


Вопросы к зачету


  1. Основные понятия и определения: искусственный интеллект, экспертная система, знания, семантическое пространство, знаки.

  2. Когнитивные информационные системы, имитирующие человеческую деятельность.

  3. Классификация моделей и методов искусственного интеллекта.

  4. Информация, данные, знания.

  5. Представление знаний. Информационные модели знаний.

  6. Сис­темы интеллектуального интерфейса для информационных систем.

  7. Логический вывод на знаниях. Механизм логического вывода (МЛВ). Формальное описание МЛВ.

  8. Модульные, сетевые модели данных и знаний.

  9. Продукционные системы.

  10. Интеллектуальные ин­формационно-поисковые системы.

  11. Семантические сети. Экстенсиональные и интенсиональные семантические сетевые модели.

  12. Фреймовые модели знаний. Особенности фреймовых систем.

  13. Построение систем фреймов по се­мантическим признакам. Особенности экспертных систем, использующих знания в форме семантической сети.

  14. Распознавание образов и анализ изображений.

  15. Технология построения и принципы функционирования экс­пертных систем. Классификация ЭС. Принцип работы ЭС.

  16. Функциональная схема ЭС. Структура ЭС и назначение ее модулей.

  17. Ядро ЭС: семантический интерфейс, база знаний, механизм логического вывода.

  18. Сервисные модули ЭС: модуль объяснения и накопления знаний.



^ 7.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


7.1. Основная литература


  1. П.Джексон. Введение в экспертные системы. - М.: "Вильямс", 2001.

  2. А.В.Гаврилов. Системы искусственного интеллекта. - Уч. пособие, ч.1, Новосибирск: НГТУ, 2000, Изд-ие испр. и доп., 2001.

  3. В.В.Круглов, В.В.Борисов. Искусственные нейронные сети. Теория и практика. - М.: Горячая линия - Телеком, 2001.

  4. Приобретение знаний. - М: Мир, 1990.


^ 7.2. Дополнительная литература


  1. Р. Акофф, Ф. Эмери. О целеустремленных системах. – М.: Советское радио, 1974.

  2. М.Арбиб. Метафорический мозг. - М.: Мир, 1976.

  3. А.В.Гаврилов, Ю.В.Новицкая. Основы программирования на Турбо-Прологе. - Новосибирск, НГТУ, 1993.

  4. Т.А.Гаврилова, В.Ф.Хорошевский. Базы знаний интеллектуальных систем. - С.-Петербург: "Питер", 2000.

  5. Д.Дюбуа, А.Прад. Теория возможностей. Приложения к представлению знаний в информатике. - М.: Радио и связь, 1990.

  6. Л.Заде. Понятие о лингвистической переменной и его применение к принятию решений. - М.: Мир, 1976.

  7. Интеллектуализация ЭВМ - // В уч. пос. Перспективы развития вычислительной техники в 11 кн. Кн. 2. - М.: Высшая школа, 1989.

  8. Искусственный интеллект. Применение в интегрированных производственных системах. Под ред. Э.Кьюсиака. - М.: Машиностроение, 1991.

  9. Искусственный интеллект. Справочник в 3-х томах. - М.: Радио и связь, 1990.

  10. Е.Ю.Кандрашина, А.В.Литвинцева, Д.А.Поспелов. Представление знаний о времени и пространстве в интеллектуальных системах. - М.: Наука, 1989.

  11. Р.Ковальски. Логика в решении проблем. - М.: Наука, 1990.

  12. Р.Левин, Д.Дранг, Б.Эдельсон. Практическое введение в технологию искусственного интеллекта и экспертных систем с иллюстрациями на Бейсике. - М.: Финансы и статистика, 1990.

  13. Логический подход к искусственному интеллекту. - М.: Мир, 1990.

  14. Ж.-Л. Лорьер. Системы искусственного интеллекта. - М: Мир, 1991.

  15. Н.Г. Малышев, Л.С. Берштейн, А.В. Боженюк. Нечеткие модели для экспертных систем в САПР. - М.: Энергоатомиздат, 1991.

  16. Д.Марселлус. Программирование экспертных систем на Турбо-Прологе. - М.: Финансы и статистика, 1994.

  17. А.Н.Мелихов, Л.С.Бернштейн, С.Я.Коровин. Ситуационные советующие системы с нечеткой логикой. - М.: Наука, 1990.

  18. Н.Нильсон. Принципы искусственного интеллекта. - М.: Радио и связь, 1985.

  19. Обработка знаний. - М: Мир, 1990.

  20. Э.В.Попов. Экспертные системы. - М:, Наука, 1987.

  21. Д.А.Поспелов. Моделирование рассуждений. - М.: Радио и связь, 1989.

  22. Построение экспертных систем. Под ред. Ф.Хейес-Рота, Д.Уотермена, Д.Лената. - М.: Мир, 1987.

  23. Представление и использование знаний. - М: Мир, 1989.

  24. Реальность и прогнозы искусственного интеллекта. -М.: Мир, 1987.

  25. Системы управления базами данных и знаний. Справочное издание под ред. А.Н.Наумова. - М.: Финансы и статистика, 1991.

  26. Б.Сойер, Д.Л.Фостер. Программирование экспертных систем на Паскале. - М.: Финансы и статистика, 1990.

  27. К.Таунсенд, Д.Фохт. Проектирование и программная реализация экспертных систем на персональных ЭВМ. - М.: Финансы и статистика, 1990.

  28. Техническая имитация интеллекта. - // В уч. пос. Робототехника и гибкие автоматизированные производства в 9 кн. Кн. 6. - М.: Высшая школа, 1986.

  29. Уоссермен Ф. Нейрокомпьютерная техника : Теория и практика.М.: Мир. 1992.

  30. Д.Уотерман. Руководство по экспертным системам. - М.: Мир, 1989.

  31. Э.Хювенен, Й.Сеппянен. Мир Лиспа. В 2-х томах. - М.: Мир, 1990.

  32. Экспертные системы. Принципы работы и примеры. Под ред. Р.Форсайта.- М.: Радио и связь, 1987.

  33. Дж. Элти, М. Кумбс. Экспертные системы. Концепции и примеры. – М.: Финансы и статистика, 1987.


При освоении всех разделов дисциплины необходимо сочетание следующих форм учебной деятельности: изучение лекционного материала, выполнение заданий на практических занятиях, самостоятельная работа с рекомендуемой литературой и консультации преподавателей при выполнении расчетно-практической работы.


^ 7.4. Обучающие, контролирующие, расчетные компьютерные программы и другие средства дисциплины


При проведении лабораторных, практических работ, курсового проектирования, самостоятельных и индивидуальных занятий используются:

  1. ВК на базе компьютеров типа IBM PC;

  2. ПО «Среда визуальной разработки программ Delphi»;

  3. МО «Русская справка (HELP) по Delphi».

  4. МО Турбо Пролог.


Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом профессионального высшего образования по специальности 071900 подготовки дипломированного специалиста.


Программу составил ___________________проф. Десятов Д.Б.

pyotr-nikolaevich-krasnov-kazaki-v-abissinii-stranica-3.html
pyotr-nikolaevich-krasnov-kazaki-v-abissinii.html
pyotr-velikij-v-tvorchestve-a-s-pushkina.html
pz-21-proanalizirujte-pedagogicheskie-situacii-situaciya-1-uchebnoe-posobie-dlya-studentov-vuzov-v-2-h-chastyah-chast-1.html
pzt-summa-pryamih-zatrat-dlya-proizvodstva-produkcii-za-tekushij-mesyac-rub-ezhekvartalnij-otchet-oao-yakutgazprom.html
q-24-centralnie-regionalnie-i-mestnie-organi-gosudarstvennogo-upravleniya-ih-ierarhiya.html
  • reading.bystrickaya.ru/lekciya-6-tamozhennij-broker-konspekt-lekcij-salov-a-n-k-e-n-docent-vladivostok-2005.html
  • lektsiya.bystrickaya.ru/prilozhenie-2-o-velikom-poste-5-podgotovitelnie-sedmici-7.html
  • urok.bystrickaya.ru/pravovoe-regulirovanie-rabochego-vremeni-i-vremeni-otdiha-2.html
  • klass.bystrickaya.ru/72-registratori-v-i-zelenov-rinok-cennih-bumag.html
  • books.bystrickaya.ru/duhovno-nravstvennoe-razvitie-i-vospitanie-osnovnaya-obrazovatelnaya-programma-nachalnogo-obshego-obrazovaniya-mou-sosh-27.html
  • nauka.bystrickaya.ru/v-tomske-v-dtp-zazhivo-sgoreli-tri-cheloveka-bryanskru-30092010-rossijskie-smi-o-mchs-monitoring-za-1-oktyabrya-2010-g.html
  • thesis.bystrickaya.ru/prikaz-2010g-2010g-rabochaya-programma-po-literature-v-9-klasse-uchitelya-municipalnogo-obsheobrazovatelnogo-uchrezhdeniya.html
  • education.bystrickaya.ru/3-lepka-rozetki-uchebno-metodicheskij-kompleks-dlya-studentov-obuchayushihsya-po-napravleniyu-070801-dekorativno-prikladnoe-iskusstvo.html
  • pisat.bystrickaya.ru/tematicheskoe-planirovanie-uchitelya-informatiki-stranica-4.html
  • ekzamen.bystrickaya.ru/sobranie-deputatov-krasnochetajskogo-rajona-chuvashskoj-respublikireshil-o-otchet-ob-ispolnenii-byudzheta-krasnochetajskogo-rajona-za-9-mesyacev-2007-goda-prinyat-k-svedeniyu-stranica-2.html
  • kolledzh.bystrickaya.ru/balduk-stranica-4.html
  • thesis.bystrickaya.ru/povishenie-ekspluatacionnoj-nadezhnosti-toplivnih-nasosov-visokogo-davleniya-avtotraktornih-dizelnih-dvigatelej.html
  • assessments.bystrickaya.ru/dzhejms-shaller.html
  • books.bystrickaya.ru/ekonomist-analitik-proizvodstvenno-hozyajstvennoj-organizacii-1465-chasov.html
  • nauka.bystrickaya.ru/uchebno-metodicheskij-kompleks-uchebnoj-disciplini-kriminalistika-opd-f-13.html
  • knowledge.bystrickaya.ru/narodnie-hudozhestvennie-promisli-problemi-sohraneniya-i-razvitiya.html
  • tasks.bystrickaya.ru/3-uchebno-naglyadnoe-izdanie-obrazovatelnaya-programma-klassicheskaya-nachalnaya-shkola-predmet-literaturnoe-chtenie.html
  • studies.bystrickaya.ru/harakteristika-zakona-ob-inostrannih-investiciyah-v-rf-ot-09071999g.html
  • textbook.bystrickaya.ru/i-diplomatiya-i-diplomaticheskij-protokol-stranica-7.html
  • turn.bystrickaya.ru/podgotovka-i-perepodgotovka-profilnih-specialistov-na-baze-centrov-obrazovaniya-i-razrabotok-v-sfere-informacionnih-tehnologij-stranica-4.html
  • otsenki.bystrickaya.ru/rukopisnie-izdaniya-15-16-vekov-lekcii-po-istorii-zarubezhnoj-zhurnalistiki-antichnost.html
  • knowledge.bystrickaya.ru/mifi-o-nelegalnih-narkotikah-moskovskij-gosudarstvennij-industrialnij-universitet.html
  • uchitel.bystrickaya.ru/rabota-po-materializacii-intellekta-lichnosti-po-suti-svej-netradicionna-vprocesse-eyo-napisaniya-i-otkritogo-obsuzhdeniya-s-vidnimi-uchenimi-i-na-stranicah-inter-stranica-2.html
  • occupation.bystrickaya.ru/novosti-zhenskoj-gendernoj-frakcii-rodp-yabloko-3.html
  • credit.bystrickaya.ru/osnovnie-napravleniya-issledovanij-psihologii-mishleniya-v-kapitalisticheskih-stranah.html
  • school.bystrickaya.ru/amerikanskaya-klassicheskaya-muzika-vtoroj-polovini-hh-veka.html
  • studies.bystrickaya.ru/glava-devyatayao-zhiznennih-obstoyatelstvah-nensi-demoss-lozh-v-kotoruyu-veryat-zhenshini.html
  • klass.bystrickaya.ru/4-obogashenie-opita-esteticheskogo-vospriyatiya-rabochaya-programma-po-literaturnomu-chteniyu-sozdana-na-osnove-federalnogo.html
  • knowledge.bystrickaya.ru/metodika-ekonomicheskih-issledovanij-metodicheskoe-posobie-dlya-ochnogo-i-zaochnogo-otdelenij-v-2-chastyah-chast-1.html
  • education.bystrickaya.ru/109-vozrastnie-osobennosti-usvoeniya-ponyatij-uchebnoe-posobie-dlya-studentov-srednih-pedagogicheskih-uchebnih-zavedenij.html
  • write.bystrickaya.ru/glava-21-teoreticheskie-i-eksperimentalnie-podhodi-k-issledovaniyu-lichnosti-501-obshaya-psihologiya.html
  • shkola.bystrickaya.ru/socialnie-problemi-bivshih-kadrovih-voennosluzhashih-v-90-h-godah.html
  • shkola.bystrickaya.ru/tematicheskoe-planirovanie-anglijskij-yazik-programma-nachal-nogo-obshego-obrazovaniya.html
  • lesson.bystrickaya.ru/programma-kursa-ekonomicheskaya-teoriya.html
  • shkola.bystrickaya.ru/rinok-bankovskih-uslug.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.