Статьи по информатике
  • Регистрация
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 3.50 (1 Голос)

Международный центр информационных Технологий и систем ЮНЕСКО/МПИ.

ИНТЕЛЛЕКТУАЛИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Под информационной технологией (ИТ) будем понимать способ сбора, хранения и переработки данных. ИТ появились вместе с возникновением человеческого общества и являются его неотъемлемой характеристикой. Не останавливаясь на истории развития ИТ отметим, что создание компьютеров дало мощный толчок к разработке принципиально новых ИТ. Стал стремительно нарастать объем сохраняемых и одновременно легко доступных данных, стали совершенствоваться методы их обработки. Количественные изменения привели к качественному скачку, к общественной потребности в новом продукте – компьютерных информационных технологиях.

Поскольку компьютеры стали (или становятся) необходимой частью не только большинства технических систем – от ракет и автомобилей до детских игрушек, но и составляющим элементом общественных (финансовых, политических, производ­ственных) систем, соответствующие ИТ постоянно развиваются и совершенствуются. Индустрия разработки ИТ стала одним из основных направлений развития производства в современном обществе, приносящем многомиллиардные прибыли. Эти условия определяют и постоянный интерес к ИТ, разработку теории и практическое создание все более усложняющихся по возможностям и результатам методов и средств ИТ.

Не анализируя общее направление развития ИТ, отметим только, что переход в последнее десятилетие к событийно-ориентированным технологиям изменил характер взаимодействия пользователя с компьютером, расширил возможности пользователя, увеличив поступающее к нему количество информации и передав компьютеру целый ряд функций, выполняемых компьютером по умолчанию. Например, при их установке программных систем они настраиваются самостоятельно на конкретную конфигурацию компьютера.

Естественно предположить, что эта тенденция к самостоятельному выполнению компьютером действий (в зависимости от окружающей среды) не только сохраниться и в будущем, но и станет превалирующей: компьютеры станут интеллектуальными, объем и характер их действий при обработке данных изменится, давая результаты аналогичные тем, которые получает человек, обрабатывающий такие же данные.

Если поставить сейчас проблему интеллектуализации компьютера, то очевидно что первоначально проблема заключается в разработке теоретических основ построения нового класса ИТ, которые назовем интеллектуальными информационными технологиями (ИИТ), и последующей программной реализации этих технологий в виде интеллектуальных систем (ИС). Отметим, что интеллектуализация должна стать не только новой стороной программных продуктов, таких как операционные системы, интегрированные среды, графические и текстовые редакторы, но и hardware.

Рассматривая понятие «интеллектуализации» как добавление к технологии компонент, дополняющих технологию процессами, которые связываются с искусственным интеллектом, дадим содержательно необходимые определения, используемых ниже понятий.

Прежде всего предположим, что любая технология, реализуется в виде некоторого программно-технического комплекса, называемого системой, который объединяет все элементы технологии и обеспечивает их выполнение при взаимодействии с источником данных. Понятие среды (или внешней среды) является исходным понятием по отношению к определяемой технологии или системе. Описание среды содержит характеристику понятий и взаимодействий, существующих в среде.

Понятие «интеллект» относительно в том смысле, что оно всегда связано со средой, с которой этот интеллект взаимодействует. Другими словами, не существует универсального интеллекта, интеллекта вообще. Интеллект как определенный характер действий или способов обработки данных всегда привязан к некоторой среде и должен рассматриваться только в рамках этой среды. С другой стороны, интеллект может рассматриваться как объединение нескольких интеллектов, привязанных к различным средам из некоторого множества сред. В этом случае рассматривается новая среда как объединение множества сред, а интеллект функционирует в этой новой среде, путем переключения на одну из составляющих объединение сред и выбора соответствующего этой среде интеллекта.

Существует стандартная взаимосвязь, отражающая взаимодействие системы со средой: сначала система, используя свои сенсоры, алгоритмы обработки и существующую в памяти информацию, строит свое представление среды, затем относительно этого представления рассчитывает свои действия, определяемые заложенной в систему технологией, а затем передает свои действия в среду.

В зависимости от того, насколько правильно представление и технология, действия будут адекватными или неадекватными внешней среде.

Среды могут быть упорядочены по степени сложности, также как система может иметь различный уровень интеллектуальности. Системы, взаимодействующие с одной и той же средой, могут сравниваться по уровню интеллекта. В то же время проблема сравнения уровня интеллекта для систем, взаимодействующих с разными средами, такое сравнение может выполняться только при условии вложения этих сред в третью среду и последующему сравнению вложенных интеллектов в этой объемлющей среде.

Перейдем теперь к более детальному описанию представления сред и взаимо­дей­ствующих с ними ИС. Основным элементом, на котором строится представление среды, являются объекты, сопоставляемые в представлении среды тем элементам среды, которые выделяются и распознаются системой. При этом предполагается, сто у системы существуют специальные органы, датчики, сенсоры, которые реагируют на отдельные свойства, характеристики распознаваемого элемента и сопоставляют ему формируемую системой величину, называемую признаком.

Признаки могут задаваться в численном, алфавитном или графическом виде, они могут определяться в виде функций, зависящих от параметров. Наконец, признак и могут представляться в виде элементов некоторых множеств. Вводу признаков в систему может предшествовать их предварительная обработка соответствующими устройствами системы. Признаки могут быть открытыми или закрытыми. Закрытые признаки - это те, которые имеют при вводе фиксированное значение, тогда как значения открытых признаков не определено на момент его сопоставления элементу среды.

Объекты задаются своим описанием, которое включает три части.

Совокупность признаков, сопоставляемых системой элементу среды, составляет первую часть описания объекта, соответствующего этому элементу в представлении среды, формируемом системой.

Вторую часть описания объекта составляют объекты, которые входят целиком а описание объекта.

Третью часть описания объекта составляют два множества операций: первое множество – это операции, которые может выполнять сам объект, второе множество – это операции, которые могут выполняться над объектом, при взаимодействии с другими объектами.

Операции, которые действуют на объект, могут изменять значение его признаков, вводить новые или удалять существующие признаки (или объекты), могут устанавливать значения параметров функций, входящих в определение признаков, определять значения открытых признаков. Аналогично, операции, применяемые к объекту, могут действовать и на множество операций, входящих в описание объекта. Отметим, что если операция не входит во второе множество операций, формирующих описание объекта, то она не применима к объекту.

Формально описание объекта задается следующим образом.

Если через

где . Если

где через

Объекты в любой среде взаимосвязаны: во-первых, одни объекты преобразуются операциями в другие. Эти преобразования вызываются третьими объектами, которые определяют преобразующую операцию. Совокупность объектов и их преобразований порождает категорию, которую назовем категорией объектов.

Во-вторых, кроме операций, определяемых объектами, в среде существуют взаимосвязи, отношения, определяемые условиями самой среды, которые могут быть выражены в виде предикатов. Для предикатов разработано исчисление (узкое исчисление предикатов) позволяющее из одних формул, включающих предикаты, выводить другие формулы. Используя объекты и предикаты, определим новое понятие – знание – следующим образом:

a)  каждый объект и любая совокупность объектов, связанных операциями, является знанием;

b)  каждый общезначимый предикат, определенный на множестве знаний есть знание;

c)  все предикат, выводимые из знаний в исчислении предикатов, являются знаниями;

d)  других знаний, кроме задаваемых правилами a) – c), нет.

В форме знаний задается представление среды. Знания запоминаются и сохраняются. Если среда изменяется, то знания могут перестать быть таковыми, поскольку в новой среде они могут не быть общезначимыми. Среда задает некоторую интерпретацию знаний и при изменении среды знания должны быть скорректированы соответствующим образом.

Ситуацией будем называть любую формулу исчисления предикатов, построенную из знаний с помощью логических операций исчисления предикатов.

Ситуации возникают в среде, когда нужно преобразовать объект или связанную операциями совокупность объектов в другой объект (объекты). Аналогом ситуации является задача, определенная в терминах представления среды. Проблема возможного расширения среды для решения возникающих задач в этой работе не рассматривается.

Решением ситуации будем называть вывод формулы, определяющей ситуацию, из знаний системы, либо опровержение этой формулы. В первом случае получаем положительное решение ситуации, во втором – отрицательное.

Обычно в реальных системах ищется решение ситуации за конечное число шагов и, если такое решение не найдено, то ситуация называется k-нерешенной.

Как и знания, решения ситуаций накапливаются в системе, сохраняясь как опыт ИС. Они могут использоваться при нахождении последующих решений. Различные экземпляры одной и той же ИС, накапливая со временем опыт, приобретают индивидуальность и могут по-разному реагировать на данные, поступающие из среды. Это замечание относится и к другим составляющим ИС – объектам, знаниям, базы которых со временем изменяются, отражая процесс функционирования ИС.

Пусть задано некоторое представление среды и система

Разработка ИС и ИИТ предполагает включение в систему (или технологию) дополнительных компонент, блоков, подсистем, обеспечивающих интеллектуальность системы. Эти компоненты предварительно настраиваются аналогично тому, как это делается для оболочек экспертных систем.

ИИТ предполагает существование таких компонент на уровнях сбора, хранения и переработки данных. На уровне сбора - это может быть контроль данных, определение их соответствия объектам, поставляющим эти данные, взаимоувязка данных, поступающих от различных объектов. На уровне хранения - это дополнительная организация данных, формирование и хранение данных о среде с учетом зависимостей между данными поступающими из среды и данными, хранящимися в знаниях, имеющихся в системе. На уровне переработки - это решение ситуаций, характерных для технологии с учетом той информации, которая накоплена в системе, реализующей технологию. ИИТ предполагает возможность использования баз объектов, знаний, ситуаций, накопленных или занесенных в систему.

При своей реализации ИС и ИИТ требуют увеличения технических ресурсов компьютеров (памяти и быстродействия), необходимых для хранения информации о представлении среды и обработки данных, связанных с этим представлением. Более того, интеллектуальная компонента может быть существенно сложнее ИТ, к которой она подключается. Однако рост технических ресурсов не является проблемой для современных компьютеров. Более того, именно развитие интеллектуальных компонент загрузит постоянно растущие ресурсы современных компьютеров, которые в некотором смысле не востребованы на уровне современных ИТ. Думаю, что именно развитие ИС определит на ближайшие 10 – 20 лет развитие технического и программного обеспечения, поскольку интеллектуальные компоненты станут необходимым элементом любой достаточно мощной системы и технологии, включая программирование, сетевое обеспечение, финансы, управление.

В настоящее время работы по созданию интеллектуальных компонент находятся в зачаточном состоянии. Основным направлением служит подготовка конкретных схем реализации для конкретных сред. В докладе приводится пример разработки интеллектуальной компоненты для системы управления механо-сборочным цехом, включая описание объектов, знаний, ситуаций, связанных с этой средой.

В статті розглядаються концепції інтелектуалізації інформаційних технологій, дається представлення інтелектуальної системи, вводяться поняття ознак, обєктів і знань, ситуацій і рішень ситуацій в контексті моделювання інтелектуальних систем. Виконується формалізація представлення інтелектуальної системи.

Мейтус Владимир Юльевич, с. н.с., к. ф.-м. н.,

Интеллектуализация информационных технологий - 3.0 out of 5 based on 1 vote

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

По темам:

История Украины

Культурология

Высшая математика

Информатика

Охотоведение

Статистика

География

Военная наука

Английский язык

Генетика

Разное

Технологиеские темы

Украинский язык

Филология

Философия

Химия

Экология

Социология

Физическое воспитание

Растениевосдство

Педагогика

История

Психология

Религиоведение

Плодоводство

Экономические темы

Бухгалтерские темы

Маркетинг

Иностранные языки

Ветеринарная медицина

Технические темы

Землеустройство

Медицинские темы

Творчество

Лесное и парковое хозяйство