Учебно-методический комплекс учебной дисциплины интеллектуальные информационные системы для студентов, обучающихся на факультете прикладной информатики по специальности 080801 «Прикладная информатика (в менеджменте)»





Скачать 368.82 Kb.
НазваниеУчебно-методический комплекс учебной дисциплины интеллектуальные информационные системы для студентов, обучающихся на факультете прикладной информатики по специальности 080801 «Прикладная информатика (в менеджменте)»
страница2/2
Дата публикации17.12.2014
Размер368.82 Kb.
ТипУчебно-методический комплекс
100-bal.ru > Информатика > Учебно-методический комплекс
1   2

Итого:

8

10

142


160


3. Основное содержание дисциплины «Интеллектуальные информационные системы»
Тема 1. Введение. Эволюция информационных систем. Понятие ИИС, основные свойства. Применение искусственного интеллекта в разработке новых информационных технологий. Концепция интеллектуальной компьютерной программы. Основные направления исследований в области искусственного интеллекта. Связь курса с другими дисциплинами.

Тема 2. Области применения ИИС и классификация интеллектуальных информационных систем. Системы с интеллектуальным интерфейсом. Самообучающиеся системы. Адаптивные информационные системы. Экспертные системы. Характерные особенности. Условия применения.: Проблемные области: интерпретация, диагностика, прогнозирование, проектирование, планирование, слежение, управление. Использование экспертных систем для принятия решений. Системы поддержки решений. Интеллектуальные базы данных. Классификация запросов. Дедуктивный вывод. Понимание естественного языка. Другие области применения ИИС: САПР, обучающие системы, распознавание образов, мультисреды.
Тема 3. Традиционные способы представления и обработки знаний в интеллектуальных системах. Архитектура ИИС. Отличия знаний от данных. Типичные модели представления знаний. Логическая модель представления знаний. Представление знаний правилами продукций. Объектно-ориентированное представление знаний фреймами. Модель семантической сети. Классификационные признаки экспертных систем. Составные части ИИС: база знаний, механизм вывода, механизмы приобретения и объяснения знаний, интеллектуальный интерфейс. Формы организации и представления знаний в экспертных системах. Предметное (фактуальное) и проблемное (операционное) знания. Экстенсиональное и интенсиональное описание знаний. Декларативная и процедурная формы представления знаний. Пространство поиска решений. Логический и эвристический методы принятия решений в ИИС. Рассуждсния на основе дедукции, индукции и аналогии. Нечеткий вывод знаний. Немонотонность вывода. Обобщенная схема решения задач в ИИС. Приобретение знаний. Тестирование корректности знаний. Машинное обучение на примерах. Нейронные сети. Виды объяснений: ретроспективный, контекстный, негативный, гипотетический. Генерация объяснений. Диалоговое взаимодействие пользователя с ИИС, использование шаблонов, меню, естественного языка.

Тема 4. Проектирование ИИС. Методы приобретения знаний. Этапы проектирования: идентификация, концептуализация, формализация, реализация, тестирование, опытная эксплуатация. Разработка прототипов, развитие и модификация проекта. Участники процесса проектирования: предметные эксперты, инженеры знаний, конечные пользователи, их взаимодействие. Парадокс инженерии знаний.

Стратегии получения знаний. Аспекты извлечения знаний. Проблемы структурирования знаний. Семиотический подход к приобретению знаний. Методы извлечения знаний. Выявление «скрытых» структур знаний. Построение баз знаний для экспертных систем диагностики. Проблемы обучения интеллектуальных систем. Индуктивные выводы в логике. Средства компьютерной поддержки приобретения знаний. Методы и средства интеллектуального анализа данных.

Инструментальные средства разработки ИИС: языки программирования, языки представления знаний, генераторы, оболочки, средства автоматизации проектирования. Функциональное (LISP, CLIPS), логическое (PROLOG), объектно-ориентированное (SMALLTALK, CLIPS) программирование. Использование инструментальных средств для различных проблемных областей и на различных этапах проектирования.

Тема 5. Нечеткие знания и способы их обработки. Виды нечеткости знаний, способы их устранения и/или учета в интеллектуальных системах. Нечеткие множества и нечеткие выводы. Пример разработки компьютерной игры позиционного типа. Пример прогнозирования развития предприятия с применением интеллектуальной системы на базе нечеткой логики.


Тема 6. Нейронные сети. Модель искусственного нейрона. Модели нейронных сетей. Построение нейронной сети. Многослойный персептрон. Обучение нейронных сетей с «учителем». Отбор и предварительная обработка исходных данных. Обучение нейронных сетей «без учителя». Сеть Кохонена. Нейронные сети Хопфилда. Способы реализации нейронных сетей. Практическое применение нейросетевых технологий.


Тема 7. Эволюционные аналогии в искусственных интеллектуальных системах. Генетические алгоритмы. Простой генетический алгоритм. Разновидности генетических алгоритмов. Примеры практического применения генетических алгоритмов. Методы эволюционного программирования. Генетическое программирование. Эволюционное программирование. Эволюционные стратегии.
Тема 8. Интеллектуальные мультиагентные системы. Основные понятия теории агентов. Характеристики интеллектуальных агентов. Архитектуры мультиагентных систем. Коллективное поведение агентов. Способы и причины взаимодействия между агентами. Моделирование взаимодействия в мультиагентных системах. Координация поведения агентов в мультиагентной системе. Примеры мультиагентных систем.
Литература
Основная литература:


  1. Андрейчиков А.В., Андрейчикова О.В. Интеллектуальные информационные системы. М. Издательство "Финансы и статистика" , 2004. - 424 c.

  2. Ярушкина Н.Г. Основы теории нечетких и гибридных систем. - М.: Финансы и статистика, 2004.- 320 с.

  3. Матвеев М.Г., Свиридов Ф.С., Алейникова Н.А. Модели и методы искусственного интеллекта. Применение в экономике. – М.: Финансы и статистика, ИНФРА-М, 2008.- 448 с.

  4. Тельнов Ю. Ф. Интеллектуальные информационные системы в экономике. М.: СИНТЕГ, 2002. - 316 с.

  5. Джарратано Д., Райли Г. Экспертные системы. Принципы разработки и программирование. – Издательский дом «Вильямс», 2007. – 1152с.

  6. Частиков А. П. , Гаврилова Т. А., Белов Д. Л. Разработка экспертных систем. Среда CLIPS. Санкт-Петербург: «БХВ-Петербург», 2003.- 608с. (в электронном виде)



Дополнительная литература


  1. Рассел С., Норвиг П. Искусственный интеллект: современный подход, Издательский дом «Вильямс», 2007. -1408с.

  2. Хайкин С. Нейронные сети: полный курс. - Издательский дом «Вильямс», 2006. – 1104 с.

  3. Осовский С. Нейронные сети для обработки информации. – М.: Финансы и статистика, 2004. – 344 с.

  4. Леоненков А.В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTECH/- СПб.: БХВ- Петербург, 2003. – 736с.

  5. Искусственный интеллект. Книга 1. Системы общения и экспертные системы / Под ред. проф. Э. В. Попова. - М.: Радио и связь, 1990 - 461 с.

  6. Искусственный интеллект. Книга 2. Модели и методы / Под ред. проф. Д. А. Поспелова. - М.: Радио и связь, 1990 - 304 с.

  7. Искусственный интеллект. Книга 3. Программные и аппаратные средства / Под ред. Хорошевского. - М., Радио и Связь

  8. Попов Э. В., Кисель Б. Б., Фоминых И. Б., Шамов М. В. Статические и динамические экспертные системы. М.: Финансы и статистика, 1996 - 320 с.

  9. Змитрович А. И. Интеллектуальные информационные системы. Минск: Тетра Системс, 1997. - 365 с.

  10. Левин Р., Дранг В., Эделсон Б. Практическое введение в технологию искусственного интеллекта и экспертных систем с иллюстрациями на Бэйсике / Пер. с англ.- М.: Финансы и статистика, 1991. - 239 с.

  11. Нейлор К. Как построить свою экспертную систему / Пер. с англ -М: Энергоатомиздат, 1991. - 286 с.

  12. Попов Э. В. Экспертные системы: Решение неформализованной задачи в диалоге с ЭВМ. - М.: Наука, 1987. - 283 с.

  13. Поспелов Д. А. Моделирование рассуждений. Опыт анализа мыслительных фактов. - М.: Радио и связь, 1989. - 184 с.

  14. Таунсенд К., Фохт Д. Проектирование и программная реализация экспертных систем на персональной ЭВМ / Пер. с англ. - М.: Финансы и статистика, 1990. - 320с.

  15. Элти Дж., Кумбс М. Экспертные системы: концепции и примеры / Пер. с англ. - М.: Финансы и статистика, 1987. - 191 с.

Департамент образования города Москвы

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования города Москвы


МОСКОВСКИЙ ГОРОДСКОЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет прикладной информатики
Кафедра прикладной информатики в управлении
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Интеллектуальные информационные системы»

Часть II. Методические рекомендации и план освоения учебной дисциплины
для студентов,

обучающихся на факультете прикладной информатики

по специальности 080801

«Прикладная информатика в менеджменте»


Форма обучения – очно-заочная (сокращенный срок обучения)

Для сокращенного срока обучения:

- курс – четвертый, семестр – 7

- лекции 8 часов по учебному плану,

- лабораторные работы - 10 часов по учебному плану

- самостоятельная работа - 142 часов по учебному плану

- всего часов - 160 , зачет в 7 семестре.


Москва 2010

Методические рекомендации и план освоения дисциплины обсуждены и утверждены на заседании кафедры прикладной информатики в управлении (протокол №___от «__»________2010 г.)
Составитель: Заведующий кафедрой прикладной информатики в управлении: к.т.н., доцент В.П. Офицеров
1. Тематический план курса

1.1. Лекции
Тема 1. Введение (1 час). Эволюция информационных систем. Понятие ИИС, основные свойства. Применение искусственного интеллекта в разработке новых информационных технологий. Концепция интеллектуальной компьютерной программы. Основные направления исследований в области искусственного интеллекта. Связь курса с другими дисциплинами.

Литература: [1,3,4,5]

Изучив данную тему, студент должен:
знать

  • понятие интеллектуальной информационной системы (ИИС);

  • основные свойства ИИС;

  • классификацию ЭИС по различным признакам;

  • основные направления исследований в области искусственного интеллекта;

уметь

  • отличать ИИС от других типов информационных систем;

  • определить признаки ИИС;

приобрести навыки

  • формирования концепции интеллектуальной компьютерной программы.



Тема 2. Области применения ИИС и классификация интеллектуальных информационных систем (1 час). Системы с интеллектуальным интерфейсом. Самообучающиеся системы. Адаптивные информационные системы. Экспертные системы. Характерные особенности. Условия применения.: Проблемные области: интерпретация, диагностика, прогнозирование, проектирование, планирование, слежение, управление. Использование экспертных систем для принятия решений. Системы поддержки решений. Интеллектуальные базы данных. Классификация запросов. Дедуктивный вывод. Понимание естественного языка. Другие области применения ИИС: САПР, обучающие системы, распознавание образов, мультисреды.
Литература: [1,2, 3,4,5,6]

Изучив данную тему, студент должен:
знать

  • понятия систем:

  • с интеллектуальным интерфейсом;

  • самообучающихся;

  • адаптивных;

  • экспертных


уметь

  • выделять характерные особенности ИИС;

  • определять условия применения ИИС;

  • выделять проблемные области ИИС;

приобрести навыки

- использования экспертных систем для принятия решений;


Тема 3. Традиционные способы представления и обработки знаний в интеллектуальных системах. Архитектура ИИС (1 час). Отличия знаний от данных. Типичные модели представления знаний. Логическая модель представления знаний. Представление знаний правилами продукций. Объектно-ориентированное представление знаний фреймами. Модель семантической сети. Классификационные признаки экспертных систем. Составные части ИИС: база знаний, механизм вывода, механизмы приобретения и объяснения знаний, интеллектуальный интерфейс. Формы организации и представления знаний в экспертных системах. Предметное (фактуальное) и проблемное (операционное) знания. Экстенсиональное и интенсиональное описание знаний. Декларативная и процедурная формы представления знаний. Пространство поиска решений. Логический и эвристический методы принятия решений в ИИС. Рассуждения на основе дедукции, индукции и аналогии. Нечеткий вывод знаний. Немонотонность вывода. Обобщенная схема решения задач в ИИС. Приобретение знаний. Тестирование корректности знаний. Машинное обучение на примерах. Нейронные сети. Виды объяснений: ретроспективный, контекстный, негативный, гипотетический. Генерация объяснений. Диалоговое взаимодействие пользователя с ИИС, использование шаблонов, меню, естественного языка.

Литература: [1,3,4,5,6,9,10]

Изучив данную тему, студент должен:
знать

  • отличия знаний от данных;

  • типичные модели представления знаний;

  • составные части ИИС;

  • формы организации и представления знаний в экспертных системах

уметь

  • выделять функциональные подсистемы ИИС;

  • проводить рассуждения на основе дедукции, индукции и аналогии;


приобрести навыки

- описания знаний для ИИС;

- приобретения знаний для ИИС;

- машинного обучения на примерах

Тема 4. Проектирование ИИС. Методы приобретения знаний (1 час). Этапы проектирования: идентификация, концептуализация, формализация, реализация, тестирование, опытная эксплуатация. Разработка прототипов, развитие и модификация проекта. Предметные эксперты, инженеры знаний, конечные пользователи, их взаимодействие. Инструментальные средства разработки ИИС: языки программирования, языки представления знаний, генераторы, оболочки, средства автоматизации проектирования. Функциональное (LISP, CLIPS), логическое (PROLOG, FuzzyCLIPS), объектно-ориентированное (SMALLTALK, CLIPS) программирование. Использование инструментальных средств для различных проблемных областей и на различных этапах проектирования.
Литература: [1,3,4,5,6,7,8,10]

Изучив данную тему, студент должен:
знать

  • этапы проектирования ИИС;

  • стратегии получения знаний для создания ИИС;

  • основные проблемы структурирования знаний;

  • инструментальные средства разработки ИИС;

уметь

  • формировать команду участников процесса проектирования ИИС;

  • структурировать знания

  • использовать инструментальные средства разработки ИИС на различных этапах проектирования;

приобрести навыки

- построения баз знаний для экспертных систем диагностики

- программирования для создания ИИС;

- разработки прототипов ИИС;

Тема 5. Нечеткие знания и способы их обработки (1 час). Виды нечеткости знаний, способы их устранения и/или учета в интеллектуальных системах. Нечеткие множества и нечеткие выводы. Пример разработки компьютерной игры позиционного типа. Пример прогнозирования развития предприятия с применением интеллектуальной системы на базе нечеткой логики.

Литература: [2,1,5,10]

Изучив данную тему, студент должен:
знать

  • виды нечеткости знаний;

  • понятия нечетких множеств;

  • основные понятия и операции нечеткой логики

уметь

  • устранять и/или учитывать нечеткость знаний в интеллектуальных системах;


приобрести навыки

- работы с нечеткими множествами и нечеткими выводами для создания ИИС;
Тема 6. Нейронные сети (1 час). Модель искусственного нейрона. Модели нейронных сетей. Построение нейронной сети. Многослойный персептрон. Обучение нейронных сетей. Отбор и предварительная обработка исходных данных. Обучение нейронных сетей «без учителя». Сеть Кохонена. Нейронные сети Хопфилда. Способы реализации нейронных сетей. Практическое применение нейросетевых технологий.

Литература: [1,3,8,9]

Изучив данную тему, студент должен:
знать

  • основные модели нейрона и нейронных сетей;

  • основные методы обучения нейронных сетей;

уметь

  • формировать структуру нейронной сети ;

  • обучать нейронные сети;

приобрести навыки

  • отбора и предварительной обработки исходных данных для обучения нейронных сетей;

  • практического применения нейросетевых технологий




Тема 7. Эволюционные аналогии в искусственных интеллектуальных системах (1 час). Генетические алгоритмы. Простой генетический алгоритм. Разновидности генетических алгоритмов. Примеры практического применения генетических алгоритмов. Методы эволюционного программирования. Генетическое программирование. Эволюционное программирование. Эволюционные стратегии.

Литература: [1,3,7]

Изучив данную тему, студент должен:
знать

  • основные разновидности генетических алгоритмов;

  • методы эволюционного программирования

уметь

  • определять задачи, для использования генетических алгоритмов;

  • применять эволюционные стратегии;

приобрести навыки

  • практического применения генетических алгоритмов;

  • использования технологий эволюционного программирования


Тема 8. Интеллектуальные мультиагентные системы (1 час). Основные понятия теории агентов. Характеристики интеллектуальных агентов. Архитектуры мультиагентных систем. Коллективное поведение агентов. Способы и причины взаимодействия между агентами. Моделирование взаимодействия в мультиагентных системах. Координация поведения агентов в мультиагентной системе. Примеры мультиагентных систем.

Литература: [1,7]

Изучив данную тему, студент должен:
знать

  • основные понятия теории агентов;

  • архитектуры мультиагентных систем

уметь

  • определять задачи, для использования мультиагентных систем;


приобрести навыки

  • определения требований к интеллектуальным агентам;

1.2. Лабораторные занятия

Методические рекомендации по выполнению заданий

В процессе выполнения работы студент осваивает как отдельные элементы, так и интегрированные ИИС. Для этого он выполняет следующие шаги:

  • изучает постановку задачи;

  • решает задачу с использованием доступных прикладных пакетов ИИС, таких как Clips, Visual Prolog, SPSS, Matlab, Powersim, NeuroSolutions, текстовый и графический процессоры;

  • схему работы системы, схему данных, схему взаимодействия модулей для своей задачи средствами графического процессора;

  • разрабатывает краткий отчёт о проделанной работе посредством текстового процессора и средствами презентационной графики;

  • посредством технологии OLE включает в отчёт таблицы, графики, схемы, разработанные в среде других приложений;

- используя Web-технологии, включает в отчёт ссылки на внешние источники (Web-страницы, адреса электронной почты, другие файлы с необходимой информацией);

- оформляет отчёт с использованием ГОСТ.

Структура и содержание отчёта

Отчет состоит из следующих разделов:

1.Введение

Во введении указываются цели работы (из описания заданий в лабораторных работах) и используемые технологии.
2. Постановка задачи

Формулируется постановка задачи своего варианта задания.
3. Решение задачи

Приводятся результаты работы. Графический материал при этом оформляется в соответствии с ГОСТ.

Далее приводятся темы и краткое содержание лабораторных работ. Задания и подробные описания работ приведены в приложении.

Лабораторная работа №1 (1 час). Знакомство со средой разработки экспертных систем Clips, Visual Prolog . Обзор возможностей. Основные элементы языка. Правила и функции в CLIPS. Факты. Конструкторы.

Литература [5,6]

Лабораторная работа №2(2 часа) . Знакомство с искусственными нейронными сетями. Изучение свойств нейрона и линейной нейронной сети. Многослойные сети с обратным распространением ошибки. Входные и выходные данные. Обучение и тестирование нейронной сети.

Литература [1,3,8,9]

Лабораторная работа №3 (2 часа). Отладка программы, состоящей из правил и фактов Clips. Visual Prolog. Использование шаблонов. Создание неупорядоченных фактов в CLIPS. Конструкторы deftemplate, deffacts. Определение функций. Функции assert, retract. Объект CLIPS. Представление знаний. Эвристические знания. Процедурные знания. Объектно-ориентированные возможности CLIPS.

Литература [5,6]
Лабораторная работа №4 (1 час). Исследование способов формирования нечетких множеств и операции над ними. Моделирование нечеткой системы средствами инструментария нечеткой логики. Исследование алгоритма нечеткой кластеризации.

Литература [2,5,6]

Лабораторная работа №5 (3 часа). Нейронные сети. Пакет SPSS и реализация в нем нейросетевых парадигм. Решение задачи о выдаче кредитов с использованием многослойного персептрона. Сравнение результатов полученных на нейронной сети и с использованием регрессионной модели. Изучение радиальных базисных, вероятностных нейронных сетей, сетей регрессии.

Литература [3,1,8,9]


Лабораторная работа №6 (1 час). Основные элементарные функции генетических вычислений. Интегральные функции генетических вычислений. Прикладные оптимизационные задачи. Генетические алгоритмы при решении задачи оптимизации в пакете Powersim. Генетическая оптимизация в нейронных сетях.

Литература [2,1,8,9]


1.3. Темы и формы самостоятельной работы студентов
Текущими формами и методами контроля качества подготовки студентов по данной дисциплине являются тесты, обсуждение проблем ИИС, доклады и выступления на занятиях по ИИС.

Итоговой формой контроля знаний студентов является зачет для полного и для сокращенного сроков обучения.
Вопросы, темы докладов для самостоятельной работы и домашние задания
Тема 1. Введение. Эволюция информационных систем. Понятие ИИС, основные свойства. Применение искусственного интеллекта в разработке новых информационных технологий. Концепция интеллектуальной компьютерной программы. Основные направления исследований в области искусственного интеллекта. (17 часов).

Охарактеризуйте основные направления исследований, проводимые в области искусственного интеллекта. Приведите известные вам примеры интеллектуальных систем. Назовите основные функции, присущие ИИС. На чем основана их реализация? Дайте краткую характеристику систем с интеллектуальным интерфейсом, экспертных систем, самообучающихся систем и адаптивных информационных систем. Сформулируйте основные отличия систем искусственного интеллекта от обычных программных средств. Перечислите и охарактеризуйте основные компоненты статических экспертных систем. Какого профиля специалисты привлекаются для разработки экспертных систем? Каковы их функции? Чем отличаются динамические экспертные системы от статических? Охарактеризуйте экспертную систему по следующим параметрам: типу приложения, стадии существования, масштабу, типу проблемной среды, типу решаемой задачи. Расскажите об основных характеристиках инструментальных средств, предназначенных для разработки интеллектуальных информационных систем (уровень используемого языка, парадигма программирования; способ представления знаний, механизм вывода и моделирования, средства приобретения знаний, технологии разработки приложений).

Домашнее задание. Найдите в Интернете описания ИИС. Дайте их сравнительную оценку. Подготовьте сообщение или реферат, посвященный конкретной экспертной системе.


Тема 2. Области применения ИИС и классификация интеллектуальных информационных систем. (17 часов) Опишите основные технологические этапы разработки экспертных систем: идентификацию, концептуализацию, формализацию, выполнение, тестирование, опытную эксплуатацию. Расскажите о принципах самообучения, которые применяются в ИИС. Какими способами осуществляются заполнение и модификация баз знаний ИИС? Какие типы задач решаются с применением ЭС? Приведите примеры.

Домашнее задание. Подготовьте сообщение или реферат на тему «Применение интеллектуальных систем в экономике и бизнесе (другой проблемной области)».

Тема 3. Традиционные способы представления и обработки знаний в интеллектуальных системах. Архитектура ИИС. (17 часов) Чем отличаются знания от данных? Приведите определения знаний. Дайте характеристику основных признаков, по которым классифицируются знания (природа знаний, способ приобретения знаний, тип представления знаний). Расскажите о логических способах представления знаний. Укажите преимущественную область применения логической модели. Проведите формализацию небольшого фрагмента знаний средствами логики высказываний (логики предикатов). Охарактеризуйте продукционную модель представления знаний. Приведите примеры представления знаний правилами. В чем отличия между продукционными системами с прямыми, обратными и двунаправленными выводами? Опишите фреймовую модель представления знаний. Приведите пример фреймового представления. Охарактеризуйте модель представления знаний в виде семантической сети. Расскажите об основных видах используемых в этой модели отношений. Расскажите о теоремах логики и их использовании в ИИС. Приведите примеры. Опишите возможности применения в логическом выводе операции эквивалентности. Приведите примеры тавтологий с эквивалентностями. Опишите стратегию доказательства с введением допущения. Рассмотрите пример доказательства путем приведения к противоречию. Расскажите о стратегии доказательства методом резолюции. Приведите пример. Опишите функционирование механизма вывода продукционной ЭС и охарактеризуйте его составляющие: компоненту вывода и управляющую компоненту. Сформулируйте собственные примеры прямого и обратного вывода в ЭС продукционного типа. Приведите пример представления знаний в виде И-ИЛИ-графа. Опишите и представьте в графическом виде стратегии поиска решений: в глубину, ширину, разбиением на подзадачи. Расскажите о способах организации логического вывода в интеллектуальных системах с фреймовым представлением знаний.

Домашнее задание. Разработайте программную реализацию интеллектуальной системы с продукционным представлением знаний. Выполните формализацию знаний средствами продукционной модели, которые могут использоваться в интеллектуальной системе для поддержки задач диагностики экономического и финансового состояния предприятия (других задач).

Тема 4. Проектирование ИИС. Методы приобретения знаний. (25 часов). Охарактеризуйте основные аспекты процесса извлечения знаний (психологический, лингвистический, гносеологический). В чем заключаются основные особенности структурирования знаний на основе структурного и объектно-ориентированного подходов? Опишите семиотический подход к моделированию человеческих знаний. Приведите пример треугольника Фреге. Охарактеризуйте синтаксис, семантику и прагматику знаков. Дайте сравнительную характеристику методов извлечения знаний. Какие способы можно применять для извлечения «скрытых» знаний? Опишите принципы многомерного шкалирования, достоинства и недостатки этого подхода. Опишите метод репертуарных решеток Дж. Келли. Приведите пример. Расскажите о возможных применениях этого метода. Сформулируйте постановку задачи экспертной классификации с явно заданными признаками при построении баз знаний для экспертных систем диагностики. Расскажите о методах машинного обучения. Приведите классификацию и дайте характеристики методов. Охарактеризуйте индуктивные выводы в логике. В чем их основное отличие от дедуктивных выводов? Приведите пример индуктивного вывода. Сформулируйте основные принципы индукции Милля. Подготовьте доклад или реферат о возможностях конкретного программного средства для извлечения знаний. Решите небольшую задачу извлечения знаний из имеющейся БД, используя доступные программные средства. Подготовьте набор знаний для индуктивного вывода, используя логику предикатов первого порядка. Решите задачу классификации из хорошо знакомой вам предметной области, используя методику дерева решений. Сформируйте набор знаний из знакомой вам предметной области, используя семиотическую модель. Подготовьте набор содержательной информации для выполнения абдуктивного вывода. Разработайте алгоритм его реализации.

Домашнее задание. Подготовьте набор знаний для решения задачи экспертной классификации в хорошо знакомой вам области.

Тема 5. Нечеткие знания и способы их обработки (17 часов). Поясните смысл понятия «нечеткость» знаний. Дайте характеристику компонентам нечеткости. Что такое недетерминированность выводов? Какие средства следует использовать в системах, обладающих этим свойством? Проанализируйте какую-либо известную вам игру на предмет ее машинной реализации. Какими приемами необходимо обеспечить компьютерного игрока в этой игре? Расскажите о способах устранения многозначности. Почему ее необходимо устранять? Приведите примеры.

Какими способами можно представлять и обрабатывать ненадежные знания? Приведите примеры. Охарактеризуйте способы обработки неполных знаний в интеллектуальных системах. Приведите собственный пример появления противоречия в логической ЭС при добавлении нового знания. Какие преимущества по сравнению с логическими имеют фреймовые системы? Что такое абдукция? Дайте формальное определение и объясните, чем она отличается от дедукции. Приведите примеры. Дайте определение понятий «лингвистическая переменная» и «нечеткое множество», поясните их на примере. Какие операции можно выполнять над нечеткими множествами? Рассмотрите математические операции над нечеткими множествами: дополнение, объединение и пересечение множеств. Дайте определение нечеткого отношения и расскажите о свойствах нечетких отношений. Каким образом и с какой целью используются нечеткие отношения в ИИС? Что такое нечеткая импликация? Какими способами ее можно реализовать для правил с одним выходом и двумя выходами? Приведите примеры. Расскажите о нечетком логическом выводе. Чем он отличается от четкого логического вывода по правилу Modus Ponendo Ponens. Дайте определение композиции нечетких отношений. Приведите пример нечеткой композиции. Расскажите об организации ЭС с нечетким логическим выводом. Какие способы используются в таких системах для представления и обработки знаний? Подготовьте собственные наборы нечетких правил для реализации в системе с нечетким выводом. Разработайте интеллектуальную систему с нечетким представлением знаний для решения небольшой прикладной экономической или управленческой задачи.

Домашнее задание. Разработайте БЗ небольшого объема с нечетким представлением знаний.

Тема 6. Нейронные сети (19 часов). Опишите модель искусственного нейрона. Приведите примеры передаточных функций. Что такое перцептрон? Какие модели нейронных сетей вам известны? Проведите сравнение однослойных и многослойных ИНС. Какими особенностями обладают рекуррентные и самоорганизующиеся сети? Расскажите о моделях ИНС Хопфилда и Кохонена. Дайте характеристику основных этапов построения нейронной сети. Расскажите о методах обучения ИНС (коррекция по ошибке, обучение Хебба, соревновательное обучение, метод обратного распространения ошибки). Опишите алгоритм обратного распространения ошибки. Сформулируйте его достоинства и недостатки. Расскажите об известных вам способах реализации ИНС. Для каких задач целесообразно применять ИНС? Каковы условия применения моделей этого типа? Сформулируйте основные проблемы, возникающие при применении нейронных сетей. Сформулируйте постановку прикладной задачи экономического характера, для решения которой возможно и целесообразно применить нейронную сеть. Опишите, как это можно сделать. Опишите методику решения задач определенного класса при поддержке выбранного программного обеспечения. Подготовьте набор содержательных примеров для обучения нейронной сети с заданной целью. Сформулируйте постановку содержательной задачи для решения методами нейронных сетей. Подготовьте обучающую и тестирующую выборки примеров. Выберите топологию сети, выполните проектирование и реализацию в системе NeuroSolutions (другой системе). Сформулируйте постановку задачи извлечения знаний для решения с помощью технологии нейронных сетей. Подготовьте необходимые данные. Выберите топологию сети, выполните проектирование и реализацию в системе NeuroSolutions (или другой системе). Составьте задачу классификации (диагностики) для решения с помощью технологии нейронных сетей. Подготовьте необходимые данные. Выберите топологию сети, выполните проектирование и реализацию в системе NeuroSolutions (или другой системе). Сформулируйте задачу прогнозирования для решения с помощью технологии нейронных сетей. Подготовьте необходимые данные. Выберите топологию сети, выполните проектирование и реализацию в системе NeuroSolutions (или другой системе).

Домашнее задание. Подготовьте доклад или реферат о конкретной нейросетевой инструментальной системе.

Тема 7. Эволюционные аналогии в искусственных интеллектуальных системах. (15 часов). Перечислите основные направления эволюционного моделирования и приведите основные факторы, определяющие неизбежность эволюции. Какие алгоритмы называют генетическими? Сформулируйте основные особенности генетических алгоритмов. Охарактеризуйте простой генетический алгоритм. Приведите пример. Опишите операторы репродукции и кроссинговера в простом генетическом алгоритме. Приведите примеры. Приведите примеры использования простого генетического алгоритма для вычисления функции f(х) = х4 на интервале [0, 1, 2, 3,4]. Составьте примеры, иллюстрирующие работу операторов репродукции, кроссинговера, мутации и инверсии. Дайте характеристику понятию «схема» в простом генетическом алгоритме. Расскажите о назначении и способах использования схем. Приведите примеры. Расскажите о фундаментальной теореме генетического алгоритма. Приведите пример применения фундаментальной теоремы генетического алгоритма. Расскажите о классифицирующих системах Холланда. Приведите пример. Перечислите основные этапы технологии генетического программирования. В чем особенности эволюционного программирования? Приведите основные шаги обобщенного алгоритма эволюционного программирования. Охарактеризуйте метод эволюционных стратегий. В чем его отличие от эволюционного программирования и от генетических алгоритмов? Расскажите о применении эволюционных вычислений в ИИС. Каким образом применяют ГА для обучения нейронных сетей? Приведите небольшой содержательный пример, демонстрирующий применение ГА для формирования продукционных правил интеллектуальной системы.

Домашнее задание. Сформулируйте прикладную экономическую или управленческую оптимизационную задачу и опишите ее решение с применением генетического алгоритма.

Тема 8. Интеллектуальные мультиагентные системы (15 часов). Расскажите о сущности мультиагентных технологий. Что подразумевается под агентом и как он может быть реализован? Какими свойствами обладают «интеллектуальные агенты»? Дайте характеристику архитектурам мультиагентных систем. Сформулируйте основные проблемы, возникающие при моделировании коллективного поведения интеллектуальных агентов. Охарактеризуйте основные модели координации поведения агентов в мультиагентных системах: теоретико-игровые, модели коллективного поведения автоматов, модели планирования коллективного поведения, модели на основе BDI-архитектур, модели координации поведения на основе конкуренции. Сформулируйте постановки задач координации поведения агентов на основе модели аукциона. Проведите сравнительный анализ свойств мобильных и статических агентов. Опишите технологию построения мультиагентных систем. Приведите примеры инструментальных средств, предназначенных для этой цели. Перечислите основные преимущества интеллектуальных поисковых мультиагентных систем перед традиционными средствами поиска информации. Для каких задач актуально применение мультиагентных технологий? Приведите примеры. Сформулируйте содержательный пример задачи кооперации и покажите возможный способ ее решения средствами мультиагентных технологий. Приведите пример задачи координации коллективного поведения, для решения которой актуально применение мультиагентных технологий. Сформулируйте принцип координации и правила нормативного поведения агентов. Спроектируйте структуру мультиагентной системы для реализации конкретного виртуального предприятия. Опишите виды агентов, их функции и способы возможной реализации. Охарактеризуйте механизм координации поведения агентов.

Домашнее задание. Спроектируйте интеллектуальную мультиагентную систему для решения прикладной задачи в области экономики и управления.


1.4. Вопросы к зачету по дисциплине «Интеллектуальные информационные системы»


  1. Охарактеризуйте основные направления исследований, проводимые в области искусственного интеллекта. Приведите известные вам примеры интеллектуальных систем.

  2. Назовите основные функции, присущие ИИС. На чем основана их реализация.

  3. Дайте краткую характеристику систем с интеллектуальным интерфейсом, экспертных систем, самообучающихся систем и адаптивных информационных систем.

  4. Сформулируйте основные отличия систем искусственного интеллекта от обычных программных средств.

  5. Перечислите и охарактеризуйте основные компоненты статических экспертных систем.

  6. Охарактеризуйте профили и функции специалистов, привлекающихся для разработки экспертных систем.

  7. Чем отличаются динамические экспертные системы от статических.

  8. Охарактеризуйте экспертную систему по следующим параметрам: типу приложения, стадии существования, масштабу, типу проблемной среды, типу решаемой задачи.

  9. Расскажите об основных характеристиках инструментальных средств, предназначенных для разработки интеллектуальных информационных систем (уровень используемого языка, парадигма программирования; способ представления знаний, механизм вывода и моделирования, средства приобретения знаний, технологии разработки приложений).

  10. Чем отличаются знания от данных. Приведите определения знаний.

  11. Дайте характеристику основных признаков, по которым классифицируются знания (природа знаний, способ приобретения знаний, тип представления знаний).

  12. Расскажите о логических способах представления знаний. Укажите преимущественную область применения логической модели.

  13. Проведите формализацию небольшого фрагмента знаний средствами логики высказываний (логики предикатов).

  14. Охарактеризуйте продукционную модель представления знаний. Приведите примеры представления знаний правилами. В чем отличия между продукционными системами с прямыми, обратными и двунаправленными выводами?

  15. Опишите фреймовую модель представления знаний. Приведите пример фреймового представления.

  16. Охарактеризуйте модель представления знаний в виде семантической сети. Расскажите об основных видах используемых в этой модели отношений.

  17. Приведите примеры логического вывода с использованием правил Modus Ponendo Ponens и Цепное заключение.

  18. Докажите предложенную тавтологию семантическим (синтаксическим) методом.

  19. Расскажите о теоремах логики и их использовании в ИИС. Приведите примеры.

  20. Опишите возможности применения в логическом выводе операции эквивалентности. Приведите примеры тавтологий с эквивалентностями.

  21. Опишите стратегию доказательства с введением допущения. Приведите пример.

  22. Рассмотрите пример доказательства путем приведения к противоречию.

  23. Расскажите о стратегии доказательства методом резолюции. Приведите пример.

  24. Опишите функционирование механизма вывода продукционной ЭС и охарактеризуйте его составляющие: компоненту вывода и управляющую компоненту.

  25. Сформулируйте собственные примеры прямого и обратного вывода в ЭС продукционного типа.

  26. Приведите пример представления знаний в виде И-ИЛИ-графа.

  27. Опишите и представьте в графическом виде стратегии поиска решений: в глубину, ширину, разбиением на подзадачи.

  28. Расскажите о способах организации логического вывода в интеллектуальных системах с фреймовым представлением знаний.

  29. Поясните смысл понятия «нечеткость» знаний. Дайте характеристику компонентам нечеткости.

  30. Что такое недетерминированность выводов. Какие средства следует использовать в системах, обладающих этим свойством.

  31. Расскажите о способах устранения многозначности. Почему ее необходимо устранять. Приведите примеры.

  32. Какими способами можно представлять и обрабатывать ненадежные знания. Приведите примеры.

  33. Охарактеризуйте способы обработки неполных знаний в интеллектуальных системах. Приведите собственный пример появления противоречия в логической ЭС при добавлении нового знания. Какие преимущества по сравнению с логическими имеют фреймовые системы.

  34. Дайте формальное определение абдукции и объясните, чем она отличается от дедукции. Приведите примеры.

  35. Дайте определение понятий «лингвистическая переменная» и «нечеткое множество», поясните их на примере. Операции над нечеткими множествами.

  36. Дайте определение нечеткого отношения и расскажите о свойствах нечетких отношений. Использование нечетких отношений в ИИС.

  37. Нечеткая импликация. Ее реализация для правил с одним выходом и двумя выходами. Приведите примеры.

  38. Охарактеризуйте основные аспекты процесса извлечения знаний (психологический, лингвистический, гносеологический).

  39. Особенности структурирования знаний на основе структурного и объектно-ориентированного подхода.

  40. Сравнительная характеристика методов извлечения знаний.

  41. Методы машинного обучения.

  42. Индуктивные и дедуктивные методы вывода в логике.

  43. Отличия хранилищ данных от баз данных.

  44. Интеллектуальный анализ данных.

  45. Примеры передаточных функций в искусственном нейроне.

  46. Методы обучения ИНС.

  47. Сравнение однослойных и многослойных ИНС

  48. Основные направления эволюционного моделирования. Генетические алгоритмы.

  49. Операторы репродукции в простом генетическом алгоритме.

  50. Фундаментальная теорема генетического алгоритма.

  51. Основные этапы технологии генетического программирования.

  52. Сравнение метода эволюционных стратегий с эволюционным программированием и генетическими алгоритмами.

  53. Мультиагентные технологии. Агент и его возможная реализация.

  54. Свойства интеллектуальных агентов.

  55. Архитектура мультиагентных систем.

  56. Свойства мобильных и статических агентов.


Зачет состоит из ответа на вопросы по билету, который содержит два теоретических вопроса, и практического задания выбранного преподавателем из лабораторных работ, приведенных в приложении.


Критерии выставления оценок


Успеваемость студентов по предмету определяется оценками: "зачтено" и "не зачтено".

В случае получения оценок "неудовлетворительно" или «не зачтено» по всем формам промежуточного контроля студент получает итоговую оценку "не зачтено", выставляемую в ведомость.

При определении оценки знаний студентов во время зачета по предмету руководствуются следующими критериями:

  • оценка "зачтено" выставляется студенту, обнаружившему знание основного учебного материала, предусмотренного программой, в объеме необходимом для дальнейшей учебы и работы по специальности, справляющемуся с выполнением заданий, предусмотренных программой; выполнившему все задания, предусмотренные формами текущего контроля, возможно допустившему погрешности в ответе на зачете или при выполнении зачетных заданий и обладающему необходимыми знаниями для их устранения под руководством преподавателя;

  • оценка "не зачтено" выставляется студенту, обнаружившему пробелы в знании основного материала, предусмотренного программой, допустившему принципиальные ошибки в выполнении предусмотренных программой заданий; не выполнившему отдельные задания, предусмотренные формами текущего контроля
1   2

Похожие:

Учебно-методический комплекс учебной дисциплины интеллектуальные информационные системы для студентов, обучающихся на факультете прикладной информатики по специальности 080801 «Прикладная информатика (в менеджменте)» iconУчебно-методический комплекс учебной дисциплины основы прогнозирования...
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования города Москвы
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины интеллектуальные информационные системы для студентов, обучающихся на факультете прикладной информатики по специальности 080801 «Прикладная информатика (в менеджменте)» iconУчебно-методический комплекс дисциплины интеллектуальные информационные...
Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики (мгту мирэа)
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины интеллектуальные информационные системы для студентов, обучающихся на факультете прикладной информатики по специальности 080801 «Прикладная информатика (в менеджменте)» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине интеллектуальные информационные...
Учебно-методический комплекс дисциплины «Интеллектуальные информационные системы». М.: Изд. МиигаиК. Упп «Репрография», 2014 г.,...
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины интеллектуальные информационные системы для студентов, обучающихся на факультете прикладной информатики по специальности 080801 «Прикладная информатика (в менеджменте)» iconУчебно-методический комплекс дисциплины управление безопасностью...
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины «Основы электронной коммерции» студентам очной полной формы обучения...
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины интеллектуальные информационные системы для студентов, обучающихся на факультете прикладной информатики по специальности 080801 «Прикладная информатика (в менеджменте)» iconУчебно-методический комплекс для студентов специальности 080801....
Учебно-методический комплекс предназначен для студентов, обучающихся по специальности 80801. 65 «Прикладная информатика в географии»...
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины интеллектуальные информационные системы для студентов, обучающихся на факультете прикладной информатики по специальности 080801 «Прикладная информатика (в менеджменте)» iconУчебно-методический комплекс дисциплины высокоуровневые методы информатики...
Дробно – рациональных функций и построение их графиков с использованием прикладных и инструментальных программных средств
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины интеллектуальные информационные системы для студентов, обучающихся на факультете прикладной информатики по специальности 080801 «Прикладная информатика (в менеджменте)» iconУчебно-методический комплекс дисциплины информационные технологии...
Специальность 080801. 65 «Прикладная информатика (по областям)» Форма подготовки (очная)
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины интеллектуальные информационные системы для студентов, обучающихся на факультете прикладной информатики по специальности 080801 «Прикладная информатика (в менеджменте)» iconУчебно-методический комплекс учебной дисциплины «вычислительные системы,...
Программа составлена в соответствии с требованиями фгос впо по направлению подготовки 230700 «Прикладная информатика», профиль подготовки...
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины интеллектуальные информационные системы для студентов, обучающихся на факультете прикладной информатики по специальности 080801 «Прикладная информатика (в менеджменте)» iconУчебно-методический комплекс Для специальности: 080801 «Прикладная информатика (в экономике)»
«Моделирование взаимодействия корпоративных структур» (мвкс) составлен в соответствии с требованиями программы дисциплины с учетом...
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины интеллектуальные информационные системы для студентов, обучающихся на факультете прикладной информатики по специальности 080801 «Прикладная информатика (в менеджменте)» iconУчебно-методический комплекс дисциплины операционные системы, среды...
Сможете ли вы сделать карьеру в той сфере деятельности, которая подразумевает постоянное общение с людьми, или такая
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины интеллектуальные информационные системы для студентов, обучающихся на факультете прикладной информатики по специальности 080801 «Прикладная информатика (в менеджменте)» iconУчебно-методический комплекс для студентов специальностей 080801....
Учебно-методический комплекс составлен на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования...
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины интеллектуальные информационные системы для студентов, обучающихся на факультете прикладной информатики по специальности 080801 «Прикладная информатика (в менеджменте)» iconРабочая программа для студентов направления 080801. 65 «Прикладная информатика в экономике»
«Информационные системы в бизнес-реинжиниринге», 080801. 65-14 – «Корпоративные экономические информационные системы»
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины интеллектуальные информационные системы для студентов, обучающихся на факультете прикладной информатики по специальности 080801 «Прикладная информатика (в менеджменте)» iconУчебно-методический комплекс по специальности (351400) 080801. 65...
Теория управления финансовыми рисками: Учебно-методический комплекс по специальности (351400) 080801. 65 Прикладная информатика (в...
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины интеллектуальные информационные системы для студентов, обучающихся на факультете прикладной информатики по специальности 080801 «Прикладная информатика (в менеджменте)» iconУчебно-методический комплекс Для специальности 080801 Прикладная...
Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования II поколения (номер государственной регистрации...
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины интеллектуальные информационные системы для студентов, обучающихся на факультете прикладной информатики по специальности 080801 «Прикладная информатика (в менеджменте)» iconУчебно-методический комплекс для специальности 080801 Прикладная...
Адаптировано в соответствии с учебным планом специальность 080801 Прикладная информатика в информационной сфере филиала рггу
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины интеллектуальные информационные системы для студентов, обучающихся на факультете прикладной информатики по специальности 080801 «Прикладная информатика (в менеджменте)» iconУчебно-методический комплекс рабочая программа для студентов специальности...
О. А. Столярова. Основы социальной информатики: Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности 020500....


Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск