МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ЮГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
УТВЕРЖДАЮ
Директор Института (НОЦ)
систем управления и
информационных технологий
____________ Тей Д.О.
"_____"__________________20__ г.
Рабочая программа дисциплины (модуля)
Системы искусственного интеллекта
Вариативная часть Б3. В 9
09.03.01 Информатика и вычислительная техника
Форма обучения
Очная
Квалификация (степень) выпускника
бакалавр
Год набора 2012
Виды занятий
|
Объём занятий, час
|
Заочная форма обучения
|
всего
|
7 семестр
|
семестр
|
семестр
|
Лекции
|
30
|
30
|
|
|
|
Практические (семинарские) занятия
|
|
|
|
|
|
Лабораторные работы
|
40
|
40
|
|
|
|
Самостоятельная работа
|
38
|
38
|
|
|
|
Домашние задания
|
|
|
|
|
|
Промежуточный контроль
|
|
|
|
|
|
Курсовой (ая) проект/работа
|
|
|
|
|
|
Итого:
|
144
|
144
|
|
|
|
Итоговый контроль:
|
экзамен
|
экзамен
|
|
|
|
Документ: 25.08.2015
Дата разработки:
Дата изменений:
|
Номер и дата регистрации в УУ:
№__________от_________________
№__________от_________________
№__________от_________________
|
Ханты-Мансийск
2015 год
Рабочая программа учебной дисциплины
Предисловие
1. Программа разработана в соответствии с требованиями Федерального закона от 27.12.2012г. № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации»,
Приказом Минобрнауки России от 19 декабря 2013 г. №1367 «Об утверждении порядка организации осуществления образовательной деятельности по образовательным программам высшего образования – программам бакалавриата, программам специалитета, программам магистратуры», Федерального государственного образовательного
стандарта высшего образования (ФГОС ВО) по направлению
подготовки/ специальности 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника», утвержденного 09.11.2009 г № 553 и с учетом рекомендаций примерной основной образовательной программы ВО.
ОДОБРЕНА на заседании обеспечивающей кафедры Компьютерного моделирования и информационных технологий протокол № _____ от ___________________.
(дата)
2. Разработчик (и)
к.ф.-м.н., __________________________ В.В. Бурлуцкий
(подпись)
3. Зав. обеспечивающей кафедрой
Доцент, к.ф.-м.н., __________________________ С.П. Семенов
4. Рабочая программа СОГЛАСОВАНА с выпускающей(-ими) кафедрой(-ами) направлений подготовки/специальности; СООТВЕТСТВУЕТ ФГОС ВПО по направлению подготовки/специальности, действующему учебному плану.
Зав. выпускающей кафедрой направления подготовки/специальности 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника»
Доцент, к.т.н., __________________________ Д.О. Тей
5. Рабочая программа СОГЛАСОВАНА, информационное обеспечение учебной дисциплины соответствует Требованиям к условиям реализации основных образовательных программ
Директор Научной библиотеки _________________________ И.Е. Кузнецова
Цели освоения дисциплины
Целью данной дисциплины является освоение студентами базовых знаний по моделям представления знаний, математическим и логическим основам искусственного интеллекта, его основных направлениях и перспективах развития. Кроме того ставится задача изучить структуру, этапы и основные средства разработки интеллектуальных систем.
Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Системы искусственного интеллекта»относится к вариативной части блока Б3 учебного плана.
Перечень предшествующих и последующих дисциплин, формирующих общекультурные и профессиональные компетенции (перечень и виды компетенций определяются ФГОС ВО)
Таблица 1
№ п/п
|
Наименование компетенции
|
Предшествующие дисциплины
|
Последующие дисциплины (группы дисциплин)
|
Общекультурные компетенции
|
|
ОК-1,6,10,11,12
|
Базы данных,
Основы программирования
|
|
Профессиональные компетенции
|
|
ПК-4
|
Основы программирования (Delphi),
Основы программирования (С),
Основы программирования (Web-программирование),
Разработка Windows-приложений
|
|
|
ПК-5
|
Построение и анализ алгоритмов,
Разработка Windows-приложений
|
|
|
ПК-9
|
Логическое и функциональное программирование
Основы программирования (Web-программирование),
|
|
и другие компетенции предусмотренные ФГОС ВО
|
Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля).
Коды компетенций, формируемых у обучающегося в процессе изучения дисциплины: ОК-1,6,10,11,12, ПК-4,5,9
Таблица 2
Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине
Планируемые результаты освоения ООП (компетенции), достижение которых обеспечивает дисциплина
|
Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине
|
Коды компетенции
|
Содержание компетенций
|
ОК-1
|
способностью использовать основы философских знаний для формирования мировоззренческой позиции:
|
знать: теорию межличностного и межкультурного взаимодействия;
уметь: использовать методы коммуникации в устной и письменной формах на русском и иностранном языках для решения задач межличностного и межкультурного взаимодействия;
владеть: приемами коммуникации в устной и письменной формах на русском и иностранном языках для решения задач межличностного и межкультурного взаимодействия;
|
ОК-6
|
способностью использовать основы экономических знаний в различных сферах жизнедеятельности:
|
знать: основы экономических знаний в различных сферах жизнедеятельности;
уметь: использовать методы экономических знаний в различных сферах жизнедеятельности;
владеть: приемами экономических знаний в различных сферах жизнедеятельности;
|
ОК-10
|
способностью к коммуникации в устной и письменной формах на русском и иностранном языках для решения задач межличностного и межкультурного взаимодействия;
|
знать: теорию межличностного и межкультурного взаимодействия;
уметь: использовать методы коммуникации в устной и письменной формах на русском и иностранном языках для решения задач межличностного и межкультурного взаимодействия;
владеть: приемами коммуникации в устной и письменной формах на русском и иностранном языках для решения задач межличностного и межкультурного взаимодействия;
|
ОК-11
|
способностью использовать основы философских знаний для формирования мировоззренческой позиции:
|
знать: теорию межличностного и межкультурного взаимодействия;
уметь: использовать методы коммуникации в устной и письменной формах на русском и иностранном языках для решения задач межличностного и межкультурного взаимодействия;
владеть: приемами коммуникации в устной и письменной формах на русском и иностранном языках для решения задач межличностного и межкультурного взаимодействия;
|
ОК-12
|
способностью использовать основы экономических знаний в различных сферах жизнедеятельности:
|
знать: основы экономических знаний в различных сферах жизнедеятельности;
уметь: использовать методы экономических знаний в различных сферах жизнедеятельности;
владеть: приемами экономических знаний в различных сферах жизнедеятельности;
|
ПК-4
|
способностью готовить конспекты и проводить занятия по обучению сотрудников применению программно-методических комплексов, используемых на предприятии ;
|
знать: теорию обучения сотрудников применению программно-методических комплексов, используемых на предприятии ;
уметь: использовать методы обучения сотрудников применению программно-методических комплексов, используемых на предприятии;
владеть: приемами обучения сотрудников применению программно-методических комплексов, используемых на предприятии;
|
ПК-5
|
способностью сопрягать аппаратные и программные средства в составе информационных и автоматизированных систем .
|
знать: теорию сопряжения аппаратных и программных средств в составе информационных и автоматизированных систем;
уметь: использовать методы сопряжения аппаратных и программных средств в составе информационных и автоматизированных систем;;
владеть: приемами сопряжения аппаратных и программных средств в составе информационных и автоматизированных систем;
|
ПК-9
|
способностью обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности ;
|
знать: теорию обоснования принимаемых проектных решений;
уметь: осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности;
владеть: приемами постановки и выполнения экспериментов по проверке их корректности и эффективности;
|
Структура и содержание дисциплины (модуля).
4.1. Структура дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц 108 часа.
Таблица 3
Объём дисциплины по видам учебных занятий
Вид учебной работы
|
Всего часов
|
Контактная работа
|
Семестр
|
8
|
|
|
|
Лекции
|
20
|
20
|
20
|
|
|
|
Практические (ПЗ)
|
|
|
|
|
|
|
Лабораторные работы (ЛР)
|
30
|
30
|
40
|
|
|
|
Самостоятельная работа (всего)
|
38
|
38
|
38
|
|
|
|
В том числе:
|
|
|
|
|
|
|
Курсовой проект (работа)
|
|
|
|
|
|
|
Расчетно-графические работы
|
|
|
|
|
|
|
Реферат
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные работы
|
|
|
8
|
|
|
|
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен (час.))
|
зачет
|
зачет
|
8
|
|
|
|
ИТОГО:
час.
Зач. Ед.
|
108
3
|
108
3
|
108
3
|
|
|
|
4.2 Содержание теоретического раздела дисциплины (модуля)
Таблица 4
Лекции
№ п/п
|
Наименование и краткое содержание
|
Трудоемкость, часов
|
1
|
Предмет, метод и задачи искусственного интеллекта
Данные и знания. Определение искусственного интеллекта (artificialintelligence – AI). Предмет и метод ИИ. Основные направления ИИ. Системы, основанные на знаниях. Программное обеспечение систем ИИ. Разработка естественно-языковых интерфейсов и машинный перевод. Интеллектуальные роботы. Поколения роботов. Обучение и самообучение. Распознавание образов. Новые архитектуры компьютеров. Игры и машинное творчество.
Ранний период исследований в области ИИ. Программирование игр. Машинное доказательство теорем. Поиск в пространстве состояний. Комбинаторный взрыв и теория сложности. Эвристический поиск. Период 70-х годов – период «понимания». SHRDLU – система распознавание естественного языка. Схемы представления знаний. Современный период. Экспертные системы. Интеллектуальные Интернет-технологии. Развитие ИИ в России. Прикладные интеллектуальные системы.
|
2
|
2
|
Модели представления знаний
Продукционная модель. Понятие продукции. Вывод на продукциях. Примеры. Семантическая сеть. Понятия объекта и отношения. Однородные и неоднородные, бинарные и n-арные сети. Виды отношений. Примеры. Фреймы. Понятие фрейма. Фрейм-образец и фрейм-экземпляр. Классификация фреймов. Структура фрейма. Примеры. Логические модели. Логическое программирование. Язык Prolog. Сравнительный анализ моделей представления знаний.
|
4
|
3
|
Методы поиска решений
Формулировка проблем планирования решений. Планирование в пространстве состояний (SS-проблема);
Метод перебора. Бэктрекинг. Направленные методы апоиска: метод подъема в гору, Алгоритм кратчайших путей Мура, метод минимакса, методы на основе оценочных функций, Алгоритм Дорана и Мичи.
Планирование в пространстве задач (PR-проблема). Метод редукции. Метод ключевых операторов. Метод ОРЗ. Дедуктивный метод планирования системы QA3. Метод продукций системы STRIPS. Метод резолюций. Проблемы неточного вывода.
|
4
|
4
|
Основные понятия и классификация ЭС
Определение экспертной системы. Структура ЭС. Пользователь. Инженер по знаниям. Эксперт. Интерфейс пользователя. База знаний (БЗ). Машина вывода. Подсистема объяснений. Редактор БЗ. Классификация ЭС: по решаемой задаче, по связям с реальным временем, по типу ЭВМ, по степени интеграции.
|
2
|
5
|
Проектирование и разработка ЭС. Инженерия знаний
Понятие инженерии знаний. Поле знаний. Язык представления знаний. Язык семиотического моделирования: синтаксис, семантика, прагматика. Семиотическая модель поля знаний. «Пирамида знаний». Стратегии получения знаний. Извлечение знаний. Приобретение знаний. Формирование знаний.
Этапы разработки промышленной ЭС. Выбор проблемы. Разработка прототипа ЭС. Стадии разработки прототипа ЭС: идентификация проблемы, извлечение знаний, структурирование знаний, формализация, реализация, тестирование. Доработка до промышленной ЭС. Оценка ЭС. Стыковка ЭС. Поддержка ЭС.
|
2
|
6
|
Системы понимания естественного языка.
Проблема использования речевого интерфейса. Задачи и структура систем речевого общения (СРО). Задачи и структура систем речевого общения. Требования к анализатору СРО. Примеры систем речевого общения. Проблема понимания естественного языка. Структурная схема лингвистического транслятора. Анализ текстов на естественном языке (морфологический, синтаксический, семантический, проблемный).
|
2
|
7
|
Системы распознавания образов.
Область применимости систем распознавания образов. Детерминистский и статистический подходы к распознаванию. Постановка задачи распознавания. Структура системы распознавания образов. Основные классы задачи распознавания. Основы теории анализа и распознавания изображений. Методы решения задачи распознавания: метод построения эталонов, метод дробящихся эталонов, линейные решающие правила, метод ближайших соседей, лингвистические методы. Актуальные задачи распознавания.
|
4
|
4.3 Содержание практического раздела дисциплины (модуля)
Таблица 5
Лабораторные работы
№ ЛР
|
№ раздела
|
Наименование и краткое содержание лабораторных работ
|
Трудоемкость, часов
|
Формы отчетности
|
1
|
2-3
|
Рабочая среда VisualProlog.
Состав рабочей среды VisualProlog. Изучение основных приемов работы с рабочей средой VisualProlog: создание, сохранение, открытие проекта. Ввод и редактирование кода программы. Отладка.
|
2
|
Контрольная работа 1
|
2
|
2-3
|
Структура программы.
Основные разделы программы. Предикаты ввода-вывода. Задание фактов и правил. Запросы.
|
2
|
Контрольная работа 1
|
3
|
2-3
|
Генеалогическое дерево.
Задание дерева родственных отношений. Определение предикатов отношений на этом дереве.
Арифметические выражения. Функции и предикаты. Целочисленная и вещественная арифметика. Предикат равенства.
|
4
|
Контрольная работа 1
|
|
|
Контрольная работа 1
|
2
|
|
4
|
2-3
|
Рекурсивные функции.
Использование рекурсии для вычисления значений рекуррентных функций. Факториал. Рекуррентные последовательности.
|
4
|
Контрольная работа 2
|
5
|
2-3
|
Рекурсия на деревьях.
Определение рекуррентных отношений на генеалогическом дереве. Транспортная задача.
|
4
|
Контрольная работа 2
|
|
|
Контрольная работа 2
|
2
|
|
6
|
4-5
|
Определение списков.
Простые и составные объекты. Создание списка. Добавление и удаление элемента из списка. Печать списка.
|
4
|
Контрольная работа 3
|
7
|
4-5
|
Основные операции со списками
Операции обработки списков: выбор элемента по заданному условию, анализ списка неизвестной длины, выбор n-го элемента из списка, выбор общих элементов в двух списках, сортировка, слияние списков. Предикаты обработки строк. Рекурсия. Оптимизация рекурсии.
|
4
|
Контрольная работа 3
|
|
|
Контрольная работа 3
|
2
|
|
Практические или семинарские занятия
Программой не предусмотрены
Таблица7
Организованная самостоятельная работа
№ раздела
|
Вопросы, выносимые на самостоятельное изучение
|
Трудоемкость, часов
|
Формы
отчетности
|
1-3
|
Среда разработки Visual Prolog
|
8
|
Контрольная 1
|
1-3
|
Элементы графического интерфейсаVisualProlog
|
10
|
Контрольная 2-3
|
4-5
|
Алгоритмы обработки динамических структур данных
|
10
|
Контрольная 3
|
4-7
|
Реферат
|
10
|
Собеседование по теме реферата
| |
