Системи штучного інтелекту

Бази даних

Введення в бази даних. Бази даних і файлові системи.Файлові системи. Структури файлів. Іменування файлів. Захист файлів. Режим багатокористувацького доступу. Області застосування файлів. Потреби інформаційних систем. Основні функції СУБД. Безпосереднє управління даними у зовнішній пам'яті Управління буферами оперативної пам'яті. Управління транзакціями. Журналізація. Підтримка мов БД. Типова організація сучасної СУБД. Системи, засновані на інвертованих списках, ієрархічна і мережева СУБД. Приклади. Переваги і недоліки ранніх систем. Основні особливості систем, заснованих на інвертованих списках. Ієрархічні системи. Мережеві системи.

Теоретичні основи баз даних. Базові поняття реляційних баз даних (тип даних, домен, схема відношення, схема бази даних, кортеж, відношення). Фундаментальні властивості відношень (відсутність кортежів-дублікатів, відсутність впорядкованості кортежів, відсутність впорядкованості атрибутів, атомарність значень атрибутів). Реляційна модель даних. Реляційна алгебра. Загальна інтерпретація реляційних операцій. Замкненість реляційної алгебри і операція перейменування. Особливості теоретико-множинних операцій реляційної алгебри. Спеціальні реляційні операції. Реляційне числення. Кортежні змінні і правильно побудовані формули. Цільові списки і вирази реляційного числення. Реляційне числення доменів.

Проектування реляційних баз даних з використанням нормалізації. Друга нормальна форма. Третя нормальна форма. Нормальна форма Бойса-Кодда. Четверта нормальна форма. П'ята нормальна форма.

Семантичне моделювання даних, ER-діаграми. Семантичні моделі даних. Основні поняття моделі Entity-Relationship (Сутність-Зв'язок). Нормальні форми ER-схем. Отримання реляційної схеми з ER-схеми. Класичні експериментальні системи.

Внутрішня організація реляційних СУБД. Структури зовнішньої пам'яті, методи організації індексів Зберігання відношень. Індекси (В-дерева, хешування) Журнальна інформація. Службова інформація. Транзакції і цілісність баз даних. Ізольованість користувачів. Спеціалізація транзакцій. Синхронізаціні захоплення. Гранульовані синхронізаційні захоплення. Предикатні синхронізаціні захоплення. Глухі кути, розпізнавання і руйнування. Метод тимчасових позначок. Журналізація і буферизація. Індивідуальний відкат транзакції. Відновлення після м'якого збою. Фізична узгодженість бази даних. Відновлення після жорсткого збою.

Реляційна база даних Microsoft Access2002. Створення бази даних. Об'єкти, які входять до складу бази даних (таблиця, запит, форма, звіт, сторінка, макрос, модуль). Створення об'єктів та робота з ними. Майстри, які існують в СУБД Microsoft Access2002. Допоміжні утілити. Засоби захисту інформації. Робота в мережі.

Мова реляційних баз даних SQL. SEQUEL/SQL СУБД System R (запити і оператори маніпулювання даними, оператори визначення і маніпулювання схемою БД, визначення обмежень цілісності і тригерів, представлення бази даних, визначення керуючих структур). Авторизація доступу до відношень і їх полів. Типи даних. Засоби визначення схеми. Оператор визначення схеми. Визначення таблиці. Визначення стовпця. Визначення обмежень цілісності таблиці. Визначення уявлень. Визначення і встановлення привілеїв. Структура запитів. Специфікація курсору. Оператор вибірки. Підзапит. Табличні вирази. Агрегатні функції і результати запитів Семантика агрегатних функцій. Результати запитів.

СУБД в архітектурі "клієнт-сервер". Відкриті системи. Клієнти і сервери локальних мереж. Системна архітектура "клієнт-сервер". Сервери баз даних. Принципи взаємодії між клієнтськими і серверний частинами. Переваги протоколів віддаленого виклику процедур. Типовий розподіл функцій між клієнтами і серверами. Вимоги до апаратних можливостей і базового програмного забезпечення клієнтів і серверів.

Розподілені бази даних. Різновиди розподілених систем. Розподілена система управління базами даних System R*. Іменування об'єктів і організація розподіленого каталогу. Розподілена компіляція запитів. Управління трансакціями і синхронізація. Інтегровані або федеративні системи і мультибази даних.

Сучасні напрями досліджень і розробок. Орієнтація на розширену реляційну модель. Абстрактні типи даних. Генерація систем баз даних, орієнтованих на додатки. Оптимізація запитів, керована правилами. Підтримка історичної інформації і темпоральних запитів. Зв'язок об'єктно-орієнтованої СУБД із загальними поняттями об'єктно-орієнтованого підходу. Об'єктно-орієнтовані моделі даних. Мови програмування об'єктно-орієнтованих баз даних (ООБД). Втрата відповідності між мовами програмування і мовами запитів в реляційних СУБД. Мови програмування ООБД як об'єктно-орієнтовані мови з підтримкою стабільних (persistent) об'єктів. Приклади мов програмування ООБД. Мови запитів об'єктно-орієнтованих баз даних. Приклади об'єктно-орієнтованої СУБД. Экстенсіональна і інтенсіональна частини бази даних. Активні бази даних. Дедуктивні бази даних.

Природний і штучний інтелект. Історія розвитку штучного інтелекту. Приклади інтелектуальних задач. Аналіз основних визначень поняття "інтелект". Тест Тьюринга і фатичний діалог. Методи комп’ютерної реалізації фатичного діалогу.

Інтелект як високорозвинена кібернетична система. Поняття кібернетичної системи. Класифікація кібернетичних систем. Керування кібернетичними системами. Контур керування та зворотній зв’язок. Алгоритмічний і декларативний підхід до керування. Квазіалгоритми та джерела квазіалгоритічності. Типова схема існування інтелектуальної системи. Соціальні наслідки інтелектуалізації комп’ютерних технологій.

Моделі подання знань. Знання і підходи до їх подання. Вербально-дедуктивне визначення знань. Експертні системи. Дані та знання. Зв’язок між інформаційними одиницями. Проблема винятків. Властивості знань. Неоднорідність знань. Області і рівні знань. База знань як об’єднання простіших одиниць. Бінарні предикати і тріада "об’єкт-атрибут-значення". Проблема неточних і неповних знань. Семантичні мережі. Визначення та класифікація семантичних мереж. Семантичні мережі в пам’яті людини. Трирівнева архітектура семантичних мереж. Асиміляція нових знань на основі семантичних мереж. Різні способи реалізації семантичних мереж. Логічне виведення на семантичних мережах. Процедурні і розділені семантичні мережі.

Фреймові моделі. Фрейми та слоти: базові поняття. Конкретизація, ієрархія та наслідування фреймів. Поповнення первинних описів на основі фреймових моделей. Мережі подібностей і відмінностей. Фрейми та об’єктно-орієнтоване програмування. Логічні моделі та метод резолюцій. Логічні побудови та логічні моделі. Предикати. Фразова форма запису логічних формул. Побудова теорії певної області знань. Перехід від формальної логіки до логічного програмування.

Основні підходи до планування цілеспрямованих дій. Планування цілеспрямованих дій і прийняття рішень. Повний перебір. Евристичний пошук. Експоненціальна складність евристичного пошуку. Пошук у глибину і пошук у ширину. Простір задач і простір станів.

Аналіз складності алгоритмів розв’язку інтелектуальних задач. Автоматизований спосіб розробки алгоритму. Клас функцій, обчислювальних за Тьюрингом. Моделі РАМ і РАСП. Складність алгоритмів.

Загальноінтелектуальні метапроцедури. Базові поняття. Поняття про ситуаційне керування. Семіотичні моделі та мови опису ситуацій. Основні загальноінтелектуальні метапроцедури.

Навчання і самонавчання. Базові визначення. Автомати з лінійною тактикою. Формування і засвоєння понять. Базові поняття теорії індуктивних висновків. Правило Мілля щодо фомування гіпотез. Індуктивна перевірка гіпотез і парадокс Хемпеля. Поняття про генетичні алгоритми.

Основні принципи розпізнавання образів. Основні постановки задач розпізнавання. Класи та їх властивості. Модельні описи класів. Розпізнавання як зіставлення. Основні режими розпізнавання. Розпізнавання як прийняття рішень. Класифікація основних методів розпізнавання. Поняття про допустимі перетворення.

Розпізнавання в просторі ознак. Загальна характеристика дискримінантних методів розпізнавання. Типи ознак, міри відстаней. Вектори та матриці ознак. Гіпотеза компактності. Типова схема розпізнавання в просторі ознак. Роздільні функції. Лінійні роздільні функції. Метод найближчого сусіда. Байєсівський метод розпізнавання.

Синтаксичні методи розпізнавання. Синтаксичні методи розпізнавання. Формальні граматики і мови. Класифікація граматик за Хомським. Приклад опису зображень на основі формальних граматик. Засоби опису складних зображень.

Загальна характеристика конекціоністського підходу до побудови систем штучного інтелекту. Конекціоністський підхід як спроба моделювання людського мозку. Основні сфери застосування.

Основи штучних нейронних мереж. Біологічний прототип. Штучний нейрон. Одношарові штучні нейронні мережі. Багатошарові штучні нейронні мережі. Термінологія, попозначення і схематичне зображення штучних нейронних мереж.

Персептрони та сучасні нейронні мережі. Персептрон Розенблата. Загальна характеристика сучасний нейронних мереж. Штучна нейронна мережа Хопфілда. Загальна схема зворотного розповсюдження помилок. Використання модифікованої мережі Хопфілда при розв’язку задачі розпізнавання літер.

Дата добавления: 2017-02-01