Новая технология решения задач

Разработка средств, образующих интеллектуальный интерфейс, опережает разработку ЭВМ пятого поколения (быстродействие 10¹² операций в секунду; объем оперативной памяти достигать 10¹² байтов; элементная база на основе сверхбольших интегральных схемах – СБИС – на одном кристалле может размещаться 10⁶ логических элементов, на которых хранятся многие программы, часто встречающиеся при решении задач из данной проблемной области – переход от обычного программирования к программированию прямо на кристалле; существенное внимание уделяется не только вычислительным, но и логическим операциям, ибо большая часть задач – это задачи информационного типа – производительность ЭВМ оценивается через новую специальную единицу ЛВС – логические выводы в секунду – 10⁸-10⁹ ЛВС).

Правда, все эти новшества мало имеют отношения к искусственному интеллекту. Но в японском проекте предусматривается интеллектуальный интерфейс, который диктует требования к технической части новых ЭВМ, к их элементной базе и архитектуре. Главной целью специалистов Японии было обеспечение массового внедрения новых ЭВМ в повседневную деятельность специалистов, работающих в самых различных областях науки, техники, экономики, политики и пр.

Многие программные системы, возникшие еще в ”доинтеллектуальную” эпоху, обретают новые качества, становятся интеллектуальными. Возникают системы принципиально нового типа.

Первыми системами, нацеленными на автоматизацию интеллектуальных функций, связанных с деятельностью людей, были информационно-поисковые системы, которые появились значительно раньше ЭВМ. В настоящее время информационно-справочные системы стали интеллектуальными. Структура такой системы показана на рис.5. На ней виден уже известный диалоговый процессор, с помощью которого потребитель ИПС общается с ЭВМ. Поскольку запросы потребителя могут быть классифицированы заранее по некоторым определенным типам, то диалоговый процессор на рис.5. более прост, чем тот, который мы рассматривали ранее. Он реализует так называемый регламентированный диалог. При регламентированном диалоге запросы потребителя и ответы системы кодируются в виде сообщений с заданной структурой. Например, потребитель для формирования запроса заполняет специальную анкету со стандартными графами. А система выдает ему ответы на заполненных конкретными значениями стандартных бланках. При достаточно продуманной системе стандартизация форм запросов и ответов общение между потребителем и системой может быть внешне чрезвычайно похоже на диалог на естественном языке. Усложняются и поисковые процедуры, реализованные в таких ИПС.

Рис.5

Система снабжается базой знаний о той проблемной области или наборе таких областей, информация о фактах и явлениях из которых составляет информационное содержание системы. Системы подобного рода называют интеллектуальными информационно-поисковыми системами (ИИПС).

Другой тип систем показан на рис.6. Это так называемые интеллектуальные пакеты прикладных программ (ИППП). Они состоят из набора программ, позволяющих решать задачи из некоторой фиксированной области, и специальной организующей программы, служащей для вызова прикладных программ по требованию пользователя, снабжения этих программ задаваемыми пользователем исходными данными и для организации взаимодействия прикладных программ между собой через общие данные. В процессе диалога пользователь может получить информацию о составе прикладных программ, имеющихся в памяти ЭВМ, о характеристиках этих программ и о требованиях, которые они предъявляют к данным. В задачу пользователя входит декомпозиция задания в последовательность прикладных программ и «склейка» их по входным и выходным данным. Появляется база знаний, в которой содержится информация о построении математических моделей, характерных для данной проблемной области. Это приводит к тому, что доступ к пакетам прикладных программ для пользователя становится возможным прямо с уровня описания интересующей его задачи на языке той проблемной области, которой он занимается.

Дальнейшим развитием ИППП являются расчетно-логические системы (РЛС). Если в ИППП имеют дело с одним (возможно групповым) пользователем, то в РЛС всегда имеется целая группа пользователей, совместно решающая общую задачу, например задачу планирования или проектирования. Крупные задачи такого уровня всегда разбиваются на иерархическую совокупность локальных задач, решаемых отдельными группами пользователей. Это связано с тем, что знания, квалификация, ответственность в организационных системах всегда распределены. В рамках решения общей задачи происходят многократные итерации как между специалистами одного ранга, так и по ”вертикали”, когда специалисты более низкого ранга свои результаты с работниками более высокого уровня. Для организации такого взаимодействия РЛС должны иметь специальные средства. Они входят в состав средств планировщика, берущего на себя задачу обмена информацией между ЭВМ, которыми пользуются специалисты, занятые решением общей задачи.

Последним новым классом программных систем, появлению которых способствовали успехи в области искусственного интеллекта, являются экспертные системы. Общая структура такой системы показана на рис.7.

Из рис.7. видно, что в состав экспертных систем входят уже знакомые нам блоки: диалоговый процессор, база знаний, планировщик. Новым блоком является подсистема объяснения. Ее появление связано с характером экспертных систем. Их основной задачей является помощь специалистам за счет использования знаний о проблемной области, полученных из самых разнообразных источников: книг, статей, научно-технической документации, экспертов-специалистов и т. п., т.е. в экспертных системах хранится коллективный опыт, накопленный в данной проблемной области. Экспертные системы выступают в качестве экспертов-консультантов, когда специалист обращается к ним за помощью. Задача экспертной системы – объяснить пользователю непонятное для него явление.

Рис.7.

Поиск информации для консультации по запросу пользователя осуществляет планировщик. Но если специалисту сообщить лишь конечный результат поиска (например, предполагаемый диагноз заболевания или вывод о датировке культурного слоя), то он вряд ли этому результату так просто поверит. Он должен сам убедится в обоснованности выводов, полученных на ЭВМ. Для рассеивания его сомнений на этот счет предусмотрена подсистема объяснений. Она следит за работой планировщика и описывает его деятельность в сжатой форме, удобной для анализа человеком. Опуская описание не определяющих и несущественных шагов в работе планировщика, подсистема четко фиксирует все соображения, принятые им при альтернативных выборах.

На рис.7, кроме КП, показан Э. В реальной системе это может быть и целый коллектив экспертов либо информационный вход для ввода текстов из книг и других источников, хранящих нужные сведения. Для обслуживания КП и Э диалоговый процессор в ЭС должен иметь различные средства, так как и языки, которыми пользуются КП и Э, и их цели различны.

Дата добавления: 2014-01-07