Наведіть та поясніть загальну структуру інтелектуальної АІС. Дайте характеристику підсистемам даної АІС. Які мета та призначення інтелектуальної АІС?

Структура інтелектуальної АІС

Схему гіпотетичної ІАІС, яка складається з трьох частин — машини знань, вирішувача та інтерфейсу взаємодії, наведено на рис.

Першою складовою ІАІС є машина знань, що утворюється з блоків, призначених для подання й обробки знань різного типу.

У базі фактів зберігаються поодинокі факти, які мають конкретне значення, у базі правил — елементарні правила виводу, що мають різний вигляд залежно від того, які моделі використовуються для формалізації знань. База процедур являє собою сукупність прикладних програм, за допомогою яких виконуються всі обчислення, перетворення та інші потрібні системі послідовності дій. База закономірностей містить різноманітні відомості опису зовнішнього світу, які моделює автоматизована інформаційна система. База знань про себе містить опис інших баз знань системи та правил їх взаємодії між собою і зовнішніми щодо системи об’єктами. База цілей містить сценарії, які дають змогу організувати процес руху від певних фактів, правил і процедур до стану, розглядуваного як результат запиту, що надійшов до системи, або до внутрішньої її зміни, яку називають кінцевою метою.

Монітор машини знань — управляючий орган, призначений для організації взаємодії між базами знань. За допомогою монітора відбувається взаємодія всієї системи баз знань з іншими компонентами ІАІС.

Інструментальні та користувацькі автоматизовані інформаційні інтелектуальні системи різняться між собою складом і змістом баз знань. Професійна база знань може містити всі описані компоненти знань, а також свій монітор, тобто є по суті машиною професійних знань. Взаємодію баз знань між собою можна організувати через спільний монітор або монітор однієї з машин знань.

Ще однією складовою ІАІС є вирішувач. Він має функції розмірковування, тобто є машиною, що виконує розумові дії, і складається, як і машина знань, з кількох блоків.

Блок дедуктивного висновку реалізує дедуктивні міркування. За допомогою цих міркувань на підставі загальних закономірностей (із бази закономірностей), конкретних фактів і правил висновку (із бази правил) виводяться нові факти. За допомогою цього блока провадиться пошук шляху у сценаріях, коли задано кінцеву мету. При цьому використовуються різноманітні процедури, наприклад метод прямої або зворотної хвилі руху за сценарієм, метод резолюцій тощо. Блок індуктивного висновку дає змогу скоротити кількість фактів, що зберігаються у відповідній базі та потребують аналізу у процесі дедуктивного висновку шляхом їх узагальнення. При індуктивних розмірковуваннях міркування про конкретні факти замінюються міркуваннями про деяку їх множину і серед цієї множини фактів відшукуються відомі й встановлюються правила та закономірності, що пов’я­зують ці факти один з одним. Блок правдоподібного висновку призначений для виконання розмірковувань з використанням правил виводу, які мають правдоподібний характер. Цей блок дає змогу моделювати міркування за аналогією та асоціацією. Під час роботи функціонального блока виконуються операції перетворення чисел та їх символічних записів.

Монітор машини розмірковувань пов’язує різні блоки висновку між собою та з іншими частинами інтелектуальної автоматизованої системи. Одним із завдань монітора є планування процесу розмірковування, внесення до нього корективів, визначення рівнів деталізації.

Третя складова ІАІС — інтерфейс взаємодії, що містить такі компоненти: сенсорні канали взаємодії з людиною, технічні канали взаємодії з іншими ІАІС, монітор каналів (рис. 2.7).

Сукупність сенсорних каналів взаємодії ІАІС з людиною утворює так званий інтелектуальний інтерфейс, а сукупність технічних каналів взаємодії інтелектуальної АІС з іншими аналогічними системами — міжсистемний інтерфейс.

До інтелектуального інтерфейсу належать зоровий, слуховий, дотиковий канали. Кожний із каналів має свою складну структуру, яка в кожному конкретному випадку складається з різноманітних блоків. Проте загалом можна вирізнити блоки, що виконують такі функції: приймання, видавання та аналіз інформації, а також перетворення її на різноманітні форми внутрішнього для ІАІС подання.

Міжсистемний інтерфейс складається із сукупності технічних каналів, по яких відбувається обмін інформацією між ІАІС у вигляді повідомлень. Кожний із технічних каналів складається з блока формування вихідних повідомлень (формувач) і блока адап­тації вхідних повідомлень (адаптер).

Монітор каналів керує прийманням-видаванням інформації по багатьох каналах, а також здійснює зв’язок з монітором машин знань і міркувань.

Інтелектуальні автоматизовані інформаційні системи за сферами функціонування поділяються на такі групи:

- інтелектуальні автоматизовані інформаційно-пошукові системи (системи типу «запитання—відповідь»), які у процесі діалогу дають змогу кінцевим користувачам-непрограмістам працювати з базами даних і знань засобами професійних мов користувачів, близьких до природних;

- розрахунково-логічні системи, що дають змогу кінцевим користувачам, які не є програмістами та фахівцями в галузі прикладної математики, розв’язувати в режимі діалогу свої задачі на ЕОМ з використанням складних математичних методів і сукупності прикладних програм;

- експертні системи, які дають змогу здійснювати ефективну комп’ютеризацію галузей, де знання можна подати в експертній описовій формі, але використати математичні моделі, характерні для точних наук, важко або й зовсім неможливо. Особливо важливого значення набувають так звані гібридні експертні системи — об’єднання традиційних експертних систем з розрахунково-логіч­ними. В гібридних експертних системах логіко-лінгвістичні моделі використовуються разом із математичними.

Одним із напрямів подальшого розвитку АІС є створення персональних автоматизованих інформаційних систем, які забезпечують комплексну підтримку управлінської діяльності.

Основою діяльності керівника будь-якого рівня є знання про об’єкти і суб’єкти управління. З огляду на це функція підтримки його діяльності зводиться до підтримки знань. У свою чергу, знання, по-перше, як об’єкт підтримки мають бути виражені у певній формі, по-друге, ставши об’єктом, який має певну форму, знання є об’єктом взаємодії з ними самого керівника, а в загальному випадку — й інших користувачів АІС.

Отже, функціональне призначення персональних автоматизованих інформаційних систем як засобу підтримки управлінської діяльності керівників зводиться до вирішення двох проблем: формалізація знань та організація взаємодії між формалізованими знаннями і керівниками — користувачами АІС.

Ці проблеми вирішуються шляхом автоформалізації професійних знань керівників та інтелектуалізації взаємодії з автоформалізованими професійними знаннями. Необхідні умови автоформалізації знань: наявність конкретного носія знань — це може бути одна людина або група людей; наявність у цих людей необхідних знань; існування деякої наперед заданої форми подання знань; передача в користування людям — носіям знань — інструмента, який надає знанням потрібної форми, тобто виконує формалізацію.

Висновок:

Інтелектуальними автоматизованими інформаційними системами вважаються інформаційно-програмні вироби, які тією чи іншою мірою виконують три основні функції інтелектуальності: подання та обробку знань, міркування, спілкування. Вони складаються з машини знань, машини розмірковувань та інтерфейсу взаємодії.

За сферою функціонування інтелектуальні автоматизовані інформаційні системи поділяються на автоматизовані інформаційно-пошукові системи, розрахунково-логічні системи та автоматизовані експертні системи.