Вниманию читателей
предлагается второе издание учебного пособия по дисциплине:
"Интеллектуальные информационные системы", которая читается для
студентов 5 курса (9-й семестр) очной формы обучения, и студентов 6-го курса
(10 семестр) заочной формы обучения, обучающихся по специальности: 351400
"Прикладная информатика (по отраслям), в частности:
– 351401
"Прикладная информатика (в экономике)";
– 351403 "Прикладная
информатика (в юриспруденции)".
Учебное
пособие состоит из трех частей:
1. Курса лекций.
2.
Лабораторного практикума.
3. Программы
самостоятельной работы студентов.
Количество и
объем лекций и лабораторных работ соответствует утвержденным рабочим
программам, образовательному стандарту по данным специальностям и рекомендациям
УМО. При этом на лекции отводится 32 часа (16 лекций), на лабораторные
занятия – 32 часа (8 лабораторных работ по 4 часа), и на самостоятельную работу
студентов – 38 часов. С этим в определенной мере связаны ограниченный объем
учебного пособия и краткость изложения материала, что во многом предопределило
его обзорный характер.
Необходимо отметить, что учебное пособие имеет определенную
избыточность и рассчитано на то, что преподаватель самостоятельно выберет из 16
лекций 12, и из 10 лабораторных работ 6 для преподавания в соответствии с
рабочей программой (типовая рабочая программа по дисциплине приведена в томе 2,
"Лабораторный практикум") (или объединит материал нескольких лекций в
одной). Это дает преподавателю определенную свободу выбора при преподавании
дисциплины и оставаясь в рамках стандарта сделать преподавание более творческим
и учитывающим как особенности и мнение преподавателя, так и студентов. Кроме
того данное пособие содержит много материала, предназначенного для
самостоятельного углубленного изучения предмета.
Вместе с тем, автор
ставил перед собой задачу не только дать студентам основы теоретических
представлений по изучаемой дисциплине, насколько это возможно в обзорном курсе,
но и предоставить им возможность приобретения определенных практических умений
и навыков использования интеллектуальных информационных технологий для решения
различных учебных задач по их специальностям.
Курс лекций включает 16 лекций,
сгруппированных в 4 раздела:
1. Введение в интеллектуальные информационные системы.
2. Теоретические
основы и эксплуатация универсальной когнитивной аналитической системы
"Эйдос".
3. Принципы
построения интеллектуальных информационных систем.
4. Применение и
перспективы систем искусственного интеллекта.
Практикум базируется на универсальной когнитивной аналитической системе
"Эйдос", разработанной автором пособия, и включает 10 лабораторных
работ. Именно этим обусловлено размещение второго раздела, посвященного системе
"Эйдос", раньше раздела о принципах построения интеллектуальных
информационных систем.
Лабораторные работы
однотипны по технологии и иллюстрируют возможности применения систем
искусственного интеллекта в различных предметных областях. При этом в каждой лабораторной
работе полностью изучается весь технологический цикл, но при этом основное
внимание акцентируется на каком-либо из основных элементов технологии, который
изучается более углубленно. Таким образом, студенты, пропустившие одну или даже
несколько лабораторных работ, что, к сожалению, приходится учитывать, могут в
определенной мере компенсировать последствия пропусков. В целом такой подход
обеспечивает создание у студентов целостной и универсальной картины применения
систем искусственного интеллекта.
Каждая лабораторная
работа включает: краткую теорию; одно
или несколько заданий; примеры решения; контрольные вопросы; литературу, рекомендуемую
для изучения.
Количество лабораторных работ
соответствует утвержденным рабочим программам, образовательному стандарту по данным
специальностям и рекомендациям УМО. Таким образом, преподаватель имеет возможность осуществлять
выбор любых 6 из 10 вариантов разработанных лабораторных работ по своему
усмотрению с учетом требования специальности. В последующем предполагается
существенно увеличить количество предлагаемых для выбора вариантов лабораторных
работ.
Учебное пособие включает также
программу самостоятельной работы студентов по дисциплине, теоретические вопросы
и практические задания, выносящиеся на экзамен, а также список основной и
дополнительной литературы по дисциплине, включая Internet-сайты по проблематике
искусственного интеллекта.
Хотелось бы отметить также, что
системы искусственного интеллекта относятся к наиболее бурно развивающемуся
направлению, буквально пронизывающему и революционизирующему практически все
остальные направления развития современных информационных технологий. Объем
общедоступной информации по этой проблематике огромен и очень быстро
возрастает.
Поэтому автор полностью осознает, что
данное учебное пособие ни в коей мере не может претендовать на полноту изложения
и является не более чем кратким введением в проблематику искусственного
интеллекта, причем в авторской интерпретации. На это, в общем-то, и рассчитан
обзорный курс, на который в учебном плане отведено лишь 68 часов.
При изложении материала не удалось
избежать некоторых повторов, что, правда, может быть как-то оправдано с методической
точки зрения ("Повторение – мать учения"), а также тем, что изложение
должно иметь определенную избыточность и независимость от предыдущего
изложения, т.к. студенты не всегда посещают все занятия.
В то время необходимо отметить, что
наука о системах искусственного интеллекта пока даже не имеет общепринятого названия,
является одной из самых бурно развивающихся, новые результаты появляются в ней
чуть ли не ежедневно, многие ее положения спорны и находятся в процессе
обсуждения, и говорить о об этой науке, как об "устоявшейся" не
приходится и еще, по-видимому, долго не придется. По мнению автора в этой ситуации
полезнее для дела, т.е. для качества обучения, не загаживать проблемы науки,
строя изложение так, как будто они все уже решены, а открыто показывать их,
т.к. они являются "точками роста" науки. По этой же причине автор, сам
являющийся активно работающим в области систем искусственного интеллекта исследователем
и разработчиком, счел возможным в ряде случаев выразить в порядке научной
дискуссии и свою точку зрения, даже если она ранее не публиковалась в научной
печати. Поэтому данное "учебное пособие" в какой-то мере является и
"научной работой". Кроме того авторское восприятие проблематики довольно
сильно сказалось как на выборе материала, так и на характере его изложения.
Особенно хотелось бы выразить
благодарность авторам web-публикаций и сайтов, по проблематике искусственного интеллекта,
материалы которых были использованы при подготовке данного учебного пособия.
Везде, где эти материалы использовались, на них сделаны ссылки:
– Васильев Л.Г. Три парадигмы понимания: анализ литературы
вопроса. http://newasp.omskreg.ru/intellect/f54.htm;
– Орлов А.И. "Высокие статистические
технологии": http://antorlov.chat.ru;
– Максимов В.И., Корноушенко
Е.К., Гребенюк Е.А., Григорян А.К. Качаев С.В., Кулинич А.А., Райков А.Н., Макаренко Д.И., Коврига С.В.,
специалисты сектора-51 ИПУ РАН и сотрудничающие с
ними по комплексной теме: "Когнитивный анализ и моделирование
ситуаций": http://www.ipu.ru/labs/lab51/projects.htm;
– Сотник С.Л. Конспект лекций по курсу
"Основы проектирования систем искусственного интеллекта":
(1997-1998), http://neuroschool.narod.ru/books/sotnik.html;
– Терехов С.А. Лекции по теории и приложениям искусственных
нейронных сетей. Лаборатория Искусственных Нейронных Сетей НТО-2, ВНИИТФ, Снежинск (http://alife.narod.ru/lectures/neural/Neu_index.htm);
–Кива В. Данные, информация,
знания. http://vlak.webzone.ru/rus/it/knowledge.html
Автор благодарен доктору экономических наук профессору
Барановской Т.П., доктору технических наук профессору Лойко В.И.,
доктору технических наук профессору Ключко В.И,
кандидату экономических наук профессору Курносову С.А.
и кандидату технических наук доценту Лаптеву В.Н. за поддержку и
многочисленные конкретные советы и предложения, высказанные при написании
данного учебного пособия.
Для студентов, аспирантов,
преподавателей и научных работников, интересующихся проблематикой систем
искусственного интеллекта.