21199

Характеристики программного обеспечения систем искусственного интеллекта

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Структура и свойства программного обеспечения Основными составными частями программного обеспечения ПрО систем искусственного интеллекта СИИ являются: программноаппаратные средства СИИ Лекция №5; программные средства представления знаний в СИИ Лекции №№611; языки программирования и среды функционирования СИИ Лекция №13; инструментальные программные средства создания СИИ Лекция №14 и др. Основными особенностями ПрО которые существенно отличают их от ПрО традиционных систем управления и обработки данных являются свойства...

Русский

2013-08-02

59.5 KB

7 чел.

PAGE  3

\\Лекция №12

12. Характеристики программного обеспечения
систем искусственного интеллекта

12.1. Структура и свойства программного обеспечения

Основными составными частями программного обеспечения (ПрО) систем искусственного интеллекта (СИИ) являются:

  •  программно-аппаратные средства СИИ (Лекция №5);
  •  программные средства представления знаний в СИИ (Лекции №№6-11);
  •  языки программирования и среды функционирования СИИ (Лекция №13);
  •  инструментальные программные средства создания СИИ (Лекция №14) и др.

Основными особенностями ПрО, которые существенно отличают их от ПрО традиционных систем управления и обработки данных, являются свойства интеллектуальности ПрО, характерные для СИИ в целом (Лекция №4). Основным назначением ПрО СИИ является ориентация на символьную обработку информации и решение трудно формализуемых задач, которые не могут быть описаны в математической форме\\ и не имеют алгоритмического решения.

Отличительной чертой ПрО СИИ является также программная поддержка и обеспечение общительности СИИ, т.е. способности вести интенсивный диалог с пользователем на языке, близком к естественному, с широким использованием компьютерной графики, видеотехники и других современных средств интеллектуального интерфейса. Согласно имеющимся оценкам, до 50% программного обеспечения СИИ приходится на реализацию диалога  с пользователем.

Для настоящего этапа исследований в области создания ПрО СИИ характерна концентрация усилий в следующих направлениях:

  •  создание современных средств автоматизации программирования в русле осуществления восходящей стратегии развития ПрО СИИ: автокоды – языки высокого уровня - языки сверхвысокого уровня – языки спецификаций;
  •  создание новых языков представления знаний, ориентированных на программную поддержку решения трудно формализуемых задач;
  •  разработка новых программных средств представления знаний путем использования новых языков обработки символьной информации;
  •  расширение базовых языков программирования до программных систем СИИ путем создания пакетов программ и специализированных библиотек представления знаний и др.

\\12.2. Принципы и методы создания программного обеспечения

К ПрО СИИ так же, как и к традиционному ПрО, предъявляются следующие основные требования:

  •  модифицируемость, позволяющая вводить необходимые изменения в ПрО или исправлять ошибки, внесенные в процессе разработки и функционирования системы;
  •  эффективность, подразумевающая оптимальное использование времени работы и памяти системы;
  •  надежность в смысле предотвращения ошибок, возникающих при проектировании, реализации и функционировании системы;
  •  понимаемость, т.е. "прозрачность" ПрО для заказчика, разработчика и пользователя, позволяющая оперативно корректировать ПрО при изменении предметной области.

Основными принципами построения ПрО, которые обеспечивают выполнение предъявляемых к ПрО требований, являются следующие:

а) абстрагирование компонентов ПрО с выделением существенных свойств и игнорированием несущественных деталей;

б) сокрытие (упрятывание) информации с целью сделать недоступными детали ПрО, которые могут непосредственно или косвенно повлиять на процесс функционирования СИИ (например, при ошибочных действиях пользователя);

в) модульность предполагает построение ПрО в виде функциональных (процедурно-ориентированных) или декларативных (объектно-ориентированных) модулей, позволяющих быстро менять их при выходе из строя или моральном износе;

г) локализация компонентов ПрО предполагает создание слабо связанных между собой  программных модулей, имеющих сильные внутренние связи;

д) однородность ПрО означает использование однотипных программных модулей;

е) полнота ПрО состоит в использовании компонентов, обеспечивающих выполнение всех необходимых функций СИИ;

ж) подтверждаемость ПрО предполагает получение одних и тех же результатов при одинаковых исходных данных каждой решаемой в СИИ задачи.\\

Абстракция и сокрытие информации способствуют модифицируемости и понимаемости ПрО. На каждом уровне абстракции применяется лишь определенный набор операций и не допускаются операции, нарушающие логические функции данного уровня. Это позволяет существенно повысить надежность работы СИИ.

В настоящее время существуют следующие основные методы разбиения (декомпозиции) ПрО на модули:

  •  нисходящее структурное проектирование предполагает создание функциональных программных модулей путем оформления каждого шага процесса создания ПрО в виде модуля;
  •  структурирование ПрО по данным является альтернативой нисходящему проектированию, когда сначала определяются структуры данных, а затем на их основе определяется структура программных модулей;
  •  объектно-ориентированное проектирование позволяет создавать ПрО в прямом соответствии с решаемой проблемой и объектами предметной области.

Методы нисходящего проектирования концентрируют внимание на операциях, мало заботясь о проектировании структур данных. Методы структурирования ПрО по данным  оперируют с объектами, а операции трактуют в обобщенном виде. Объектно-ориентированные методы объединяют в себе достоинства указанных методов, поскольку рассматривают объекты ПрО как активные элементы, каждый из которых наделен своим собственным набором операций. \\Объектно-ориентированный подход положен в основу большинства современных технологий создания ПрО СИИ.

12.3. Стадии разработки программного обеспечения\\

В соответствии с этапами разработки СИИ (в частности – экспертных систем) (раздел 4.8) процесс создания ПрО СИИ состоит из стадий проектирования, реализации, сопровождения и совершенствования. Упорядоченную последовательность этих стадий называют жизненным циклом ПрО.

Ключевой стадией процесса разработки ПрО СИИ является проектирование, основными задачами которого являются исследование выполнимости требований заказчика и разработка общей концепции построения ПрО. Стадия проектирования ПрО соответствует этапам идентификации, концептуализации и формализации процесса создания СИИ.

Основная цель стадии проектирования ПрО состоит в соблюдении требований заказчика. Однако у заказчика редко имеются полные и последовательные определения требований. Обычно и заказчик и разработчик не до конца понимают проблему, поэтому требования совершенствуются в процессе разработки СИИ.

Правильный выбор концепции построения ПрО представляет самую критическую часть процесса создания СИИ. Ошибки и просчеты, допущенные на этапе проектирования, являются самыми "дорогими". Поэтому основные усилия в области технологии программирования направлены, главнім образом, на автоматизацию проектирования ПрО.

\\На этапе проектирования инженер по знаниям совместно с программистом составляют формальные или формализованные модели (спецификации) представления знаний в СИИ.\\ Они определяет также, подходят ли имеющиеся языки программирования и инструментальные средства для решения рассматриваемой проблемы или необходимы новые разработки.

\\На этапе проектирования устанавливаются также:

  •  основные характеристики ПрО;
  •  структура и состав ПрО;
  •  входные и выходные данные;
  •  тестовые примеры для проверки ПрО и др.

На этапе реализации обычно создаются один или несколько прототипов ПрО, последовательно приближающихся к требуемому уровню развития ПрО.\\ По мере увеличения знаний прототип может достигнуть такого состояния, когда он успешно решает все задачи СИИ. Преобразование прототипа в конечный программный продукт обычно приводит к перепрограммированию ПрО на языках более низкого уровня, обеспечивающих как увеличение быстродействия ЭС, так и уменьшение требуемого объема базы знаний. Прототипы должны обеспечить проверку правильности идей, методов и способов, выбранных для построения СИИ.

\\Этап сопровождения ПрО СИИ состоит в тестировании, внедрении и модификации разработанного ПрО, которые могут вернуть весь процесс к стадии проектирования (перепроектирования). Существуют следующие методы тестирования ПрО:

а) тестирование исходных данных, которые должны покрывать всю область возможных ситуаций, которые могут возникнуть в процессе работы системы;

б) тестирование ПрО базы знаний с целью обнаружения логических ошибок, к числу которых относятся:

  •  избыточные, циклические и конфликтные правила;
  •  пропущенные и пересекающиеся правила;
  •  несогласуемые условия и др.;

в) концептуальное тестирование проводится для проверки общей структуры ПрО и учета в нем всех аспектов решения задач системы.\\

На стадии сопровождения проверяется также пригодность ПрО для конечного пользователя путем решения всех возможных задач на рабочих местах пользователей заказчика. Пригодность ПрО определяется его полезностью и удобством работы с ним. Под полезностью ПрО понимается способность решать поставленные задачи, удовлетворять потребности пользователя, а также выявлять и устранять (в ходе диалога) причины сбоев и неудач в работе СИИ.

Удобство работы с ПрО предполагает:

  •  естественность взаимодействия с ПрО, т.е. общение в привычном, не утомляющем пользователя диалоге с СИИ;
  •  гибкость ПрО, т.е. способность настраиваться на различных пользователей, имеющих различную степень подготовленности к работе с СИИ;
  •  устойчивость ПрО к ошибкам, т.е. его способность не выходить из строя при ошибочных действиях пользователя.

\\Этап совершенствования ПрО состоит в использовании новых прогрессивных технологий создания и функционирования ПрО путем замены морально устаревших программных модулей современными и перспективными программными средствами.\\


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

365. Основы программирования 110 KB
  Описание процесса компиляции и запуска программы. Программа для вычислений над матрицами. Microsoft Visual Studio Express. Стандартная библиотека шаблонов (STL). Создание динамического класса для работы с матрицами.
366. Создание транспортной сети SDH в городе Темиртау. 517.5 KB
  Разработка схемы включения станций в проектируемую сеть SDH города Темиртау. Выбор топологии включения станций проектируемой сети. Возможность интеграции с каналами PDH. Развитие магистральных телекоммуникаций казахстанских операторов связи.
367. Трансформация образа трикстера в современной культуре 843 KB
  Основные характеристики трикстера как мифологического персонажа в архаической традиции. Исходная парадигма образа героя-трикстера: этиологические мифы. Трикстериада и ее взаимоотношения с институтом шаманизма и волшебной сказкой.
368. Смарт-карты известных мировых производителей 139.5 KB
  Основные сведения о смарт-картах. Чтение/запись смарт-карты через параллельный порт. Основные управляющие команды карты. Назначение областей данных. Принципиальная схема источника питания.
369. Решение вопросов теории вероятности на уроках математики 583 KB
  Выделить основные цели и задачи изучения теории вероятностей в курсе школьной математики. Изучение и анализ научной учебно-методической литературы, программ по математике для общеобразовательных учреждений. Наблюдение за деятельностью учащихся, ее анализ.
370. Проектирование усилителя низкой частоты 354.5 KB
  Расчет режима работы транзистора по постоянному и переменному току. Расчет КПД каскада для максимального входного сигнала. Расчет коэффициента гармонических искажений. Расчет элементов цепи смещения.
371. Управление производственной деятельностью станций технического обслуживания 380.5 KB
  Расчет производственной программы по количеству ТО и ТР автомобилей. Выбор метода технологического процесса на объекте проецирования. Выбор режима работы объекта и график работы автомобиля на линии. Выбор метода организации производства ТО и ТР на предприятии.
372. Раздел совместно нажитого имущества супругов 81 KB
  Раздел общего имущества по соглашению сторон. Определение долей при разделе общего имущества супругов. Имущество не подлежащее разделу. Общая собственность на имущество. Судебные дела по принудительному обмену.
373. Мировые религии и их связь с общественными институтами 242.5 KB
  Целью данной работы является раскрытие понятий религии и нравственного воспитания. На основе сформулированных понятий найти и проследить их взаимосвязь на протяжении её исторического развития.