Излагается методика построения интеллектуальных информационных систем, позволяющих решать многие практически важные задачи. Такие системы, используя декларативное представление знаний о проблемной области и процедурное представление умений решения задач из этой области, обеспечивают взаимодействие с различными группами пользователей на ограниченном естественном языке. Приводятся примеры их конкретных применений.

Для научных работников и инженеров. Может быть использована аспирантами и студентами старших курсов втузов.

Табл. 11. Ил. 34. Библиогр. 48 назв.

Это предисловие автор хотел начать со слова «сейчас». Но так как книги издаются очень долго, необходимо указать год написания этой — 1987. Итак, сейчас в области интеллектуальных систем создалась парадоксальная ситуация. Элита — экспертные системы — переживает небывалый бум… если судить по числу публикаций. Если же считать не статьи, а действительно полезные экспертные системы, то картина окажется далеко не столь радужной. Для громадного большинства специалистов, работающих в области информации, экспертные системы остаются чем-то недосягаемым. По-прежнему повсеместно распространены традиционные информационные системы, не использующие достижения искусственного интеллекта. В результате очень многие информационные задачи не получили удовлетворительного решения в автоматизированных системах на базе ЭВМ. Представляется, что одной из существенных причин такого положения дел является недостаточное внимание, уделяемое разработчиками среднему классу информационных систем, т.е. системам, занимающим промежуточное положение между экспертными и традиционными. Назовем системы этого класса интеллектуальными информационными системами (ИИС).

Как и экспертные системы, ИИС основываются на знаниях, осуществляют дружественный интерфейс с пользователями, логический вывод и объяснение своих действий. Основное различие между этими классами систем заключается, пожалуй, в организации логического вывода. Экспертные системы обычно применяют проблемно-неориентированные (универсальные) процедуры вывода, которые иногда оказываются весьма эффективными, но пригодны далеко не для всех задач. В ИИС используется специализированный логический вывод, соответствующий той проблемной области, той задаче, на которую настроена данная ИИС. Можно сказать, что ИИС имитирует способ рассуждения определённого специалиста-эксперта.

В основе архитектуры экспертных систем лежит понятие о независимых правилах (продукциях), которые должны быть извлечены из опыта экспертов и вложены в систему. В противоположность этому в ИИС правила нельзя считать атомарными: ведь в практической деятельности специалистов эти правила всегда взаимосвязаны и взаимозависимы. Поэтому для построения ИИС базовым является представление о рассуждении специалиста как внутреннем диалоге. Атомарной процедурой при моделировании таких рассуждений в ИИС является процедура ВОПРОС-ОТВЕТ, причём вопрос формируется на ограниченном естественном языке. Чтобы настроить ИИС на определённую проблемную область, от эксперта нужно получить не отдельные изолированные правила, а саму последовательность рассуждений, отображаемую в системе вопросо-ответными операторами и операторами обработки ответов. Быть может, такая процедура и сложнее для инженера по знаниям, но во многих случаях такое усложнение окупается почти гарантированным успехом: если эксперт знает, как он решит задачу и изложит ход своего рассуждения, то обычно это рассуждение поддаётся моделированию в ИИС. Поэтому наиболее эффективно использование ИИС в тех областях, где интеллектуальная деятельность людей-специалистов носит накатанный, рутинный характер. Это не означает, что такая деятельность обязательно является нетворческой. Например, лица, принимающие решения в различных областях управления производством, заняты, безусловно, творческой деятельностью, но многие её компоненты уложены в привычные для этих специалистов схемы.

Центральное положение вопросо-ответной процедуры в архитектуре ИИС обусловливает особое внимание, уделяемое лингвистическим проблемам при таком подходе. Функция понимания фраз на ограниченном естественном языке является для ИИС не пристройкой (интеллектуальным интерфейсом, как её часто называют), а важнейшей функцией, с которой тесно связаны и объяснительные возможности ИИС.

В этой книге рассказывается об одном из возможных способов построения интеллектуальных информационных систем, приводятся примеры реализации этих систем. Автор попытался также наметить перспективу развития ИИС, которая, как ему представляется, должна предполагать автоматизацию функций инженера по знаниям, как посредника между экспертами и ИИС. Реализация этой функции ИИС также основывается на понимании системой технологических описаний (инструкций и т.п.), изложенных на естественном языке.

Предлагаемая читателю книга имеет не обзорный характер, а содержит описание одного из возможных методов построения интеллектуальных информационных систем. Предполагается знакомство читателя с основными идеями в области искусственного интеллекта. Книга состоит из восьми глав, объединённых в три части.

В первой части книги излагаются принципы организации базы знаний и реализация внешнего диалога (гл. 1, 2). Вторая часть книги содержит описание базы умений (гл. 3—5). В гл. 3 рассматривается программирование с помощью естественно-языковых вопросов и организация программ-рассуждений. В гл. 4 рассматриваются лингвистические программы-рассуждения и способы расширения выразительных возможностей языка диалога. Глава 5 содержит сведения о построении системных программ-рассуждений и, в частности, программ, управляющих поведением информационной системы. Третья часть посвящена системам-советчикам (гл. 6—8) При этом в гл. 6 излагаются лингвистические методы построения систем-советчиков, в гл. 7 — понимание системой естественно-языковых текстов. В гл. 8 содержится описание инструментальной системы МИМИР, предназначенной для создания на её базе интеллектуальных информационных систем, основанных на принципах, рассмотренных в предыдущих главах. Системы, описанные в этой книге, и методы их построения не являются копиями или вариациями каких-либо других систем (методов). Но, разумеется, при разработке ИИС автор испытал влияние предшествующих работ в области искусственного интеллекта. При этом из отечественных работ в первую очередь нужно упомянуть работы школ Д. А. Поспелова (Москва) и Н. М. Амосова (Киев).

Идея написания этой книги принадлежит Д. А. Поспелову, которому автор признателен также за ценные замечания, высказанные при обсуждении её содержания.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Книги на ту же тему

1. Представление и анализ смысла в интеллектуальных информационных системах, Рубашкин В. Ш., 1989
2. Искусственный интеллект: Методы поиска решений, Нильсон Н., 1973
3. Моделирование семантики в базах данных, Цаленко М. Ш., 1989
4. Искусственный интеллект: Применение в интегрированных производственных системах, Кьюсиак Э., ред., 1991
5. Логический подход к искусственному интеллекту: от классической логики к логическому программированию, Тей А., Грибомон П., Луи Ж., Снийерс Д., Водон П., Гоше П., Грегуар Э., Санчес Э., Дельсарт Ф., 1990
6. Системы искусственного интеллекта, Лорьер Ж. Л., 1991
7. Фантазия или наука: На пути к искусственному интеллекту, Поспелов Д. А., 1982
8. Интеллектуальные информационные системы в экономике: учебное пособие. — 2-е изд., стереотип., Романов В. П., 2007
9. Искусственный интеллект и интеллектуальные системы управления, Макаров И. М., Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П., 2006
10. Автоматизация синтеза и обучение интеллектуальных систем автоматического управления, Макаров И. М., Лохин В. М., ред., 2009
11. Нечёткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта, Аверкин А. Н., Батыршин И. 3., Блишун А. Ф., Силов В. Б., Тарасов В. Б., 1986
12. Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта, Братко И., 1990
13. Компьютерное конструирование неорганических соединений: использование баз данных и методов искусственного интеллекта, Киселёва Н. Н., 2005
14. Искусственный интеллект: применение в химии, Пирс Т., Хони Б., ред., 1988
15. Инжиниринг объектов интеллектуальной энергетической системы. Проектирование. Строительство. Бизнес и управление: практическое пособие, Осика Л. К., 2014