Правительство Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"
Факультет Прикладной математики и кибернетики
Программа дисциплины Неклассические логики
для направления 010300 «Фундаментальная информатика и информационные технологии»
подготовки бакалавра
Автор программы:
., к. т.н., *****@***ru
, к. ф.-м. н.,*****@***ru
Одобрена на заседании кафедры Кибернетики «___»____________ 20 г
Зав. кафедрой
Рекомендована секцией УМС «___»____________ 20 г
Председатель
Утверждена УС факультета Прикладной математики и кибернетики «___»_____________20 г.
Ученый секретарь ________________________ [подпись]
Москва, 2012
Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы.
2 Область применения и нормативные ссылки
Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности.
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 010300 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» подготовки бакалавра, изучающих дисциплину Программирование для ЭВМ.
Программа разработана в соответствии с ФГОС для направления 010300 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» подготовки бакалавра.
3 Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Неклассические логики» является формирование устойчивых знаний в области современных логик, получивших широкое применение в различных разделах информатики, таких как искусственный интеллект, параллельное программирование, верификация программ и сетевых моделей, нечеткое управление, проектирование вычислительных систем и многих других.
Для достижения поставленной цели выделяются следующие задачи дисциплины:
- знакомство с многообразием современных неклассических логик и областями их приложений;
- изучение теории модальных, временных, немонотонных и алгоритмических логик;
- изучение моделей представления неопределенных знаний и нечеткой логики;
4 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины студент должен:
:
Знать:
· актуальные для приложений современные неклассические логики;
· теорию модальных и временных логик и области их приложений;
· основы алгоритмических логик и верификации программ;
· нечеткие модели для представления неопределенных знаний, основанные на теории нечетких множеств и нечетком выводе;
Уметь:
· работать с различными схемами модальной логики, проверять выполнимость модальных формул;
· использовать формализм временных логик для спецификации и верификации параллельных процессов;
· использовать формализм немонотонных логик для моделирования модифицируемых рассуждений
· описывать нечеткие знания, оперировать этими знаниями и делать нечеткие выводы;
Иметь навыки (приобрести опыт)
· Средствами инструментария нечеткой логики системы Matlab для моделирования нечеткой системы;
В результате освоения дисциплины студент осваивает следующие компетенции:
Компетенция | Код по ФГОС/ НИУ | Дескрипторы – основные признаки освоения (показатели достижения результата) | Формы и методы обучения, способствующие формированию и развитию компетенции |
Стремится к выполнению профессиональной деятельности | ОК-9 | Использует | Самостоятельная работа, выполнение практических, домашних заданий и контрольных работ |
Способен работать с информацией в глобальных компьютерных сетях | ОК-12 | Владеет и применяет | Самостоятельная работа |
Использует профессиональные навыки работы с информационными и компьютерными технологиями в научной и познавательной деятельности, а также в социальной сфере | ОК-14 | Владеет и применяет | Самостоятельная работа, выполнение домашних и практических заданий |
Стремится к повышению своей квалификации мастерства | ОК-16 | Демонстрирует | Самостоятельная работа, выполнение домашних и практических заданий |
Способен демонстрировать общенаучные базовые знания естественных наук, математики и информатики, понимание основных фактов, концепций, принципов теорий, связанных с прикладной математикой и информатикой | ПК-1 | Применяет, обосновывает, интерпретирует и оценивает | Лекции, практические занятия, выполнение контрольных и домашних заданий |
Способен приобретать новые научные и профессиональные знания, используя современные образовательные и информационные технологии | ПК-2 | Демонстрирует | Самостоятельная работа, выполнение домашних и практических работ |
Способен понимать и применять в исследовательской и прикладной деятельности современный математический аппарат | ПК-3 | Применяет, обосновывает, интерпретирует и оценивает | Лекции, лабораторные работы, выполнение контрольных и домашних заданий |
Способен решать задачи производственной и технологической деятельности на профессиональном уровне, включая: разработку алгоритмических и программных решений в области системного и прикладного программирования | ПК-9 | Применяет, обосновывает, интерпретирует и оценивает | Самостоятельная работа, выполнение практических, домашних и контрольных работ |
Способен применять в профессиональной деятельности современные языки программирования и языки баз данных, операционные системы, электронные библиотеки и пакеты программ, сетевые технологии | ПК-10 | Применяет, обосновывает, интерпретирует и оценивает | Самостоятельная работа, выполнение практических, домашних и контрольных работ |
5 Место дисциплины в структуре образовательной программы
Настоящая дисциплина относится к циклу «Профессиональные дисциплины» и блоку дисциплин, обеспечивающих базовую подготовку.
Изучение данной дисциплины базируется на следующих дисциплинах:
· Математическая логика и теория алгоритмов;
· Теория конечных графов и ее приложения;
· Дискретная математика;
Для освоения учебной дисциплины, студенты должны владеть следующими знаниями и компетенциями:
· знать основы тории множетв;
· знать элементы математической логики;
· уметь использовать программные и аппаратные средства информатики.
Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин:
· Интеллектуальные системы;
· Искусственный интеллект;
· Учебная и производственная практики
· Научно-исследовательская работа.
6 Тематический план учебной дисциплины
№ | Название раздела | Всего часов | Аудиторные часы | Самостоятельная работа | |
Лекции | Практические | ||||
1 | Введение в неклассические логики | 6 | 2 | 0 | 4 |
2 | Модальная логика | 22 | 8 | 8 | 6 |
3 | Временные и алгоритмические логики | 24 | 10 | 10 | 6 |
4 | Немонотонные рассуждения | 18 | 4 | 4 | 6 |
5 | Элементы нечеткой логики | 26 | 10 | 12 | 6 |
Всего | 96 | 34 | 34 | 28 |
7 Формы контроля знаний студентов
Тип контроля | Форма контроля | 4 год | Кафедра | Параметры | |
1 | 2 | ||||
Текущий (10 неделя) | Домашняя работа | * | Кибернетики | Письменная работа 360 минут | |
Текущий (16 неделя) | Контрольная работа | * | Кибернетики | Письменная работа 120 минут | |
Итоговый | Зачет | * | Кибернетики | Устный зачет с решением задач |
7.1 Критерии оценки знаний, навыков
Оценки по всем формам текущего контроля выставляются по 10-ти балльной шкале.
Для формирования практических навыков предусмотрены практические работы и выполнение домашнего задания. При этом студент должен продемонстрировать не только уровень знаний, но и результаты самостоятельной работы: стремление к выполнению профессиональной деятельности (ОК-9, ОК-16), способность к поиску информации (ОК-12), использование для выполнения заданий компьютерных технологий (ОК-14).
С целью текущего контроля успеваемости предусмотрена защита домашней работы.
Оценка за домашнюю работу учитывает:
· Насколько точно студент выполнил задание, сформулированное в домашней работе;
· Насколько слушатель правильно и аргументировано ответил на все вопросы при обсуждении выполненного задания;
· Качество оформления отчета по решению поставленной задачи.
7.2 Порядок формирования оценок по дисциплине
Ниже приведена формула выставления результирующей оценки по курсу:
Орезульт = 0,2*Оитог. контроль + 0,8*Онакопленная
Отекущий = 0,5*Оконтрольная работа+0,5*Одомашнее задание
Онакопленная=0,5 Отекущий + 0,5* Оаудиторная
Все оценки выставляются в 10-и балльной системе.
8 Содержание дисциплины
№ недели | Тема лекционных занятий | Практические занятия | Проверочные работы |
1 | Раздел 1 Введение в неклассические логики Системы искусственного интеллекта (ИИ). Представление знаний в системах ИИ. Логический подход к представлению знаний. Классическая логика. Исчисление высказываний и предикатов. Неклассические логики: интуиционистские, многозначные логики, нечеткие логики, модальные логики, временные (темпоральные) логики | Раздел 1 Введение в неклассические логики Повторение понятий классической логики. Входной. контроль | |
2 | Раздел 2 Модальная логика Модальные операторы Синтаксис и семантика модальной логики Бинарные отношения. Семантика возможных миров | Раздел 2 Модальная логика Модальные операторы Синтаксис и семантика модальной логики Бинарные отношения. Семантика возможных миров | |
3 | Раздел 2 Модальная логика Схемы модальных формул Выполнимость модальных формул Правила деревьев для высказываний: Выводимость модальных предикатных формул | Раздел 2 Модальная логика Схемы модальных формул Выполнимость модальных формул Правила деревьев для высказываний: Выводимость модальных предикатных формул | |
4 | Раздел 2 Модальная логика Правила деревьев для высказываний: · Схема К · Схема Т
| Раздел 2 Модальная логика Схемы модальных формул Выполнимость модальных формул Правила деревьев для высказываний: Выводимость модальных предикатных формул | |
5 | Раздел 2 Модальная логика Модальная логика предикатов Определения Синтаксис и аксиоматика модальной логики предикатов Модель и семантика модальной логики предикатов Выводимость модальных предикатных формул | Раздел 2 Модальная логика Модальная логика предикатов Определения Синтаксис и аксиоматика модальной логики предикатов Модель и семантика модальной логики предикатов Выводимость модальных предикатных формул | |
6 | Раздел 3. Временные и алгоритмические логики Временная логика Прайора Временная логика Леммона Временная логика фон Вригга | Раздел 3. Временные и алгоритмические логики Временная логика Прайора Временная логика Леммона Временная логика фон Вригга | |
7 | Раздел 3. Временные и алгоритмические логики Линейная временная логика Приложение временных логик к программированию. Временная логика Пнуели | Раздел 3. Временные и алгоритмические логики Линейная временная логика. Применение временных логик. | |
8 | Раздел 3. Временные и алгоритмические логики Ветвящиеся временные логики | Раздел 3. Временные и алгоритмические логики Ветвящиеся временные логики | |
9 | Раздел 3. Временные и алгоритмические логики Принципы построения алгоритмической логики | Раздел 3. Временные и алгоритмические логики Алгоритмическая логика Хоара | |
10 | Раздел 3. Временные и алгоритмические логики Алгоритмическая логика Хоара | Раздел 3. Временные и алгоритмические логики Доказательство правильности программ. | |
11 | Раздел 4. Немонотонные рассуждения Логические формализмы в системах принятия решений Рассуждения в классической аксиоматической системе Зацикливание правил немонотонного вывода | Раздел 4. Немонотонные рассуждения Система немонотонного вывода с стратегией поиска в глубину. | Домашняя работа Немонотонная логика Временная логика |
12 | Раздел 4. Немонотонные рассуждения Модифицируемые рассуждения Свойства немонотонных логик. Подходы к решению задачи немонотонных рассуждений Неэффективность механизма возвратов в системах логического вывода | Раздел 4. Немонотонные рассуждения Система немонотонного вывода с стратегией поиска в ширину | |
13 | Раздел 5. Элементы нечеткой логики Основные понятия Нечеткие множества Построение функции принадлежности Операции над нечеткими множествами Основные свойства операций над нечеткими множествами | Раздел 5. Элементы нечеткой логики Основные понятия Нечеткие множества Построение функции принадлежности Операции над нечеткими множествами Основные свойства операций над нечеткими множествами | |
14 | Раздел 5. Элементы нечеткой логики Нечёткая и лингвистическая переменные Нечёткие числа и интервалы Нечеткие соответствия и отношения Нечеткие высказывания и операции над ними Нечеткие логические формулы | Раздел 5. Элементы нечеткой логики Нечеткие отношения и отображения Операции над нечеткими отношениями. и отбражениями Вычисление функций принадлежности. | |
15 | Раздел 5. Элементы нечеткой логики Нечеткие предикаты и кванторы. Нечеткие выводы Алгоритм Mamdani. Алгоритм Tsukamoto. Алгоритм Sugeno. Алгоритм Larsen | Раздел 5. Элементы нечеткой логики Нечеткие предикаты и кванторы. Нечеткие выводы | Контрольная работа Формализация утверждений. Истинность. Выводимость |
16 | Раздел 5. Элементы нечеткой логики Упрощённый алгоритм нечёткого вывода Методы приведения к чёткости Нисходящие нечёткие выводы Принцип резолюции для нечеткой логики | Раздел 5. Элементы нечеткой логики Упрощённый алгоритм нечёткого вывода |
9 Образовательные технологии
В учебном процессе, помимо чтения лекций, которые составляют 50% аудиторных занятий, широко используются интерактивные формы (обсуждение отдельных разделов дисциплины, защита домашних заданий и практических работ). В сочетании с внеаудиторной самостоятельной работой это способствует формированию и развитию как общекультурных, так и профессиональных компетенций.
Для закрепления и проверки знаний студентов по наиболее важным разделам курса проводятся контрольные работы.
При проведении промежуточного и итогового контроля особое внимание обращается на умение решать задачи, поэтому билеты содержат не только теоретические вопросы, но и задачи.
10 Оценочные средства для текущего контроля и аттестации студента
10.1 Тематика заданий текущего контроля
Текущий контроль складывается из оценивания выполнения и защиты контрольных работ и домашних заданий Перечень тем практических и контрольных работ приведен в разделе 7 данной программы.
Для текущей и промежуточной аттестации студентов выполняются контрольные работы и индивидуальные задания на практических работах. Задание к практической работе подготавливается каждым студентом индивидуально в соответствии с вариантами заданий. Контрольная работа выполняется каждым студентом индивидуально в соответствии с вариантом контрольной работы.
11 Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
11.1 Основная литература
a. Основная литература:
1. Ашинянц методы в искусственном интеллекте
Учебное пособие для вузов. –М.:МГАПИ,2001.–204с., ил.
2. Гуц логика и теория алгоритмов – М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009. – 120 с.
3. Ярушкина теории нечетких и гибридных систем. – Финансы и статистика, 2004.-320 с.
4. Леоненков ёткое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTECH. - СПб.: БХВ-Петербург, 2003.
5. , , Голунов логика и искусственные нейронные сети. - М.: Издательство Физико-математической литературы, 2001. – 224 с
11.2 Дополнительная литература
1. Модальная логика. – М.:Наука, 1974.-520 с.
2. Логический подход к искусственному интеллекту: От модальной логики к логике баз данных:/ и др. – М.:Мир, 19с.
3. и др. Достоверный и правдоподобный вывод в интеллектуальных системах. – М.:ФИЗМАТЛИТ, 20с.
4. Яхъяева множества и нейронные сети. – М.: Интернет-Университет Информационных технологий, 2008. – 316 с.
5. Непейвода логика. – Ид-во НГУ, 2000. – 490 с.
6. Введение в теорию нечетких множеств. –М.:Радио и связь, 1982. – 432 с.
7. Ивин времени // Неклассическая логика. - М.: Наука, 1979.- С. 124-190.
8. Ивлев логика. –М.: МГУ, 1991, 221 с.
9. и др. Нечёткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта / Под ред. . - М.: Наука, 19с.
10. Семантика модальной логики. /В сб.: Семантика модальных и интенсиональных логик. –М.: Прогресс, 1981, с.27–40.
11.3 Программные средства
Для успешного освоения дисциплины, студент использует следующие программные средства:
. Matlab версия 7.10 и более поздние
12 Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для успешного освоения дисциплины необходимо следующее материально-техническое обеспечение:
· Дисплейный класс, оборудованный современными персональными компьютерами
· Интерактивная доска и/или проектор с экраном.
