Рабочая программа учебной дисциплины Системы искусственного интеллекта 010500 Прикладная математика и информатика: бакалавриат Факультет ФПМИ Курс 4, семестр 8 (стр. 2 )

Учебная деятельность строится на сочетании работы студентов с преподавателем и  самостоятельным изучением отдельных разделов. Предполагается, что  часть, теоретического материала, необходимого для лабораторных работ, изучается только самостоятельно. При этом в руководстве к лабораторным работам даются точные ссылки на необходимый материал и даются рекомендации по его изучению. Например, для темы «Стратегии решения задач» предлагается следующее методическое указание: «Подходы  к  решению  проблем  в  самом  общем  виде подробно представлены  в  [3]  гл.2.  Здесь  же  в  гл. 4  и  5  приводятся классические методы решения задач. Дается классификация известных задач и оценивается их алгоритмическая сложность. Применительно к  языку  Пролог  основные  стратегии решения задач  рассмотрены в [4],  гл.  4,5,9-13,16.  В  [3, гл.2.] , [4, гл.4]  обращается внимание на важность адекватного представления задачи,  т. е. нахождение таких  структур данных,  которые позволяют представить  задачу в удобном виде с точки зрения ее формального решения.  Обращается внимание также, что структура представления сильно зависит от выбранной стратегии решения.  Гл.5 [4] является важной,  поскольку  здесь рассматривается механизм перебора вариантов решения, принятый в Прологе. В  этой  связи необходимо  обратиться  также к  [3]  гл. 11. Основные стратегии  решения задач в дополнении к [1]  и  [2] также приводятся в [5] гл.14,  15. В совокупности работы [3-5] дают достаточно полное представление по данной теме».

Курс совместим с предыдущими курсами. Считается, что студент уже владеет методами логического программирования, объектно-ориентированными языками программирования и инструментами объекно-ориентированного моделирования типа UML. Мотивация к выполнению лабораторных работ строится на выборе такой области приложения, которая наиболее близка интересам конкретного студента. Поощряется расширение контекста лабораторной работы. Идеальной считается ситуация, когда конкретная лабораторная работа может быть развита до такого уровня применительно к некоторой предметной области, когда она может быть рекомендована в качестве выпускной работы бакалавра.

6. Правила аттестации студентов по учебной дисциплине

Аттестация студентов по данной дисциплине предполагает систематическую работу в течение семестра. Выполнение лабораторных работ и их защита строится на знании теоретического материала и владении навыками и умениями в конкретной части курса. Студенту предлагается перечень вопросов для самопроверки. Тестовая программа, прилагаемая к данному курсу, позволяет студенту в течении семестра самостоятельно проверять уровень остаточных знаний. Генератор тестов использует онтологическое представление структуры данного курса и автоматически генерирует вопросы. Тестовая программа доступна в Интернете и может быть использована в режимах on line и off line.

В конце семестра студент допускается к экзамену при выполнении и защите всех лабораторных работ. Экзамен проводится в форме тестирования. Тесты оцениваются в пятибалльной системе.

7. Список литературы

Дэвенпорт Дж,  Сирэ И, "Компьютерная алгебра". Пер. с франц. - М: Мир, 1991. - 352 с.  "Основы компьютерной алгебры с приложениями". Пер. с англ. - М: Мир, 1994 - 544с. -Л.  "Системы искусственного интеллекта" Пер. с франц. - М.: Мир, 1991 -569с. Братко  И.  "Программирование  на  языке  Пролог  для искусственного интеллекта". Пер. с англ. - М: Мир, 1990 -560 с. апиро Э. "Искуство программирования на языке Прологе". Пер. с англ. - М: Мир, 1990 - 235 с. рограммирование экспертных систем на ТурбоПрологе: Пер. с англ./ - М.: Финансы и статистика, 1994. – 256 с. др. Логический подход к искусственному интеллекту: от классической логики к логическому программированию: Пер. с франц. –М.: Мир, 1990. – 432 с. бъектно–ориентированное проектирование с примерами применения: пер. с англ.—Киев, М.: ”Диалектика”; АО ”И. В.К”, 1992 - 519 с. бъектно–ориентированный анализ: моделирование мира в состояниях.—Киев, ”Диалектика”, 1993. Попов с ЭВМ на естественном языке. –М.:Наука, 1982 – 360 с. Приобретение знаний:/Под. ред. С. Осуги, Ю. Саэки. – Мир, 1990. – 304 с. , Михайлов в синергетику. – М.: Наука, 1990.- 272 с. , Ким имитация интеллекта.– М.:ВШ.-144с. ведение в экспертные системы. М.:изд.«Вильямс»,2001.– 622 с. Гаврилова знаний интеллектуальных систем. – Санкт-Петербург: «Питер», 2000. – 382 с. Девятков искусственного интеллекта. – М.: изд. МГТУ им. Баумана. – 2001. – 350 с. Змитрович информационные системы. – Минск: «ТетраСистемс»,

  1997. – 367с.

18. лгоритмы искусственного интеллекта на языке PROLOG. – Изд. «Вильямс» -2004 г.,637 с.

8. Контролирующие материалы для аттестации студентов по дисциплине

8.1. Контролирующие материалы для проверки остаточных знаний

Вариант теста. Тесты генерируются  обучающей программой.

№	Вопрос	Варианты ответа
1	Укажите характерное отличие знаний от данных? Отметьте соответствующие позиции	Активность Способ хранения Способ доступа Закономерность Форма представления
2	Отметьте цифрами ассоциации, относящиеся к соответствующим категориям: Семантические сети Фреймы	Отношения Слоты Атрибуты Экземпляры Проторипы Понятия
3	Отметьте цифрами ассоциации, относящиеся к соответствующим категориям: Дедукция Индукция Традукция	От общего к частному Прецедент От частного к частному От частного к общему Обратный вывод Аналогия Математическая статистика Выявление закономерности Доказательство теоремы
4	Перечислите известные стратегии сокращения перебора для доказательства теорем с использованием принципа резолюции	Стратегия упреждения Стратегия упорядочения Стратегия очищения Стратегия упрощения Стратегия замещения
5	Уточните формулировку принципа Уинстона для аналогий.	Подобные ………….. порождают подобные …………..
6	Какие типы перечисленных отношений являются обязательными для семантической сети?	Свойство-значение (цвет - желтый) Часть-целое(цветок-куст) Представитель элемента класса (роза-чайная) Причина-следствие (дует ветер - опадают листья) Класс-элемент класса(цветок-роза) Количественные (>,<,=…)
7	Отметьте цифрами ассоциации, относящиеся к соответствующим категориям: Правила-продукции Логическая теория	Декларативная семантика Процедурная семантика Консеквент Антецедент Дедукция Действие
8	Отметьте цифрами ассоциации, относящиеся к соответствующим категориям: Прямой вывод Обратный вывод	Поиск с возвратом Мониторинг От данных к цели От цели к данным Доказательство теоремы Генерация гипотез Пролог
9	Какие из перечисленных стратегий решения задач следует применить для решения игры в крестики-нолики	представление в пространстве состояний; сведения задач к подзадачам; генерация вариантов и проверка; поиск в глубину с возвратом; поиск в ширину; поиск с предпочтением (эвристический поиск), сведение задачи к доказательству теоремы.
10	Что является экстенсиалом?	Таблица логарифмов Формула для вычисления логарифма Множество правил Множество прецедентов
11	Для чего вводятся в теорию первого порядка модальные операторы? Отметьте один из вариантов.	Для представления нечетких знаний Для представления метазнаний Для увеличения эффективности вывода
12	Отметьте цифрами ассоциации, относящиеся к соответствующим категориям: Причинно-следственная аналогия Вывод моделей	Парное соответствие Принцип Уинстона Поиск противоречивой точки Вывод моделей Сумма аналогий Принцип Поппера

8.2. Контролирующие материалы для аттестации студентов

Вариант теста. Тесты генерируются обучающей программой

№	Вопрос	Варианты ответа
1	Отметьте цифрами ассоциации, относящиеся к соответствующим категориям: Синтаксический анализ Семантический анализ Прагматический анализ	Смысл Форма Практика Отношения между знаками Отношения между знаками и реальностью Отношения между знаками и пользователями
2	Что дает для моделирования предметных областей семантика возможных миров?	Объектно-ориентированное представление знаний Возможность моделирования  взаимодействия  для баз знаний Моделирование аналогий
3	Нарисуйте схему вывода по аналогии
5	Какие принципы включает в себя принцип резолюции?	Принцип Поппера Принцип отыскания частных случаев в исчислении предикатов Принцип непротиворечивой точки Принцип силлогизма исчисления высказываний
6	Отметьте, какие системы можно отнести к классу семантических систем	Базы данных Операционные системы Экспертные системы Системы машинного перевода Конечные автоматы
7	Отметьте цифрами ассоциации, относящиеся к соответствующим категориям: Поверхностные знания Глубинные знания	Взаимосвязи между отдельными событиями и фактами Абстракции Аналогии Прогноз
8	В каких случаях целесообразно для моделирования знаний использовать прецеденты?	Плохо структурированная проблемная область Проблемы с экспертами Недостаток информации
9	Уточните, какие  способы означивания слотов для фреймов существуют	По умолчанию от … Через наследование от … По формуле, указанной в … Через присоединенную … Через диалог с … Из базы …
10	Привести выражение к хорновским дизъюнктам: ∃x-Q(x)&P(x)→ ∃y R(y)
11	Какие наиболее существенные качества Пролога используются при моделировании игр?	В Прологе реализуется принцип резолюции Пролог строит  И-ИЛИ - дерево. Пролог  поддерживает механизм обхода  дерева
12	Как можно реализовать механизм объяснения в экспертной системе Для вопросов «Как получено решение?», «Почему задан этот вопрос?» Расставьте правильно номера.	Обратная трассировка Прямая трассировка
13	Уточните определение	Семантическая сеть – это ориентированный граф, вершины которого ……………………, а дуги …………………………………………
14	В каких случаях целесообразно для моделирования знаний использовать Фреймы Семантические сети Продукционные правила Логику Прецеденты? Проставьте против вариантов ответов соответствующие цифры.	Теоретические представления Моделирование поведения Слабо формализованные области (искусство, медицина) Моделирование формы организации  знаний человека (иерархия категорий, понятия, абстракция и пр.)
15	Отметьте цифрами ассоциации, относящиеся к соответствующим категориям: Фрейм –структура Фрейм-роль Фрейм-сценарий Фрейм-ситуация	Вексель Менеджер Собрание акционеров Авария Клиент Кассир Рабочий режим устройства
16	Что является интенсиалом?	Таблица логарифмов Формула для вычисления логарифма Множество правил Множество прецедентов
17	Какая стратегия не является стратегией упрощения для метода резолюции:	Стратегия исключения тавтологий Стратегия опорного множества Стратегия исключения предложения, содержащего уникальный литерал
18	Доказать теорему методом резолюции. Построить дерево доказательства: {A(x) ∨-B(z), - C(v),  C∨-A(y); B(w) }

9. Приложение А

Предлагаемые ниже темы студенческих проектов имеют разный уровень сложности. Некоторые из них могут быть основой для темы выпускных работ бакалавров, дипломных работ и магистерских диссертаций.