Целью предшествующего изложения на лекциях и работ практических занятиях была подготовка к решению на Прологе прикладных задач не вычислительного характера (логических задач, задач - головоломок, игр и т.д.), в которых ярко проявляются особенности Пролога и заложенной в него дескриптивной парадигмы программирования.
Пример представления фактов, правил и запросов в Пролог - программе.
Основными компонентами программы на Прологе являются разделы: предикаты (predicates), цель (goal) и условия (clauses).
Предикатами называются высказывания, составные части которых являются переменными (в примере ниже - символьными именами (symbol)).
Цель - это последовательность фактов, истинность которых должен доказать механизм логического вывода. В Прологе используется обратный способ вывода цели.
Условия могут быть либо фактами - предикатами с конкретными значениями символических имен, либо правилами. Заключение правила в Прологе пишется слева от знака :-, а условия, связанные логическими операциями "И", - через запятую справа.
Predicates
ruk(symbol,symbol)
nach(symbol,symbol)
print 1 (symbol,symbol)
Сlauses
ruk("Петров","Иванов").
ruk("Петров","Смирнов").
ruk("Яшин","Петров").
nach(X,Y) :- ruk(X,Y).
nach(X,Y) :- ruk(X,Z),nach(Z,Y).
print1(Q,S):- nach(Q,S),write(Q),nl,fail.
Goal
write("Введите фамилию "), nl, readln(S), write("Cписок начальников"), nl,
write("для ",S), nl, print 1(Q,S).
В этом примере введены предикаты:
ruk(X,Y) для представления в БД факта, что X является непосредственным руководителем - начальником сотрудника Y,
nach(X,Y) для представления в БД факта, что X является руководителем для Y,
printl(Q,S) для печати всех руководителей сотрудника S.
В разделе Сlauses (условия) утверждения содержат факты в форме предикатов о конкретных непосредственных руководителях и правила для предикатов. В данной программе сведения о непосредственных руководителях хранятся в явном виде, а о других руководителях-начальниках не хранятся в явном виде, а являются результатом вывода получаемого по окончании работы данной Пролог - программы.
Методические указания к семинарским занятиям
На семинарских занятиях № 1,3, 5 и 7 предусмотрены контрольные работы по разделам дисциплины «Интеллектуальные информационные системы». Контрольные работы выполняются студентами на занятиях в письменном виде, сдаются преподавателю. За контрольную работу выставляется оценка, которая в дальнейшем влияет на экзаменационную оценку.
Семинарское занятие №1. Контрольная работа № 1. «Модели представления знаний». Для выполнения контрольной работы №1 необходимо изучить Главу 1 теоретического материала.
Семинарское занятие №2. Методы технологии инженерии знаний.
На данном занятии проводится семинар по методам извлечения знаний. Методы извлечения знаний делятся на текстологические и коммуникативные. Семинар посвящен коммуникативным методам извлечения знаний. Студенты делятся на группы по 4-5 человек. Группа студентов выбирает любой из коммуникативных методов извлечения знаний. Далее происходит распределение ролей в группе. Например, если выбран метод «Круглого стола», то четверо из пяти студентов становятся экспертами, один инженером по знаниям. По легенде эксперты обладают знаниями о предметной области, а задача инженера по знаниям эти знания получить и запротоколировать. Задача занятия состоит в детальном и практическом изучении методов инженерии знаний. Примеры систем, для которых предстоит наполнять базу знаний, приведены ниже. При подготовке к семинарским занятиям студентам потребуется дополнительная подготовка, такая как продумывание плана занятия, подготовка табличек (например, «доктор» «инженер по знаниям» «пациент»), легенды семинара.
Система поддержки принятия решений «Потребительский кредит».
Экспертная система «Подбор конфигурации персонального компьютера».
Система автоматического прохождения технического осмотра автомобилей.
Медицинская система поддержки принятия решения «Антигрипп».
Экспертная система «Выбор метода печати для издания»
Экспертная система «Реклама на баннерах в г. Красноярске»
Семинарское занятие №3. Контрольная работа №2. «Экспертные системы. Технологии инженерии знаний». Для выполнения контрольной работы №2 необходимо изучить Главу 2 теоретического материала.
Семинарское занятие №4. Чтение докладов по теме «Нейронные сети». Подготовка этого занятия подробно расписана в методических указаниях к самостоятельной работе студентов, раздел «подготовка рефератов и докладов по нейросетевым технологиям».
Семинарское занятие №5. Контрольная работа №3. «Эволюционные алгоритмы». Для выполнения контрольной работы №3 необходимо изучить Главу 4 теоретического материала.
Семинарское занятие №6. Специальные языки представления знаний. Тема обсуждения: логико - лингвистические ЯПЗ и функциональные семантические сети.
Семинарское занятие №7.Контрольная работа №4. «Специальные языки представления знаний». Для выполнения контрольной работы №4 необходимо изучить Главу 5 теоретического материала.
Семинарское занятие №8.Выводы на знаниях. Тема обсуждения: выводы в СПЗ, реализованных в виде семантических сетей и сетей фреймов.
Семинарское занятие №9.Дедуктивные и абдуктивные выводы.Тема обсуждения: отличительные черты дедуктивных абдуктивных рассуждений.
Семинарское занятие №10.Языки логического программирования. Темы обсуждения: отличительные черты традиционного и логического программирования.
Семинарское занятие №11.Введение в язык Пролог. Примеры Пролог - программ. Темы обсуждения: основные разделы Пролог - программы. Предикаты, правила-продукции, факты и данные вПролог - программе.
Для подготовки к семинарским занятиям №6 - №11 необходимо изучить главу 5 теоретического материала.
Приложение 1
Структура отчета по лабораторной работе
1. Титульный лист (форма титульного листа приведена в приложении 2)
2. Задание на проектирование. Задание на проектирование оформляется в соответствии с выбранным заданием.
3. Содержание. Содержание включает наименование всех разделов, подразделов и пунктов, если они имеют наименование, а также список литературы и приложений, с указанием номера страниц, с которых они начинаются. Форма оформления содержания приведена в приложении 3.
4. Введение. Введение должно содержать вводную информацию к лабораторной работе. То есть цель лабораторной работы, краткое содержание теоретического материала по данной теме.
5. Основная часть работы должна содержать этапы выполнения лабораторной работы и результаты выполнения контрольных тестов (результаты ответа системы на вопросы, приведенные в заданиях к работам)
6. Заключение. Заключение должно содержать основные выводы, сделанные студентом, по выполнению лабораторной работы.
7. Список используемой литературы. В список литературы должны быть включены все источники, которые были использованы при выполнении лабораторной работы. Пример оформления списка литературы приведен в приложении 4
8. Приложения. Приложения содержат вспомогательный материал, такой как базы знаний в виде одной из моделей представления знаний.
Приложение 2
Форма титульного листа к лабораторной работе
Федеральное государственное учебное предприятие
Политехнический институт Сибирского Федерального Университета
Кафедра Систем Искусственного Интеллекта
Тема лабораторной работы
Отчет по лабораторной работе № 1 по дисциплине «Интеллектуальные информационные системы»
Выполнил:
Студент гр. 00-00
Иванов И.И.
Принял:
Должность преподавателя
Иванов И.И.
Красноярск 200Х
Приложение 3
Пример оформления содержания
Содержание
Введение 5
Анализ задачи 7
Решение задачи 10
Выбор алгоритма и структур данных 11
Описание алгоритма 12
Выбор набора тестов 30
Заключение 35
Список литературы 36
Приложение 1. Листинг программы 37
Приложение 2. Листинг тестов 60
Приложение 4
Пример оформления списка литературы
1. Андрейчиков, А.В. Интеллектуальные информационные системы: Учебник / Андрейчикова О.Н. // М.: Финансы и статистика, 2004. – 424 с.
2. Афонин, В. Л. Интеллектуальные робототехнические системы. / Макушкин В. А. // Серия: Основы информационных технологий. Издательство: Интернет-университет информационных технологий, 2005. - 208 с.
3. Братко, Иван. Язык PROLOG (Пролог): алгоритмы искусственного интеллекта. / Братко, Иван // 3-е издание. М.: Вильямс, 2000. - 640 c.
4. Гаврилова, Т.А. Базы знаний интеллектуальных систем. / Хорошевский В.Ф. // СПб.: Питер, 2001 – 384с.
5. Гарднер, Говард. Структура разума: теория множественного интеллекта. / Гарднер, Говард // М.: Вильямс, 2003. - 512 с.
6. Гладков, Л.А. Генетические алгоритмы. / Курейчик, В.В., Курейчик, В.М. // М.: Физматлит, 2006. – 320.