скачать Рабочая программа учебной ФТПУ 7.1-21/01 дисциплины Томский политехнический университет УТВЕРЖДАЮ: Декан факультета АВТ______________С.А. Гайворонский "_____ “______________2007 г. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЗНАНИЙ В ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ Рабочая программа для магистрантов направления “Информатика и вычислительная техника” по магистерской программе “Компьютерный анализ и интерпретация данных” Факультет Автоматики и вычислительной техники (АВТФ) Обеспечивающая кафедра - Вычислительной техники (ВТ)Курс 5Семестр 9, 10 Учебный план набора 2006 года ^ Лекции 36 часов (ауд.) Лабораторные занятия 36 часов (ауд.) Всего аудиторных занятий 72 часа Самостоятельная (внеаудиторная) работа 162 часа Общая трудоемкость 234 часа Экзамен в 9 семестре Зачет в 10 семестре ^ Томский политехнический университет ПредисловиеРабочая программа составлена на основе приказа № 15/од от 28.03.2006 г. об открытии магистерской подготовки по программе “Компьютерный анализ и интерпретация данных” направления “Информатика и вычислительная техника” РАССМОТРЕНА И ОДОБРЕНА на заседании обеспечивающей кафедры вычислительной техники ________________ протокол № __________ Разработчик профессор кафедра ВТ ________________ В.Г. Спицын Зав. обеспечивающей кафедрой ВТ ________________ Н.Г.МарковРабочая программа СОГЛАСОВАНА с факультетом, выпускающими кафедрами специальности; СООТВЕТСТВУЕТ действующему плану. Зав. выпускающей кафедрой ВТ ________________ Н.Г.МарковAbstract The syllabus of the course “Knowledge Representation in Information Systems” is intended for preparing of master's degree specialists on the direction “Information Systems and Technology”. The compulsory minimum of the syllabus corresponds to the State Standard of Higher Vocational Training and includes the following sections: “Systems Based on Knowledge”, “Models of Knowledge Representation”, “Expert Systems Architecture and Elaboration Technology”, “Fuzzy Logic Application in Expert Systems”, “Genetic Algorithm”, “Artificial Neural Networks“ This syllabus has been developed by Vladimir Grigorievich Spitsyn – the professor of Computer Engineering Faculty of Automation and Computer Engineering Department, e-mail: spitsyn@ce.cctpu.edu.ru. АннотацияРабочая программа учебной дисциплины «Представление знаний в информационных системах» предназначена для подготовки магистров по направлению “Информатика и вычислительная техника”. Содержание программы соответствует ГОС ТПУ и включает следующие разделы: системы, основанные на знаниях, модели представления знаний, архитектура и технология разработки экспертных систем, применение нечеткой логики в экспертных системах, генетический алгоритм, искусственные нейронные сети. Программу разработал Владимир Григорьевич Спицын – профессор кафедры вычислительной техники факультета автоматики и вычислительной техники, e-mail: spitsyn@ce.cctpu.edu.ru ^ Дисциплина «Представление знаний в информационных системах» относится к числу специальных дисциплин направления “Информатика и вычислительная техника”. Цель данной дисциплины – дать систематический обзор современных моделей представления знаний, изучить и освоить принципы построения экспертных систем, рассмотреть перспективные направления развития систем искусственного интеллекта и принятия решений.1.1. Цели преподавания дисциплины. В результате изучения данной дисциплины студент должен знать:
и уметь:
1.2. Задачи изложения и изучения дисциплины. При изучении данной дисциплины в процессе чтения лекций преподаватель излагает студентам существующие модели представления знаний, принципы построения экспертных систем и перспективные направления развития систем искусственного интеллекта и принятия решений. В процессе самостоятельной работы студент на основе конспектов лекций, и рекомендованной литературы производит усвоение знаний. Контроль знаний осуществляется преподавателем по результатам контрольных работ. На основе полученных знаний и методических указаний по выполнению лабораторных работ студентом под руководством преподавателя проводится выполнение лабораторных работ.
(лекции, 36 часов)
Цель и задачи дисциплины, ее роль и место в общей системе подготовки специалиста. Представление знаний в информационных системах как элемент искусственного интеллекта и новых информационных технологий. 2.2. Системы, основанные на знаниях (5 часов). История создания искусственного интеллекта. Процесс мышления. Формализованные и неформализованные знания. Основные понятия и классификация систем, основанных на знаниях. Принципы приобретения знаний. Теоретические аспекты извлечения знаний. Коммуникативные и текстологические методы извлечения знаний. 2.3. Модели представления знаний (6 часов). Логическая модель представления знаний и правила вывода. Продукционная модель представления знаний и правила их обработки. Выводы, основанные на продукционных правилах. Теория фреймов и фреймовых систем. Объекты с фреймами. Основные атрибуты (слоты) объекта. Процедурные фреймы и слоты. Представление знаний в виде семантической сети. Модель доски объявлений. Модель представления знаний в виде сценария. 2.4. Архитектура и технология разработки экспертных систем (6 часов). Введение в экспертные системы. Роли эксперта, инженера знаний и пользователя. Общее описание архитектуры экспертных систем. База знаний, правила, машина вывода, интерфейс пользователя, средства работы с файлами. Технология разработки экспертных систем. Логическое программирование и экспертные системы. Языки искусственного интеллекта. Архитектура для автоматического рассуждения, основанного на правилах. Механизм вывода на основе модели логического программирования. Схема взаимодействия пользователя с экспертной системой. Подсистема анализа и синтеза входных и выходных сообщений. Диалоговая подсистема. Объяснительные способности экспертных систем. 2.5. Применение нечеткой логики в экспертных системах. (6 часов). Понятие о нечетких множествах и их связь с теорией построения экспертных систем. Коэффициенты уверенности. Взвешивание свидетельств. Отношение правдоподобия гипотез. Функция принадлежности элемента подмножеству. Операции над нечеткими множествами. Дефазификация нечеткого множества. Нечеткие правила вывода в экспертных системах. 2.6. Генетический алгоритм (6 часов). Понятие о генетическом алгоритме. Этапы работы генетического алгоритма. Кодирование информации и формирование популяции. Оценивание популяции. Селекция. Скрещивание и формирование нового поколения. Мутация. Настройка параметров генетического алгоритма. Канонический генетический алгоритм. Пример работы генетического алгоритма. Рекомендации к программной реализации генетического алгоритма. Применение генетического алгоритма для решения задач оптимизации и аппроксимации. 2.7. Искусственные нейронные сети (6 часов). Понятие о нейросетевых системах. Биологические нейронные сети. Формальный нейрон. Искусственные нейронные сети. Обучение нейронной сети. Алгоритм обратного распространения ошибки. Пример работы и обучения нейронной сети. Программная реализация. Применение нейронных сетей для решения задач аппроксимации, классификации, автоматического управления, распознавания и прогнозирования.
3.1.1 Разработка экспертной системы – 4/ 8 час.
критериев оценки качества цифровых изображений – 6/ 12 час.
и оценки их качества средствами пакета MATLAB – 6/ 12 час.
^ Самостоятельная работа организуется в двух формах:
Перечень разделов курса и объема самостоятельной работы:
Темы индивидуальных заданий и объем самостоятельной работы по каждому заданию:
Текущий контроль изучения дисциплины состоит из следующих видов:
По результатам проведенных контролей формируется допуск студента к итоговому контролю – экзамену (зачету). ^Образцы тем для индивидуальных заданий проектирования экспертных систем 1. ЭС, рекомендующая распределение времени при подготовке к экзаменам.
23. ЭС по выбору инструментальных средств при создании WEB сайтов. ^
5. Охарактеризуйте коммуникативные методы приобретения знаний. 6. Опишите текстологические методы приобретения знаний. 7. В чем заключаются особенности интеллектуальных систем. 8. Укажите свойства интеллектуальных систем. 9. Охарактеризуйте виды интеллектуальных систем. 10. Какие вы знаете модели представления знаний? 11. Для чего предназначена экспертная система PROSPECTOR? 12. Охарактеризуйте экспертную систему MYCIN. 13. Опишите архитектуру экспертных систем. 14. Как формируется база знаний? 15. Определите задачи машины вывода. 16. Сформулируйте требования при разработке экспертных систем. 17. Охарактеризуйте этапы технологии создания экспертных систем. 18. Что представляет собой логическая модель представления знаний? 19. Из чего состоит продукционная система? 20. Приведите примеры продукционных систем. 21. Охарактеризуйте понятие фреймовой системы. 22. Каким образом осуществляется представление знаний в семантической сети? 23. Приведите модель доски объявлений. 24. Дайте определение модели описания знания в виде сценария. ^
8. Опишите общую структуру диалога. 9. Каковы цели использования объяснений в экспертных системах? 10. Определите понятие нечеткой логики. 11. Охарактеризуйте функцию принадлежности. 12. Опишите понятие дефазификации нечеткого множества. 13. Каким образом коэффициент уверенности выражается через меры доверия и недоверия? 14. Приведите соотношение между мерами доверия, полученными при независимом учете первого и второго свидетельства и объединенной мерой доверия, полученной при учете двух свидетельств. 15. Охарактеризуйте нечеткие правила вывода в экспертных системах. 16. Опишите структуру генетического алгоритма. 17. Охарактеризуйте целочисленное и вещественное кодирование в ГА. 18. Опишите канонический генетический алгоритм. 19. Охарактеризуйте операторы кроссовера и мутации. 20. Опишите биологические нейронные сети. 21. Охарактеризуйте понятие формального нейрона. 22. Опишите существующие модели искусственных нейронных сетей. 23. Приведите примеры активационных функций. 24. Опишите процесс обучения нейронной сети.
Методические указания по выполнению лабораторных работ:
Основная
|
9. | Хайкин С. Нейронные сети: полный курс. Пер.с англ. -М.: Издательский дом “Вильямс”, 2006. – 1104 c. | |
10. | Искусственный интеллект: Кн. 1. Системы общения и экспертные системы. Справочник. / Под ред. Э.В. Попова. –М.: Радио и связь, 1990. – 464 с. | |
11. | Нейлор К. Как построить свою экспертную систему: Пер.с англ.- М.: Энергоатомиздат. 1991. – 288 c. | |
12. | Элти Дж., Кумбо М. Экспертные системы: концепции и примеры: Пер.с англ. -М.: Финансы и статистика, 1987. –191 с. | |
13. | Горбань А.Н., Дунин-Барковский В.Л., Кирдин А.Н., и др. Нейроинформатика. – Новосибирск: Наука. Сибирское отделение РАН, 1998. – 296 с. | |
14. | Нечеткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта./ Под ред. Д.А. Поспелова- М.: Наука, 1986. – 311 c | |
15. | Осуга С. Обработка знаний: Пер. с японск. – М.: Мир, 1989. – 293 c. | |
16. | Уэно Х., Коямо Т., Окамото Т. и др. Представление и использование знаний: Пер. с японск. – М.: Мир, 1989. – 220 с. | |
17. | Таунсенд К., Фохт Д. Проектирование и программная реализация экспертных систем на персональных ЭВМ: Пер.с англ. – М.: Финансы и статистика, 1990. – 320 c. | |
Скачать 120,99 Kb. | оставить комментарий |
Дата | 02.10.2011 |
Размер | 120,99 Kb. |
Тип | Рабочая программа, Образовательные материалы |