Интеллектуальные информационные системы

Конспект лекций

Специальности: 230201 – Информационные системы и технологии

080801 – Прикладная информатика в экономике

Санкт-Петербург

Допущено

редакционно-издательским советом СПбГИЭУ

в качестве методического издания

Составитель

канд. техн. наук, доц. С.А. Иванов

Рецензент

Подготовлено на кафедре

информационных систем в экономике

Одобрено научно-методическим советом факультета

информационных систем в экономике и управлении

Отпечатано в авторской редакции с оригинал-макета,

представленного составителем

ã СПбГИЭУ, 2010

СОДЕРЖАНИЕ

Введение..................................................................................................... 6

Тема 1. МОДЕЛИ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗНАНИЙ В ИИС......... 15

1.1. Понятие «Знание» в ИИ.......................................................... 15

1.1.1. Классификация знаний............................................................ 18

1.2. Проблема представления знаний........................................... 19

1.3. Логическая модель представления знаний.......................... 21

1.4. Семантические сети.................................................................. 23

1.5. Продукционная модель представления знаний.................. 25

1.5.1. Механизм функционирования систем продукции.............. 26

1.5.2. Обратная цепочка рассуждений в системе продукций...... 28

1.5.3. Свойства продукционных моделей....................................... 28

1.6. Представление знаний с применением фреймов................. 29

1.6.1. Понятие фрейма и слота.......................................................... 29

1.6.2. Фреймовые системы и их функционирование.................... 30

Контрольные вопросы........................................................................... 34

Тема 2. ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ.............................................. 35

2.1. Назначения и основные свойства ЭС.................................... 35

2.2. Особенности построения и организации ЭС....................... 38

2.3. Преимущества использования экспертных систем............ 40

2.4. Технология разработки экспертных систем........................ 41

2.5. Основные режимы работы экспертных систем................... 51

2.6. Отличия ЭС от традиционных программ............................ 52

2.7. Классификация ЭС................................................................... 52

Контрольные вопросы........................................................................... 55

Тема 3. НЕЧЕТКИЕ ЗНАНИЯ.......................................................... 56

3.1. История возникновения теории нечетких множеств......... 56

3.1.1. Четкие и нечеткие множества................................................. 57

3.1.1.1. Четкие множества..................................................................... 57

3.1.1.2. Нечеткое множество................................................................ 58

3.1.2. Основные операции над нечеткими множествами............. 60

3.1.2.1. Нечеткое включение и нечеткое равенство множеств....... 60

3.1.2.2. Теоретико-множественные операции................................... 61

3.1.2.3. Свойства операций над нечеткими множествами............... 62

3.1.3. Дополнительные операции над нечеткими множествами. 63

3.2. Нечеткие отношения................................................................ 65

3.2.1. Способы задания нечетких отношений................................ 65

3.2.2. Основные операции над нечеткими отношениями............. 67

3.2.2.1. Проекция нечеткого отношения............................................ 68

3.2.3. Композиция двух нечетких отношений............................... 70

3.2.4. Условные нечеткие подмножества........................................ 71

3.3. Нечеткая и лингвистическая переменные............................ 73

3.4. Нечеткие высказывания........................................................... 75

3.4.1. Определение нечеткого высказывания................................. 75

3.4.1.1. Высказывания на множестве значений фиксированной лингвистической переменной................................................................... 76

3.4.1.2. Случай двух и более лингвистических переменных......... 76

3.4.2. Правила преобразований нечетких высказываний............. 77

3.4.2.1. Правило преобразования конъюнктивной формы............. 77

3.4.2.2. Правило преобразования дизъюнктивной формы............. 77

3.4.2.3. Правило преобразования высказываний импликативной формы..................................................................................................... 78

3.4.3. Способы определения нечеткой импликации..................... 78

3.5. Нечеткий логический вывод.................................................. 79

3.5.1. Алгоритм Мамдани.................................................................. 81

3.5.2. Алгоритм Сугэно..................................................................... 82

Контрольные вопросы........................................................................... 83

Тема 4. НЕЙРОННЫЕ СЕТИ............................................................ 84

4.1. Понятие нейронной сети......................................................... 84

4.2. Принципы организации и функционирования ИНС.......... 86

4.3. Рекуррентные ассоциативные сети........................................ 92

4.4. Сеть с обратным распространением ошибки...................... 98

4.5. Сеть Кохонена........................................................................ 103

Контрольные вопросы......................................................................... 106

Тема 5. ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДАННЫХ.......... 107

5.1. Аналитические технологии и аналитические информационные системы........................................................................................ 107

5.2. Методы и стадии ИАД.......................................................... 125

5.3. Задачи ИАД............................................................................. 129

5.4. Процесс ИАД.......................................................................... 130

5.5. Организация создания и внедрения ИАД.......................... 139

Контрольные вопросы......................................................................... 143

Тестовые задания.................................................................................. 144

Заключение............................................................................................ 145

Список литературы.............................................................................. 151

Терминологический словарь.............................................................. 152

Приложение Извлечение из рабочей программы дисциплины... 153