Республикасы білім жəне ғылым министрлігі
жүктеу/скачать 1,43 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- @ Õàêèìîâà Òèûøòû қ .,20 14 3
| 1 ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖƏНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
Т. ХАКИМОВА ЖАСАНДЫ ИНТЕЛЕКТ НЕГІЗДЕРІ Алматы 2013 æ 2
ÓÄÊ 372.851.02 ÓÄÊ 372.800.4.02
ғ
ôèçèêà-ìàòåìàòèêà ғ ûëûìäàðûíû ң кандидаты, доцент Урмашев Б.А.
( əл - Фараби атындағы
КазҰУ
) ôèçèêà-ìàòåìàòèêà ғ ûëûìäàðûíû ң
кандидаты , доцент
Бекпатшаев
М
А . ( Абай
атындағы КазҰПУ
) ôèçèêà-ìàòåìàòèêà ғ ûëûìäàðûíû ң äîêòîðû,ïðîôåññîð Заурбеков Н. ( Алматы Технологиялық
Университеті )
Хəкімова Т. « ЖАСАНДЫ ИНТЕЛЕКТ НЕГІЗДЕРІ » оқу құралы Àëìàòû: " ",20 14 æ.,- 80 бет
. Соңғы жылдары компьютерлік телекоммуникациялық техниканың жəне технологияның рөлі мен орны түбегейлі өзгерді. Ақпараттық жəне телекоммуникациялық технологияларды игеру бүгінгі күндері əркім үшін өте қажет. Қазіргі технологияның дамуы мен оның қолданылуының деңгейі материалдық базасының дамуымен ғана емес, оның жаңа білімді туындату, игеру жəне қолдана білу қабілеті мен де анықталады. Бүгінгі таңда ақпараттық коммуникациялық технологияларды оқу үрдісінде қолдану əлемдік ақпараттық - коммуникациялық білім беру кеңістігіне қосылуды қамтамасыз етеді. Логикалық бағдарламаның идеялық тамыры - математикалық логикада, формуланы жəне формалді анықтау əдісін қолдана отырып, автоматты түрде нəтиже алуға жəне есепті формалді сипаттау əдісін ашуға септігін тигізуінде. Оқу
əдістемелік
құрал
студенттердің
жаңа
технологияны
пайдалана отырып
, қазіргі
кездегі
ЭЕМ
- де
жоғарғы
деңгейде тəжірибе
алып
, жұмыс
істеу
қабілетін
арттыру
мүмкіндігін
тудырады жəне мəліметтерді өңдеудің түйінді мəселелерін өздігінен шешуге көмектеседі.Оқулықта ж асанды интеллектінің негізгі ұғымдары мен даму тенденциялары н, Visual Prolog декларативті программалау тілінің зертханалық жұмыстары қарастырылған. Оқулық IBM PS компьютерімен жұмыс істеуді өз бетімен оқып- үйренушілер мен ақпараттық технологиялар пəнінен мемлекетаралық бақылауға даярланатын студенттер үшін де өте тиімді. @ Õàêèìîâà Òèûøòû қ
14
3
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 1.ЖАСАНДЫ ИНТЕЛЛЕКТІНІҢ НЕГІЗГІ ҰҒЫМДАРЫ ЖƏНЕ VISUAL PROLOG ДЕКЛАРАТИВТІ ПРОГРАММАЛАУ ТІЛІНІҢ ОРТАСЫ 1.1. Жасанды интеллектінің негізгі ұғымдары мен даму тенденциялары. 1.2.Жасанды интеллектті зерттеулердің негізгі бағыттары 1.3. Visual Prolog декларативті программалау тілін жоғарғы оқу орындарында оқыту
жұмыстары 2.1. Зертханалық жұмыс №1.Visual Prolog декларативті программалау тілінің орнату жəне танысу. 2.2. Зертханалық жұмыс №2.Visual Prolog декларативті программалау тілінің негізі. 2.3. Зертханалық жұмыс №3. Қолданбалы предикаттар. 2.4. Зертханалық жұмыс №4.
Рекурсия жəне циклдарды ұйымдастыру. 2.5. Зертханалық жұмыс №5. Тізімдер. 2.6. Зертханалық жұмыс №6. Жолдар. 2.7 Зертханалық жұмыс . №7. Құрама объекттілер. 2.8. Зертханалық жұмыс №8. Файлдар. 2.9. Зертханалық жұмыс №9. Visual Prolog файл жүйесi. 2.10. Зертханалық жұмыс №10.Visual- ға кiрiспе iшкi деректер базасы.. ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНҒАН ƏДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
4 Кіріспе Соңғы жылдары компьютерлік телекоммуникациялық техниканың жəне технологияның рөлі мен орны түбегейлі өзгерді. Ақпараттық жəне телекоммуникациялық технологияларды игеру бүгінгі күндері əркім үшін өте қажет. Қазіргі технологияның дамуы мен оның қолданылуының деңгейі материалдық базасының дамуымен ғана емес, оның жаңа білімді туындату, игеру жəне қолдана білу қабілеті мен де анықталады. Кейінгі кездері оқыту үрдісіне компьютер, электрондық оқулық, мультимедиалық, Интернет сияқты жаңа ақпараттық коммуникациялық технологияларды қолданудың дидактикасы мен технологиясы кеңінен қолданылып келе жатқаны мəлім. Оған Э.В.Еврейнов, В.А.Каймин, В.В.Гриншкун, О.Околов, Л.Х.Зайнутдинова, П.С.Булкин, Б.И.Волков, Е.Ы.Бидайбеков, Г.З.Халыкова, Ф.Р.Гусманова, А.Е.Сағымбаева, Ж.А.Қараев, Г.К.Нургалиева, А.И.Тажигулова, А.С.Қадырова, Ұ.Нұрманалиева т.б ғалымдар мен əдіскерлердің зерттеулері айғақ бала алады.
Бүгінгі таңда ақпараттық коммуникациялық технологияларды оқу үрдісінде қолдану əлемдік ақпараттық - коммуникациялық білім беру кеңістігіне қосылуды қамтамасыз етеді. Логикалық бағдарламаның идеялық тамыры - математикалық логикада, формуланы жəне формалді анықтау əдісін қолдана отырып, автоматты түрде нəтиже алуға жəне есепті формалді сипаттау əдісін ашуға септігін тигізуінде. Есептің шартынан жəне құрылымынан есептің шешімін алатын бағдарламалық тілді «декларативті тіл» - деп атайды. Мұндай тіл процедуралы тіл деп аталады. Процедуралық тілде есептің шешімі алгоритім құруға жəне жетілдіруге жұмсалады. Марсель-Экс университетінде Алон Колмероэ жəне оның тобы теореманы дəлелдейтін, Фортранда жасалған бағдарлама құрды. Бұл бағдарлама қарапайым тілде текстік ақпаратты өңдейтін жүйе. Бағдарлама Пролог
(Programmation en
Logiquc) деп
аталып, Ковальскидің интерпретаторын қолданды. Қазіргі кезде Пролог тілін кез-келген компьютерге қоюға болады. Пролог логикалық бағдарламалау тілі. Кең таралған түрлері: Arpity-Prolog, МПролог, Turbo Prolog, Visual Prolog. Пролог тілінің нұсқаларында айырмашылық болғандықтан оқу жүйесінде аз қолданылады. Оқулықтың зерттеу нысаны: Жұмыстың негізгі нəтижесі - логикалық бағдарлама негізінде предикаттарды есептеу теоремасының түбегейлілігін, белгілеулердің толық бір жүйе болатындығын дəлелдеу. Осы алынған нəтиже предикаттарды есептеу тілдік құралы арқылы формальді түрде, осы тілде жазылған пікірлердің барлық итерпретатциялық жағдайында ақиқат. Бұл дəлелдеуден кейін пікір жүйелі түрде құралды. ЭЕМ үшін есепке бағдарлама құрудың негізгі қиындығы машина мен адам тілінің айырмашылығында емес, олардың əртүрлі ойлауында. 5 Бағдарламалау тілдерінің негізгі даму жолынан, логикалық бағдарламалау өте ерекше алшақтайды. Логикалық бағдарламалау пікірлерге негізделіп, компьютердің операциялық терминдеріне адамды ойлауға үйретпей, компьютерге адамға тəн нұсқаларды орындату. Оқулықтың зерттеу пəні: Visual Prolog тілінің негізгі қолдану ортасы: •
Қолданбалы бағдарламаның жылдам көшірмесін алу; •
Сараптау жүйелері жəне жасанды зерде ортасындағы зерттеулер; •
ЭЕМ-мен табиғи тілде қатынасу (табиғи-тілдік интерфейс); •
Мəліметтер қоры; •
Робот қимылдарының жоспарын жəне күнтізбе құру; •
Компиляторлар, ассемблер, диассемблер, бағдарлама конверторын жазу; •
Автоматтандырылған жобалау жүйелері (САПР). Оқулықтың мақсаты: Жасанды интеллект, сараптаушы жүйелер, логикалық бағдарламалау жүйесімен танысу жəне адамның компьютермен сұхбатын ұйымдастыру үшін құрылған декларативті бағдарламалау тілдерінің бірі Visual Prolog тілін оқып үйрену болып табылады. Оқулықтың міндеттері: •
Visual Prolog декларативті программалау тілінің ортасында жұмы істеудің ерекшелігін анықтау; •
дайындауды жетілдіру; •
Visual Prolog тіліне зертханалық жұмыстар жүргізу; •
Осы бағдарлама негізінде тест сұрақтарын құрастыру; Оқулықтың ғылыми болжамы: Visual Prolog декларативті программалау тілін құруды жəне үйретуді кеңінен қолға алынса, ойлау қабілетін жетілдіреді жəне құрылымдалмаған бағдарлама жазуға мүмкіндік береді. Дəстүрлі тілде жазылған бағдарламалар, алгоритімнің жазылуына қарай мəліметтерді белгілі ретпен өңдейді. Бағдарламалауды үйрену үшін бағдарламалау керек жəне оны жаза білу керек. Ол үщін міндетті түрде бағдарламалау тілі жəне өңдеу ортасын меңгеру керек.
VISUAL PROLOG ДЕКЛАРАТИВТІ ПРОГРАММАЛАУ ТІЛІНІҢ ОРТАСЫ 1.1.Жасанды интеллектінің негізгі ұғымдары мен даму тенденциялары
Қазіргі кезде программистің жұмыс істеу
сапасы дəрежесі интеллектуалдық жүктеудің көп бөлігін компьютерлер орындағанда ғана жоғары болады. Бұл аймақта максималды прогреске қол жеткізу үшін “Жасанды интеллект” əдісі қолданылады, мұнда компьютер бір типті жəне
6 қайта-қайта жасала беретін операцияларды ғана орындамайды, сонымен қатар өзі де үйренеді. Бұған қоса толық қанағаттандыратын “жасанды интеллектіні” құру адамзатқа дамудың жаңа деңгейлері ашады. Адамдарды олардың өздерінің ойлау механизмі əрқашан қызықтырған. Адамды
ақыл иесі
ретінде ерекшелендіріп тұратын олардың
интеллектісінің бар болуы. Адам интеллектісі көптеген компоненттерде тұрады, оның ішінде сыртқы ортамен байланысты болатын сезім мүшелері, үйренуге икемдігі, бағалауға келмейтін білімдер жиынтығы. Есептерді шешу барысында байқалатын интеллектінің өзіндік белгілері болып үйренуге икемділік, жалпылау, тəжірибені (білімді) жинау жəне өзгерістерге бейімделу болып табылады. Интеллектінің осы қасиеттерінің арқасында ми əртүрлі есептерді шеше алады, сонымен қатар бір есептен екіншісін шешуге оп-оңай ауыса алды. Осылай, интеллектісі бар ми алуан түрлі есептерді шығаруға арналған əмбебап құрал болып табылады, оның ішінде формалданбаған, стандартты, алдын-ала шешу əдістері жоқ есептер. Интеллектісі бар ми интеллектуалды есептерді шешуге бағытталған болса, бұл процесті ойлау немесе интеллектуалды іс-əрекет деп атаймыз. Интеллект жəне ойлау органикалық түрде теоремаларды дəлелдеу, логикалық талдау, жағдайларды ажырату, іс-əрекетті, ойынды болжау жəне белгісіздік жағдайында басқару сияқты тапсырмалармен байланысты. Осылайша, интеллект деп мидың қабылдау, еске сақтау жəне бағытталған түрде білімді оқу барысында түрлендіруді пайдалана отырып тəжірибе жəне түрлі жағдайларға байланысты адаптациялану негізінде интеллектуалды есептерді шешу мүмкіндігін атаймыз. Интеллект (intelligence) терминінің өзі латынның intellectus – білім, ойлау, адамның ойлау мүмккіндігі деген сөздерінен шыққан. 40-жылдары есептеуіш машиналардың жəне кибернетикадағы зерттеулер пайда болысымен адамның ойлау табиғаты туралы сұрақ кибернетикалық аспектіге ие болды. Адамда интеллектуалды деп атайтын іс-əректтерді машинада құруға ғалымдар барлық күштерін салды. Бұл зерттеу бағыты «жасанды интеллект» деген атауға ие болды. Жасанды интеллект (artificial intelligence) – ЖИ (AI) автоматты жүйелердің адам интеллектісінің бөлек бір функцияларын атқаруын айтады. Мысалы, ертерек алынған тəжірибе жəне сыртқы əсерлерді рационалды талдау негізінде тиімді шешімдерді таңдау жəне қабылдау. ЖИ өзінің пайда болуы жəне дамуымен есептеуіш машиналарға тəуелді, əдетте бұл бағытты информатика жəне есептеуіш техника аймақтарына жатқызады. Бұның бəрі Екінші Дүниежүзілік Соғыс аяқталған соң барлық ойын есептерді жəне жұмбақтарды компьютер көмегімен шешуден басталды. Осы алғашқы
тəжірибелер негізінде туған фундаменталды идея күйлер кеңістігінде іздеу деген атқа ие. Сонымен, интеллект деп мидың қабылдау, еске сақтау жəне бағытталған түрде білімді оқу барысында түрлендіруді пайдалана отырып тəжірибе жəне түрлі жағдайларға байланысты адаптациялану негізінде интеллектуалды есептерді шешу мүмкіндігін атайтын боламыз. 7 Бұл анықтамада «білім» деп миға сезім мүшелері арқылы түсетін ақпаратты ғана атамаймыз. Бұндай типті білім, əрине, өте маңызды, алайда интеллектуалды іс-əрекет үшін жеткіліксіз. Қоршаған орта объектілері сезім мүшелеріне тек əсер етіп қана қоймайды, сонымен өзара белгілі бір қатынастарда болады. Қоршаған ортада интеллектуалды əс-əрекетті іске асыру үшін, білім жүйесінде сол ортаның моделіне ие болу керек. Қоршаған ортаның бұл ақпараттық моделінде реалды объектілер орналасқан, олардың қасиеттері жəне қатынастары тек көрсетіліп жəне есте сақталып қоймайды, сонымен
қатар ойша
«бағытталған түрде
түрлендіріледі». Бұнымен қоса, маңыздысы – сыртқы орта моделін құру «тəжірибе жəне түрлі жағдайларға бейімделу негізіндегі үйрену» арқылы іске асады.
Интеллект жəне ойлау есептердің белгілі кластарын шешумен байланысты Есепті шешу барысында байқалатын интеллектуалдың өзіндік белгілері – оқуға, жалпылауға, тəжірибе жинауға жəне есепті шешу барысында өзгерістерге адаптациялануға бейімділік. Интеллектінің осы қасиеттерінің арқасында ми түрлі есептерді шеше алады, сонымен қатар бір есептің шешуінен екіншісіне оңай ауысады. Осылай интеллектісі бар ми көптеген алдын-ала шығарылу əдістері, стандартты шығарылуы жоқ есептерді шеше алатын əмбебап құрал. Басқа да анықтамалар да бар. Колмогоров бойынша ғылым, əдебиет, мəдениет мəселелерін талқылауға болатын кез-келген материалды жүйе интелектіге ие. Тьюринг былай түсіндірген: əр түрлі бөлмелерде машина жəне адамдар бар. Олар бір-бірін көрмейді, бірақ ақпарат алмаса алады(мысалы, электронды пошта арқылы). Егер диалог барысында адамдар машиналармен сөйлесіп отырғандарын байқамаса, онда машинаны интеллектіге ие деп айтуға болады. Тьюринг берген ойлауды имитациялау жобасы қызығушылық тудырады: «Ересек адам интеллектісін имитациялауға талпынып, біз адам миы қазіргі күйге қалай жеткені туралы көп ойлануымыз керек...Неге біз ересек адам интеллектісін имитациялайтын программа жазғанша, кішкене бала интеллектісін имитациялайтын программа жазбасқа? Егер баланың интеллектісі дұрыс тəрбие алатын болса, ол ересек адамның интеллектісі болмай ма? Біздің есептеу бойынша оған сəйкес келетін құрылғы оңай программаланып қойла алады... Осылай, біз мəселені екі бөлікке бөлеміз: «бала-программа» жəне осы программаны «тəрбиелеу» программасы.» .
Жасанды интеллект жүйесін əр жағынан зерттеу ЖИ( Жасанды интеллекті ) əр жағынан зерттеу тарихи түрде қалыптасты, олар бір бірінен тəуелсіз түрде дамыды, тек ақырғы кезде ғана олардың жақындасуына жол ашылды:
8 • құрылымдық, •
•
логикалық, •
эволюциалық. ЖИ( Жасанды интеллекті ) жүйелеріндегі барлық нейрондық зерттеулер спектрі құрылымдық деп аталды. Құрылымдық деп ЖИ-ні адам миының құрылымын модельдеу арқылы құру. Бейнелерді ажырату есептерінде көп қолданылады. Адам миы негізінде құрылған модельдер үшін айқындылық қасиеті тəн емес. Бұл желілерді адам миымен жақындастыратын тағы бір қасиеті – нейронды желілер қоршаған орта туралы толық мəліметсіз болса да жұмыс істей береді, яғни адам тəрізді, қойылған сұрақтарға тек «иə», «жоқтан» басқа, «нақты білмеймін, бірақ иə сияқты» деген жауаптар бере алады. Келесі зерттеу жанды мидың құрылымдық жəне функционады ерекшеліктерін имитационды модельдеумен байланысты, яғни нəтижесі бойынша. Бұл зерттеулерді тағы «қара жəшік» немесе «нəтижесі бойынша сəйкес келу» деп атайды. Оның мəні келесіде: зерттеуші интеллектінің құрылу жəне жұмыс істеу принциптерін білмейді, яғни оны «қара жəшік» ретінде қарастырады. Бұл оқулықтың негізгі мақсаты адам интеллектісінің жұмысын ақырғы нəтиже бойынша имитациялайтын кейбір эвристикалық компьютерлік программаларды құру болып табылады. Мұнда ададмдар қандай əдістерді қолданатыны ескерілмейді. ЖИ жүйелерін құрудың мұндай түрі имитациялық деп аталады. Жəне кибернетика үшін классикаалық зерттеу болып табылады. Осылай, мұнда адамның басқа қасиеті моделденеді – басқалар не істейді, соны ол не үшін керектігіне назар аудармай көшіру. Көп жағдайда бұл мүмкіндік көп уақытты үнемдейді, өмірінің басында–ақ. Эвристикалық программалау Карнеги университетінің А.Ньюэлл жəне Г.Саймон аттарымен байланысты, жəне келесі принципке негізделген, адам миы нəтиже бойынша символдарды басқару туралы қарапайым есептер жиынтығына келуі мүмкін, яғни компьютер орындай алатын операциялар. Есептердің шешімі мүмкін болатын шешімдер жиыны кеңістігінен эвристикалық ережелер бойынша іздестіріледі, олар іздестіруді, белгілі бір бағыт бойынша жүруді тездетеді. Эвристикалық іздестіру көлемінде шығарылған типтік есептерге теоремаларды дəлелдеу, түрлі ойындар, жұмбақтарды шешу, геометриялық жəне шахматтық есептер, əуендерді құру, химиялық құрылымдарды анықтау, т.б. Саймон компьютерлер 90 жылдан соң əлем чемпионы болады деген болжам жасаған болатын, иə ол толығымен орындалды. Эвристикалық іздестіру көлемінде машиналар тек примитивті шектелген есептерді шеше алатын. ЖИ(Жасанды интеллекті ) имитациялық программаларының келесі қол жеткізулері, атап айтсақ шахматтық компьютер Deep Blue 1997 жылы əлем 9 чемпионы Г.Каспаровты жеңуі, тек эвристикалық іздестірумен ғана байланысты емес, ЖИ-нің басқа синтетикалық салаларының пайда болуымен де. Оларға мықты көппроцессорлы паралелльді жүйелерге жəне нейронды акселераторларға негізделген эвристикалық программаларды қолдайтын аппаратты жабдықтау жатады. Мысалы, аталған компьютерде жүрістер генераторы 256 паралелльді процессорлар негізінде жүзеге асырылған. Имитациялық зерттеудің негізгі кемшілігі көптеген модельдердің төмен ақпараттық мүмкіндігі. Келесі зерттеу логикалық деген атқа ие. Ол неге пайда болды? Адам тек логикалық қана ойлаумен ғана айналыспайды емес пе? Бұл дұрыс, бірақ адамды жануардан тек оның ойлау қабілеті ғана ерекшелендіреді. Логикалық зерттеудің негізі болып булеандық алгебра есептелінеді. Əр программист олармен if операторын біле бастағанымен таныс. Өзінің келесі дамуын булеандық алгебра предикаттар есептеуінің негізінде жалғастырды, онда ол символдарды, олардың арасындағы қатынастарды қолдану арқылы кеңейтілді. Кез-келген ЖИ жүйесі логикалық принципке негізделген деуге болады, жəне теоремаларды дəлелдейтін машина ретінде қарастырылады. Сонымен қатар мəліметтер деректер қорында аксиомалар, логикалық нəтижелер ережелері түрінде сақталады. Бұған қоса, əр осындай машина мақсатты генерациялау блогына ие, ал жүйе берілген мақсатты теорема ретінде дəлелдеуге тырысады. Егер мақсат дəлелденген болса,онда қолданылған ережелер трассировкасы қойылған мақсатқа жеткізетін əрекеттер тізбегін алуға көмектеседі. Мұндай жүйенің қуаты мақсат генераторының жəне теоремаларды дəлелдеу машинасының мүмкіндіктерімен анықталады. ЖИ толық көрсету үшін алгебраның мүмкіндіктері жеткіліксіз, осында ЭЕМ-лардың негізі бит-0 жəне1 мəндерін қабылдайтын жады ұяшығы екенін еске түсірейік. Осылай, компьютерде жасауға болатынның бəрін предикаттар логгикасында жүзеге асыруға болады деген болжам жасауға болады. Логикалық зерттеу нақтырақ болуы үшін нақты емес логика көмектеседі. Оның негізгі ерекшелігі «иə», «жоқтан» (1/0) басқа «білмеймін» (0.5) сияқты аралық мəндерді қабылдауға болады. Бұл зерттеу адам ойлауына көбірек ұқсайды, себебі иə, жоққа қарағанда білмеймін деген жауап жиі қолданылады. Көптеген логикалық əдістер үшін зор еңбек керек, дəлелдеуді іздестіру кезінде нұсқалар бəрі толық қарастырылады. Сондықтан бұл зерттеу есептеу процесінің эффективті жүзеге асырылуын қажет ететді, жəне жұмыс спасының жоғары болуына деректер қорының көлемі үлкен болмаса кепіл беріледі. Эволюциялық жағынан зерттеу үлкен қарқын алды. Бұл зерттеу бойынша ЖИ жүйелерін құрғанда, бастапқы моделді құруға жəне қандай ережелер бойынша өзгеретініне аса назар аударылады. Модель əр түрлі əдістер арқылы құрылуы мүмкін.
10 Эволюциалық модельдер жоқ деп те айтуға болады, тек эволюциалық алгориттмдер ғана бар, бірақ эволюциалық зерттеулер кезінде алынған модельдер өзіне ғана тəн ерекшеліктерге ие, бұл оларды басқа класқа бөлуге мүмкіндік береді. Барлық аталған зерттеулер бір-бірінен тəуелсіз дамыған, тек ақырғы кезде ған олардың жақындасуына дол ашылғандай. Өте жиі аралас жүйелер кездеседі, мұнда жұмыстың бір бөлігі бір тип бойынша, екіншісі басқа тип бойынша орындалады.
жүктеу/скачать 1,43 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|