476
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
А. Я Лахов
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекциям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы)для обучающихся по дисциплине «Интеллектуальные системы и технологии»
по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии, без профиля
Нижний Новгород
2016
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
А. Я. Лахов
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекциям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы)для обучающихся по дисциплине «Интеллектуальные системы и технологии»
по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии, без профиля
Нижний Новгород ННГАСУ
2016
1
УДК 681.3 (075)
Лахов А. Я./ Интеллектуальные системы и технологии [Электронный ресурс]: учеб. – метод. пос./А. Я.Лахов; Нижегор. гос. архитектур. – строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 13 с. 1 электрон.опт.диск (CD-R)
Даются тематика лекций, их краткое содержание, а также методические рекомендации по самостоятельной работе обучающихся по дисциплине «Интеллектуальные системы и технологии». Указывается необходимая литература и источники, разъясняется последовательность их изучения, выделяются наиболее сложные вопросы и даются рекомендации по их изучению.
Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Интеллектуальные системы и технологии» по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии, без профиля.
© А. Я. Лахов © ННГАСУ. 2016.
2
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Интеллектуальные системы и технологии» предназначены для студентов третьего и четвертого курсов, обучающихся по направлению 09.03.02 Информационные системы и технологии, и содержат программу для проведения лекционных занятий, а также методические рекомендации по самостоятельной работе.
Цель учебно-методического пособия: помочь студентам при изучении учебной программы с использованием лекционных материалов и рекомендуемой учебно-методической литературы при формировании необходимых компетенций дисциплины «Интеллектуальные системы и технологии».
Целями освоения дисциплины «Интеллектуальные системы и технологии» являются ознакомление студентов с моделями представления знаний,- изучение теоретических аспектов инженерии знаний;- изучение студентами функционального программирования, логического вывода, ознакомление с хранилищами данных и знаний, вопросами разработки объектноориентированных баз данных, разработки экспертных систем.
В лекциях излагается общая характеристика вопросов, даются практические примеры применения интеллектуальных технологий, осуществляется групповая работа студентов и преподавателя по выполнению заданий по разработке программного обеспечения или информационных систем. Главной целью лекции является привитие студентам интереса к изучаемому материалу, формирование мотивации к последующему самостоятельному анализу рассматриваемой проблематики. На лекциях студентам раскрываются наиболее сложные вопросы и теоретические положения, показывается их практическая значимость, даются рекомендации по углубленному самостоятельному изучению теории и практики.
На лекциях по дисциплине «Интеллектуальные системы и технологии» широко используются активные формы проведения занятий. Такие формы организации образовательного процесса,способствуют разнообразному (индивидуальному, групповому, коллективному) изучению учебных вопросов (проблем), активному взаимодействию студентов и преподавателя, живому обмену мнениями между ними, нацеленному на выработку правильного понимания содержания изучаемой темы и способов ее практического использования.
Материал пропущенных лекций студент восстанавливает самостоятельно и по всем непонятным положениям и вопросам обращается за разъяснением к преподавателю.
Самостоятельная работа направлена на развитие компетенций дисциплины:
-ОПК-2- способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;
-ПК-17 - способность использовать технологии разработки объектов профессиональной деятельности в областях: техника, безопасность
3
информационных систем, связь, телекоммуникации, управление инфокоммуникациями, а также предприятия различного профиля и все виды деятельности в условиях экономики информационного общества.
Виды и формы самостоятельной работы студентов по дисциплине: -систематическая проработка лекций, основной и дополнительной
литературы; -подготовка к зачёту;
-подготовка к экзамену.
Содержание разделов дисциплины «Интеллектуальные системы и технологии »представлено в таблице 1.
Таблица 1 Содержание разделов дисциплины
№ |
Наименование раздела |
Всег |
|
о |
|||
п/п |
дисциплины |
||
часов |
|||
|
|
||
|
|
|
Аудиторные занятия (в часах)
Лекции |
Лабораторные |
Практика, семинар |
|
|
|
СЕМЕСТР №6
Перечень компетенций,
Самостоятельная формируемых в работа процессе
освоения
раздела
|
Представление |
знаний. |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Модели |
|
знаний. |
4 |
|
|
2 |
2 |
ОПК-2 |
|
Основные |
направления |
|
|
|
|
|
|
|
|
ИИ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стандартные |
функции |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Lisp. Арифметические, |
4 |
|
2 |
|
2 |
ОПК-2 |
||
тригонометрические |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3 |
Списки и рекурсия |
4 |
|
|
2 |
2 |
ОПК-2 |
||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Построение |
функций. |
3 |
|
|
2 |
1 |
ОПК-2 |
|
Функция DEFUN |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Пользовательские |
|
3 |
|
|
2 |
1 |
ОПК-2 |
|
|
функции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4
|
Процедурное |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
программирование |
в |
3 |
|
2 |
|
1 |
ОПК-2 |
|
Lisp. PROG – выражение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
Объединение функций |
|
3 |
|
|
2 |
1 |
ОПК-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Макросы. |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
Программирование |
|
3 |
|
2 |
|
1 |
ОПК-2 |
|
управляемое данными. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Введение в экспертные |
|
|
|
|
|
|
|
|
системы; роли эксперта, |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
инженера знаний и |
|
3 |
|
|
2 |
1 |
ОПК-2 |
|
пользователя; база |
|
|
|
|
|
|
|
|
знаний. Правила. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Хранилища данных. |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
Многомерная модель |
|
3 |
|
2 |
|
1 |
ОПК-2 |
|
данных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
Моделирование |
|
3 |
|
|
2 |
1 |
ОПК-2 |
|
объектных баз данных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
Язык объектных запросов |
3 |
|
2 |
|
1 |
ОПК-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
Архитектура объектных |
|
3 |
|
|
2 |
1 |
ОПК-2 |
|
баз данных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
Шкалирование |
|
3 |
|
2 |
|
1 |
ОПК-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Извлечение данных, |
|
|
|
|
|
|
|
15 |
преобразование и |
|
3 |
|
|
2 |
1 |
ОПК-2 |
интеграция, управляемая |
|
|
||||||
|
онтологией |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Интеграция на основе |
|
|
|
|
|
|
|
16 |
онтологии гетерогенных, |
4 |
|
3 |
|
1 |
ОПК-2 |
|
|
неполных и неточных |
|
|
|
|
|
|
|
|
данных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Языки Онтологических |
|
|
|
|
|
|
|
17 |
запросов для Баз данных |
|
2 |
|
|
1 |
1 |
ОПК-2 |
|
на основе онтологии |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
СЕМЕСТР №7
|
Основные понятия |
|
|
|
|
|
|
|
искусственного |
|
|
|
|
|
|
|
интеллекта. Информация |
|
|
|
|
|
|
18 |
и данные. |
10 |
4 |
|
|
6 |
ПК-17 |
|
Интеллектуальные |
|
|
|
|
|
|
|
агенты и мультиагентные |
|
|
|
|
|
|
|
системы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19 |
Метод резолюций |
10 |
2 |
2 |
|
6 |
ПК-17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фреймовая модель |
|
|
|
|
|
|
20 |
знаний. Конечные |
10 |
4 |
|
|
6 |
ПК-17 |
|
автоматы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
Семантические сети |
10 |
2 |
2 |
|
6 |
ПК-17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Информационные |
|
|
|
|
|
|
22 |
системы имитирующие |
10 |
4 |
|
|
6 |
ПК-17 |
творческие процессы. |
|
|
|||||
|
Нейронные сети |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23 |
Генетические алгоритмы |
10 |
2 |
2 |
|
6 |
ПК-17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
Онтологии |
10 |
4 |
|
|
6 |
ПК-17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
Решение задач на Prolog |
10 |
2 |
2 |
|
6 |
ПК-17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
26 |
CLIPS. Основы языка |
10 |
4 |
|
|
6 |
ПК-17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
27 |
CLIPS. Интерфейс |
10 |
2 |
2 |
|
6 |
ПК-17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
28 |
CLIPS. Задача – |
10 |
4 |
|
|
6 |
ПК-17 |
постановка и алгоритм |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CLIPS. Задача – |
|
|
|
|
|
|
29 |
программирование и |
10 |
2 |
2 |
|
6 |
ПК-17 |
|
решение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
30 |
Знания о ЕЯ |
10 |
4 |
|
|
5 |
ПК-17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
31 |
Синтаксический анализ |
10 |
2 |
2 |
|
4 |
ПК-17 |
|
ЕЯ высказываний |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
32 |
Семантический анализ |
10 |
4 |
|
|
4 |
ПК-17 |
|
ЕЯ высказываний |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
33 |
Семантический синтез |
10 |
2 |
2 |
|
4 |
ПК-17 |
|
ЕЯ высказываний |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На консультациях в течение семестра студенты могут обсуждать с преподавателем различные вопросы по выполнению заданий.
Рекомендуется проработать конспект лекций, затем повторить теоретический материал, пользуясь рекомендованной основной и дополнительной литературой. Если после этого остаются вопросы, рекомендуется выписать их и обратиться к преподавателю на консультациях.
Зачет предусмотрен в 6 семестре. Перед зачётом студентам выдаётся список примерных вопросов, по которым можно понять, на что нужно сделать упор при подготовке к зачёту.
Студент допускается к зачёту, если он сдал все лабораторные работы. При подготовке к зачету после получения перечня вопросов рекомендуется:
1)внимательно прочитать материал лекций; 2)постараться разобраться с непонятными, в частности, новыми терминами,
используя рекомендованную литературу; 3)просмотреть все лабораторные работы;
4)выписать вопросы для подробного обсуждения с преподавателем на консультации.
Примерные вопросы, выносимые на зачёт:
∙Чем отличаются данные и знания? Что такое интенсионал и экстенсионал понятия? Чем отличаются процедурные и декларативные знания? Какие модели представления знаний вы знаете? Что представляют собой продукционные модели?
o Что является алгебраическим эквивалентом LISP выражений?
а) (- (* B C D)(*E F G)) б) (-(-(-Q)))
∙Что представляют собой семантические сети? Чем отличаются понятия и отношения? Какие типы отношений вы знаете? Что представляют собой фреймы? Какова структура фрейма? Что такое наследование свойств? Что представляют собой формальные логические модели?
∙Какие из следующих записей являются S – выражениями?
а) (+ (+ 4 5 6 )
7
б) (/ А В)
∙Какие основные направления исследований в области искусственных рассуждений вы знаете? Что такое интеллектуальные системы и технологии и разработка систем, основанных на знаниях? Как выполняется вывод на знаниях? Что такое машина вывода? Каковы функции машины вывода?
∙Переписать на LISP выражения:
а) Y=A-(B-C D)
б) M2=M1 N2=N1 L=M2+N2
Показатели оценки по зачёту представлены в таблице 2.
Таблица 2 Показатели оценки по зачёту
Показатели |
Бал- |
|
|
|
|
|
|
|
|
оценивания |
|
Оценка |
Критерий оценки |
||||||
лы |
|
||||||||
компетенций |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Результаты |
4,5 |
- |
«зачтено» |
ставится |
|
обучающемуся, |
|||
освоения |
5,0 |
|
|
показавшему |
|
|
глубокие |
||
дисциплины |
|
|
|
систематизированные |
знания |
||||
соответствует |
|
|
|
учебного материала, в полной |
|||||
требованиям |
|
|
|
мере |
соответствующие |
||||
ФГОС |
|
|
|
требованиям |
|
к |
уровню |
||
|
|
|
|
подготовки |
|
обучающегося, |
|||
|
|
|
|
проявившему |
|
творческие |
|||
|
|
|
|
способности |
в |
понимании, |
|||
|
|
|
|
изложении |
и |
использовании |
|||
|
|
|
|
учебного |
материала |
при |
|||
|
|
|
|
решении поставленных задач, |
|||||
|
|
|
|
умеющему |
|
|
обобщать |
||
|
|
|
|
информацию, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
аргументировано |
|
и |
|||
|
|
|
|
практически |
без |
ошибок |
|||
|
|
|
|
ответившему на все вопросы. |
|||||
Результаты |
3,5 |
- |
«зачтено» |
ставится |
|
обучающемуся, |
|||
освоения |
4,4 |
|
|
продемонстрировавшему |
|||||
дисциплины |
|
|
|
достаточно |
полные |
|
знания |
||
соответствует |
|
|
|
учебного материала, |
в целом |
||||
требованиям |
|
|
|
соответствующие |
|
|
|||
ФГОС |
|
|
|
требованиям |
|
к |
уровню |
||
|
|
|
|
подготовки |
|
обучающегося, |
|||
|
|
|
|
способность |
|
|
к |
|
их |
|
|
|
|
самостоятельному |
|
|
|||
|
|
|
|
восполнению и обновлению в |
|||||
|
|
|
|
ходе решения |
поставленных |
||||
|
|
|
|
задач, |
|
|
|
|
умение |
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
Показатели |
|
Бал- |
|
|
|
|
|
|
|
|
оценивания |
|
|
Оценка |
|
Критерий оценки |
|||||
|
лы |
|
|
|||||||
компетенций |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
систематизировать |
|
|
|||
|
|
|
|
|
информацию, |
допустившему |
||||
|
|
|
|
|
негрубые |
|
ошибки |
и |
||
|
|
|
|
|
недочеты. |
|
|
|
|
|
Результаты |
|
2,5 |
- |
«зачтено» |
ставится |
|
обучающемуся, |
|||
освоения |
|
3,4 |
|
|
показавшему уровень знаний |
|||||
дисциплины |
|
|
|
|
учебного материала в объёме, |
|||||
соответствует |
|
|
|
|
минимально |
необходимом |
||||
требованиям |
|
|
|
|
для |
решения |
поставленных |
|||
ФГОС |
|
|
|
|
задач, |
знание |
|
основ |
||
|
|
|
|
|
дисциплины, |
владеющего |
||||
|
|
|
|
|
навыками |
|
логического |
|||
|
|
|
|
|
мышления |
и |
допустившему |
|||
|
|
|
|
|
непринципиальные |
ошибки |
||||
|
|
|
|
|
при ответе на вопросы. |
|
||||
Результаты |
|
0,0 |
- |
«не зачтено» |
ставится |
|
обучающемуся, |
|||
освоения |
|
2,4 |
|
|
показавшему |
существенные |
||||
дисциплины |
НЕ |
|
|
|
пробелы в знании основного |
|||||
соответствует |
|
|
|
|
учебного |
|
материала, |
|||
требованиям |
|
|
|
|
допустившему |
|
|
|||
ФГОС |
|
|
|
|
принципиальные ошибки при |
|||||
|
|
|
|
|
применении знаний, |
которые |
||||
|
|
|
|
|
не позволяют ему приступить |
|||||
|
|
|
|
|
к |
решению |
поставленных |
|||
|
|
|
|
|
задач без |
дополнительной |
||||
|
|
|
|
|
подготовки. |
|
|
|
||
Экзамен предусмотрен в 7 семестре. Перед экзаменом студентам выдаётся список примерных вопросов, по которым можно понять, на что нужно сделать упор при подготовке к экзамену.
Студент допускается к экзамену, если он сдал все лабораторные работы. При подготовке к экзамену после получения перечня вопросов рекомендуется:
1)внимательно прочитать материал лекций; 2)постараться разобраться с непонятными, в частности, новыми терминами,
используя рекомендованную литературу; 3)просмотреть все лабораторные работы;
4)выписать вопросы для подробного обсуждения с преподавателем на консультации.
Примерные вопросы, выносимые на экзамен:
∙ Что такое программные агенты и мультиагентные системы? Какова история
9