Интеллектуальные информационные системы в управлении знаниями
Введение
Основное назначение информационных систем в экономике – это своевременное представление необходимой информации ЛПР для принятия им адекватных и эффективным решений при управлении процессами, ресурсами, финансовыми транзакциями, персоналом или организацией в целом. Однако в процессе развития информационных технологий, исследования операций и технологий моделирования, а также с возрастанием потребителей информационно – аналитической поддержки самих ЛПР, все больше проявлялась потребность в системах, не только представляющих информацию, но и выполняющих некоторый ее предварительный анализ, способных давать некоторые советы и рекомендации, осуществлять прогнозирование развития ситуаций, отбирать наиболее перспективные альтернативы решений, т.е. поддерживать решения ЛПР, взяв на себя значительную часть рутинных операций, а также функции предварительного анализа и оценок.
Информационная система поддержки решений (ИСПР) связывает интеллектуальные ресурсы управленца со способностями и возможностями компьютера для улучшения качества решений. Эти системы предназначены для менеджеров, принимающих управленческие решения в условиях полуструктурированных и слабо определенных задач.
Таким образом, дальнейшее развитие ИСПР привело к созданию интеллектуальной информационной СПР.
Интеллектуальные информационные технологии (ИИТ) (Intellectualinformation technology, IIT) — это информационные технологии, помогающие человеку ускорить анализ политической, экономической, социальной и технической ситуации, а также - синтез управленческих решений.
Использование ИИТ в реальной практике подразумевает учет специфики проблемной области, которая может характеризоваться следующим набором признаков:
· качество и оперативность принятия решений;
· нечеткость целей и институциальных границ;
· множественность субъектов, участвующих в решении проблемы;
· хаотичность, флюктуируемость и квантованность поведения среды;
· множественность взаимовлияющих друг на друга факторов;
· слабая формализуемость, уникальность, нестереотипность ситуаций;
· латентность, скрытость, неявность информации;
· девиантность реализации планов, значимость малых действий;
· парадоксальность логики решений и др.
ИИТ формируются при создании информационных систем и информационных технологий для повышения эффективности управления знаниями, принятия решений в условиях, связанных с возникновением проблемных ситуаций. В этом случае любая жизненная или деловая ситуация описывается в виде некоторой познавательной модели (когнитивной схемы, архетипа, фрейма и пр.), которая впоследствии используется в качестве основания для построения и проведения моделирования, в том числе - компьютерного.
I. История развития Интеллектуальных информационных систем
История Интеллектуальных информационных систем (ИИС) начинается с середины XX века, что связано с развитием Искусственного интеллекта как нового научного направления, появлением термина «Artificial Intelligence».
Предпосылки развития искусственного интеллекта в СССР и России появляются уже в XIX веке, когда Коллежский советник Семён Николаевич Корсаков (1787—1853) ставил задачу усиления возможностей разума посредством разработки научных методов и устройств, перекликающуюся с современной концепцией искусственного интеллекта, как усилителя естественного. В 1832 г. С. Н. Корсаков опубликовал описание пяти изобретённых им механических устройств, так называемых «интеллектуальных машин», для частичной механизации умственной деятельности в задачах поиска, сравнения и классификации. В конструкции своих машин Корсаков впервые в истории информатики применил перфорированные карты, игравшие у него своего рода роль баз знаний, а сами машины по существу являлись предшественниками экспертных систем. «Интеллектуальные машины» позволяли находить решения по заданным условиям, например определять наиболее подходящие лекарства по наблюдаемым у пациента симптомам заболевания. В СССР работы в области искусственного интеллекта начались в 1960-х гг. В Московском университете и Академии наук был выполнен ряд пионерских исследований, возглавленных В. Пушкиным и Д. А. Поспеловым. В 1964 г. была опубликована работа ленинградского логика С. Маслова «Обратный метод установления выводимости в классическом исчислении предикатов», в которой впервые предлагался метод автоматического поиска доказательства теорем в исчислении предикатов. В 1966 г. В. Ф. Турчиным был разработан язык рекурсивных функций Рефал. До 1970-х гг. в СССР все исследования ИИ велись в рамках кибернетики. По мнению Д. А. Поспелова, науки «информатика» и «кибернетика» были в это время смешаны, по причине ряда академических споров. Только в конце 1970-х в СССР начинают говорить о научном направлении «искусственный интеллект» как разделе информатики. При этом родилась и сама информатика, подчинив себе прародительницу «кибернетику». В конце 1970-х создаётся толковый словарь по искусственному интеллекту, трёхтомный справочник по искусственному интеллекту и энциклопедический словарь по информатике, в котором разделы «Кибернетика» и «Искусственный интеллект» входят наряду с другими разделами в состав информатики.
История ИИТ начинается с середины 1970-х годов и связывается с совместным практическим применением интеллектуальных информационных систем, систем искусственного интеллекта, систем поддержки решений и информационных систем. История ИИТ связана также с развитием трех научных направлений: компьютерной философии, компьютерной психологии и продвинутой компьютерной науки (Advanced computer science) и дополняется прогрессом в создании:
1. ситуационных центров
2. информационно-аналитических систем
3. инструментариев эволюционных вычислений и генетических алгоритмов
4. систем поддержки общения человека с компьютером на естественном языке
5. когнитивным моделированием
6. систем автоматического тематического рубрицирования документов
7. систем стратегического планирования
8. инструментариев технического и фундаментального анализа финансовых рынков
9. систем менеджмента качества
10. систем управления интеллектуальной собственностью и др.
Искусственный интеллект как наука был основан тремя поколениями исследователей.
В Табл.1.1. представлены ключевые события в истории ИИ и инженерии знаний, начиная с первой работы У. Маккалока и У. Питса в 1943 г. и до современных тенденций в комбинированных усилиях экспертных систем, нечеткой логики и нейронных вычислений в современных системах, основанных на знаниях, способных осуществлять вычисления при помощи слов.
Таблица 1.1.
Краткий перечень главных событий в истории ИИ и инженерии знаний
| Период | События |
| Рождение ИИ (1943-1956) | - У. Маккалок и У. Питс: Логическое исчисление идей, присущих нервной деятельности, 1943. - А.Тьюринг: Вычислительная машина и интеллект, 1950. - К. Шеннон: Программирование компьютера для шахматной игры, 1950. |
| Подъем ИИ (1956- конец 1960-х) | - Д. Маккарти: LISP – язык программирования искусственного интеллекта. - М. Куллиан: Семантические сети для представления знаний,1966. - А. Ньюэл и Г. Саймон: Универсальный решатель задач (GPS),1961. - М. Минский: Структуры для представления знаний (фреймы), 1975. |
| Открытие и разработка экспертных систем (начало 1970-х – середина 1980-х). | - Э. Фейгенбаум, Б. Букханан и др. (Стэндфордский университет):Экспертная система DENDRAL - Э. Фейгенбаум, Э. Шортлиф: Экспертная система MYCIN - Стэндфордский исследовательский центр: Экспертная системаPROSPECTOR - А. Колмероэ, Р. Ковальски и др. (Франция): Язык логического программирования PROLOG. |
| Возрождение искусственный нейронных сетей (1965 и далее) | - Дж. Хопфилд: Нейронные сети и физические с эмержентными коллективными вычислительными способностями, 1982. - Т. Кохонен: Самоорганизующиеся топологически правильные карты, 1982. - Д. Румельхарт и Д. Макклеланд: Распределенная параллельная обработка данных, 1986. |
| Эволюционное вычисление (начало 1970-х и далее) | - И. Рехенберг: Эволюционные стратегии – оптимизация технических систем по принципам биологической информации, 1973. - Дж. Холланд: Адаптация в естественных и искусственных системах, 1975. - Дж. Коза: Генетическое программирование: компьютерное программирование средствами естественного отбора, 1992. - Д.Фогель: Эволюционное вычисление – направление новой философии в машинном интеллекте, 1995. |
| Нечеткие множества и нечеткая логика (середина 1960-х и далее) | - Л. Заде: Нечеткие множества, 1965. - Л. Заде: Нечеткие алгоритмы, 1969. -Э. Мамдани: Применение нечеткой логики в приближенном рассуждении с использованием лингвистического синтеза, 1977. - М. Суджено: Нечеткий логический вывод (алгоритм Такаги-Суджено), 1985 |
| Вычисления при помощи слов (конец 1980-х и далее) | - А. Нейгоца: Экспертные системы и нечектие системы, 1985. - Б. Коско: Нейронные сети и нечеткие системы, 1992. - Б. Коско: Нечеткое мышление, 1993. - Р. Ягер и Л. Заде: нечеткие множества, нейронные сети и мягкие вычисления, 1994. - Б. Коско: Нечеткая инженерия, 1996. - Л. Заде: Вычисления при помощи слов, 1996. |
Таким образом, исторически разработки в области ИИ велись в двух основных направлениях:
- первое направление связано с попытками разработки интеллектуальных машин путем моделирования их биологического прототипа - человеческого мозга. Сейчас это направление возрождается на основе развития современных аппаратных и программных средств (микрочипы на основе нечеткой логики, распределенные многопроцессорные системы, многоагентные системы, мягкие вычисления, генетические алгоритмы и нейронные сети и т.д.).
- второе направление связано с разработками методов, приемов, специализированных устройств и программ для компьютеров, обеспечивающих решение сложных математических и логических задач, позволяющих автоматизировать отдельные интеллектуальные действия человека (системы, основанные на знаниях, экспертные системы, прикладные интеллектуальные системы).
Эти два направления как бы определяют программу минимум и программу максимум, между которыми и лежит область сегодняшних исследований и разработок систем ИИ. Работы по разработке программного и аппаратного обеспечения ИИ выделены в отдельную область.
