Эволюционные аналогии в искусственных интеллектуальных системах

⇐ ПредыдущаяСтр 30 из 30

Эволюционное моделирование можно определить как воспроизведение процесса естественной эволюции с помощью специальных компьютерных программ. К факторам, определяющим неизбежность эволюции, относятся:

l наследственная изменчивость как предпосылка эволюции, ее материал;

l борьба за существование как контролирующий и направляющий фактор;

l естественный отбор как преобразующий фактор.

На рисунке 10.3 приведена конкретизация факторов эволюции, учитывающая многообразие форм их проявления, взаимосвязей и взаимовлияния. Главные факторы выделены пунктиром.

Современная теория эволюции базируется на теории общей и популяционной генетики. Элементарным объектом эволюции является популяция – сообщество свободно скрещивающихся особей. В популяциях происходят микроэволюционные процессы, приводящие к изменению их генофонда. Преобразования генетического состава популяции происходят под действием элементарных эволюционных факторов. Случайные структурные или функциональные изменения в генах, хромосомах и других воспроизводимых единицах называют мутациями, если они приводят к наследственному изменению какого-либо фенотипического признака особи. Хромосомы – это специфические структуры клеточного ядра, которые играют важнейшую роль в процессах деления клеток. Хромосомы состоят из генов. Геном называется реально существующая, независимая, комбинирующаяся и расщепляющаяся при скрещиваниях единица наследственности.

Преобразования генофонда популяции происходят под управлением естественного отбора.

Эволюция – это многоэтапный процесс возникновения органических форм с более высокой степенью организации, который характеризуется изменчивостью самих эволюционных механизмов.

К основным направлениям развития эволюционного моделирования на современном этапе относятся следующие:

l генетические алгоритмы (ГА), предназначенные для оптимизации функций дискретных переменных и использующие аналогии естественных процессов рекомбинации и селекции;

l классифицирующие системы (КС), созданные на основе генетических алгоритмов, которые используются как обучаемые системы управления;

l генетическое программирование (ГП), основанное на использовании эволюционных методов для оптимизации создаваемых компьютерных программ;

l эволюционное программирование (ЭП), ориентированное на оптимизацию непрерывных функций без использования рекомбинаций;

l эволюционные стратегии (ЭвС), ориентированные на оптимизацию непрерывных функций с использованием рекомбинаций.

Эволюционные методы целесообразно использовать в тех случаях, когда прикладную задачу сложно сформулировать в виде, позволяющем найти аналитическое решение, или тогда, когда требуется быстро найти приближенный результат, например, при управлении системами в реальном времени.

Тесты для самопроверки

1. Свойства выбирать и принимать оптимальные решения на основе ранее полученного опыта и рационального анализа внешних воздействий присуще:

1) экспертным системам

2) информационно-поисковым системам

3) системам искусственного интеллекта

4) системам управления базами данных

2. Для систем искусственного интеллекта характерны следующие термины:

1) знания

2) индексы

3) правила

4) домены

5) эвристики

3. В основе какого подхода к построению систем искусственного интеллекта лежит булева алгебра:

1) структурного

2) логического

3) имитационного

Фреймовые системы подразделяются на

1) статические и динамические

2) централизованные и распределенные

3) сетевые и иерархические

4) структурные и логические

Для оптимизации функций дискретных переменных используются

1) генетические алгоритмы

2) эволюционные стратегии

3) классифицирующие системы

4) эволюционное программирование

Библиографический список

1. Степанов А.Н. Информатика: учеб. пособие для вузов / А.Н.Степанов. – 5-е изд. – М.[и др.]: Питер, 2007. – 765с.

Макарова Н.В., Волков В.Б. Информатика: учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2011 – 576с.
Макарова Н.В. Информатика: учебник для вузов / Н.В.Макарова [и др.]; Под ред.Н.В. Макаровой. – 3-е изд., перераб. – М.: Финансы и статистика, 2007. – 768с.

4. Острейковский В.А. Информатика: Учебник для вузов. – 5-е изд., стер. / В.А. Острейковский. – М.: Высш. шк., 2009. – 512с.

5. Акулов О.А. Информатика: базовый курс: учебник для вузов, бакалавров, магистров / О.А.Акулов, Н.В.Медведев. – М.: Омега-Л, 2004. – 552 с.

6. Алексеев А.П. Информатика 2001/ А.П.Алексеев. – М.: СОЛОН-Р, 2001. – 368 с.

7. Андреев А.Г. Microsoft Windows 2000 Server. Русская версия / под общ. ред. А.Н. Чекмарева и Д.Б. Вишнякова. – СПб. БХВ-Петербург, 2002. – 960 с.

8. Безручко В.Т. Практикум по курсу «Информатика». Работа в Windows, Word, Excel: учеб. пособие / В.Т.Безручко. – М.: Финансы и статистика, 2001. - 272 с.

9. Информатика: учебник / под ред. проф. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2002. – 768 с.

10. Информатика. Базовый курс / Симонович С.В. [и др.] – СПб: Питер, 2000. – 640 с.

11. Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация / Т.С.Карпова. – СПб.: Питер, 2001. – 304 с.

12. Могилев А.В. Практикум по информатике: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер; под ред Е.К. Хеннера. – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 608 с.

13. Партыка Т.Л. Информационная безопасность: учебное пособие для студентов учреждений среднего профессионального образования / Т.Л.Партыка, И.И.Попов. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004. – 368 с.

14. Сырецкий Г.А. Информатика. Фундаментальный курс. Том 1. Основы информационной и вычислительной техники. - СПб.: БХВ-петербург, 2005. - 832 с.

15. Экономическая информатика: учебник / под ред. В.П.Косарева и Л.В. Еремина. – М.: Финансы и статистика, 2002. – 592 с.

16. Информатика: Учебник / Под ред. проф. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2002. – 768 с.

Учебное издание

АНДРИЯНОВА Марина Александровна

КНЯЗЕВАМарина Анатольевна

НАБРОДОВАИрина Николаевна

ИНФОРМАТИКА

Редакция авторов

Изд. лиц. ЛР № 020300 от 12.02.97. Подписано в печать ___________.

Форма бумаги 60х80 ¹/₁₆. Бумага офсетная.

Усл. печ. л. 6, 8. Уч.-изд. л. 5, 4.

Тираж 300 экз. Заказ _______.

Тульский государственный университет.

300012, г. Тула, пр. Ленина, 92

Отпечатано в Издательстве

Тульского государственного университета.

300012, г. Тула, ул. Болдина, 151

[1] Слово «информатика» происходит от французского слова «Informatique», образованного в результате объединения терминов «Informacion» (информация) и «Automatique» (автоматика), т.е. наука об автоматической обработке информации. Кроме Франции, термин «информатика» используется в ряде стран Восточной Европы. В большинстве стран Западной Европы и США используется другой термин – «Computer Science» (наука о средствах вычислительной техники)

[2] Термин " информация" происходит от латинского слова " informatio", что означает сведения, разъяснения, изложение. Существует множество определений данного понятия (Клод Шенон, Н.В. Макаров, Леон Бриллюэн и др).

[3] Иногда данным дают следующее определение «Данные – это зарегистрированные сигналы»

[4] Параметр сигнала – физическая характеристика, используемая для представления сигнала (напряжение, сила тока и т.д.)

[5] Тезаурус – совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система

[6] Сведения об окружающем мире характеризуют отдельные фактические данные, закономерности и свойства изучаемых объектов, распространяемые в виде различных сообщений, состоящих из слов, фраз, параграфов, глав и других фрагментов, объединенных в статьи, книги, журналы и т.д.

[7] Новая информация, зафиксированная в отдельных сообщениях, сливается с накопленной ранее.

[8] Для информации, особенно научно-технической, характерно в ретроспективном плане стремление к сжатию: все основное получает простое и краткое выражение, а второстепенное и частное - отсеивается.

[9] Независимость информации в сетях коммуникаций от создателя, языка и носителя способствует тому, что одна и та же информация может многократно распространяться (будучи переведена с одного языка или носителя на другой, размножена, процитирована и т.д.).

[10] Одна и та же информация может быть получена и использована несколькими потребителями, да и сам ее автор после передачи информационного сообщения сохраняет всю сумму знаний, составивших это сообщение.

[11] Специальная информация в свою очередь делится на ряд подвидов, например производственную, среди которой также выделяют несколько групп, в частности - экономическую информацию.

[12] Название " алгоритм" произошло от латинской формы имени величайшего среднеазиатского математика Мухаммеда ибн Муса ал-Хорезми (Alhorithmi), жившего в 783–850 гг. В своей книге " Об индийском счете" он изложил правила записи натуральных чисел с помощью арабских цифр и правила действий над ними " столбиком", знакомые теперь каждому школьнику. В XII веке эта книга была переведена на латынь и получила широкое распространение в Европе.

[13] Вся совокупность команд, которые данный исполнитель умеет выполнять, называется системой команд исполнителя (СКИ).

[14] Одно из существующих определений «Программа – представление алгоритма в виде набора команд из системы команд исполнителя».

[15] Данное свойство иногда трактуют противоположенным образом и называют его «понятность» - для записи алгоритма для исполнителя можно использовать лишь те команды, которые имеются в его СКИ.

[16] Вершины графа трех типов: функциональная (один вход, один выход), предикатная (один вход и два выхода в зависимости от значения функции), объединяющая (два входа, один выход).

[17] Объект «Забор» имеет свойства: «Длина», «Высота», «Цвет»; метод «Окраска», меняющий цвет; событие «Дождь», который может изменить цвет.

[18] Родительский класс «Человек». Имеет свойства: «ФИО», «возраст» и т.д. Дочерний класс «Студент». Наследует от «Человека» его свойства и дополнительно имеет свои: «Вуз», «Специальность» и т.д.

[19] Родительский класс «Животное». Имеет метод «Идти». Дочерние классы: «Кошка» и «Обезьяна». Метод «Идти» должен быть переопределен для Кошки и Обезьяны, т.к. они ходят по-разному. Однако название метода останется прежним. При выполнении программы компилятор распознает по типу объекта (его классу), какой конкретно метод надо использовать и не заставит кошку идти как обезьяну.

[20] Несмотря на близость понятий «алгоритмический язык» и «язык программирования» между ними есть различие. Под исполнителем в алгоритмическом языке могут подразумеваться не только компьютер, но и устройство для работы «в обстановке».

[21] Загрузочный код или Исполняемый код - законченная программа, которую можно запустить на любом компьютере, где установлена операционная система, для которой эта программа создавалась.

[22] Использование термина «компилятор» при различных классификациях языков несколько затрудняет понимание процесса компиляции.

[23] Чаще всего используется точка с запятой. Например, read(x); write(y);

[24] Самый известный пример – массив, у которого элементы различаются по индексам (номерам).

[25] Например, SIN – стандартный идентификатор математической функции.

[26] Например, если в качестве данных выступает массив, то необходимо задать его размерность, тип элементов массива.

[27] Например, в Фортране переменные, имена которых начинаются с букв I, J, K, L, M, N могут принимать целые значения.

[28] В последние несколько лет в программировании наметился так называемый визуальный подход, в котором автоматизирован процесс создания удобного Windows-подобного интерфейса.

[29] Например, в Паскале текст

+-*

может встретиться либо внутри текстовой константы, либо внутри комментария. Если такой текст встретился в другом месте, то это явная ошибка.

[30] Например, числа употребления слов begin и end не совпадают; переменные не описаны (в языках, требующих обязательного явного описания переменных).

[31] Например, деление на ноль, выход за границу массива, переполнение разрядов и т.д.

[32] Сергею нравиться рэп

[33] Сергей носит блейзер

[34] Юрий крутой парень?

[35] Кто крутой парень?

[36] В широком смысле.

[37] Перспективы

[38] Поясним принцип конвейерной обработки на примере. На каждом рабочем месте конвейера выполняется один шаг производственного процесса, а на всех рабочих местах в одно и то же время обрабатываются различные изделия на всевозможных стадиях. По такому принципу устроено арифметико-логическое устройство суперкомпьютера.

[39] Выбор этой скорости объясняется тем, что аудиодиски считываются именно с этой скоростью.

[40] В дисках CD-R отражающий слой выполнен из золотой пленки. Между этим слоем и поликарбонатной основой расположен регистрирующий слой из органического материала, темнеющего при нагревании. В процессе записи лазерный луч нагревает выбранные точки слоя, которые темнеют и перестают пропускать свет к отражающему слою, образуя участки, аналогичные впадинам.

[41] Совокупность шин, связывающих два модуля, и алгоритм, определяющий порядок обмена информацией между ними, называется интерфейсом (сопряжением).

[42] Порты устройств представляют собой некие электронные схемы, содержащие один или несколько регистров ввода-вывода и позволяющие подключать периферийные устройства компьютера к внешним шинам микропроцессора.

Портами также называют устройства стандартного интерфейса: последовательный, параллельный и игровой порты (или интерфейсы).

Последовательный порт обменивается данными с процессором побайтно, а с внешними устройствами – побитно. Параллельный порт получает и посылает данные побайтно. Инфракрасный порт – обеспечивает беспроводное взаимодействие устройств.

К последовательному порту обычно подсоединяют медленно действующие или достаточно удалённые устройства, такие, как мышь и модем. К параллельному порту подсоединяют более " быстрые" устройства – принтер и сканер. Через игровой порт подсоединяется джойстик. Клавиатура и монитор подключаются к своим специализированным портам, которые представляют собой просто разъёмы.

[43] Драйвер принтера не входит в состав ПЗУ, а поставляется фирмой производителем совместно с устройством.

[44] Активное состояние процесса – непосредственное исполнение задания процессором.

[45] FAT (File Allocation Table – таблица размещения файлов).

[46] NTFS (NT File System) – файловая система ОС Windows NT

[47] 1 пункт равен 0, 367 мм.

[48] Число пикселей по горизонтали и вертикали изображения определяет разрешение изображения. Стандартными являются значения 640х480, 800х600, 1024ъ768, 1280х1024 и др.

[49]Свойство– сторона предмета, обусловливающая его различие или сходство (структурное и/или поведенческое) с другими предметами и проявляющаяся во взаимодействии с ними.

[50] Критерий– показатель или правило, на основании которого производятся классификация, оценка предметов, сравнение вариантов решений задачи и завершение процедуры принятия решения

[51]Дейтаграмма – один пакет данных с сопутствующей информацией о пункте назначения.

[52] Эмуляция терминала

[53] Пересылка файлов

[54] Почтовый протокол

[55] Гипертекстовая служба WWW

[56] Электронная почта

[57] Справочная служба

[58] Передача файлов

[59] Эмуляция терминала

[60] Обеспечивает надежность доставки

[61] Адресация

[62] Протоколы локальных сетей

[63] Протоколы глобальных сетей

[64] Домены – это области, на которые разделяется все пространство Internet-адресов, чтобы абонентам можно было достаточно просто связаться друг с другом. Возможно также разделение по определенным признакам и внутри доменов.

⇐ Предыдущая 21 22 23 24 25 26 27 28 2930