Уважаемые члены Государственной Аттестационной Комиссии! Вашему вниманию представляется дипломный проект на тему: Лабораторный практикум по дисциплине «Прикладные системы искусственного интеллекта». Основные задачи данного дипломного проекта следующие:
Прежде чем приступать к описанию разработанного программного обеспечения, необходимо несколько слов сказать об исследуемой предметной области.
Искусственный интеллект – это способность прикладного процесса обнаруживать свойства, ассоциируемые с разумным поведением человека. В настоящее время исследования по искусственному интеллекту ведутся по 4 направлениям:
В рамках дипломного проекта рассматривается второе направление. Внешняя интеллектуализация весьма перспективное направление исследований, она делает работу конечного пользователя более эффективной, так как позволяет ему решать задачи, не выходя за пределы языка своей предметной области. В качестве примера внешней интеллектуализации можно привести интеллектуальные пакеты прикладных программ (ИППП). В состав ИППП входит программа – планировщик и библиотека программных модулей. Концептуальная модель ИППП строится на основе ФСС, которая представляет собой неориентированных граф, содержащий 2 типа вершин – параметры и связывающие их отношения. Граф неориентированный, так как на начальном этапе неизвестно, какие параметры будут входными. После того, как пользователь задаст входные параметры, программа – планировщик вычленяет из неориентированного исходного графа ориентированный подграф решения, после чего подключаются программные модули, которые позволяют получить решение системы. На плакате 2 вы можете видеть ФСС треугольника (треугольник выбран в качестве примера из-за того, что сеть треугольника обладает большей связностью, а значит, число параметров будет меньше). Кружками обозначены вершины-параметры, а прямоугольниками вершины-отношения.
Существует несколько стратегий поиска решений на ФСС. В данном дипломном проекте рассматривается стратегия прямой волны, реализующая движение от начального состояния к конечному. Пример работы алгоритма, основанного на стратегии прямой волны, приведен на плакате 2. Звездочкой помечены известные параметры. Колонка N содержит общее количество параметров, колонка UNK содержит число неизвестных параметров, колонка С содержит число найденных на данном шаге параметров с применением соответствующего оператора F. После каждого шага идет пересчет числа неизвестных параметров, алгоритм завершает свою работу, после того, как все параметры найдены или если невозможно продолжить работу из-за недостатка данных.
Перед проектированием системы был проведен структурный системный анализ. Его результаты приведены на плакате 3 . При проведении анализа использовалась методология DFD (диаграмма потоков данных), которая позволяет описать процесс обмена информацией между элементами изучаемой системы. В качестве инструмента использовался CaseBPwin 4.0. Как вы можете видеть, разработанный ИППП разбит на 2 основные части: планирование решения и организация вычислительного процесса. Разделение этих двух частей является ключевой идеей данного дипломного проекта. В отличие от существующих ИППП, таких как ПРИЗ, СПОРА, МАВР в данном дипломном проекте основной задачей была разработка программы-планировщика, которая позволяет сделать работу алгоритма наглядной, а значит, помогает избежать таких проблем как избыточность или недостаточность данных. Вместо того, чтобы разрабатывать программные модули, которые необходимы для получения решения системы, выбранный пользователем план решения конвертируется в М-файл, после чего решение системы можно получить, используя такой универсальный инструмент как MaTLaB. Причины такого разбиения заключаются в следующем:
Основной целью создания данного ИППП является проведение лабораторного практикума. Методика его проведения состоит в следующем: студент получает от преподавателя описание предметной области, после чего формализует ее; в завершении этого этапа предметная область будет представлена в виде списка параметров и списка математических отношений, связывающих эти параметры. Формализованную систему студент заносит в программу «Functional Semantic Networks», при помощи этой программы можно выбрать оптимальный план решения, после чего конвертировать его в М-файл. Используя MaTLaB, студент начинает работу с М-файлом. Если конвертированный план решения можно реализовать символическими (точными) методами, то достаточно задать значение входных параметров, после чего получить решение системы. Если же для нахождения решения необходимо воспользоваться численными (приближенными) методами, то студент может использовать уже имеющиеся в MaTLaB численные функции или же на их базе написать новые. После чего студент предоставляет отчет о проведенной работе.
Основной целью проведения работ является ознакомление студента с возможностями и ограничениями стратегии прямой волны при поиске решений на ФСС, кроме того, для будущих инженеров, несомненно, важными будут навыки работы с универсальным программным продуктом MaTLaB.
Кроме того, в рамках дипломного проекта были рассмотрены следующие главы: экономическое обоснование и охрана интеллектуальной собственности. Результаты экономического обоснования приведены на плакате 4 в виде диаграммы «статьи затрат». В данном случае предполагается использование программного продукта на кафедре АСОИУ, поэтому в главе экономического обоснования приводится только расчет себестоимости.
Поставленные в рамках дипломного проектирования задачи считаю выполненными. Спасибо за внимание.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.