Искусственный интеллект — это способность цифрового компьютера или управляемого компьютером робота решать задачи и исполнять творческие функции, которые традиционно считаются прерогативой человека разумного.
Логическое программирование
Технологические методы с применением искусственного интеллекта используются в большом наборе прикладных областей. К примеру, для решения задачи построения модели человеческих рассуждений, реализации прямого или обратного логического вывода и других проблем искусственного интеллекта необходим иной подход и другое программное обеспечение, чем при решении задач с использованием стандартных программных языков. Для того, чтобы иметь возможность решать такие задачи, используется логическое программирование.
В общем смысле под логическим программированием подразумевается множество специальных методик решения проблемы, в которых применяются способы логического вывода, позволяющие манипулировать познаниями, которые представлены в декларативном формате.
В логическом программировании существуют такие направления:
- Решение проблем, которые требуют логический вывод.
- Направление эвристического программирования и формирование решателей задач.
- Предоставление знаний и реализация экспертных систем.
- Проектирование новых поколений вычислительных систем.
Логическое программирование увязывают с системами программирования, которые базируются на применении специализированных классов логических формул и специальных методик логического вывода.
Пролог - язык логического программирования
Одним из известных языков логического программирования считается Пролог. Программа на этом языке отличается от программ в обычном понимании, поскольку в ней нет конструкций управления типа условных операторов, операторов цикла и так далее. Она является скорее моделью определённого участка предметной области, о котором говорится в задаче, подлежащей решению. В программе, составленной на языке Пролог, нет необходимости выполнять задание определённой последовательности действий, которые приводят к решению задачи. Нужно лишь предоставить описание задачи и главные правила, определяющие её решение. Система Пролог при помощи имеющегося у неё механизма логического вывода самостоятельно определяет нужное решение. Так ка Пролог имеет декларативный характер, то программисту следует начинать свою работу с детального, с чётко определённой структурой, описания поставленной задачи, а не с формирования последовательного набора команд.
Тестовая оболочка ТевИС 1.1 выступает как простейший конвертор тестовых заданий, расположенных в текстовом файле. Основное её достоинство состоит в том, что она не предполагает наличие интерфейса для формирования вопросной базы. Благодаря применению лишь одного вида тестовых заданий, до предела упрощается процесс исходной разметки текстового файла с базовыми вопросами. Фактически, он не предполагает никаких специальных языков разметки вопросного текста. Все вопросы и ответы задаются тестируемому в произвольном порядке, что даёт возможность сильно увеличить разнообразие вариантов предоставления вопросов теста испытуемым. Вопросную базу можно сформировать, к примеру, в редакторе текстов «Блокнот». При формировании базы вопросов изложенные ниже требования должны выполняться в обязательном порядке.
В задачах искусственного интеллекта используются разные модели, представляющие знания и способы вычислений, а именно, представление в виде:
- Мягких вычислений.
- Генетических алгоритмов.
- Нейросетей.
- Логических моделей.
Все эти способы базируются на символьных вычислениях и поэтому их возможно реализовать при помощи языка Пролог. Наиболее близкими к природе логического программирования и часто используемыми в экспертных системах являются методики формирования интеллектуальных систем на базе логического подхода.
Основой логического вывода является математическое понятие формальной системы. Формальной системой считается набор абстрактных объектов, которые связаны между собой набором правил. То есть, формальная система F считается заданной, если заданы следующие параметры:
F = (Al, Sn, Ax, Ru), где:
- Al не бесконечное количество символов, являющееся алфавитом.
- Sn операция формирования верно выстроенных формул формальной системы, то есть синтаксис.
- Ax набор верных формул, задаваемых изначально, то есть аксиомы.
- Ru набор некоторых правил, коих конечное число, которые позволяют получить новые формулы из имеющихся формул формальной системы, то есть правила вывода.
Любая программа на языке программирования Пролог считается формальной системой, и таких систем в одной программе допускается некоторое количество. В языке Пролог так же заметную роль выполняет понятие унификации, которое позволяет в более широком смысле использовать правила формальных систем путём простой подстановки параметров.
Формальные системы могут использоваться для нахождения новых утверждений, что считается прямым выводом, или, чтобы доказать правильность какого-либо уже существующего утверждения, что является обратным выводом. Пролог допускает реализацию обоих вариантов вывода, но реализация обратного вывода выполняется непосредственно, так как она заложена в саму структурную организацию языка.
Как указывалось выше, процесс вычислений в логическом программировании заключается в нахождении логического вывода. Под этим термином понимается дерево, в корне которого находится утверждение, которое нужно доказать, а в остальных вершинах находятся утверждения, взаимосвязанные между собой логическими следствиями. Терминальные вершины, то есть листья дерева, являются начальными данными, то есть утверждениями, которые сформулированы в условии задачи. Формирование дерева логического вывода заключается в обнаружении связанных взаимно цепочек утверждений от листьев к вершине среди всех допустимых маршрутов от вершины к листьям. Такое множество является пространством поиска задачи.
