Конспект лекций по предмету Основы проектирования систем с искусственным интеллектом

Embed Size (px)

Citation preview

css/lectures.css

htm/lectures.css

htm/gl1.htm

1:

.. ( , , ). .

, . , " ", , , . , " " .

, . , .

.

(intelligence) intellectus , , ; . (artificial intelligence) (AI) , , .

, , () , .

"" , . , . , , . , , ( ), . , , , , " ". , " ".

. , , , "" .

() . "" -, IX . , . . , . , . , , .

, , , . , " , "". , , , , , ( ) , . , , , , , , , . , , , , .

, . : , . . , , . , , , , . ., , .

, , .

, , , , . , .

( ), , , . , , , , , . , , , , ( ) . , . , , , ( ) , .

, , () . , . . , , , , . . . . . , (, ). , , .

, . . " , , , , , , , ? , , , , , : "-" "" ".

, , . , . , ( , . .).

( , , ).

" " , , . 100 , , .

, . - , .

, , . , .

, . -, , : " ". , , , , -, , -, , - . . , , , . , ., , , , , ( , ). . , . .

. , (, , ), . 50- . " ". .

, , , . . ?

, (. . ) , , , . , , , , . . . , . , , .

, . : , - , , , .

, . . , , ; . , . , , . , , , .

? , - , , . , . , " " (, , ).

. , , , . ( ) ( ), . , , ( , ). ? ? ? ? , ?

-, " " (). , Java . , ; , , , 20%, 30% . , ( ) .

. , - . , () , . , , , , , - .

. , "" , , . , , . , , , , . .

, "". -. - , "". , . .

, . , , , . , .

, , . . -, , . , , , " ". "". , , ""?

, , , . , "" ? , ? , , , . ? , , . , .

. , ? , , .

, .

, ? , .

, , , , ( ) . , . , , , . , "" . , ( ), "" "". - . , , -. , , , .

, , , , , , ( ), 3 . , () , .

, ? , , . , , 100-150 ( ) - --, . , , , , .

.

.

, . , , , . .

. . , .

, -, , , , . .

, (, ), . , " " , . "" , . , , , , , .

. , , , , , , . 1962 . . , .

?

, , . . ( ) , , , . ( ), , , . , , , , .

( ), . , , , . , - , , ( ) . () .

. , , , , , .

, , , . . , "", . . "" , , .

. 1974 . , . , "".

" "? , , , , , , , . , , IBM, , 256 , 4 128 . 100'000'000 . , , , . , .

, , . . , , . , , , . : , , , . ., , .

1957 . . . , , , .

, , : . (, , ), , , () . , , , . ( , ), , , .

, . , . 60-. , , . , . , .

, . 1960 ., , . , . , " ", . . .

. ., - , , , , . "" . 3 IBM-704 220 , 8.5 130 , . , , , "" .

. ?

. . : " ". , . . , , , .

. 60- , . 1969 . () " ". - .

- NEAC-3100 ( 32000 , 273000 ), , . .

, -- . 64*64 . , . , 4096 . , "", , , . , . 400000 .

, , . .

, . . . . ( ) , . , ( ) .

70- (). , . : , , , , . , , , , , . , , .

.

MICIN . . , , . 450 .

PUFF . MICIN, .

DENDRAL . , . 1965 . DENDRAL , (, -), .

PROSPECTOR , .

htm/gl2.htm

2:

(, , , ) . . ( , , , ) .

. , , . , - , , - , - .

. ? . , .

. , IF. , , . , , . , . , , . , , . .

, , , , 0 1. , , , . , .

, . , / (1/0) (0.5), , (0.75), , (0.25). , . .

, . , .

. . ( ) .

, " " (). , . , , .

, , , .

, , , . , , , "" "" " , ".

. , , (). , . , , , . .

, , , , , .

, , , .

. " " (). , , , . , , " ". , , , .

, , , . , .

, .

. ? , "".

, - , , , . , (, , , , . .) , (, .). .

- , , , . - , , . , , .

"".

, " , ? , . , , ( "" " ") ". . .

, , , , , "" . , , . "" . , . "" "" , , , .

"" ( ) , "" , , ", , , ". , , , .

, , . , , .

( , , , )

, ( ), . . .

, , , , , , .

, " ". , , , . , . , , , , , . . , .

, , , . , (, , ) ( 10*10). , . , .

, , , , , , , . . , , . , , ( ) . .

, , , , . , , . , ( , . ) , , , .

1-2 . , . , .

. , , , .

, , .

, , .

, , . , , , . , . , (, , , ), , . . .

. , . , , ( -, -). . . , , , , " ", . , 200 , , , .

, . ( ) , , . , . : , , , .

, . , ( , , ) , .

, . , , . . , , .

, , , , . , , : " , ".

htm/gl3_1.htm

3: ()

. . . . . .

- , , , , , .

- , .

, , () .

, . , , . . , . , , , , , , , , , . , . - , , , , . , .

, , . : , , , , . . , , . , , , . .

, . , , , .

, (), .

()

. , , , . . , , . . .

.

. 1

12 , , . .

: . . . , - . , (), , , , . , . , . . , , , , () .

, . , , . , : ? ? , , ? , , , . . , ( ) , . , , .

, , . , ,, , , , . , , , . - , , - . , .

-, . , - , , . , , , - .

- , , , , - , .

"" "". ( ) . . "" "". , , .

, . , , , . , , , , .

. ( ) , , , . , , , , , .

.

, , , , . , - .

, - , , . , ( ) , , ( ) , , . , . . , .

, . , . , . . - .

, , , . , . . , . , , , , , , . , -, , , . , , , .

, , , , , . , , , , .

. 2. .

, , . , , , , , , . , , , , , . , , , . . , , , . , , , . 2, , , . 2. , , . 2, , . . 2, . .

, , . . , , "", "", "" . . , , . , , , .

, , . , , . : , . . , .

. , . . . , , . . . , , , . , , , .

, , , , . , : . "" , , .

, , , , (. 2), . , , (. 2), , . , . , , , . .

. , . , . . . , , .

.

, . 1, . ( ) . , , , , , . : - . , , . ( ), , . , . , .

, . , . , .

, . . . , -, . , , , , , . , . , .

, . , , , . , "" .

. "" "". . , .

, , .

, , .

htm/gl3_10.htm

(cluster (.) , , , , - ). :

) ;

) ;

) .

) ) ; ) , .

( ), . -, , . . , , .

. , . wi i- (, ) , Ni , wi, m i , wi ( [m i i- ), a q ( wl, wm ) wl wm

. 1. wl wm: 1 , 2 , 3

. 1.

:

:

:

( ) , K-,

, t a t a -

, , . , , , , , , . , . , , .

, . "" . , , - .

. , , , . . (, ) . , , , .

, . . "" . . "" . , , ( ) .

. . .

htm/gl3_11.htm

. 12. , .

. ( ) ( ). . .

. . , . , , (. 12). .

. , wl w(m, n) wm wn qmn = q(wm, wn) qln = q(wl, wn) . wl w(m, n):

ql(m, n) = q (wl, w(m, n)) = a qlm + b qln + g qmn + d | qlm - qln | a, b , g d , . , a = b = -d = g = 0, , . a = b = d = g = 0, , . , ,

qcp , , , .

, . , , - . .

htm/gl3_2.htm

, , , , , . , , , , . , , , . , , - .

. . , . , . , . - , .

. 1

(. 1) () (S-), . S- (-), , S-, -. - (R-) , (v) . R- , . , R-, . , R-, A-:

, (. 1)

Rj j- R-; xi i- A-; vij i- A- j- R ; Qj j- R-.

i- A-:

, (. 2)

yk , : 0 1. S- - , - S-. , V1 V2. , R-, V1, V2. , R1 R2, V1, . R-. V1 R-, V2 .

, V1 V2. vi -. , , , . , -, R-, , , - . -, . , . , , .

, S- A- A- R-, a-. C(W) . , .

, , , .

1. a-, , .

, ( ) -, ).

2. C(W) , a - , , .

, -, , .

, . . - S- ( A-). , , a - .

, .

htm/gl3_3.htm

, .

, , . , , , .

. . . 1943 " , ", , .

, 1962 . , . , , , 10 .

70- , , , , .

1982 . , . : , .

70- .

(back propagation)

1986 . , .

, .

, (), (). (w), . , (1 0). , , . 1.

. 1

, . . ( ) . , , , .

() , , , . . , , , , . , , . , , , , , . , , , , , . , , , , , . , "", , . , , , , , . . .

, :

(1)

j N p- ; djp () .

. , :

(2)

wij , i- n-1 j- n, h , 0 ?

? ?

). . ., ! "" .

- , . .

"" , , --> . : , . .

" " . , ( ) :

"" .

.

, , :

.

, , --> 1 --> 2. , 1. , , 2 1 .

, , , , 1 . --> 1 1 .

.

, , .

. .

htm/gl4_2.htm

" ". , .

. , , . , .. , . . , , , /1.

, (sentence , ). (, , ), , , - . , .

. (, ), - (, ). , , " , , , ". , , " ".

, . , . - ().

. . :

k ^, , , . , , kx^ . ( ) . : k28 +7^ 35.

, , . - ( , ; , , "" -).

( ) , ( ) (, ). "-->".

3.5. , , 137,

kX^ --> 137.

k , , , :

l.l kX^ --> 137.

(. 1)

-, , -, . , (), . , , .

(. 1), kX^ . 137, , . . , , .

- , , () , , , . , , (. 1),

1.2 kX^ --> 274.

, , , (, , , - ): , -, , .

, . - k, (.. ^ ) k. , k, . -. , .

. -

kX^ --> 137

kX^ --> 274

kY^ --> 2

k137+2^ --> 139,

kkX^ +kY^ ^ .

kX^ kl37 + kY^ ^ . kY^ k137 +2^ 139, k. ( , [21]).

, : ; t ; s . (, t, s) ; , 1, e2 , . , . , . .

. , , , , "+" "*". . 1 + e1, 1, e1 , : e1, 2, . , :

2.1 ke1 +e2^ --> ke1^ +ke2^

e1 * e2, , , :

(, = ( + ) *),

1 2 (, = ( * ) * ( * )).

:

2.2ke1 * (e2 +e3) ^ --> ke1 * e2^ +ke1*e3^ ,

2.3k(e1 +e2) * e3^ --> ke1* e3^ + ke2*e3^ ,

2.4ke1 * (e2 + e3) * e4 ^ -->k(e1 * 2 + e1 * e3) * e4^ .

2.5ke1 * 2^ --> ke1^ * ke2^ .

, " " "" , :

2.6k(e) ^ --> ke^ ,

2.7ks^ --> s

( ).

2.1 - 2.7 .

k(A +B) * ( +D) ^ .

( , ):

2.2 k(A +)*^ . + k(A +B)*D^ ,

2.3 kA *C^ +kB*C^ + k(A+B)*D^ ,

2.3 kA *C^ + kB*C^ + kA *D^ + kB*D^ .

:

2.5 kA^ * kC^ + ...,

2.7 A * kC^ + ...,

2.7 * + ... .

*+D*+ * D + * D.

kA + (B + ) ^ ,

:

2.1 kA^ + k(B + ) ^ ,

2.7 + k ( + ) ^ ,

2.6 + kB + C^ ,

2.1, 2.7 A + B + .

, 2.5 2.2 2.3, ! , *(+) : * + .

htm/gl4_3.htm

, "", , .

. , (). , :

0, -l, 123.4, 0.23E-5,

( ).

, , :

, , , +, :, ' ', [].

, . , , . :

abcd, , ':', .

.

, , .

"_". :

X, , _3, _.

, . , "_". , , .

, . , , . , .

.

. .

ATOM

, . , , . , . , . :

1) , , ;

2) , . :

+ - * / ^ = : ; ? @ $ &

, , /*, , .

, .

, , . .

: , ( ' ') . ( , .) .

. , , .

. . , . .

. , .

, , , .

. . . , . .

, , _ (,_). . , . , .

, , , (, ) .

,

, , , . .

:

(), (,).

. , 1( /1), - 2 (/2). , 0.

. 1 2, , .

1 2 , , , (. . 6).

, , 2. , . . . 5.1.

. . . . . , ( ), . .

. . , , . , , .

. . , . .. .

- , .

:

: , , , ;

: , .

.

. , , .

:

(). (.).

:

(X) :- (X.Y), (Y). () :-().

. ( ), .

,

(X) :- (,),().

:- (X) ',' (.) . (Y).

, :- , , ',' - .

(X) :- (X.Y), (Y).

: - , Y Y - .

, .

.

, , , (). . , . . ?-, 1. : ?- ( ).

:

?-(X). ?- (.), (Y).

, ,

'?-'(()) ?-')','((, (Y)).

, . ','.

(), - . , ?- . :-. ,

:-write(co6aa).

- , . .

- consult. consult , , . , . , . , , . , user. , .

consult, reconsult. . , , . . . , .

, -, ().

::-

:: :-

::-

::- |

::- ,

::- [,]

::- | | |

::- ()

, . . , . . , . .

() .

, , . , . 1 ?- () (X) (), : = c.

, , - . (). , . , . .

, , , ., , . , , , , .

Y . Y - , , . , Y - , Y Y ( ). Y -, , . Y - () , , , . ( 2) .

2. .

12 ?

()

()

(,)

(.)

( . )

f(Y,Z)

()

()

(23,23)

(12,23)

(12,23)

Z: =

: =23

: X=f(Y,Z)

: X=Z

, . (.2.1) :

X-1, Z-2; X-2, Z-2; ....

: =Z.

, . , f(X) X=f(X), f(f(f(f(f(...))))). .

=.

?- 3+2=5.

( ),

?-(()) -((23)).

=23.

. , (23), .

, , . = = , - . ,

?-(()) -- ( (23)).

(X - ) 23 ,

?- ( (23)) -- ( (23)).

= - = \= \= = .

, . , , .

. . - :

+

*

/

mod

div

.

, :

, , . , ICLPROLOG

8388606 ... 8388607

. , , , , , , , , .

. .

. + - * / mod div

. - , [X ] , [1,2,3]. . ,

X is ([l,2,3]+5)

6.

, . , "" [97 ] , , 97. +""-"" 80, ASCII .

, . :

-5+2 -3*(2+)

. :

+() -()

. , , . :

float (X) .

. :() (*).

+, -, *, /, mod div - . - , , . . , .

, . 6.

. -, . -, .

-.

(X,Y,Z) :- Z is (X+Y)/2.

?- (250^, ).

, Z is X Y.

, Y , , .

=2+4.

is,:

is 2 + 4.

is . - , , - .

is Y :

) - , Y ;

) - , Y. is Y . , Y - , .

:

D is 10- 5 D 5

4 is 2 * 4 - 4

2 * 4 - 4 is 4

a is 3 + 3

X is 4 +

2 is 4 - X

, is, . - 2 is 3 . is .

=:=, =\=, >,= Y Y

= Y Y

:

> 5

5+2+7 > 5+2

3+2 =:= 5

3+2 < 5

2 + 1 =\= 1

N > 3 , N 3,

. : , , .

, , ., , . , . :

[, , , , ]

[ (, ), (, 24), X]

[.. (12,, 1986) ,]

[]

[H|T] , ., - , - [HIT].

?-L=[a | [b, c, d]].

L=[a, b, c, d]

?-L= [a, b, c, d], L2=[2 | L]. -

L=[a, b, c, d], L2- [2, a, b, c, d]

[ | ] , . ,

?- [X | Y]=[a, b, c].

=, Y=[b, c]

, . [H|T], .

?-[a, X, Y]=[a, b, c].

X=b

Y=c

?- [() | ]=[(), , b].

=

=[, ]

, [ | T] ,

. .

:

R [H|T], R=H.

:

R [H|T], R .

:

(R, L) :-

L=[H I T],

H=R.

(, L) :-

L=[H|T],

(R, T).

L=[H I T] , L .

, , , . , , :

(R, [R | ]).

(R, [H | ]) :- (R, T).

?- (, [, , ]).

?- (b, [a, b, ]).

-

?- (d, (a, b, c)).

.

. Q , R, :

:

Q [] Q.

:

Q : Q , .

:

([],0,0).

(,Q,) :-

=[ | ],

(TP, Q, TR),

R=[HP | TR].

, , , , :

([] ,Q,Q).

(HP | TP], Q, [HP | TR]) :-

(TP, Q, TR).

?- [, b, ], [d, e], L).

L = [a, b, c, d].

?- ([a, b], [c, d], [e, f]).

, :

(L [, ], [,.,, , , ] ) .

L = [, ]

R = [, , ]

(/)?

L=[, , , ]

R=[]

(/)?

. N-ro :

:

[ | ] .

:

N- [ | ] (N-I)- .

:

/* :

([H | ], 1, ). /* :

([ | ], N, ) :-

is N - 1,

(, ,Y).

. , . :

bagof(X,Y,L) L, Y, Y

setof(X,Y,L) bagof setof, , L .

:

().

().

().

().

?- bagof(D, co6aa(D), L),

L=[, , , ]

?-setof(D, co6aa(D), L).

L=[, , c]

:

, . , , - .

. ,

()=3+3-4^3+2^9

Q()=4+^2-3^3+7^4+8^5

, (, ^3, , 3) : , , , , ^ - . ,

(, )

, 5^2 (5,2), ^ (1,3), ^0 1, 5 (5,0).

. (), , :

[x(3, 0), '+', x(3, l), '-', x(4, 3), '+', x(2, 9)]

,

3 + 3 - 4^3 + 2^9

3 + 3 + (-4)^3 + 2^9 :

[(3, 0), '+', (3, 1), '+', (-4, 3), '+', (2, 9)]

'+'. , , :

[(3, 0), (3, 1), (-4, 3), (2, 9)]

, '+'. Q(x)

[(4, 1), (1, 2), (-3, 3), (7, 4), (8, 5)]

. .

3-2^2+4^3+6^6

-1+3^2-4^3

2+^2+6^6

, . .

Q :

:

, [], .

[], Q, Q.

:

Q, R, 4 :

) , Q. R, R Q., Q

()=3^2+5^3

Q(x)=4x^3+3x^4

R(x) 3^2 ( ()). R(x) 9^3+3^4, .. Q(x) ();

) Q. Q R, R Q. ,

()=2^3+5^'4

Q(x)=3x^3-x^4

R(x) 3^2 ( Q(x)), R(x) 2^3+4^4 ( () Q(x));

) Q , . R , Q. R ( Q). R Q. , Q

()=2+3^3

Q(x)=3x+4x^4

R () 5( () Q(x)). R(x) 3^3+4^4 ( () Q(x));

) Q, . R Q. ,

()=2+2

Q(x)=2-3x^2

R(x)=2x-3x^2

( () Q ()).

:

/*

_([], Q Q).

_(P, [], P).

/*

/* (a)

_([x(Pc, Pp)|Pt], [x(Qc, Qp)|Qt],

[x(Pc,Pp)IRt]) :-

PpQp,

_(t, [(Q,Q) | Qt], Rt).

/*()

_([x(Pc, Pp) | Pt], [x(Qc, Qp) | Qt],

[x(Qc, Qp) | Rt]) :-

PpQp,

_([x(Pc, Pp) | Pt], Qt, Rt).

/*()

_([x(Pc, Pp) | Pt], [(Qc,Pp) | Qt],

[x(Rc, Pp) | Rt]) :-

Rc is Pc+Qc,

Rc =\= 0,

_(Pt, Qt,Rt).

/*(r)

_([(, ) | Pt],

[x(Qc.Pp) | Qt], Rt) :-

Re is Pc+Qc,

Rc =:= 0,

_(Pt, Qt, Rt).

, : Pp.

. , . '.', . , -, . []. [, b] .(,.(b, [])).

, , , .

[[a, b], [c, d], [a], a]

,

?- [ | ]=[[, b], ].

=[, b]

=[]

, . . . 2 .

. 2. .

(, , ),

- , - , - . nil. .5.2.1

((nil, d, nil), b, (nil, , nil))

(nil,, nil)

(((nil,d, nil), b, (nil,, nil)), , (nil, , nil)).

, .

, , ., , (. .) . L - , 1024 .

?- (3000, b).

1024, , :

. , , , . , . . 3 .

. 2 .

. 3. .

, ., . 4 , . 3.

, . 4, - , . 3.

. 4. .

. , , _. @, , .

/* :

/* , .

_(, (, , )),

/*

/* ,

/*

/* :

_(, (, , )) :- X@Y,

_(, ).

/* ,

/*

/* :

_(, ( , ,)) :-X@Y,

_(, ).

1024 ,

?- _(3000, ).

3000 11 . :

, , 3000 1024 .

. :

:

nil (nil, , nil).

:

(, , ) , , .

1. , . , . , .

2. , . , . , - .

:

/* :

_(nil, , (nil, , nil)).

/* :

/*(1)

_((, , ), , (, , )) :-

@,

_(,,).

/*(2)

_((, , ), , (, , )):-

@,

_(, , ).

?- _(nil, d, 1), _(1, , 2).

1=(nil, d, nil)

2=((nil, , nil), d, nil)

_() :

/* :

__([], nil).

/* :

__([ | ], ) :-

__(, 2),

_(, 2, ).

, _ . , .

, . , , . . .

, . , . , , , , , .

:

(X.Y) :-

XY, write(X),

write (', '),write(Y).

(.) :-

XY, write(Y),

write (', 4CM'),write(X).

?- (5, 2).

=5 =2. X 001100101110010 11100

110101101101000|11100

( ). , "" .

00110010111001011000-------->00110010111001111000

() ( ). .

00110010111001011000-------->11000001100101110010

, ? , . , , , ( "" ). , , ( , ). (, , -) - , (, ), ( , ), . () .

()

, , - . . , . , () ( ), . .

, , , , , . . , , , , , , , , . , , .

.

. , , - . , , .

, , ( )

= (x1, ..., xn), (1)

ai