Интеллектуальный интерфейс

Содержание

Задание 1. Теоретическая  часть

3. Интеллектуальный  интерфейс информационной системы

Для реализации любой информационной системы (программного продукта) необходимо чтобы она состояла из следующих частей: интеллектуальный интерфейс, база данных, вычислительная часть. Интеллектуальный интерфейс пользователя - это программа, ответственная за организацию такого диалога с пользователем, который оптимальным помогает пользователю общаться с информационной системой (ИС) для достижения определенной цели. Определение интеллектуальный стало активно применять в конце XX в. Интеллектуальность интерфейса заключается в том, что в ходе диалога система помогает пользователю уточнить или совсем переформулировать цель его консультации с экспертной системой. Такая необходимость действительно имеет место быть, поскольку современные объекты, процессы, явления, моделируемые при помощи экспертной системы (ЭС), настолько большие и сложные, что конечный пользователь не может помнить (а иногда и знать вообще) даже их имена (названия) и, следовательно, просто не способен грамотно сформулировать запрос и получить ответ

Интеллектуальная информационная система - автоматизированная информационная система, снабженная интеллектуальным интерфейсом, позволяющим пользователю обращаться к данным на естественном или профессионально-ориентированном языке.

Интеллектуальный интерфейс  не только упрощает задачу программирования (так как многие функции нижнего уровня он выполняет своими собственными средствами), но и обеспечивает дополнительную гибкость системы. Такой интерфейс содержит программно-доступные регистры, управляющие его работой в различных режимах. Несмотря на программируемость, все эти устройства спроектированы для выполнения узкоспециализированных задач. Архитектура однокристальных МК является идеальной средой проектирования действительно универсальных интеллектуальных интерфейсов различного типа. Интеллектуальный интерфейс MS Windows характеризуется и тем, что он не зависит от того, каким комплектом IBM-совместимых аппаратных средств обладает пользователь. Он осуществляет поддержку всех видов принтеров, работает со всеми видами дисплеев, клавиатур, манипуляторов и процессов, устройств связи и т.п. устройств.

Интеллектуальный интерфейс  человеко-машинной системы, предназначен для ведения диалога человека с системой на естественном или профессиональном языке. Блок интеллектуального интерфейса в общем случае должен быть двусторонне связан со всеми перечисленными функциональными блоками. Функционирование средств интеллектуального интерфейса основано на развитых методах работы со знаниями, под которыми будем понимать всю совокупность информации, необходимой для решения задачи. Система знаний должна быть организована в компьютере таким образом, чтобы обеспечить взаимодействие с пользователем в системе понятий и терминов предметной области.

Последнее обстоятельство позволяет  рассматривать интеллектуальную систему, как особый интеллектуальный интерфейс, стоящий между непрограммирующим пользователем и ЭВМ. Такой интерфейс, выполняет роль специалиста по программированию, превращая комбинацию нажатий клавиш интерфейса или специальных элементов управления, в текстовое задание пользователя в рабочую программу решения интересующей пользователя задачи. Для примера можно привести самую распространенную программу MS Office Word. Весь её интерфейс предназначен, в основном, для форматирования текста, для дальнейшей его распечатки на бумаге. Имеется поле для ввода текста, изображающую, как текст будет выглядеть на бумаге (рис. 1) и панель форматирования текста, содержащее множество элементов управления, влияющих на тип текста, его цвет, расположение и прочие параметры, такие как расстояние между строками и абзацами, добавление графических изображений и т.п. (рис. 2)

Рисунок 1

Рисунок 2

Весь текст, введенный  пользователем в поле ввода и  настройки, или так называемое форматирование текста, при помощи вычислительной части программы, преобразуются в мета-код, понятный информационной системе Word. Этот мета-код сохраняется в базе данных ИС Word, сначала, в момент работы программы, это оперативная память компьютера, а после сохранения в файл - это данные размещенные на информационном носителе, будь то жесткий диск компьютера или флэш накопитель USB. К примеру, простой текст на (рис. 3) в базе данных будет выглядеть следующим образом:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="yes"?>

<w:document xmlns:ve="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006" xmlns:o="urn:schemas-microsoft-com:office:office" xmlns:r="http://schemas.openxmlformats.org/officeDocument/2006/relationships" xmlns:m="http://schemas.openxmlformats.org/officeDocument/2006/math" xmlns:v="urn:schemas-microsoft-com:vml" xmlns:wp="http://schemas.openxmlformats.org/drawingml/2006/wordprocessingDrawing" xmlns:w10="urn:schemas-microsoft-com:office:word" xmlns:w="http://schemas.openxmlformats.org/wordprocessingml/2006/main" xmlns:wne="http://schemas.microsoft.com/office/word/2006/wordml"><w:body><w:p w:rsidR="00244D30" w:rsidRDefault="00C16ADD"><w:r><w:t>Это просто черный текст размера 11.</w:t></w:r></w:p><w:p w:rsidR="00C16ADD" w:rsidRPr="00C16ADD" w:rsidRDefault="00C16ADD" w:rsidP="00C16ADD"><w:pPr><w:pStyle w:val="a3"/><w:numPr><w:ilvl w:val="0"/><w:numId w:val="1"/></w:numPr><w:rPr><w:b/><w:color w:val="FF0000"/><w:sz w:val="30"/><w:szCs w:val="30"/></w:rPr></w:pPr><w:r w:rsidRPr="00C16ADD"><w:rPr><w:b/><w:color w:val="FF0000"/><w:sz w:val="30"/><w:szCs w:val="30"/></w:rPr><w:t>Это красный, жирный текст 15 размера,</w:t></w:r></w:p><w:p w:rsidR="00C16ADD" w:rsidRPr="00C16ADD" w:rsidRDefault="00C16ADD" w:rsidP="00C16ADD"><w:pPr><w:pStyle w:val="a3"/><w:numPr><w:ilvl w:val="0"/><w:numId w:val="1"/></w:numPr><w:rPr><w:b/><w:color w:val="FF0000"/><w:sz w:val="30"/><w:szCs w:val="30"/></w:rPr></w:pPr><w:r w:rsidRPr="00C16ADD"><w:rPr><w:b/><w:color w:val="FF0000"/><w:sz w:val="30"/><w:szCs w:val="30"/></w:rPr><w:t>С добавленной нумерацией.</w:t></w:r></w:p><w:sectPr w:rsidR="00C16ADD" w:rsidRPr="00C16ADD" w:rsidSect="00244D30"><w:pgSz w:w="11906" w:h="16838"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="708" w:footer="708" w:gutter="0"/><w:cols w:space="708"/><w:docGrid w:linePitch="360"/></w:sectPr></w:body></w:document>

Рисунок 3

Данный мета-код несет  помимо самого текста документа огромное количество дополнительной информации: версия формата мета-кода,  версия программы при помощи которой этот документ создан, описание стилей текста использованных в документе, размер бумаги для документа, форматирование текста, указывающее его расположение, цвет, и прочие параметры, плюс сам текст документа. Все эти данные физически невозможно набрать, даже хорошо технически подкованному пользователю, который понимает, что означают все символы, скобочки, и коды. Поэтому на помощь приходит интеллектуальный интерфейс программы. Также ИС MS Office Word содержит органы управления не только для создания текста, но и для преобразования текста посредством модуля Windows GDI в растровое изображение для дальнейшей передачи его на печатающее устройство. Но интеллектуальным, подобный интерфейс называется не только по тому, что он умеет перевести в машинный код, то, что хочет увидеть пользователь, а по тому, что он может помочь составить необходимый пользователю документ. В MS Word главной интеллектуальной особенностью интерфейса является «Проверка правописания». Этот модуль может найти и обозначить в тексте слово с орфографической или пунктуационной ошибкой и предложить правильный вариант написания (рис 4). Также найти несогласованность в предложении (рис 5). Данный модуль состоит из алгоритма написанный в соответствие с правилами русского языка.

Рисунок 4

Рисунок 5.

Помимо модуля проверки орфографии в ИС MS Office Word, есть система справки, которая сама определяет  - каким элементом интерфейса в данный момент пользуется пользователь, и выдает исчерпывающую информацию по данной части интерфейса или возможности ИС, при нажатии клавиши F1.

Передача знаний в интерактивном  режиме, естественно, при наличии  интеллектуального интерфейса, позволяет  обеспечить высокую степень достоверности знаний, так как все используемые знания рассматривались экспертом. Подобный подход применим к таким областям, где решаемые задачи выразимы на концептуальном уровне, т.е. в терминах эксперта. Указанное требование выполняется во многих, но все же не во всех областях. Техника интерактивной передачи знаний будет не очень удобна там, где для решения задач требуется значительная обработка не на концептуальном уровне. Примером таких задач являются задачи распознавания речи и изображений. Очевидный недостаток интерактивной передачи знаний состоит в том, что для приобретения знаний необходимо участие человека. Однако в связи с весьма ограниченными возможностями существующих методов автоматического приобретения знаний, интерактивная передача экспертизы остается основным методом в большинстве областей.

Каждая из этих систем имеет  в своем составе базы данных, интеллектуальный интерфейс, комплекс программ моделирования и программы принятия управленческих решений. Отличия заключаются в уровне генерализации информации, содержащейся в базе данных, и в характере решаемых задач.

Для обеспечения эффективного взаимодействия эксперта и компьютера при решении задачи необходимо наличие  интеллектуального интерфейса в  составе единой человеко-машинной системы. Интеллектуальный интерфейс должен обеспечить эксперту возможность управления функционированием системы с  использованием терминов и понятий  из области его профессиональной деятельности, а также обмен информацией с компьютером в процессе решения задачи в естественной для него форме представления.

Для обеспечения эффективного взаимодействия эксперта и компьютера при решении задачи необходимо наличие  интеллектуального интерфейса.

Для обеспечения эффективного взаимодействия эксперта и компьютера при решении задачи необходимо наличие интеллектуального интерфейса в составе единой человеко-машинной системы. Интеллектуальный интерфейс должен обеспечить эксперту возможность управления функционированием системы с использованием терминов и понятий из области его профессиональной деятельности, а также обмен информацией с компьютером в процессе решения задачи в естественной для него форме представления.

В перспективе САП должны обеспечить прямой контакт технолога  с ЭВМ на языке, близком к естественному, вплоть до речевого диалога с САП. Для этого нужно разработать  соответствующий интеллектуальный интерфейс с технологической  базой знаний. Обычно устройства речевого программирования и управления выпускаются в виде портативной приставки к САП серийной системы ЧПУ или АПУ. Речевые команды поступают с микрофона в микропроцессор, где они анализируются, распознаются и высвечиваются на экране дисплея для контроля. Словарный запас оперативного языка САП станков в простейших случаях ограничивается 30 - 50 словами и фразами. Для обеспечения надежного распознавания речевых команд САП предварительно обучается. В процессе обучения технолог произносит каждую команду несколько раз. По этим данным автоматически строится машинное описание всех команд, которое представляет собой по существу банк знаний, существенно используемый в процессе программирования для распознавания поступающих команд, произносимых технологом. Для устранения ошибок распознавания ( вызванных, например, изменением тембра голоса при смене технологов) или для расширения списка команд САП автоматически дообучается и банк знаний пополняется новой информацией. В последнее время стали появляться более продвинутые системы распознавания речи. Подобное можно увидеть во множестве современных мобильных телефонов с операционной системой Android, iOS, Windows Phone. В них встроены системы распознавания речи, позволяющие не вводить текст вручную, распознать надиктованную речь, при этом систему не надо обучать, - заранее заложенные в базу знаний словари и правила произношения, позволяют разбирать любой голос на множестве языков. Также существую ИС позволяющие по записанной части мелодии, определить, кто автор и исполнитель песни. В данном случае осуществляет распознание и хранить базу знаний не сам мобильный телефон, а центральный сервер ИС, связь с которым осуществляется через сеть интернет.

Речь идет о создании так  называемого интеллектуального  интерфейса, включающего в себя средства общения, базу знаний, программу планировщик и позволяющего конечному пользователю решать широкий круг творческих задач, не выходя за пределы языка своей предметной области. ИИПС позволяют конечному пользователю со своего рабочего места осуществлять поиск в базе знаний необходимой информации, обращаясь, если нужно, в библиотечные сети. РЛС позволяют решать проектные, плановые, научные и управленческие задачи по их постановкам и исходным данным независимо от сложности математических моделей.

Для проектирования систем, использующих когнитивную компьютерную графику, необходимо наличие интеллектуального инструментария, который реализует наиболее важные базовые функции. Желателен инструментарий, позволяющий строить системы, обладающие инвариантностью к различным областям их применения и достаточной мобильностью в плане их использования в различных перспективных операционных и вычислительных средах. Такая инструментальная библиотека должна создавать и отображать трехмерные графические объекты при ориентации на современные программные среды, привязывать к графическим объектам произвольную информацию, предоставлять возможность использования графических материалов, накопившихся при работе с другими графическими системами, а также обеспечивать ряд необходимых сервисных возможностей. Такая библиотека весьма перспективна для использования в различных новых технологиях интеллектуального интерфейса с когнитивной компьютерной графикой. К подобной программе можно отнести AutoCAD от компании Autodesk, данная программа позволяет сконструировать различные 2D и 3D модели объектов. Если в случае с MS Office Word основное назначение вывести все данные на бумажном носителе, то ИС AutoDesk позволяет делать не только это. При использовании дополнительных модулей ИС, можно преобразовать мета-код модели AutoCAD в код, понятный например фрезерному станку с ЧПУ, что позволит станку, по компьютерной модели, сделать физически реальную деталь из металла.

Задание 2. Обработка  данных в Excel

Данное задание предусматривает  создание таблицы заданной структуры, ввод в нее исходной информации, в соответствии с указанными ниже номерами вариантов, выполнение действий с использованием возможностей MS Excel при работе со списками данных.

Контрольная работа предусматривает  выполнение таких действий по обработке  данных с помощью функций списка, как сортировка, фильтрация, промежуточные итоги и т.д.

Все перечисленные действия выполняются только в рамках MS Excel с применением инструментальных средств данной программы.