Б.3.В.13 Основы искуственного интеллекта

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Уральский государственный педагогический университет»
Институт физики и технологии
Кафедра общетехнических дисциплин
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине «Основы искусственного интеллекта»
для ООП «050100 – Физика и информатика
по циклу Б.3.В.13 – Профессиональный цикл (вариативная часть)
Очная форма обучения
Курс – 4
Семестр – 7
Объем в часах всего – 72
в т.ч.: лекции – 6
лабораторные занятия – 24
самостоятельная работа – 42
Экзамен – нет
Зачет – 7
Курсовая работа - нет
Екатеринбург 2011Рабочая учебная программа по дисциплине
«Основы искусственного интеллекта»
ФГБОУ ВПО «Уральский государственный педагогический университет»
Екатеринбург, 2010. – 11 с.
Составитель: Золотых Екатерина Сергеевна, ассистент кафедры общетехнических дисциплин.___________________________________________
подпись
Рабочая учебная программа обсуждена на заседании кафедры общетехнических дисциплин УрГПУ
Протокол №4 от 08.12.2011 г. Зав. кафедрой ______ Г.В. Красноперов
Директор Института физики и технологии ________________ П.В. Зуев
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
1.1 Цели и задачи дисциплины
Цели дисциплины:
- отразить основные направления и методы, применяемые в ИИ как на
этапе анализа, так и на этапе разработки и реализации интеллектуальных систем;
- сформировать представление о том, что понятийный, методологический и технологический материал курса играет важную роль в формировании
научного мировоззрения будущего учителя информатики в области решения
проблем анализа, разработки и реализации интеллектуальных систем учебного назначения.
Задачи дисциплины:
 познакомить студентов с понятиями искусственный интеллект, модель, алгоритм и их ролью в формировании современной картины мира;
 раскрыть общие закономерности в построении системы искусственного интеллекта;
 сформировать умение планировать структуру действий, необходимых
для достижения заданной цели, при помощи фиксированного набора средств;
 воспитать информационную культуру работы с вычислительной техникой.
1.2 Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Основы искусственного интеллекта» изучается в рамках
вариативной части Профессионального цикла.
Для изучения дисциплины студент должен обладать входными знаниями об основных информационных процессах в природе и технике.
Для изучения дисциплины студент должен обладать входными умениями использовать информационные технологии для обработки информации.
Для изучения дисциплины студент должен обладать следующими компетенциями:
- владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу,
восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения;
2
- готов использовать основные методы, способы и средства
получения, хранения и переработки информации, готов работать с
компьютером как средством управления информацией.
1.3 Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины «Информационные системы» направлен
на формирование следующих компетенций:
 владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу,
восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения
(ОК-1).
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
 модели представления знаний;
 методы работы со знаниями;
 методы разработки и создания экспертных систем и экспертных оболочек;
уметь:
 построить модель представления знаний;
 использовать методы работы со знаниями;
 проектировать логические базы данных предметной области;
3
2. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ
2.1. Учебно-тематический план очной формы обучения
Аудиторные занятия
№
п/п
Наименование раздела, темы
Основные направления исследований в области искусственного
1 интеллекта. Система знаний
Машинный интеллект и робототехника. Моделирование биологических систем. Эвристическое
программирование и моделиро2 вание
3 Понятие об экспертной системе
(ЭС). Общая характеристика ЭС.
Виды ЭС и типы решаемых задач. Структура и режимы использования ЭС. Классификация
инструментальных средств ЭС и
организация знаний в ЭС. Интеллектуальные
информационные
ЭС
4 Общая
характеристика
ЭС.
Структура и режимы использования ЭС. Классификация инструментальных средств в ЭС. Организация знаний в ЭС. Виды ЭС.
Типы задач, решаемых в ЭС
5 Представление о логическом
программировании.
6 Представление о функциональном программировании
Итого
Всего
трудоемкость Всего Лекции
Пра
ктические
Лабораторные
Самостоятельная
работа
5
1
1
0
0
4
17
7
1
0
6
10
14
4
2
0
2
10
15
5
1
0
4
10
13
9
1
0
8
4
8
4
0
0
4
4
72
30
6
0
24
42
3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Темы лекционных занятий
1.
Основные направления исследований в области искусственного
интеллекта. Система знаний
2.
Машинный интеллект и робототехника. Моделирование биологических систем. Эвристическое программирование и моделирование.
3.
Понятие об экспертной системе (ЭС). Общая характеристика ЭС.
Виды ЭС и типы решаемых задач. Структура и режимы использования ЭС.
Классификация инструментальных средств ЭС и организация знаний в ЭС.
Интеллектуальные информационные ЭС
4
4.
Общая характеристика ЭС. Структура и режимы использования
ЭС. Классификация инструментальных средств в ЭС. Организация знаний в
ЭС. Виды ЭС. Типы задач, решаемых в ЭС
5.
Представление о логическом программировании.
6.
Представление о функциональном программировании
Темы лабораторных занятий
1.
Конструирование роботов.
2.
Знакомство с языком Prolog: основные команды, синтаксис, факты, запросы.
3.
Решение простой задачи на языке Prolog.
4.
Описание простой базы данных на языке Prolog.
5.
Решение простой задачи на языке Лисп.
Вопросы для контроля и самоконтроля
1.Основные направления исследований в области искусственного интеллекта. История возникновения и современные направления исследований
в области ИИ.
2.Машинный интеллект и робототехника.
3.Моделирование биологических систем.
4. Модели представления знаний: логическая, сетевая, фреймовая, продукционная.
5.Понятие об экспертной системе (ЭС). Общая характеристика ЭС. Виды ЭС и типы решаемых задач.
6.Отличие ЭС от традиционных программ. Механизм объяснения и метазнания в ЭС.
7.Основные виды деятельности экспертных систем.
8.Структура и режимы использования ЭС. Классификация инструментальных средств ЭС и организация знаний в ЭС.
9. Интеллектуальные информационные ЭС.
10. Представление о логическом программировании.
11. Представление о функциональном программировании.
12. Введение в функциональное программирование. Основы языка
Лисп: Символы и списки; понятие функции; определение функции; вычисления в Лиспе; ввод и вывод; рекурсии.
13. Методы озвучивания речи.
14. Распознавание символов.
15. Примеры систем обработки естественного языка.
16. Автоматический компьютерный синтез речи по тексту. Методы
синтеза речи.
17. Распознавание рукописных текстов.
18. Классификация систем распознавания речи.
19. Понимание в диалоге. Примеры систем обработки естественного
языка.
20. Речевой вывод информации.
5
4. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА И ОРГАНИЗАЦИЯ
КОНТРОЛЬНО-ОЦЕНОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Темы, вынесенные на самостоятельное изучение для студентов очной и
заочной форм обучения:
1.Система знаний.
2.Машинный интеллект и робототехника.
3.Моделирование биологических систем.
4.Эвристическое программирование и моделирование.
5.Отличие ЭС от традиционных программ. Механизм объяснения и метазнания в ЭС.
6.Методы озвучивания речи.
7.Методы синтеза речи.
8.Распознавание рукописных текстов.
9.Классификация систем распознавания речи.
10. Распознавание символов. Шаблонные системы. Структурные системы. Признаковые системы.
11. Предпосылки возникновения систем понимания естественного
языка. Понимание в диалоге.
12. Системы обработки естественного языка.
13. Речевой вывод информации.
Материалы для промежуточной аттестации (примерные вопросы для
курсового зачета и/или экзамена)
1.Основные направления исследований в области искусственного интеллекта. История возникновения и современные направления исследований
в области ИИ.
2.Машинный интеллект и робототехника.
3.Моделирование биологических систем.
4. Модели представления знаний: логическая, сетевая, фреймовая, продукционная.
5.Понятие об экспертной системе (ЭС). Общая характеристика ЭС. Виды ЭС и типы решаемых задач.
6.Отличие ЭС от традиционных программ. Механизм объяснения и метазнания в ЭС.
7.Основные виды деятельности экспертных систем.
8.Структура и режимы использования ЭС. Классификация инструментальных средств ЭС и организация знаний в ЭС.
9. Интеллектуальные информационные ЭС.
10. Представление о логическом программировании.
11. Представление о функциональном программировании.
12. Введение в функциональное программирование. Основы языка
Лисп: Символы и списки; понятие функции; определение функции; вычисления в Лиспе; ввод и вывод; рекурсии.
13. Методы озвучивания речи.
14. Распознавание символов.
15. Примеры систем обработки естественного языка.
6
16. Автоматический компьютерный синтез речи по тексту. Методы
синтеза речи.
17. Распознавание рукописных текстов.
18. Классификация систем распознавания речи.
19. Понимание в диалоге. Примеры систем обработки естественного
языка.
20. Речевой вывод информации.
Примерный перечень контрольных мероприятий:
1. реферат;
2. зачет.
5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Рекомендуемая литература
Основная
1.
Боровская Е.В., Давыдова Н.А. Основы искусственного интеллекта [Текст] : учеб. пособие для студентов и преподавателей пед. вузов / Е.
В. Боровская, Н. А. Давыдова - М. : БИНОМ. Лаб. знаний, 2010 .- 127 с. (Колво экз.:2)
5.1.
Дополнительная
1.
Городняя, Л. В. Основы функционального программирования.
Курс лекций [Текст] / Л. В. Городняя - Издательство: Интернет-университет
информационных технологий, 2004. – 311 с.
2.
Джарратано, Дж. Экспертные системы. Принципы разработки и
программирование (+ CD-ROM) [Текст] / Дж. Джарратано, Г. Райли. - Издательство: Вильямс, 2007. – 244 с.
3.
Егоров, Н.В. Диагностические информационно-экспертные системы. [Текст] / Н.В. Егоров, Карпов А.Г. 2002. – 201 с.
4.
Зубов, А. В. Основы искусственного интеллекта для лингвистов
[Текст] / А. В. Зубов, И. И. Зубова. - Издательства: Университетская книга ;
Логос, 2007. – 254 с.
5.
Костров, Б. В. Основы искусственного интеллекта [Текст] / Б. В.
Костров, В. Н. Ручкин, В. А. Фулин. - Издательство: ТехБук, 2007. – 165 с.
6.
Частиков, А. П. Разработка экспертных систем. Среда CLIPS
[Текст] / А. П. Частиков Д. Л. Белов, Т. А. Гаврилова. - Издательство: БХВПетербург, 2003. – 251 с.
7.
Юров, В. Assembler: учебный курс (+ дискета) [Текст] / В. Юров,
С. Хорошенко. Издательство: Питер, 2004 г. – 298 с
8.
Журнал «Искусственный интеллект и принятие решений».
5.2. Информационное обеспечение дисциплины
1. Cnews SoftBox [Электронный ресурс] : Образование/Обучалки
http://soft.cnews.ru/?n=25&a=23&i=82&s=4&sf=0&sl=0&p=1.
7
2. Computers.plib.ru- Электронные книги/ Офисные программы/ Иллюстрированный самоучитель по Microsoft Office XP [Электронный ресурс] :
http://computers.plib.ru/office/OfficeXP/
3. Алексеев, Е.Г. Электронный учебник по информатике [Электронный
ресурс] : http://stf.mrsu.ru/economic/lib/Informatics/text/toc.html
4. Википедия. [Электронный ресурс] : Свободная энциклопедия.
ru.wikipedia.org.
5. ИКТ портал: Библиотека: Общий курс информатики и ИТ [Электронный ресурс] :
http://ict.edu.ru/lib/index.php?a=elib&c=getForm&r=resNode&d=mod&id_node=
212
6. Интернет университет информационных технологий [Электронный
ресурс]
:
Работа
в
Microsoft
Word
XP,
http://www.intuit.ru/department/office/workwordxp/
7. Интернет университет информационных технологий [Электронный
ресурс]
:
Работа
в
Microsoft
Excel
XP,
http://www.intuit.ru/department/office/workexcelxp/
8. Информатика Электронный учебник. Основные понятия об информации
и
информатике
[Электронный
ресурс]
:
http://stud.h16.ru/education/informat/
9. Понятие
об
информации
[Электронный
ресурс]
:
http://www.junior.ru/students/miroshnikov/pon_inf.htm
10.Электронный учебник по информатике. Основные понятия [Электронный ресурс] : Основные понятия об информации и информатике,
http://256bit.ru/informat/index1.htm
6. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ И ДИДАКТИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
При изучении дисциплины «Основы искусственного интеллекта» рекомендуется использовать:
- мультимедийный проектор;
- экран;
- компьютерную технику.
7. СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРЕ ПРОГРАММЫ
Золотых Екатерина Сергеевна
ассистент кафедры общетехнических дисциплин Институт физики и
технологии УрГПУ
рабочий телефон: 371-70-51
8
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине «Основы искусственного интеллекта»
для ООП «050203.00 – физика и информатика
по циклу Б.3.В.13 – Профессиональный цикл (вариативная часть)
Подписано в печать
Формат 60х84/16
Бумага для множительных аппаратов. Усл. печ. л.
.
Тираж
экз. Заказ
.
Уральский государственный педагогический университет.
620017 Екатеринбург, пр. Космонавтов, 26.
9