1.1.3. Интеллектуальные информационные системы: понятие и отличительные особенности

Л юбая информационная система (ИС) выполняет следующие функции: воспринимает вводимые пользователем информационные запросы и необходимые исходные данные, обрабатывает введенные и хранимые в системе данные в соответствии с известным алгоритмом и формирует требуемую выходную информацию.

Самая простая схема построения ИС заключается в разработке одной прикладной программы, определяющей алгоритм решения задачи и структуру используемых данных, и представлена на рис. 1.1.

В системах, основанных на обработке баз данных (СБД – Data Base Systems) в качестве посредника между программой и базой данных выступает программный инструмент доступа к данным – система управления базой данных (СУБД). Структура такого типа систем представлена на рис. 1.2.

Общие недостатки традиционных информационных систем, к которым относятся системы первых двух типов, заключается в слабой адаптивности к изменениям в предметной области и информационным потребностям пользователей, в невозможности решать плохо формализуемые задачи, с которыми управленческие работники постоянно имеют дело. Перечисленные недостатки устраняются в интеллектуальных информационных системах (ИИС).

Анализ структуры программы показывает возможность выделения их программы правил преобразования данных в так называемую базу знаний, которая в декларативной форме хранит общие для различных задач единицы знаний. При этом управляющая структура приобретает характер универсального механизма решения задач (механизма вывода), которая связывает единицы знаний в исполняемые цепочки (генерируемые алгоритмы) в зависимости от конкретной постановки задачи (сформулированной в запросе цели и исходных условий). Такие ИС становятся системами, основанными на обработке знаний (СБЗ) – рис. 1.3.

Следующим шагом в развитии ИИС является выделение в самостоятельную подсистему или репозиторий метазнания, описывающего структуру знания и отражающего модель проблемной области. В таких системах и программы, и структуры данных генерируются или компонуются из единиц знаний, описанных в репозитории, каждый раз при изменении модели проблемной области. Будем называть ИИС, обрабатывающие метазнание, системами, основанными на моделях (СБМ – Model Based Systems) – рис.1.4.

В целом ИИС характеризует наличие в них собственной внутренней модели внешнего мира - эта модель обеспечивает относительную самостоятельность системы в оценке ситуации, возможность семантической и прагматической интерпретации запросов к системе; способность пополнения имеющихся знаний; способность к логическому выводу, т.е. к генерации информации, которая в явном виде не содержится в системе - это качество позволяет системе конструировать информационную структуру с новой семантикой и практической направленностью; умение оперировать в ситуациях, связанных с различными аспектами нечеткости, включая «понимание» естественного языка; способность к диалоговому взаимодействию с человеком; способность к адаптации.

Таким образом, для ИИС, ориентированных на генерацию алгоритмов решения задач, характерны следующие признаки (в отличии от ИС): умение решать сложные плохо формализуемые задачи, способность к самообучению, адаптивность, развитые коммуникативные способности.

В табл. 1.2. описаны перечисленные признаки ИИС. В различных ИИС перечисленные признаки интеллектуальности развиты в неодинаковой степени и редко все четыре признака реализуются одновременно.

Таблица 1.2

Отличительные признаки ИИС

Признаки	Описание
Решение сложных плохо формализуемых задач	возможность решать задачи, которые требуют построения оригинального алгоритма решения в зависимости от конкретной ситуации, для которой могут быть характерны неопределенность и динамичность исходных данных и знаний
Способность к самообучению	возможность автоматического извлечения знаний для решения задач из накопленного опыта конкретных ситуаций
Адаптивность	способность к развитию системы в соответствии с объективными изменениями модели проблемной области
Коммуникативные способности ИИС	характеризуют способ взаимодействия (интерфейса) конечного пользователя с системой, в частности, возможность формулирования произвольного запроса в диалоге с ИИС на языке, максимально приближенном к естественному

Условно каждому из признаков интеллектуальности соответствует свой класс ИИС (рис. 1.5): экспертные системы; самообучающиеся системы; адаптивные системы; системы с интеллектуальным интерфейсом.

При построении интеллектуальных систем можно использовать перечисленные элементы, необходимые для достижения поставленной задачи.