Sun’iy intellektning asosiy tarkibiy qismlari va arxitekturasi
Sun’iy intellektning asosiy tarkibiy qismlari va arxitekturasi Reja: 1. Sun’iy intellekt tizimlarini qurishning turli yondashuvlari. 2. Sun’iy intellekt tizimlarining tipik sxemasi va ulardan foydalanishning funksional strukturasi. 3. Sun’iy intellekt masalalarini echish va qo’llanilish sohalari . Tayanch iboralar: Sun’iy intellekt (Artificial Intelligence), timsollarni anglash (pattern recognition), qaror qabul qilish (making decisions), moslashuvchan ( адаптивное ) dasturlash (adaptive programming), mashinali musiqlarni bastalash (writing machinemusic), o’rgatuvchi to’rlar (study ingonline), vetballi kontseptual o’rgatish (verbal conceptual learning), funksional struktura (functional structure), bilimlar bazasi (knowled gebase), mantiqiy (logical), strulturali (structural), evilyutsiyali (evolutionary), imitatsiyali (imitation), diling (dealings), avionika (avionics), ishlab chiqarishni avtomatlashtirish (production automation), siyosiy texnologiyalar (political technologies), xavfsizlik va qo’riqlovchi tizimlar (safety and security systems), exspert tizim (expert system), tashxis (diagnostics),bashoratlash (prediction), identifikatsiya (identification), boshqarish (control), loyixalash (design), monitoring (monitoring), hisoblash texnikasi (Computer Engineering), mokroelektronika (microelectronics), radioelektronika (radionics), xuquqshunoslik (jurisprudence), iqtisod (economy), ekologiya (ecology), geologiya (geology), foydali qazilmalarni izlash (mineral exploration), intellektual interfeys (intelligent interface), MOLGEN, XCON, MYCIN, PUFF, MACSYMA, YES/MVS, DART, PROSPECTOR, POMME, ESPLAN, MODIS, ACES, ASTA , HANNIBAL, I&W, RUBRIC, CODES, MIXER, ACE, S&PCBRS, ISPMS. 1. Sun’iy intellekt tizimlarini qurishning turli yondashuvlari Sun’iy intellekt tizim(SIT)larini qurishning turli yondashuvlari oldin ham bo’lgan va hozirgi vaqtda ham mavjud [1] . Shuni ta’kidlash joizki, sun’iy intellektni to’liq quradigan tizimlar oldin ham bo’jmagan va hozirgi davrda ham mavjud emas. Shuning uchun sun’iy intellektni quradishdagi yondashuvlarning qaysi biri to’g’ri va qaysi biri noto’g’ri ekanligini aniq aytish qiyin masalaligicha qolmoqda. 1) SITlarini qurishning mantiqiy yondashuvini qaraymiz [1] . Mantiqiy model uchun asos sifatida Bul algebrasi xizmat qiladi. Har bir dasturchi IF operatorini o’rganganish jarayonida Bul algebrasi va mantiqiy operatorlar bilan tanishgan. Bul algebrasining rivojlanishi predmet belgilar, ular orasidagi munosabatlar, mavjudlik va ixtiyoriylik kvantorlarini o’z ishiga olgan predikatlar mantiqi hisobiga kengaydi. Sun’iy intellektning har bir tizimining ishlashi asosan mantiqiy qoidalarga 61
asoslangan. Bunga misol sifatida teoremalarni isbotlashni keltirish mumkin. Teoremalarni isbotlashda boshlang’ich ma’lumotlar aksiomalar sifatida ma’lumotlar bazasida, ular orasidagi munosabatlar mantiqiy hulosalash qoidalari sifatida saqlanadi. Bundan tashqari, har bir mashinada maqsadlarni generatsiy qilish bloki mavjud bo’ladi va xulosalash tizimi ushbu maqsadlarni teoremalar ko’rinishda isbotlaydi. Mantiqiy modellar yondashvi imkoniyatlari noravshan (nechetkiy) mantiq yo’nalishning paydo bo’lishi bilan yanada kengaydi. Noravshan mantiqning mulohazalar va predikatlar mantiqidan farqli tomoni shundaki, bunda mulohazalar nafaqat ha/yo’q (bilaman-1/bilmayman-0) qiymatlar qabul qilaydi, balkim oraliq qiymatlar – o’rtacha bilaman (0.5), yaxshiroq bilaman (0.75), yomonroq bilaman (0.25) va h.k. qiymatlarni qabul qiladi. Bu yondashuv insonning fikrlash qobiliyatiga ko’proq o’xshaydi, chunki inson ko’p hollarda savollarga “ha” yoki “yo’q” deb javob bermaydi. 2) Strukturali yondashuvda [1] inson miyasining tuzilishini modellashtirish asosida SIni qurish masalalari qaraladi. Bunday modelni qurishga misol sifatida Rozenblatt pertseptronini keltirish mumkin. Ushbu pertseptronlarda modellashtiriladigan birliklar strukturasi sifatida neyronlardan foydalangan. Keyinchalik yangi “neyron tarmoqlar” modellari paydo bo’ldi. Bu modellar alohida neyronlarni qurish, ular orasidagi aloqalarning tuzilish va o’rgatish algoritmlari bilan boshqalardan farq qiladi. Bunday modellarga misol sifatida xatoliklarni teskari tarqalishiga asoslangan neyron tarmoq(NT)lar, Hopfild NTlar va stoxastik NTlarini keltirish mumkin. Shuningdek, NTlar timsollarni anglash masalalarida ham keng miqyosda qo’llanilmoqda. 3) Evolyutsion yondashuvda [1] SIni qurish masalalarida asosiy e’tibor boshlang’ich modellar va qoidalarni qurishga qaratiladi va undan keyin ular asosida SIni qurish e volyutsiyali (uzluksiz rivojlanish) shaklda rivojlanadi. Bu rivojlanish turli tipdagi usullarni o’z ichiga oluvchi yangi modellarni qo’llash bilan amalga oshiriladi. Masalan, NT lar modeli, mantiqiy qoidalar nabori va boshqa ixtiyoriy modellar bo’lishi mumkin. Bu modellar kompyuterga kiritilgandan so’ng, u usbu modellarni tekshirish asosida ular orasidan eng yaxshilarini tanlaydi va ularni generatsiya qilish natijasida yangi modellar hosil qilinadi, hosil qilingan yangi modellar orasidan eng yaxshisi tanlanadi va h.k. Shuni ta’kidalash joizki, evolyutsion modellar evolyutsion o’rgatuvchi algoritmlar ko’rinishida bo’ladi. 4) SIni qurish masalalarini echida imitatsiyali yondashuv ham keng miqiyosda qo’llaniladi [1] . By yondashuv kibernetika sohasidagi “qora quti” tushunchasi bilan uzviy bog’liq. “Qora quti” – kirish va chiqish signallarining vazifasi ma’lum bo’lgan, ichki strukturasi va mazmuni haqidagi axborotlar noma’lum bo’lgan ma’lumotlar majmuasi, dasturiy modul va qurilma. Obyektning xatti-xarakatini imitatsiy qilishni “Qora quti” misolida ko’rish mumkin. Bunda “Qora quti”ning, modelning tuzilishi va uning qanday boshqarilishi muhim emas, balki ushbu modelning o’zini tutishi boshqa vaziyatlarda ham o’zgarmasligi lozim. Shunday qilib, imitatsiyali yondashuvda – insonning boshqalardan nusxa olish qobiliyati, ya’ni boshqalar nima qilayotgan bo’lsa, xuddi ularga o’xshab bajarishni 62
amalga oshirish modellashtiriladi. Ko’p hollarda nusxa olish qobiliyati insonga biror ishni bajarishda vaqtni kam sarflashga olib keladi. SIni qurishning yuqorida keltirilgan yondashuvlari tahlilidan kelib chiqib, shuni ta’kidlash lozimki, amaliy masalalarni echishda ular orasida qat’iy chegara yo’q. Amaliyotda shunday msalalar uchraydiki, ularni echishda aralash tizimlardan foydalaniladi, ya’ni ularning bir qismini echishda ma’lum bir yondashuvga mos usullardan foydalanilsa, boshda qismini echishda boshqa yondashuga mos usullardan foydalaniladi. 2. Sun’iy intellekt tizimlarining tipik sxemasi va ulardan foydalanishning funksional strukturasi Sun’iy intellekt ning tipik sxemasi ni 3.1-rasmdagidek keltirish mumkin. 3.1– rasm. Sun’iy intellekt ning tipik sxemasi. Shuningdek, SI tizimlaridan predmet sohaga, masala tipiga va foydalanuvchiga moslashish nuqtai–nazaridan foydalanishning funksional strukturasini 3.2-rasmda keltirilgan. Bu struktura uchta hisoblash vositalari majmuasidan tashkil topgan [2-4]. Birinchi majmua masalani samarali yechish nuqtai nazaridan loyihalangan dasturni bajaruvchi vositalar majmuidan tashkil topgan, ba’zi h ollarda muammoli yo’nalishga ega. Ikkinchi majmua - keng doiradagi foydalanauvchilar talablariga tez moslashuvchi strukturaga ega bo’lgan intellektli interfeys vositalari majmui. Uchinchi vositalar majmui birinchi va ikkinchi majmuaning o’zaro aloqasini ta’minlaydigan BB hisoblanadi. Bajaruvchi tizim shakllangan dasturni bajarishni ta’minlaydigan barcha vositalar majmuini birlashtiradi. Intellektual interfeys – dasturiy va instrumrntal vositalar tizimi bo’lib, foydalanuvchilar uchun ularning kasbiy faoliyatida vujudga keladigan masalalarni echishda kompyuterni qo’llashni ta’minlaydi. BB – boshqa komponentalarga nisbatan markaziy o’rinni egallaydi. Chunki BB orqali masalani yechishda ishtirok etadigan hisoblash tizimlari vositalarining birlashuvi amalga oshiriladi. 63Muloqot tizimi Mantiqiy blok EHM Bilimlar bazasiTashqi muhit Ma’lumotlar bazasi
Konseptual qatlam Axborotli qatlam Maxsus MBEchuvchi Muloqot tizimiTranslyatorlar , o’zaro m uloqotni ta’m inlovchi tizim3. Intellektual interfeys Foydalanuvchiga moslashish 2. Bilimlar bazasi Predmet sohaga moslashish Program m alar H isoblash, m antiqiy, Izlash vositalari Masala tipiga moslashish1. Bajaruvchi tizim Foydalanuvchi 3.2-rasm. SI tizimlarini qo’llashning funksional strukturasi.BBga asoslangan tizimlar quyidagi intellektual algoritmlar bazasida amalga oshiriladi: ▪ ekspert tzimlar; ▪ ney r on to’rlar; ▪ noaniq mantiq; ▪ genetik algoritmlar. 3. S un’iy intellekt ning asosiy xususiyatlari SI formallashmagan masalalar uchun mo`ljallangan, formallashgan masalalar yech imiga mo`ljallangan dasturlarni ishlab chiqishda an’anaviy yondoshuvni o`zgartirmaydi va rad etmaydi. Formallashmagan masalalar odatda quyidagi xususiyatlarga ega bo`ladi: - xatolikli, birxilliksiz, to`liqmaslik va boshlang`ich ma’lumotlarning qarama- qarshilikligi; - xatoli, muammo haqidagi bilimlarning to`liqmasligi va qarama-qarshilikligi; - y echim fazosi o`lchamining kattaligi, ya’ni yechimni izlashda birma-bir tekshirishning katta bo`lishi; - ma’lumotlar va bilimlarning dinamik o`zgaruvchanligi . Shuni ta’kidlash kerakki, formallashmagan masalalar katta va juda muhim masalalar sinfini tashkil qiladi. Ko`pchilik mutaxassislar bu masalalarni EHM da yechiladigan masalalar sinfi deb hisoblaydilar. 64
SI tizimlari qayta ishlash tizimlaridan shu bilan farq qiladiki, ularda asosan (sonli emas) belgili (simvolli) namoyish usuli, belgili xulosa va (ma’lum algoritmni bajarish emas) yechimni evristik qidirish, izlash bajariladi. SI faqat murakkab amaliy masalalarni yechishda qo`llaniladi. Yechimning sifati va samaradorli li gi borasida IT yechimlari inson – ekspert yechimlaridan qolishmaydi. IT yechimi «shaffofligi» bilan ajralib turadi, ya’ni foydalanuvchiga yechim sifatli darajada tushuntiriladi. ITning bu xususiyati o`z bilimlari asosida biror xulosaga kelish qobiliyati ning mavjudligi bilan xarakterlanadi. IT o`z bilimlarini ekspert bilan munosabatlari vaqtida to`ldirib boradi. Ta’kidlash lozimki, hozirgi vaqtda IT texnologiyasi moliya, neft va gaz sanoati, energetika, transport, farmatsevtika, ishlab chiqarish, kosmos, metallurgiya, tog`-kon ishlari, kimyo , ta’lim, sellyuza-qog`oz sanoati, telekommunikatsiya va aloqa hamda boshqa turli muammoli sohalarning turli xil tipdagi masalalarini yechish (izohlash, oldindan aytish-bashorat qilish tashxis, loyihalashtirish, konstruktsiyalash, boshqarish, tushuntirish) da ishlatiladi. SI tizim ishlab chiqaruvchilariga omad darrov kelgani yo`q. 1960—1985 yillar orasida SIning r i vojlanishi ko`plab amaliy masalarni yechish bilan bog`liq. 1985 yildan boshlab asosan (1988-1990 yillarda) birinchi navbatda ET, keyinroq ETda tabiiy til (TT) – tizimlar va neyronli tarmoqlar (NT) savdo sohalarida ham faol ishlatila boshlandi [11-1 5 ] . E’tiborni qaratish lozimki, ba’zi mutaxassislar (qoida bo`yicha, SIdagi emas, dasturlashtirishdagi mutaxassislar) SITlar kutilgan natijalarni bermaganligini ta’kidlashda davom etmoqdalar. Bu adashuvlarning sababi shundan iboratki, mualliflar ETni an’anaviy dasturlashtirishning alternativi sifatida qaraganligi, ya’ni ular ET alohida (boshqa dasturiy vositalarsiz) buyurtmachining har qanday masalasini yechib beradi degan fikrdan kelib chiqqanligidir. Ta’kidlash joizki, ETning paydo bo`lishida unda ishlatiladigan tillar spetsifikasi, sohalarni qayta ishlash texnologiyalari va ishlatiladigan qurilmalar (masalan, Lisp - mashinalar) shunday xulosa chiqarishga olib keldiki, ET va an’anaviy dasturl ash tizimlar i ni birlashtirish murakkab va bajarib bo`lmaydigan masalalar degan asosni berdi. Hozirgi kunda ETni hosil qilish uchun texnik vositalar to`liq holda an’anaviy dasturlashtirishning zamonaviy texnologik tendentsiyasiga mos holda qayta ishlanayapti. Ular ET da integrallashgan sohalar yaratishda kelib chiqadigan muammolarni bartaraf etadi. SIT ni yutuqqa olib kelgan sabablar quyidagilar [11-1 5 ] . Integrallashganlik. SIning boshqa axborot vositalar (CASE, MBBT , kontrol l er, berilganlar kontsentratori va boshqalar) bilan oson integrallashadigan texnik vositalari ishlab chiqilgan. Ochiqlilik va ko`chimlilik . SI ning texnik vositalari ochiqlik va ko`chimni ta’minlaydigan standartlarni kuzatish orqali ishlab chiqiladi. An’anaviy dasturlashtirish tillari va ishchi stansiyalardan foydalanish . SI tizimlarida Lisp, Prolog va boshqa texnik vositalardan an’ a naviy dasturlashtirish tillariga( C , C ++ va boshqalar) o`tish integrallash ta’minotini qisqartirdi, EHM da operatsiya bajarish tezligini oshirdi va operativ xotira hajmini kamaytirdi. Ishchi stansiyalardan foydalanish sohalar doirasini kengaytirdi. 65