Одним из ключевых, определяющих моментов проектировании ИнСИ является выбор совокупности унифицированных аппаратурных, программных и конструктивных средств, необходимых для реализации алгоритмов взаимодействия различных функциональных устройств. Такими средствами являются интерфейсы. Стандартизации в интерфейсе обычно подлежат: форматы передаваемой информации, команды и состояния, состав и типы линий связи, алгоритм функционирования, передающие и приемные электронные схемы, параметры сигналов и требования к ним, конструктивные решения.
Каковы же основные функции интеллектуального интерфейса? Перечислим их, а затем рассмотрим пути их реализации.
1. Функция общения. Предполагается, что непрограммирующий пользователь будет общаться с ЭВМ на ограниченном естественном языке Ограниченность языка состоит том, что он используется для определенной цели — формулировки задач, которые должна решать ЭВМ. Правда, спектр задач при массовом внедрении ЭВМ в различные виды человеческой деятельности может быть весьма широким.
Я сделал КЕШУ 2.0 | Голосовой ассистент на Python
Ведь с помощью ЭВМ уж сейчас решаются не только вычислительные задачи, но и задачи, связанные с проведением логических рас- суждений, информационным поиском, делопроизводством и с другими типами человеческой деятельности. Поэтому естественный язык, который допустим на входе интеллектуального интерфейса, не может быть слишком бедным.
Его ограниченность проявляется не в объеме словаря, а скорее, в организации текстов, вводимых пользователем в ЭВМ. Важно, чтобы вводимый текст был понятен для ЭВМ. Термин «понимание» требует уточнения, что мы и сделаем ниже. А пока его можно воспринимать на уровне интуиции.
При реализации функции общения важную роль играют средства графического отображения информации и возможность замены текстов совокупностью действий («опредмечивание» текста, о чем будет говориться ниже). Поэтому система общения, входящая в интеллектуальный интерфейс, — это не только система, общения на основе текстовых сообщений, но и всевозможные системы ввода-вывода речевых сообщений, средства графического взаимодействия и средства типа курсора.
- 2. Функция автоматического синтеза программы. Сообщение пользователя должно преобразовываться в рабочую программу, которую ЭВМ может выполнить. Это заставляет иметь в составе интеллектуального интерфейса средства для реализации в ЭВМ процедур, которые обычно выполняет человек-программист. Для того чтобы это стало возможным, необходимо уметь перевести исходное сообщение пользователя на некоторый точный язык спецификаций, а затем породить из этой записи рабочую программу. Подобное преобразование требует специальных знаний, которые должны иметься в памяти ЭВМ.
- 3. Функция обоснования. Пользователь, не разбирающийся или плохо разбирающийся в том, как ЭВМ преобразует его задачу в рабочую программу и какие методы она использует для получения решения, вправе потребовать от ЭВМ обоснования полученного решения. Он может спросить ЭВМ, как она преобразовала его задачу в программу, какой метод использовала для нахождения решения, как это решение было получено и как оно было интерпретировано на выходе. Таким образом, в функцию обоснования входят и функция объяснения, характерная для современных экспертных систем, и функция доверия, цель которой — повысить степень доверия пользователя к ЭВМ.
- 4. Функция обучения. Когда пользователь впервые подходит к ЭВМ, то он вправе ожидать, что сведения о работе с нею он сможет получить достаточно легко. Для бытовых приборов, с которыми он до этого сталкивался, достаточно прочитать несложную и небольшую инструкцию, чтобы сразу понять, как надо обращаться с этим прибором. ЭВМ, конечно, сложнее всех тех приборов, с которыми человек сталкивался в быту. Инструкция, которая позволила бы пользователю овладеть всеми возможностями ЭВМ, понять основные принципы работы с ней, оказалось бы слишком объемной и неудобной для него. Поэтому ЭВМ новых поколений снабжаются специальными средствами (тьюторами), с помощью которых пользователь постепенно постигает способы работы с ЭВМ и тонкости успешного общения с ней.
Таким образом, интеллектуальный интерфейс имеет структуру, показанную на рис 5.11. Центральное место в этой структуре занимает база знаний.
Новые AI инструменты которые круче chat gpt
Рис. 5.11. Структура интеллектуального интерфейса
В ЭВМ прежних поколений такого блока не было. Его появление связано с тем, что для выполнения всех перечисленных ранее функций интеллектуального интерфейса необходимы специальные знания.
Для системы общения — это словари и знания о том, как понимаются тексты, графические изображения и предметные действия, как анализируется речь и как синтезируются ответы пользователю, как соотносятся между собой различные типы информации, используемой для общения. Для решателя — это знания о переводе входных сообщений в текст на языке внутренних представлений (языке спецификаций), об извлечении программы из этих текстов, о правилах рассуждений и логического вывода, о методах решения задач в данной проблемной области. Для системы обоснования — это знания о том, как отвечать на вопросы пользователя, как обосновывать полученное решение. Наконец, для системы обучения — это знания о том, как учить пользователя, как учитывать его реакцию при обучении и его психологические особенности.
Таким образом, интеллектуальный интерфейс есть, по сути, некоторая логическая машина, сложность которой куда выше сложности обычной вычислительной машины. На рис. 5.11 машина выделена штриховой линией. В правой части рисунка показана классическая ЭВМ, на которой происходит выполнение программы, подготовленной интеллектуальным интерфейсом.
При аппаратной реализации обе ЭВМ могут быть реализованы в рамках единой системы. Выбор той или иной архитектуры зависит от конкретных инженерных решений.
На нулевом уровне понимания система способна отвечать на сообщения пользователя безо всякого анализа их сути. На этом уровне понимание как таковое у системы отсутствует. В общении людей между собой нулевому уровню понимания соответствует так называемый фактический диалог, когда разговор поддерживается без анализа сути высказываний собеседника за счет чисто внешних форм поддержки диалога.
Организация системы общения с таким уровнем понимания весьма проста. Она показана на рис. 5.12. На вход лингвистического блока поступает входной текст. В этом тексте выделяются заранее заданные маркеры, которыми могут быть конкретные слова или выражения, или стандартные компоненты, в синтаксической структуре предложения.
На каждый такой маркер в памяти ЭВМ хранится конструкция ответного сообщения Оно может быть стандартным или иметь «пустые» места, заполняемые стандартным образом выделенными в тексте маркерами.
Рис. 5.12. Интерфейс «нулевого» уровня
На втором уровне понимания используется структура, показанная на рис. 5.13. Новым в этой структуре является блок пополнения текста. В его функции входит автоматическое пополнение текста за счет хранящихся в памяти ЭВМ процедур пополнения. Примерами подобных процедур могут служить правила вывода псевдофизических логик, к которым относятся логики времени, пространства, причинно-следственных связей и т.п.
Рис. 5.13. Интерфейс «первого» уровня
Третий уровень понимания реализуется структурой системы, похожей на структуру, показанную на рис. 5.14. Отличие состоит в процедурах, реализуемых блоком вывода ответа.
Формируя ответы, этот блок использует теперь не только информацию, хранящуюся в базе данных, куда введено расширенное внутреннее представление исходного текста, но и некоторую дополнительную информацию, хранящуюся в базе знаний (рис. 5.15). Эта априорно хранимая в памяти системы дополнительная информация есть знание системы о типовых сценариях ситуаций и процессов, характерных для той предметной области, с которой работает система.
Рис. 5.14. Интерфейс «второго» уровня
На третьем уровне понимания сохраняются все предыдущие процедуры П3, П5 и П6. Процедура, которая ранее реализовалась в блоке вывода ответа, усложняется и заменяется на процедуру, учитывающую необходимость работы с базой знаний.
На первом уровне понимания система становится способной отвечать на все вопросы, ответы на которые есть во введенном в нее тексте. Если система способна давать любые такие ответы, то она «овладела» первым уровнем понимания.
Для того чтобы в системе общения была реализована возможность подобной работы с текстом, необходима структура, показанная на рис. 5.13. На этом рисунке приведены лингвистический процессор, блок вывода ответа и база данных. В базу данных вводится входной текст, преобразованный в лингвистическом процессоре в некоторое внутреннее представление.
Это внутреннее представление может быть любым, но важно, чтобы в лингвистическом процессоре были реализованы процедуры, позволяющие выявить глубинную синтаксическую структуру вводимых в ЭВМ предложений, а также структуру межфразовых связей в тексте. На современном уровне наших знаний об анализе измерений процедуры достаточно хорошо известны и реализованы в ряде практически действующих систем. Знание глубинной синтаксической структуры позволяет блоку вывода ответа соотнести внутреннее представление вопроса RQ с внутренним представлением текста RT и найти то предложение, в котором содержится ответ на введенный вопрос, либо убедиться, что такого предложения нет. Две последние процедуры характеризуют работу блока вывода ответа.
Сценарии могут иметь самую разную форму. Для четвертого уровня понимания общая структура системы остается такой же, как и на рис. 5.15. Меняется только процедура, реализуемая блоком вывода ответа.
Эта процедура обогащается за счет введения в нее эффективных средств дедуктивного вывода в базе знаний, кроме сценариев хранится и иная информация, отражающая свойства отдельных объектов, фактов и явлений, характерных для предметной области, с которой работает система, а также совокупность различных закономерностей, характерных для процессов, протекающих в ней. Вся эта информация априорно закладывается в виде некоторых внутренних формализованных представлений в базу знаний.
Рис. 5.15. Интерфейс «третьего» уровня
Сейчас используется несколько форм представления знаний в базах знаний. Наиболее популярны продукционные системы и фреймы. Продукционные системы особенно удобны для дедуктивного вывода, так как каждая продукция по сути представляет собой некоторое правило вывода вместе с условиями его применения.
Фреймовые представления намного богаче продукционных. Но за это богатство приходится платить менее эффективными процедурами вывода.
Между этими двумя основными формами представления знаний существует немало переходных смешанных форм, которые многим исследователям кажутся наиболее удобными.
На пятом уровне понимания процедура дедуктивного вывода еще более расширяется. К дедуктивному выводу добавляются средства правдоподобного вывода. Среди них вывод по нечетким схемам, вероятностный вывод, вывод по аналогии и вывод по ассоциации. Эти «экзотические» схемы вывода в последнее время активно изучаются. Сейчас уже можно говорить о том, что подобные методы, моделирующие особенности человеческих рассуждений, и прежде всего рас- суждений специалистов в данной проблемной области, начинают внедряться в практику построения интеллектуальных систем.
Интеллектуальный интерфейс.
Производственные системы ИИ функционируют в подавляющем большинстве реализаций в интерактивном режиме с пользователями, поэтому они должны обладать дружелюбным интерфейсом, позволяющим человеку легко и в удобной для него форме взаимодействовать с компонентами. Общение человека и ИС могут обеспечивать и реализовывать различные программные и технические средства ввода и вывода информации.
Термин «пользовательский интерфейс» охватывает все аспекты взаимодействия между пользователем и интеллектуальной СПР. Он включает не только техническое и программное обеспечение, но также факторы, которые связаны с обеспечением использования, доступности и человеко-машинного взаимодействия. Многие специалисты определяют пользовательский интерфейс как наиболее важный компонент системы, т.к. большинство характеристик, таких как эффективность, гибкость, легкость использования являются производными этого компонента.
Развитие способностей и возможностей комфортного и качественного взаимодействия пользователя с системой, которая организует, предоставляет этот компонент, позволяет говорить об интеллектуальном интерфейсе.
Подсистема интеллектуального интерфейса управляется программным обеспечением, называемым управляющая система интеллектуального интерфейса. Эта управляющая система состоит из нескольких программ, которые обеспечивают способности, некоторые из которых перечислены ниже:
— обеспечение графического пользовательского интерфейса;
— организация взаимодействия пользователя с различными входными устройствами;
— представление данных с различными форматами и на разные входные устройства;
— представление пользователю помощи, подсказок, советов, диагностического режима работы или другой гибкой поддержки;
— обеспечение взаимодействия с БД и базой моделей;
— хранение входных и выходных данных;
— обеспечение цветной графики, трехмерной графики и плоттинга данных;
— окна, позволяющие отображать множество функций одновременно;
— поддержка взаимодействия между пользователями и разработчиками системы;
— обеспечение обучения на примерах;
— обеспечение гибкости и адаптивности, что позволяет интеллектуальной СПР вмещать различные задачи и технологии;
— взаимодействовать во многих различных стилях диалога и др.
Виды интерфейса.
Вид интерфейса определяет как информация введена и отображена.Он также определяет легкость и простоту обучения и использования системы. Рассмотрим коротко следующие виды интерфейса: взаимодействие на основе меню, командный язык, вопросно-ответный, формирование взаимодействия, обработка естественного языка и графический пользовательский интерфейс.
Взаимодействие на основе меню. При этом виде взаимодействия пользователь выбирает позицию или пункт из списка возможных выборов (меню) для того, чтобы функция была выполнена. Меню появляются в логическом порядке, начиная с главного меню и продвигаясь к локальным меню.
Пункты меню могут включать команды, которые появляются в отдельных локальных меню или в меню с не командными пунктами. Меню может оказаться утомительным и продолжительным по времени, когда анализируются сложные ситуации, т.к. это может потребовать несколько меню для построения или использования системы и пользователь должен перемещаться назад и вперед меню.
Командный язык. При это виде пользователь вводит команды. Многие команды включают комбинации глагол-существительное. Некоторые команды могут исполняться с функциональными ключами. Другим способом упрощения команд является использование макросов.
Команды могут также вводиться голосом.
Вопросно – ответный вид интерфейса начинается с вопросов компьютера пользователю. Пользователь отвечает на вопросы фразой или предложением (или выбором пункта меню). Компьютер может подсказывать пользователю для прояснения или дополнительного ввода информации. В некоторых применениях порядок вопросов может быть обратным: пользователь задает вопросы, а компьютер дает ответы.
Формирование взаимодействия. Пользователь вводит данные или команды в обозначенные формы (поля). Заголовки формы (или отчета, или таблицы) служат подсказками для входа. Компьютер может представлять какой-то выход как результат, и пользователь может быть спрошен о продолжении интерактивного процесса.
Естественный язык. Взаимодействие человек – компьютер, которое подобно диалогу человека с человеком называется естественным языком. Сегодня диалог на естественном языке выполняется главным образом посредством клавиатуры. Такой диалог будет проводиться в будущем с использованием голоса для ввода и вывода информации.
Главным ограничением использования естественного языка является по существу неспособность компьютера понимать естественный язык. Однако, достижения ИИ все больше повышают уровень диалога на естественном языке.
Графический пользовательский интерфейс. В графическом пользовательском интерфейсе объекты обычно представляются как пиктограммы (или символы) и пользователь непосредственно ими манипулирует. Новейшие операционные системы компьютеров и их приложения исключительно основаны на графике.
Графика.
Основной целью графического ПО является представление зрительных образов информации на мониторе компьютера, принтере, плоттера. Представляемая информация может быть сконструирована из числовых данных и показана как графики, таблицы или диаграммы, либо она может быть порождена из текста и символов, а выражена как рисунки или картинки.
Граница между приложениями, ориентированными на диаграммы и графики, которые используют числовые данные, весьма условная.
Многие программные продукты поддерживают оба приложения. Графическое ПО может быть либо автономным пакетом, либо оно может быть интегрировано с другими программными пакетами.
Интегрированные программные пакеты позволяют менеджерам создавать графический выход непосредственно из БД или электронных таблиц нетехническим и дружественным пользователю способом.
Новые понятия трехмерной графики и виртуальной реальности дают возможность пользователям визуально представлять задачи и решения более эффективными способами.
Графические средства могут быть особенно важными для решения бизнес-задач и поддержки принятия решений, т.к. они помогают менеджерам визуально представлять данные, отношения и результаты.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru
Интеллектуальный интерфейс
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.
Задание 1. Теоретическая часть 2
Задание 2. Обработка данных в Excel 9
Задание 3. Работа с базами данных 16
Список используемой литературы 29
Работа содержит 1 файл
Задание 1. Теоретическая часть
Задание 2. Обработка данных в Excel
Задание 3. Работа с базами данных
Список используемой литературы
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)
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: