Д. Використання інформації для прийняття рішень

Останній клас дисциплін, що входять у теоретичну інформатику, орієнтований на використання інформації для прийняття рішень у всіляких ситуаціях, що виникають у навколишньому світі. Сюди, насамперед, входить теорія прийняття рішень, що вивчає загальні схеми, які використовують люди при виборі потрібного їм рішення із множини альтернативних можливостей. Такий вибір часто здійснюють в умовах конфлікту або протиборства. Моделі такого типу вивчає теорія ігор.

Серед усіх можливих рішень завжди бажано вибрати найкраще або близьке до нього. Проблеми, що виникають при вирішенні цього завдання, вивчає математичне програмування (не плутати з програмуванням для комп'ютерів, слово "програмування" тут вжито в іншому змісті). При організації поводження, що веде до потрібної мети, приймати рішення необхідно багаторазово. Тому вибір окремих рішень має бути підпорядкований єдиному планові. Способи побудови таких планів і їхнє використання для досягнення поставлених цілей вивчає ще одна наукова дисципліна — дослідження операцій. У цій же науці вивчають і способи організації різного роду процесів, що ведуть до одержання потрібних результатів.

Якщо рішення приймають не одноосібно, а в колективі, то виникає чимало специфічних ситуацій: утворення партій, коаліцій, поява угод і компромісів. Ці проблеми частково вивчає вже згадана теорія ігор, але останнім часом науковці активно розвивають нову дисципліну — теорію колективного поводження, для якої задачі колективного прийняття рішень — предмет спеціального вивчення.

Кібернетика

Вище вже було сказано, що кібернетика у певний момент часу так як би містила в собі ті завдання, які зараз вирішує інформатика, а власне ж кібернетичні дослідження полягають у вивченні загальних властивостей процесів керування і систем керування у живих і неживих системах.

Найактивніше було розвинуто технічну кібернетику. У її склад входить теорія автоматичного керування, що стала теоретичним фундаментом автоматики. Важко переоцінити важливість досліджень у цій області. Без них неможливі були б досягнення в області приладобудування, верстатобудування, атомної енергетики та, мабуть, усіх тих систем керування промисловими процесами і науковими дослідженнями, що складають значну частину середовища буття людини. З теорією автоматичного керування зв'язана технічна діагностика, у завдання якої входить контроль за функціонуванням систем і пошук ушкоджень у них.

Помітне місце в кібернетиці займає розпізнавання образів. Основне завдання цієї дисципліни — пошук правил виводу, за допомогою яких можна було б класифікувати численні явища реальності, співвідносити їх із деякими еталонними класами. Розпізнавання образів — це наука на межі між кібернетикою і штучним інтелектом, тому що пошук правил виводу найчастіше здійснюють навчанням, яке — інтелектуальна процедура. У кібернетиці виділено навіть спеціальну галузь досліджень, що одержала назву навчання на прикладах.

Ще один науковий напрямок тісно пов'язує кібернетику з біологією. Аналогії між живими і неживими системами багато сторіч хвилюють учених. Наскільки принципи роботи живих систем можуть бути використані в штучних об'єктах? Що можна запозичити в природи? Відповіді на ці запитання шукає біоніка — наука між кібернетикою і біологією. Нейрокібернетика, як показує її назва, пробує застосувати кібернетичні моделі у вивченні структури і дії нервових тканин.

Кібернетика, як уже було сказано, більше всього вивчає загальні принципи керування в об'єктах різної природи. Тому її теж цікавлять рівноважні стани таких систем і способи їхнього досягнення. Рівновага тісно пов'язана з ідеєю стійкості, а власне стійкість і здатність зберігати тривалий час свою форму, структуру і життєдіяльність — характерна властивість не тільки живих, але й доцільних штучних систем. Згадувана вже теорія автоматичного керування у своїй значній частині є наукою про досягнення стійких станів і способів їхнього збереження.

Особливо складний випадок, коли рівновагу досягають шляхом взаємодії багатьох систем, що змагаються і навіть конфліктують між собою. Загальні моделі такого типу розглядає гомеостатика — наука, яка виникла недавно і перебуває на стадії оформлення.

Кібернетику можна розглядати як прикладну інформатику в галузі створення і використання автоматичних або автоматизованих систем керування різного ступеня складності, від керування окремим об'єктом (верстатом, промисловою установкою, автомобілем і т.п.) до найскладніших систем керування цілими галузями промисловості, банківськими системами, системами зв'язку і, навіть, співтовариствами людей.

Програмування

Це науковий напрямок своєю появою цілком зобов'язаний комп’ютерам. Саме з ними пов'язане програмування, як процес подання алгоритмів розв’язку задач на мові, яку розуміють процесори.

У початковий період свого розвитку програмування не мало міцної теоретичної бази і нагадувало працю ремісників вищої кваліфікації, коли якість роботи визначає не знання, а професійне уміння. Але з нагромадженням досвіду програмування виникали загальні ідеї і положення, що лежать в основі побудови програм для комп'ютерів і в самих процедурах програмування. Це спричинило за собою поступове створення теоретичного програмування, у якому зараз можна виділити кілька напрямків.

Один з них пов'язаний зі створенням різноманітних мов програмування, призначених для полегшення взаємодії людини з комп’ютерами та інформаційними системами. Крім розробки мови, на якій користувач записує програми, необхідні ще спеціальні засоби, що забезпечують автоматичний переклад запису програми з деякої мови програмування у форму, яку сприймають пристрої комп'ютера. Цей переклад здійснюють спеціальні програмні системи — транслятори, розробка яких, як і створення мов програмування і вирішення ще цілого ряду задач, пов'язаних із забезпеченням взаємодії користувача і машини, є полем діяльності системних програмістів. (Системне програмування — особлива галузь, у якій трудяться професіонали високого рівня).

Інша галузь діяльності системних програмістів — створення операційних систем, без яких не може функціонувати жодна обчислювальна машина. Програмісти такого профілю працюють, як правило, на тих фірмах і в тих організаціях, де виробляють або розробляють комп'ютери.

Тенденцією останніх десятиліть став перехід від окремих обчислювальних машин до об'єднань багатьох різнотипних машин у єдину мережу збору, обробки і передачі інформації. Така мережа нагадує розвинуту мережу зв'язку. Вона містить у собі спеціальні канали і супутні їм пристрої для організації обміну інформацією між машинами. Для того щоб різні комп'ютери "розуміли" один одного, потрібні спеціальні мови, записи яким однаково зрозумілі всім абонентам мережі. Такі мови називають протоколами зв'язку. Розробкою протоколів також займаються системні програмісти.

Крім системного, виділяють проблемно-орієнтоване програмування. Фахівці, що працюють у цій сфері, створюють користувацькі програми, націлені на вирішення задач у тій або іншій галузі людської діяльності, наприклад для вирішення задач з аеромеханіки, банківських задач, задач медичної діагностики тощо. Ці ж програмісти створюють спеціальні пакети прикладних програм — зручний засіб для користувача, що працює у фіксованій проблемній області.

Нарешті, великий загін програмістів пов'язаний зі створенням програм для різного роду інформаційних систем, наприклад для банків даних.

Штучний інтелект

За часом виникнення цей напрямок в інформатиці — наймолодший. Час його появи як наукової дисципліни — початок 70-х рр. нашого сторіччя. Але зараз, мабуть, саме штучний інтелект визначає стратегічні напрямки розвитку інформатики.

Штучний інтелект тісно пов'язаний з теоретичною інформатикою, звідкіля він запозичив багато моделей і методів, наприклад, активне використання логічних засобів для перетворення знань. Настільки ж міцні зв'язки цього напрямку із кібернетикою. Математична і прикладна лінгвістика, нейрокібернетика і гомеостатика якнайтісніше зв'язані з розвитком штучного інтелекту. І звичайно, роботи в області створення інтелектуальних систем (чим, власне, і займаються фахівці, що працюють в області штучного інтелекту) немислимі без розвинених систем програмування. Останній зв'язок настільки тісний, що існує навіть думка, що роботи в галузі проектування і створення інтелектуальних систем — новий ступінь робіт в галузі програмування.

Основна мета робіт в галузі штучного інтелекту — прагнення проникнути в таємниці творчої діяльності людей, їхньої здатності до оволодіння навичками, знаннями й умінням. Для цього необхідно розкрити ті глибинні механізми, за допомогою яких людина здатна опанувати практично будь-який вид діяльності. Якщо суть цих механізмів буде розгадана, то є надія реалізувати їх у штучних системах, тобто зробити їх інтелектуальними.

Така ціль досліджень в галузі штучного інтелекту тісно зв'язує її з досягненнями психології — науки, одним із завдань якої є вивчення інтелекту людини. У психології зараз активно набув розвитку особливий напрямок — когнітивна психологія, дослідження якої спрямовані на розкриття тих закономірностей і механізмів, що цікавлять фахівців в галузі штучного інтелекту.

Творців інтелектуальних систем цікавить не тільки проблема автоматизації здатності до міркувань і умовиводів, тобто моделювання міркувань, але і здатності до сприйняття навколишнього світу, який досить успішно використовують живі істоти (і, звичайно, люди). Тому, крім досягнень когнітивної психології в роботах зі штучного інтелекту використовують і результати, отримані в психології сприйняття різного типу інформації.

Крім психологічних досліджень, у коло інтересів фахівців в галузі штучного інтелекту входять ті лінгвістичні дослідження, які тісно пов'язані з психологією. Цю межову область активно досліджує психолінгвістика. Її результати мають відношення до моделювання спілкування не тільки за допомогою природної мови, але і з використанням інших засобів (жестів, міміки, інтонації і т. п.).

Як ми вже говорили, математична і прикладна лінгвістика також тісно взаємодіють із дослідженнями в області штучних систем спілкування природною мовою. Комп'ютерна лінгвістика — ще один з лінгвістичних напрямків, з яким тісно перетинаються інтереси штучного інтелекту.

Існує багато способів описати і подати різноманітні знання про світ. І природна мова лише один з них. Ще один приклад — мова математики, здатна виразити своїми засобами багато законів і закономірностей навколишнього світу. Існує спеціальна наука — семіотика, що вивчає загальні властивості різних систем, здатних описувати явища навколишнього світу і його закони. Зрозуміло, що до семіотики фахівці зі штучного інтелекту виявляють не менший інтерес, ніж до психології або лінгвістики.

І, звичайно, досягнення математичної логіки вносять свій вагомий внесок у розвиток наших уявлень про людський інтелект і про можливі шляхи формалізації людських міркувань.

Штучний інтелект — наука не чисто теоретична. Вона вивчає і прикладні питання, що зв'язані з побудовою реальнодіючих інтелектуальних систем, наприклад роботів. Але робототехніка — наука про роботів — не вичерпує всіх типів інтелектуальних систем. Наприклад, експертні системи менш відомі, ніж роботи, але вони активно входять у наше життя.

Поиск по сайту: