Реферат по предмету "Теория систем управления"

Узнать цену реферата по вашей теме


Принципы организации и функционирования интеллектуальных систем

Содержание
Введение1.Структурно-функциональные особенности интеллектуальных систем2. Информационно-управляющая деятельностьинтеллектуальных систем3.Принципы организации и функционирования интеллектуальных систем
4.Интеллектуальные системы управления с искусственным интеллектом для комплексов
5. Общаяфункциональная структура интеллектуальных систем управления6. Архитектураинтеллектуальных систем поведенческого типаСписок,использованной литературы
Введение
Интеллект(от латинского intellectus — познание, понимание, рассудок)- способность мышления, рацио­нальногопознания. Естественным примером интеллек­туальной системы является человек. Задачи,которые решает человек в своей практической деятельности на основе мышления,относятся к интеллектуальным. Дея­тельность человека, особенно интеллектуальная(твор­ческая), еще изучена недостаточно, принципы и методы ее объясняютсянеоднозначно. Многочисленные попытки понять и использовать феномен интеллекта впрактиче­ских целях имеют заманчивые перспективы и становят­ся все более иболее реальными.
Будем называть систему, способнуюрешать интел­лектуальные задачи, интеллектуальной системой (ИС). К числуосновных интеллектуальных задач по аналогии с деятельностью человека можноотнести задачи распо­знавания (образов, ситуаций, сцен, состояний), обучения ипланирования поведения (принятия решений). В этом плане интеллектуальныминазывают еще системы, обла­дающие способностью к обучению и изменению своегоповедения в результате обучения.
В настоящее время развитие науки итехники дос­тигло такого уровня, когда становится уже реальным созданиеискусственного интеллекта, или точнее, моде­лирование (имитация) возможностей испособностей че­ловека, а решение указанных основных задач с помощьюпрограммных и аппаратных средств. Системы ИИ долж­ны воспроизводить функцииестественного интеллекта. Поэтому изучению систем ИИ должно предшествоватьрассмотрение основных свойств и особенностей естест­венного интеллекта длятого, чтобы понять и использо­вать свойства биологических систем для решениятех­нических проблем. Кибернетическое изучение живого помогает раскрыть какобщие законы функционирова­ния сложных систем, так и частные свойства отдельныхорганов и организма в целом с точки зрения происхо­дящих в живых, существахинформационных процессов и процессов управления.
Тысячевековая эволюция живых существпривела к их чрезвычайному усложнению и многоуровневой ие­рархическойорганизации множества включенных друг в друга систем и подсистем. Каждомууровню свойственны свои специфические закономерности информационных процессов,системной организации и процессов управле­ния. Для общего ознакомления скибернетическими свойствами живых, организмов акцентируем внимание
на общих принципах организации, конкретных меха­низмахцелесообразного регулирования и активного взаимодействия с окружающей средой.1. Структурно-функциональные особенности интеллектуальных систем
Большинство изобретений человека имеет аналогии в природе. При этомоказывается, что основные идеи этих изобретений реализованы в природе более ком­пактно,миниатюрно, надежно и совершенно. Многие исследования обнаружили общностьэтапов развития техники и природы и привели к выводу о целесообраз­ностииспользования в технике аналогов живой приро­ды. Этот вывод имеет особоезначение в работах по соз­данию технических систем с ИИ. Для того, чтобы уста­новитьаналогии между живым интеллектом и техниче­ской системой с ИИ, можно провестинекоторое описа­ние структурных и функциональных особенностей жи­вых илиестественных интеллектуальных систем.
Прежде  всего требует определения  понятие «система». В самом широкомсмысле можно определить, что система-это совокупность взаимодействующих между собой относительно элементарныхструктур или процессов, объединенных в целое выполнением некото­рой общейфункции, несводимой к функциям ее компо­нентов. Признаки системы: онавзаимодействует со сре­дой и другими системами как единое целое, состоит изиерархии подсистем более низких уровней, является подсистемой для систем болеевысокого уровня, сохра­няет общую структуру взаимодействия элементов приизменении внешних условий и внутреннего состояния.
Естественныесистемы различаются по своей сложности и уровню организации. Понятие оборганиза­ции системы предполагает определенное согласование состояний идеятельности ее подсистем и составляющих элементов. Это согласованиедостигается передачей сиг­налов (сообщений) по внутрисистемным связям, а дляподдержания высокого уровня организованности необ­ходимо постоянное общение сокружающим миром. Еще более необходима передача сообщений по внутрисистем­ным имежсистемным связям для формирования и вы­дачи командных сигналов приосуществлении актов управления.
Основнымсвойством естественных ИС является их способность к адаптации при измененииусловий функ­ционирования. Способность к адаптации путем самоор­ганизацииосновывается как на множественности эле­ментов системы и разветвленности связеймежду ними, способствующих возникновению целостности, так и на наличии гибкоговзаимодействия между элементами по типу обратных связей. Существенным признакомсамо­организации является обособление интеллектуальных систем от окружающейсреды.
Функциональной особенностьюобособленной ИС является активное взаимодействие ее со средой. Особен­ности ееструктурной организации определяют направ­ление и объем процессоввзаимодействия системы со средой. Наличие чрезвычайно разнообразных обратныхсвязей на всех уровнях влияет на интенсивность процес­сов взаимодействия.Отрицательные обратные связи обеспечивают стабильность функций системы, постоян­ствоее параметров, устойчивость к внешним воздейст­виям, Положительные обратныесвязи играют роль уси­лителей процессов и имеют особое значение для разви­тия,накопления изменений. Наличие отрицательных и положительных обратных связейприводит к возможно­сти развития по некоторому закону (программе) с ис­пользованиемвнешних ресурсов.
Сложнаядинамическая (устойчиво неравновесная) организация целенаправленнойфункционирующей сис­темы требует непрерывного управления, без которого сис­темане может существовать. Особенность этого управле­ния состоит в том, что онослужит причиной ряда процес­сов в самой системе и прежде всего процессоввнутренне­го саморегулирования по законам организации системы.
Основнымифункциями самоорганизующейся системы являются функции информационногообеспечения (ФИО), материального и энергетического обеспечения (ФМЭО),перемещения (ФП) и адаптации (ФА). С точки зрения реализации НИ наибольшийинтерес представля­ет ФИО, которая является всеобъемлющей. Информациянеобходима для контроля внутреннего состояния систе­мы, распознавания ситуаций,решения задачи обеспече­ния функционирования, выявления закономерностей иобучения. Для последующего использования получаемая информация должнаразделяться и откладываться в со­ответствующие системы памяти (оперативные идолго­временные).
Функциюинформационного обеспечения реализуют органы контроля окружающей среды, навигациии ана­лиза объектов. Обработка сигналов этих органов инфор­мации осуществляетсяособым управляющим узлом (УУ) (устройством), в котором производится анализполучен­ных данных, их обработка и обобщение, оценка ситуа­ции и принятиерешения. Одновременно ведется обога­щение памяти, накопление опыта, обучение иотработка логических методов обработки информации.2. Информационно-управляющая деятельность интеллектуальных систем
Информационно-управляющая деятельность интел­лектуальных систем являетсяопределяющей и подчиня­ет себе все ее функции. Эта деятельность, осуществляе­маяособым управляющим узлом, обеспечивает адекват­ное реагирование системы наменяющиеся условия и воздействия внешней среды в процессе достижения це­лейуправления.
Цель- это некий будущий результат деятельностисистемы, достигаемый с помощью принципа обратной связи. При этом исходныеусловия можно интерпрети­ровать как подцели достигаемой цели. Причем в некото­рыхслучаях цель автоматически достигается при вы­полнении подцелей, а в другихслучаях для этого тре­буются еще дополнительные усилия (действия) системы,реализуемые управляющим узлом с помощью команд (актов) управления.
Элементарный актуправления состоит в целесооб­разном ответе на данное внешнее воздействие.Элемен­тарный акт управления называют рефлексом. Рефлекс-реакция на возмущение- Более точное толкование реф­лекса включаети обратную связь между результатом ответного действия (результатом реакции) иформирова­нием новых управляющих команд.
Существуют двавида рефлексов- безусловные и условные.Безусловные рефлексы являются врожденны­ми и передаются по наследству. Ихотличительной чер­той является автоматическая, стереотипная форма про­явления.Биологическая роль безусловных рефлексов заключается в обеспечении приспособленийорганизма к строго постоянным условиям.
Условные рефлексывырабатываются в процессе индивидуального развития организма. Их характеризу­ютосновные признаки.
            Приобретаемость. Условныерефлексы вырабаты­ваются у отдельных индивидуумов по мере необходимо­сти, онине являются обязательными для всех организ­мов данного вида.
Изменчивость. Условный рефлекс вырабатывается,если есть в нем необходимость, и угасает (затормажи­вается), если необходимостьв нем отпадает.
Сигнальность.Это важнейший признак условногорефлекса, он заключается в «предупредительной» дея­тельностиорганизма.
В жизни сложногоорганизма рефлекс- существен­нейшеенервное явление при помощи которого устанав­ливается постоянное и точноесоотношение частей орга­низма между собой и отношение целого организма к ок­ружающимусловиям.
Все бесчисленноемножество рефлексов можно раз­делить на отдельные группы по тому или другомупризнаку. Можно выделять группы рефлексов по их биологическому значению, порасположению рецепторов, по характеру ответной реакции, по длительности протека­нияв зависимости от того, какой отдел мозга участвует в их осуществления. Всоответствии с характером внеш­него воздействия в организме человека определяютне­сколько уровней рефлекторного управления: элементар­ные безусловныерефлексы, координационные безуслов­ные рефлексы, интегративные безусловныерефлексы, сложнейшие безусловные рефлексы, элементарные ус­ловные рефлексы исложные формы целенаправленной деятельности. Рассмотрим их подробнее.
Элементарныебезусловные рефлексы-это простые ответные реакции. Онивызываются локальным действи­ем контактных раздражителей (воздействий). Роль об­ратныхсвязей, преимущественно отрицательных, в осуществлении и коррекции такихэлементарных реф­лексов еще невелика и они реализуются по жестко де­терминированнойпрограмме. Отсюда их крайняя сте­пень автоматизма и стереотипности. В понятияхтеории автоматического регулирования-это одноконтурные системы первого порядка с преобладанием регулирова­ния повозмущению, регулирование по отклонению вно­сит лишь некоторые коррективы вответные реакции.
Координационныебезусловные рефлексы-его акты согласованной деятельностив некоторых пределах структуры системы. В понятиях теории автоматическогорегулирования это, по крайней мере, двухконтурная система с комбинированнымрегулированием как по возмущению, так и по отклонению. Координационные рефлексыдают согласованную реакцию на несколько простых разнородных локальныхвоздействий.
Интегративныебезусловные рефлексыпредстав­ляют собой синтез координационных рефлексов вместе со структурнымобеспечением в комплексные реакции определенного значения. В понятиях теорииавтомати­ческого регулирования это многоконтурные системы, работающие главнымобразом на поддержание постоян­ных значений основных регулируемых величин, т.е.системы стабилизации, обеспечивающие уравновешен­ность (устойчивость) системы.Роль интегративных реф­лексов в приспособительной деятельности биологическихсистем исключительно велика. Она означает переход от локальных реакций системык ответам как целого обра­зования, что может рассматриваться простейшими ак­тамицелесообразного поведения. Интегративные реф­лексы означают переход ккачественно новой форме ре­акций на внешние воздействия.
Сложнейшиебезусловные рефлексыорганизуются по некоторым программам из интегратинных рефлексов и составляютнекоторые стереотипы действий (поведе­ния). Характерной чертой таких рефлексовявляется то, что они образуются последовательностью интегративных реакций, прикоторой завершение предыдущей стиму­лирует начало следующей. Сформировавшеесятаким образом поведение определяется как многоконтурное ие­рархическоерегулирование высокого порядка, в кото­ром особое значение приобретаетсостояние системы, на­правляющее стабилизирующую деятельность на уравно­вешиваниесистемы с внешней средой.
Элементарныеусловные рефлексысостоят в вызы­вании интегративных рефлексов или инстинктивных реакций посигналам ранее безразличных раздражите­лей, которые приобретают сигнальноезначение в ре­зультате индивидуального опыта системы. Принципи­альным отличиемусловно-рефлекторного уровня управ­ления от всех предыдущих является то, что онне суще­ствует заранее, а образуется индивидуально у каждой системы. Условныйрефлекс- ярко выраженная самоор­ганизующаясясистема. Специфическая особенность об­ратных связей системы условных рефлексовзаключает­ся в том, что они устанавливаются от результатов дейст­вия ксигнальному значению условного раздражителя с положительным знаком- через подкрепление и с отри­цательным знаком- через неподкрепление. Действенность сигналаопределяется ступенью вероятности появ­ления вслед за ним безусловногораздражителя. Все это делает условные рефлексы наиболее гибким,самоорга-низующимся и самопрограммирующимся механизмом управления. В понятияхтеории автоматического управ­ления это система с самонастройкой программы. Впси­хическом плане элементарные условные рефлексы дают начало ассоциативномуспособу мышления.
Сложные формыцеленаправленной деятельности как уровень управления возникают в результате инте­грацииэлементарных условных рефлексов и используют аналитика-синтетические механизмыабстрагирования (отвлечения от безусловных подкреплений) сигналов, Это даетвозможность более полного и целостного вос­приятия окружающего и болееадекватного прогнозиро­вания и программирования поведения. На этом уровнеуправления основным объектом ответных реакций ста­новится не окружающая среда,а сам управляющий ап­парат (устройство) и выработка новых систем самопро­граммированиячасто не проявляется внешними реак­циями. Сложные формы деятельностиосуществляются с участием многоярусной системы положительных и от­рицательныхобратных связей между механизмами вос­приятия и принятия решения за счетсигналов согласо­вания и рассогласования, сложившихся из прошлого опыта моделейвнешнего мира и программ поведения с фактическим состоянием окружающей среды.
В понятиях теория автоматическогоуправления сложные формы деятельности являются наиболее совер­шеннымисамонастраивающимися системами, которые осуществляют свою оптимизацию путемперестройки организации, т. е. являются самоорганизующимися. Наиболее сложныеформы высшей деятельности связаны с синтетическими процессами, на основекоторых воз­никают целостные субъективные образы внешнего мира, формируютсяцеленаправленные программы поведения.
Важнойособенностью биологических систем явля­ется целенаправленность ихфункционирования. Если такая система функционирует, то это прежде всего озна­чает,что в ней решается конечное множество задач управления и с определеннойточностью обеспечивается достижение целей управления. Под целью управления приэтом обычно понимается не просто желаемый результат, а в каком-то смыслеоптимальный.
Необходимость достижения той или инойцели в конкретных условиях может быть сформулирована как задача преодолениянекоторого противоречия. Управле­ние тесно связано с информационнымипроцессами. Так как акт управления осуществляется воздействием на объектуправления, то выбор этого воздействия среди множества возможных происходит наоснове информа­ции об их свойствах, а само воздействие обычно имеет характерпускового или задерживающего сигнала. Спо­собность системы к саморегуляции,обеспечивающей адаптивное целесообразное управление, определяется действием обратных связей.3. Принципы организации и функционированияинтеллектуальных систем
ИзучениеИС позволяет сделать попытку сформулировать общие принципы, которые, не являясьдоста­точными, отражают необходимые моменты в их органи­зации ифункционировании.
1.     Принципсистемности.
ИС могут быть только сложнымисистемами, функции всех их элементов должны быть согласованы с назначениемсистемы и их местом в них, а также между собой. Именно взаимная согласованностьи взаимозависимость элементов системы обеспечивает целостность и функциональнуюполноту наиболее совершенных ИС. Это может также приводить к структурной илифункциональной избыточности.
2.     Принципиерархичности.
Сложная иерархиче­ская многоуровневая структура являетсяосновой для одновременного протекания множества процессов. Уровеньнеординарности итогового процесса зависит от ха­рактера совокупностисоставляющих процессов. Слож­ная совокупность процессов принципиально характери­зуетсяи сложной структурой. Таким образом, в некото­ром роде уровень сложностисистемы и ее структуры оп­ределяет и потенциальный уровень ее интеллекта.
3.     Принципмногоканальности.
Получение согласо­ванных с обстоятельствами и средойрешений различ­ных задач основывается на информации, получаемой извне по многимканалам и работающим на различных физических принципах, что позволяет иметьразнород­ную характеристику специальных свойств объектов сре­ды.Комплексирование информационных данных позво­ляет иметь более объективную иболее полную картину о происходящих процессах. Разнородная информация, по­лучаемаяпо разным каналам, обрабатывается примерно за одинаковое минимально возможноевремя. Нагляд­ность этого принципа характеризует следующий факт. Человекспособен решать различного рода опознаватель­ные задачи за доли секунды, азрительная система чело­века несомненно работает как параллельное устройство,Параллельная обработка как зрительной информации, так и поступающей в мозгчеловека от других органов чувств, дозволяет реализовать инвариантное опознава­ниеобъектов.
4.     Принципадаптивности.
Принцип адаптивности предполагает наличие у ИСпотенциальных возможно­стей улучшения работы: в условиях априорной и текущейнеопределенности на основе обучения на опыте. Особая роль при этом принадлежитэлементам системы- реализующим память. Адаптация может происходить путемсамонастройки, самообучения или самоорганиза­ции. Адаптивные способности могутопределяться объе­мом информации (памятью) системы и потребными за­тратамивремени на ее обработку.
5.     Принципвзаимности функциональных и структурных свойств.
Естественно, что назначение системы, ее функциинепосредственно влияют на структуру сис­темы. Однако и структура системы должнаспособство­вать наиболее полной реализации функций.
6.     Принцип эквифивальности.
Этот принцип пред­полагает наличие у системы множествавзаимосогласо­ванных последовательностей реакций на определенные внешниевоздействия, приводящих к одному и тому же практически полезному результату.
7.     Принципдинамического самопрограммирования.
Самая замечательная особенность нервного управления,наиболее ярко выраженная в целеустремленном творче­ском разуме человека,заключается в способности на ос­новании разнообразного анализа ситуациймгновенно создавать сложнейшие и вместе с тем оптимальные про­граммыдеятельности, которые непрерывно перестраи­ваются и корректируются с учетомпрошлых событий, текущей действительности и прогнозирования будущего. Ужеобразование элементарного условного рефлекса представляет собой выработку новойпрограммы поведе­ния. Усложнение условных рефлексов означает все более высокуюсамоорганизацию поведенческих программ. В кибернетическом смысле основнаяфункция высшей нервной деятельности состоит в динамическом поведениисамопрограммирования.
4. Интеллектуальные системы управления сискусственным интеллектом для комплексов
Всевозможныесложные научно-технические и про­изводственные устройства и установки,автоматические или функционирующие путем взаимодействия с челове­ком(автоматизированные), предназначенные для реше­ния специальных задач, будемназывать техническими комплексами (ТК).
Целенаправленноефункционирование любого ТК предполагает некоторое управление им. Основным зве­номсистемы управления (СУ) большинства современных ТК в настоящее время являетсячеловек, так как за ним остается право принятия решений. Научно-техническийпрогресс, все более усложняя ТК и расширяя перечень решаемых ими задач,выдвинул на передний план та­кие потребные возможности, для выполнения которыхпревышаются естественные возможности человека. Ис­тория развития техникипоказывает, что прогресс в ука­занных условиях можно обеспечить на путиповышения степени автоматизации ТК, т.е. при условии переложе­ния части (или вcex) функций с человека на технику.Только таким образом можно исключить несоответствие между потребными ирасполагаемыми человеком воз­можностями. Однако при этом возникают принципиаль­ныетрудности, связанные с необходимостью автомати­зации интеллектуальных функцийчеловека, условия реализации которых являются в значительной степенинеопределенными, неполными и противоречивыми, быстроизменяющимися. Отсюдаследует, что дальнейший прогресс в развитии техники ставит вопрос об использо­ванииИИ в сложных ТК, т.е. рассмотрении вопроса о создании ИСУ для ТК.
Использование ИСУв ТК связано также еще с од­ним чрезвычайно важным обстоятельством. На основеИИ возможно создание обучаемых СУ, которые позволят наиболее полно использоватьпотенциальные возможно­сти ТК и нивелировать индивидуальные особенностиоператоров. Акцент на обучении СУ позволит накапли­вать необходимый опыт,исключать повторение неблаго­приятных ситуаций и решений, исключать влияние ин­дивидуальныхособенностей операторов на конечный ре­зультат функционирования ТК. Главнымусловием peaлизации таких систем является их способность автома­тически приобретать(извлекать), улучшать и расширять запас знаний.
ТК с ИИ- это сложные системы, в основе функ­ционированиякоторых лежит использование свойств особого управляющего устройства, способногораспозна­вать объекты и оценивать обстановку, обучаться, фор­мировать цели ипланировать последовательность дейст­вий по достижению поставленных целей. ТК сИИ будут системами с очень высоким уровнем автоматизации и способностьювыполнять сложные функции. Однако ис­пользование ИИ в ТК не устраняет человекаиз контура управления системы. Меняется лишь положение чело­века в контуреуправления. При любом уровне совер­шенства ИСУ они только реализуют замыселчеловека, управленческая деятельность которого переходит на бо­лее высокийинтеллектуальный уровень.5. Общая функциональная структураинтеллектуальных систем управления
В общем случае свойства ИСУ должны быть согла­сованы с назначением ихарактеристиками объектов управления (ОУ), под которыми будем понимать ТК.Исходным моментом такого согласования является фор­мулировка задачи управления.Остановимся на рассмот­рении функциональной структуры ИСУ, полагая, чтопредставление о ТК дают решаемые ими задачи.
Любаяинтеллектуальная деятельность опирается на знания о предметной области, вкоторой ставятся и решаются задачи. Предметной (или проблемной) обла­стьюобычно называют совокупность взаимосвязанных сведений, необходимых для решенияданной задачи или определенной совокупности задач. Знания о предметной областивключают описания объектов, явлений, фактов, а также отношений между ними и составляютбазу зна­ний(Б3) и базу данных (БД). БЗсодержит сведения, от­ражающие закономерности данной предметной области ипозволяющие прогнозировать и выводить новые фак­ты. не отраженные в ней. БДсодержит информацию, имеющую локальный или текущий характер, являю­щуюсявспомогательной. Иногда БЗ и БД рассматрива­ются как подсистемыинтеллектуального банка данных. При этом в него еще включают блок обучения,состоя­щий из блока распознавания ситуаций (образов) (БРО) и блока формированияпонятий (БФП). Однако БЗ была бы не полной, если бы не содержала знания о целяхфункционирования системы {Ф1,..., Фп}.
ИСУ должнаосуществлять информационное мо­делирование процесса достижения цели Ф^, чтоневоз­можно без построения модели обстановки.
На основевышеизложенного можно представить функциональную структуру ИСУ в виде,приведенном на рис.1

Блок моделирования  обстановки
Априорный              реальный


Блок принятия решений
Блок выработки управляющих воздействий
Исполнение управляющих воздействий
Знания о целях
БД                  БЗ
Блок формирования понятий
Блок распознования ситуаций (образов)
     Датчики


Внешняя среда
        (предметная оьласть)
Рис.1
Функциональные иинтеллектуальные возможности ИСУ определяются соответствующим алгоритмическим(программным) и аппаратным обеспечением. Способ­ность ИСУ решатьинтеллектуальные задачи может ос­новываться как на обучении на опыте, так и насово­купности формализованных методов. В соответствии со структурой,представленной на рис.1, ИСУ должна рас­познавать ситуации (образы), обучатьсяпонятиям и на­выкам, формировать модель обстановки (решаемой зада­чи),планировать поведение (принимать решение), опре­делять управляющие воздействияи осуществлять их об­работку. Возможности практической реализации ИСУ длярешения различных задач зависят, прежде всего от производительности современныхЭВМ. Характерной чертой уже действующих систем, ориентированных в основном наобработку знаний, является высокий уро­вень развития их программногообеспечения. С его по­мощью решаются задачи обработки символьной инфор­мации,перебора решений вычислительных и логиче­ских задач и построения логическоговывода решения с использованием заданных систем правил, работы с БД,высокоскоростной обработки изображений, речи и дру­гие. В настоящее время приразработке ИС все чаще ис­пользуются специализированные аппаратные средства.реализующие в той или иной степени их основные функции. Практической основойреализации ИС являет­ся возможность имитации их свойств на ЭВМ.6. Архитектура интеллектуальных системповеденческого типа
Специфика решаемых ТК задач определяет перечень функций ее СУ, аследовательно, и особенности ар­хитектуры. Даже при решении сравнительнопростых в интеллектуальном отношении задач перемещения в про­странстве ТКдолжен обладать довольно развитой архи­тектурой ИСУ. ИСУ должна восприниматьокружающую обстановку, видеть цель и препятствия. Еще до начала движения онадолжна определить оптимальную траек­торию движения и реализовывать ее постоянноучиты­вая происходящие во внешней среде изменения. При больших скоростяхперемещения цели (или препятст­вия) требования к ИСУ еще более усиливаются. ВИСУ, решающих задачи, подобные указанной выше, исполь­зуется бионическийподход, основанный на выявлении и использовании аналогий в реализацииповеденческих актов живыми организмами. Поведенческие акты свой­ственны нетолько мозгу человека, но и мозгу более про­стых организмов. Известно, чтоповеденческие акты че­ловека реализуются не столько на сознательном, сколь­кона подсознательном уровне. Реализация поведенче­ских актов может осуществлятьсяпрежде всего на реф­лекторном уровне. Далее может учитываться изменение внешнихусловий.
Согласносовременным представлениям, механиз­мы, обеспечивающие целенаправленноеактивное пове­дение некоторого объекта, должны иметь определенную операционнуюструктуру, состоящую из последователь­ности ряда процессов, а именно восприятияинформации (афферентного синтеза), принятия решения, формирова­ния программыдействия и ее выполнения. В свою оче­редь афферентный синтез (АС) включаетобработку ин­формации о состоянии внешней среды, о положении в этой средеобъекта и его состоянии, а также о тех целях, которые объект преследует вданной ситуации. Приня­тие решения заключается в выборе действия, направ­ленногона достижение цели в сложившихся условиях. Формирование программы будущегодействия осуществ­ляется одновременно с формированием так называемого акцепторарезультата действия, т. е. параметров того состояния, в котором объект окажетсяпосле выполнения программы. Выполнение программы, в свою оче­редь, происходитпри одновременном определении пара­метров нового состояния и сравнении этихпараметров с акцептором результата действия (обратная афферентация). В общемслучае афферентный синтез осуществля­ется не только на основе обстановочнойафферентации, но и на основе информации, содержащейся в памяти объекта опредыдущем опыте. Под обстановочной афферентацией понимается совокупностьвоздействий, ото­бражающих условия, в которых находится объект. Ус­ловные илибезусловные воздействия, имеющие для объ­екта смысл команд к действию, образуютпусковую афферентацию.
Цель есть тотсистемообразующий фактор, который формирует функциональную систему, выделяетнеобхо­димые степени свободы объекта и компенсирует их из­быточность. Болеетого, цель определяет адекватность и избирательность восприятия и отражениявнешнего ми­ра. Функциональная система поведенческого типа чело­векареализуется на нейронных сетях мозга. Аналогом нейронных сетей мозга могутявляться аналитически или физически реализованные нейронододобные струк­туры(НПС). Работу НПС можно представить следую­щим образом. Информация о внешнейсреде в виде об­становочной и пусковой афферентации поступает на НПС,воспроизводящую афферентный синтез. На НПС происходит обработка поступившейинформации. В ре­зультате этой обработки принимается решение о харак­теребудущего действия и формируется программа ее выполнения. Само действиереализуется аффекторными (исполнительными) подсистемами, а обратные связи ис­пользуютсядля его коррекции. Такая НПС позволяет воспроизводить поведенческие акты, т. е.обладает уп­рощенным интеллектом.
На основе рефлекторногопредставления и с учетом принципов организации и функционирования естествен­ногоинтеллекта можно предположить более общее опи­сание структуры ИСУповеденческого типа. ИС прежде всего должна содержать сенсорную подсистему(СП). Ка­ждому классу задач должны соответствовать свои дат­чики (рецепторы),что соответствует принципу избира­тельности восприятия в функциональной системеИС. Уровень детальности восприятия влияет также на воз­можности решения задач.СП реализует акты, анало­гичные элементарным безусловным рефлексам и коор­динационнымбезусловным рефлексам. Далее следует включить в ИИ структуру афферентногосинтеза (САС). Связь между СП и САС обеспечивает установление вза­имнооднозначногосоответствия между участками внеш­ней среды и отражающими их элементами САС.САС реализует акты, аналогичные интегративным безуслов­ным рефлексам. Исходя изхарактера решаемых задач, следует потребовать, чтобы структура связей междуэлементами сети САС отражала основные физические свойства рабочего пространства- его однородность и изо­тропность, а всостояниях элементов САС отражались бы текущие свойства участков внешней среды,например, их свойства быть целью, препятствием или свободным уча­стком длядвижения. Элемент САС должен возбуждать­ся и генерировать сигналы возбуждения,если соответст­вующий ему участок внешней среды является целевым, выключаться иблокировать сигналы возбуждения, если такой учас


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Доработать Узнать цену написания по вашей теме
Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме:

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.