МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Алтайский государственный университет»
Рубцовский институт (филиал)
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО ДИСЦИПЛИНЕ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Уровень основной образовательной программы – бакалавриат
Направление подготовки – 09.03.03 «Прикладная информатика»
Форма обучения – очная, заочная
Срок освоения ООП нормативный
Кафедра Математики и прикладной информатики
Рубцовск
2014
При разработке учебно – методического комплекса учебной дисциплины
в основу положены:
1) ФГОС ВПО по направлению подготовки 09.03.03 Прикладная информатика,
утвержденный Министерством образования и науки РФ «22» декабря 2009 г. №
783
2)
Учебный
план
по
направлению
подготовки
09.03.03
Прикладная
информатика, утвержденный решением Ученого совета Рубцовского института
(филиала) АлтГУ от «17» февраля 2014г., протокол № 6
Учебно – методический комплекс одобрен на заседании кафедры математики и
прикладной информатики от «28» августа 2014 г., протокол № 1
Заведующий кафедрой МиПИ, к.т.н. доцент ________________ Е.А. Жданова
Разработчик:
Доцент______________
(занимаемая должность)
_____________________
(подпись)
А.В.Антропов
(инициалы, фамилия)
_____________________
(подпись)
М.А. Одокиенко
Работодатель:
Начальник Рубцовского
участка ООО «УГМК –
ТЕЛЕКОМ»
Оглавление
I.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ …………...5
1. ВВОДНАЯ ЧАСТЬ ……………………………………………………….…5
1.1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ........................…… .5
1.2. МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП
УНИВЕРСИТЕТА. ………………………………………………………………..5
1.3 ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ …………………………………………………………………..6
2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ ……………………………………………………….7
2.1. ОБЪЕМ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
………………………………………………………………………………….…..7
2.1.1 Тематический план учебной дисциплины (очная форма)….…..… 7
2.1.2 Тематический план учебной дисциплины (заочная форма)……… 8
2.1.3 Тематический план учебной дисциплины (заочная ускоренная
форма обучения на базе среднего профессионального образования)…….. 9
2.1.3 Тематический план учебной дисциплины (заочная ускоренная
форма обучения на базе высшего образования) …………………………..10
2.2. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ………………………. 11
2.2.1. Содержание разделов учебной дисциплины …………………….11
2.2.2. Лабораторный практикум ……………………………………….14
2.3. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТА …………………….16
2.3.1. Виды СРС ………………………………………………………….16
Для очной формы ….………………………………………………..…..16
Для заочной формы ……………………………………………………..17
Для заочной (ускоренной) формы обучения на базе среднего
профессионального образования…………………………………………….. 18
Для заочной (ускоренной) формы обучения на базе ВО……………. 19
2.4.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ
И
ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ………………………………..20
2.4.1. Основная литература …………………………………………….20
2.4.2. Дополнительная литература ………………………..………….20
2.4.3. Базы данных, Интернет-ресурсы, информационно-справочные и
поисковые системы: …………………………………………………………20
2.5. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ …………………………………………………………………21
2.5.1. Требования к аудиториям (помещениям, местам) для проведения
занятий: ………………………………………………………………………..21
2.5.2. Требования к оборудованию рабочих мест преподавателя и
обучающихся: ……………………………………………………………….21
2.5.3. Требования к программному обеспечению учебного
процесса:...........................................................................................................…21
2.5.4. Требования к специализированному оборудованию:………..21
2.5.5. Требования к программному обеспечению учебного процесса: 22
2.6. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ....................………………..22
2.7. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОСВОЕНИЮ УЧЕБНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ
«ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ
ИНФОРМАЦИОННЫЕ
СИСТЕМЫ» ...............................................................................................................23
3. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ И
РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ………………… 27
3.1. ВИДЫ КОНТРОЛЯ И АТТЕСТАЦИИ, ФОРМЫ ОЦЕНОЧНЫХ
СРЕДСТВ………………………………………………………………………..27
3.1.1. Виды контроля и аттестации, формы оценочных средств для
очной формы ………………………………………………………………….27
3.1.2. Виды контроля и аттестации, формы оценочных средств для
заочной и заочной ускоренной на базе СПО и ВО …………….………….27
3.2. КАРТА КОМПЕТЕНЦИЙ ДИСЦИПЛИНЫ …………………….….28
3.3. ПЕРЕЧЕНЬ КОМПЕТЕНЦИЙ С УКАЗАНИЕМ ЭТАПОВ ИХ
ФОРМИРОВАНИЯ В ПРОЦЕССЕ ОСВОЕНИЯ ОП………………………… 32
3.4. ПЕРЕЧЕНЬ ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ (ФОРМЫ ОЦЕНОЧНЫХ
СРЕДСТВ) ………………………………………………………………………33
Критерии оценивания…………………………………………………….. 34
Содержание лабораторных занятий ………………………………………...37
Требования к отчету по лабораторной работе …………………..…….41
Критерии оценки:............................................................................................42
I.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
1. ВВОДНАЯ ЧАСТЬ
1.1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Целями освоения учебной дисциплины «Интеллектуальные
информационные системы» является формирование у студентов
общекультурных и профессиональных компетенций, связанных с применением
знаний в области теории и практики построения и использования
интеллектуальных информационных систем.
Курс «Интеллектуальные информационные системы» призван создать у
слушателей фундаментальные представления о принципах организации и
функционирования современных интеллектуальных информационных систем,
научить студентов использовать основные модели представления знаний, а
также представлять и использовать нечеткие знания.
Объектом курса являются интеллектуальные информационные системы,
в той мере, в которой они необходимы для обеспечения штатного
функционирования различных информационных технологий.
Предметом курса являются руководящие принципы и базовые концепции
построения современных интеллектуальных информационных систем. Знание
этих концепций позволяет понять системные принципы функционирования
современных интеллектуальных систем – основы принятия решения в сложных,
слабо формализуемых ситуациях.
Целью курса «Интеллектуальные информационные системы» является
изучение студентами основных понятий, принципов, методов и способов
построения интеллектуальных информационных систем.
1.2. МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП
УНИВЕРСИТЕТА
1.2.1. Учебная дисциплина «Интеллектуальные информационные системы»
относится к циклу
Профессиональный цикл (вариативная часть)
Б.3.В.ДВ.3
1.2.2. Для изучения данной учебной дисциплины необходимы следующие
знания, умения и навыки, формируемые предшествующими дисциплинами:
– Базы данных,
– Высокоуровневые методы информатики и программирования,
– Информационные системы,
– Проектирование информационных систем,
– Дискретная математика,
– Теория вероятностей и математическая статистика.
5
1.2.3. Перечень последующих учебных дисциплин, для которых необходимы
знания, умения и навыки, формируемые данной учебной дисциплиной:
– Реинжиниринг бизнес-процессов,
– Дипломное проектирование.
1.3 ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: назначение и классы ИИС; состав подсистем классов ИИС;
модели и процессы жизненного цикла ИИС; стадии создания ИИС; технологии
сбора, накопления, извлечения, структурирования, распространения и
использования знаний; методы анализа прикладной области, решаемых задач,
формирования требований к ИИС; методы и средства организации и управления
проектом ИИС на всех стадиях жизненного цикла, оценка затрат проекта и
экономической эффективности ИС; методы представления знаний; архитектуру
СОЗ; методы и средства проектирования СОЗ, особенности создания БЗ;
Уметь:
проводить
анализ
предметной
области,
выявлять
информационные потребности и разрабатывать требования к ИИС;
разрабатывать концептуальную модель прикладной области, выбирать
инструментальные средства и технологии проектирования ИИС; проводить
формализацию и реализацию БЗ; выполнять работы на всех стадиях жизненного
цикла проекта ИИС, оценивать качество и затраты проекта;
Владеть: навыками работы с инструментальными средствами
моделирования предметной области, прикладных процессов; разработки
технологической
документации;
использования
функциональных
и
технологических стандартов ИИС; работы с инструментальными средствами
проектирования БЗ, управления проектами ИИС.
Изучение данной учебной дисциплины направлено на формирование у
обучающихся следующих общекультурных (ОК) и профессиональных (ПК)
компетенций:
ОК-1 - способен использовать, обобщать и анализировать информацию,
ставить цели и находить пути их достижения в условиях формирования и
развития информационного общества;
ПК-9 - способен моделировать и проектировать структуры данных и
знаний, прикладные и информационные процессы..
6
2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Самостоятельная
работа студентов,
час.
Лабораторны
е работы
Практические
(семинарские)
занятия
Лекции
Количество
аудиторных часов при
очной форме обучения
2
3
4
5
6
7
Семестр № 8
Раздел 1 Основы построения интеллектуальных информационных сетей
1. Общая характеристика
6
4
2
ИИС.
2. Основные системы
10
2
6
2
представления знаний.
3. Технология создания
20
4
12
4
экспертных систем
4. Теоретические аспекты
18
4
14
инженерии знаний
5. Создание и
использование статических
16
4
10
2
экспертных систем
6. Представление и
использование нечетких
10
4
4
2
знаний
Текущий контроль
Защита лабораторных работ
Раздел 2 Машинное обучение
7. Машинное обучение на
основе связей и
20
4
4
12
социальных принципов
8. Применение ИИС в
сложных социально17
2
15
экономических системах.
Текущий контроль
Защита лабораторных работ
ДЕ 2
(40 баллов)
ДЕ 1 (60 баллов)
1
Наименование разделов и
тем
Максимальная
нагрузка студентов,
час.
Дидактические
единицы (ДЕ)
2.1. ОБЪЕМ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
2.1.1 Тематический план учебной дисциплины (очная форма)
Промежуточная аттестация
Итого за весь курс часов
Итого за весь курс з.е.
Экзамен
144
4
*
28
36
53
* - 27 часов отводится на подготовку и сдачу экзамена
7
Самостоятельная работа
студентов, час.
Лабораторны
е работы
Практические
(семинарские)
занятия
2
Количество
аудиторных часов при
заочной форме
обучения
Лекции
1
Максимальная нагрузка
студентов, час.
Наименование разделов и
тем
3
4
5
6
7
Курс № 4
Раздел 1 Основы построения интеллектуальных информационных сетей
1. Общая характеристика
8
2
6
ИИС.
2.Основные системы
12
2
2
8
представления знаний.
3.Технология создания
24
4
6
14
экспертных систем
4.Теоретические аспекты
20
20
инженерии знаний
5.Создание и
использование статических
18
2
16
экспертных систем
6.Представление и
использование нечетких
12
12
знаний
Текущий контроль
Защита лабораторных работ
Раздел 2 Машинное обучение
7.Машинное обучение на
основе связей и
22
22
социальных принципов
8.Применение ИИС в
сложных социально19
19
экономических системах.
Текущий контроль
Защита лабораторных работ
ДЕ 2
(40 баллов)
ДЕ 1 (60 баллов)
Дидактические единицы
(ДЕ)
2.1.2 Тематический план учебной дисциплины (заочная форма)
Промежуточная аттестация
Итого за весь курс часов
Итого за весь курс з.е.
Экзамен, контрольная работа
144*
10
8
117
4
* - 9 часов отводится на подготовку и сдачу экзамена
8
Самостоятельная работа
студентов, час.
Лабораторны
е работы
Практические
(семинарские)
занятия
Лекции
Количество
аудиторных часов при
заочной ускоренной
форме обучения на
базе СПО
2
3
4
5
6
7
Семестр № 8
Раздел 1 Основы построения интеллектуальных информационных сетей
1.Общая характеристика
8
2
6
ИИС.
2.Основные системы
12
2
2
8
представления знаний.
3.Технология создания
24
2
4
18
экспертных систем
4.Теоретические аспекты
20
20
инженерии знаний
5.Создание и
использование статических
18
18
экспертных систем
6.Представление и
использование нечетких
12
12
знаний
Текущий контроль
Защита лабораторных работ
Раздел 2 Машинное обучение
7.Машинное обучение на
основе связей и
22
22
социальных принципов
8.Применение ИИС в
сложных социально19
19
экономических системах.
Текущий контроль
Защита лабораторных работ
ДЕ 2
(40 баллов)
ДЕ 1 (60 баллов)
1
Наименование разделов и
тем
Максимальная нагрузка
студентов, час.
Дидактические единицы
(ДЕ)
2.1.3 Тематический план учебной дисциплины (заочная ускоренная форма
обучения на базе среднего профессионального образования)
Промежуточная аттестация
Итого за весь курс часов
Итого за весь курс з.е.
Экзамен
144*
4
6
6
123
* - 9 часов отводится на подготовку и сдачу экзамена
9
Самостоятельная работа
студентов, час.
Лабораторны
е работы
Практические
(семинарские)
занятия
Лекции
Количество
аудиторных часов при
заочной ускоренной
форме обучения на
базе ВО
2
3
4
5
6
7
Семестр № 8
Раздел 1 Основы построения интеллектуальных информационных сетей
1.Общая характеристика
8
2
6
ИИС.
2.Основные системы
12
2
2
8
представления знаний.
3.Технология создания
24
4
20
экспертных систем
4.Теоретические аспекты
20
20
инженерии знаний
5.Создание и
использование статических
18
18
экспертных систем
6.Представление и
использование нечетких
12
12
знаний
Текущий контроль
Защита лабораторных работ
Раздел 2 Машинное обучение
7.Машинное обучение на
основе связей и
22
22
социальных принципов
8.Применение ИИС в
сложных социально19
19
экономических системах.
Текущий контроль
Защита лабораторных работ
ДЕ 2
(40 баллов)
ДЕ 1 (60 баллов)
1
Наименование разделов и
тем
Максимальная нагрузка
студентов, час.
Дидактические единицы
(ДЕ)
2.1.3 Тематический план учебной дисциплины (заочная ускоренная форма
обучения на базе высшего образования)
Промежуточная аттестация
Итого за весь курс часов
Итого за весь курс з.е.
Экзамен
144*
4
4
6
125
* - 9 часов отводится на подготовку и сдачу экзамена
10
2.2. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
2.2.1. Содержание разделов учебной дисциплины
Раздел 1 Основы построения интеллектуальных информационных
систем
ДЕ 1
Тема 1. Общая характеристика интеллектуальных информационных
систем
Аудиторное изучение: Понятия данных, информации, знаний. Явное и неявное
знание. Предметное (фактуальное) и проблемное (операционное) знание.
Экстенсиональное и интенсиональное определение знаний. Декларативная и
процедурная формы представления знаний. Эволюция информационных систем.
Понятие ИИС. Признаки интеллектуальности ИИС. Классификация ИИС.
Экспертные системы. Характерные особенности. Условия применения. Задачи
анализа и синтеза. Статические и динамические экспертные системы.
Многоагентные системы. Проблемные области: интерпретация, диагностика,
прогнозирование, проектирование, конфигурация, планирование, слежение,
управление. Архитектура экспертных систем: база знаний, механизм
логического вывода, механизмы приобретения и объяснения знаний,
интеллектуальный интерфейс. Интеллектуальные редакторы. Использование
графических средств ввода-вывода. Организация помощи, подсказок,
объяснений. Интерфейсы с внешней средой.
Самообучающиеся системы. Извлечение знаний из данных, обучающие
выборки «с учителем», «без учителя». Индуктивный вывод деревьев решения.
Нейронные сети, алгоритмы построения решающих функций. Системы,
основанные на прецедентах. Информационные хранилища.
Самостоятельное изучение: Системы с интеллектуальным интерфейсом.
Интеллектуальные базы и хранилища данных. Понимание естественного языка.
Морфологический, синтаксический, семантический анализ запросов и синтез
выходных сообщений. Интеллектуальный поиск в информационных ресурсах.
Интеллектуальный гипертекст. Когнитивная графика.
Тема 2. Основные системы представления знаний.
Аудиторное изучение: Основные проблемы создания и функционирования
системы знаний. Формы представления знаний.
Характеристики систем
представления знаний; языки представления знаний. Логические модели
представления знаний. Представление знаний с помощью систем продукции.
Требования к системе продукции; механизм вывода, представление систем
продукции графами. Представление знаний семантическими сетями.
Формализация семантических сетей; механизм вывода. Представление знаний
фреймами. Свойства фреймов, структура данных фрейма, требования к фреймсистемам при разработке ИИС.
11
Самостоятельное изучение: Моделирование человеческих рассуждений в
интеллектуальных системах. Неклассический подход к представлению знаний:
критериальный и вероятностные методы.
Тема 3. Технология создания экспертных систем
Аудиторное
изучение:
Этапы
проектирования:
идентификация,
концептуализация, формализация, реализация, тестирование, опытная
эксплуатация. Разработка прототипов, развитие и модификация проекта.
Участники процесса проектирования: эксперты (специалисты проблемной
области), инженеры по знаниям (разработчики), конечные пользователи, их
взаимодействие.
Идентификация проблемной области. Определение назначения и сферы
применения экспертной системы (ЭС), классы решаемых задач и видов
используемых знаний. Подбор экспертов и инженеров по знаниям, выделение
ресурсов. Параметризация решаемых задач: целей, ограничений, гипотез,
понятий, исходных данных.
Концептуализация
проблемной
области.
Структурная
модель:
классификационные (род-вид), агрегатные (целое-часть), ассоциативные
отношения объектов. Функциональная модель: отношения объектов "цельсредство", "причина-следствие", "аргумент-функция". Деревья целей. Деревья
решений. Поведенческая модель: пространственно-временные отношения
объектов, состояния объектов, события, посылка сообщений.
Формализация базы знаний. Классификация методов представления знаний по
признакам объектного/операционного характера знаний, детерминированной
обработки/обработки неопределенности, статической/динамической природы
используемых знаний. Особенности представления знаний с помощью
предикатов первого порядка, продукций, семантических сетей, фреймов и
объектов. Критерии выбора методов представления знаний.
Реализация экспертной системы. Инструментальные средства разработки: языки
программирования, языки представления знаний, генераторы, оболочки,
средства
автоматизации
проектирования,
проблемно
и
предметно
ориентированные системы. Критерии выбора инструментальных средств:
трудоемкость и стоимость разработки, степень соответствия концептуальной
модели проблемной области, интеграция с программно-технической средой
функционирования информационной системой. Методы проектирования,
настройки и программирования механизмов вывода, приобретения и
объяснения знаний.
Самостоятельное изучение: Тестирование и развитие ЭС. Проверка точности
решения проблем экспертами. Подбор тестовых примеров. Тестирование
потребительских качеств ЭС потенциальными пользователями: времени
реакции, удобства интерфейса, средств помощи и объяснения.
12
Тема 4. Теоретические аспекты инженерии знаний.
Аудиторное изучение: Поле знаний. Стратегии получения знаний.
Теоретические аспекты извлечения знаний. Теоретические аспекты
структурирования знаний. Классификация методов практического извлечения
знаний. Коммуникативные методы. Текстологические методы. Простейшие
методы структурирования.
Самостоятельное изучение: Состояние и перспективы автоматизированного
приобретения знаний. Примеры методов и систем приобретения знаний.
Тема 5. Создание и использование статических экспертных систем
Аудиторное изучение: Понятие и структура продукционного набора правил
статической экспертной системы. Определение продукционного правила и его
интерпретаций: «посылка – заключение», «ситуация – действие», «причина –
следствие», «аргумент – функция», «средство – цель». Структура набора
правил:
предусловия наборов правил и правил, правила «если – то»,
постусловия наборов правил и правил. Простые и обобщенные правила.
Взаимодействие наборов правил. Реализация интерфейса с базами данных,
электронными таблицами и внешними программами.
Методы логического вывода и объяснения. Сущность логического дедуктивного
вывода на сети альтернативных вариантов решений. Методы построения
прямой и обратной цепочек аргументации и условия их выбора и применения.
Методы объяснения логического вывода на основе команд «Как» и «Почему».
Стратегии выбора правил. Логический и эвристический методы рассуждения в
ЭС. Понятие конфликтного набора правил и критерии выбора из них правил на
основе: приоритетов, анализа трудоемкости, достоверности получаемых
результатов. Порог известности значения переменных. Использование
метаправил и системных параметров для управления выбором правил из
конфликтных наборов.
Самостоятельное
изучение:
Проектирование
правил.
Сущность
классификационного подхода (на основе конъюнктивных зависимостей
аргументов посылок логического вывода) и рейтингового подхода (на основе
дизъюнктивной независимости аргументов посылок логического вывода) к
построению правил. Условия выбора подхода к построению правил: число
аргументов посылок вывода, теснота их связи, возможность неизвестности в
процессе логического вывода.
Тема 6. Представление и использование нечетких знаний.
Аудиторное изучение: Представление и использование нечетких знаний.
Ненадежные знания и выводы. Решение задачи с ненадежными данными, метод
MYCIN, субъективный байесовский метод. Нечеткая логика. Нечеткие
множества. Нечеткие множества и выводы, нечеткие отношения.
13
Самостоятельное изучение: Методы устранения многозначности. Метод
релаксации. Устранение нечеткости при построении экспертных систем.
Использование статистических методов для устранения нечеткости.
Раздел 2 Машинное обучение
ДЕ 2
Тема 7. Машинное обучение на основе связей и социальных принципов.
Аудиторное изучение:
Основы теории связей. Обучение персептрона.
Обучение по методу обратного распространения. Конкурентное обучение.
Синхронное обучение Хебба. Аттракторные сети. Генетические алгоритмы.
Системы классификации и генетическое программирование.
Самостоятельное изучение: Искусственная жизнь и эмерджентное обучение.
Тема 8. Применение ИИС в сложных социально-экономических системах.
Аудиторное изучение: Непредсказуемость поведения социально-экономических
систем. Метод системной динамики. Обратные связи. Ментальные модели.
Динамическая сложность.
Самостоятельное изучение: Концептуальное моделирование социальноэкономической системы регионального уровня. Состав и структура базы знаний
социально-экономической системы. Когнитивные технологии для поддержки
принятия управленческих решений.
2.2.2. Лабораторный практикум
1. Темы лабораторных работ по разработке экспертных систем
Лабораторная работа №1.Оценка кредитоспособности предприятия.
Лабораторная работа №2. Планирование финансовых ресурсов предприятия.
Лабораторная работа №3. Формирование портфеля инвестиций.
Лабораторная работа №4. Страхование коммерческих рисков.
Лабораторная работа №5. Выбор коммерческого банка.
Лабораторная работа №6. Выбор стратегии производства.
Лабораторная работа №7. Оценка конкурентоспособности продукции.
Лабораторная работа №8. Выбор стратегии ценообразования.
14
Лабораторная работа №9. Выбор поставщика продукции.
Лабораторная работа №10. Подбор кадров.
15
2.3. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТА
2.3.1. Виды СРС
Для очной формы
Номер
раздела
учебной
дисципл
ины
Виды СРС
Всего
часов
Семестр № 8
1
1
1
2
2
2
Чтение студентами основной и дополнительной литературы 14
Самостоятельное изучение материала по литературным
источникам
8
Подготовка к лабораторным работам
Оформление отчетов по выполненным лабораторным 4
работам, подготовка к защите
Чтение студентами основной и дополнительной литературы 15
Самостоятельное изучение материала по литературным
источникам
8
Подготовка к лабораторным работам
Оформление отчетов по выполненным лабораторным 4
работам, подготовка к защите
ИТОГО часов в семестре:
53
16
Для заочной формы
Номер
раздела
учебной
дисципл
ины
1
1
1
2
2
2
Виды СРС
Всего
часов
Чтение студентами основной и дополнительной литературы 45
Самостоятельное изучение материала по литературным
источникам
8
Подготовка к лабораторным работам
Оформление отчетов по выполненным лабораторным 4
работам, подготовка к защите
Чтение студентами основной и дополнительной литературы 47
Самостоятельное изучение материала по литературным
источникам
8
Подготовка к лабораторным работам
Оформление отчетов по выполненным лабораторным 5
работам, подготовка к защите
ИТОГО часов в семестре:
117
17
Для заочной (ускоренной) формы обучения на базе среднего
профессионального образования
Номер
раздела
учебной
дисципл
ины
1
1
1
2
2
2
Виды СРС
Всего
часов
Чтение студентами основной и дополнительной литературы 48
Самостоятельное изучение материала по литературным
источникам
8
Подготовка к лабораторным работам
Оформление отчетов по выполненным лабораторным 4
работам, подготовка к защите
Чтение студентами основной и дополнительной литературы 50
Самостоятельное изучение материала по литературным
источникам
8
Подготовка к лабораторным работам
Оформление отчетов по выполненным лабораторным 5
работам, подготовка к защите
ИТОГО часов в семестре:
123
18
Для заочной (ускоренной) формы обучения на базе ВО
Номер
раздела
учебной
дисципл
ины
1
1
1
2
2
2
Виды СРС
Всего
часов
Чтение студентами основной и дополнительной литературы 48
Самостоятельное изучение материала по литературным
источникам
8
Подготовка к лабораторным работам
Оформление отчетов по выполненным лабораторным 4
работам, подготовка к защите
Чтение студентами основной и дополнительной литературы 50
Самостоятельное изучение материала по литературным
источникам
8
Подготовка к лабораторным работам
Оформление отчетов по выполненным лабораторным 7
работам, подготовка к защите
ИТОГО часов в семестре:
125
19
2.4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
2.4.1. Основная литература
1. Глухих, И.Н. Интеллектуальные информационные системы : учеб. пособ. для
высш. проф. образования / И.Н. Глухих. - М.: Издательский центр
"Академия", 2010 - 112c.
2. Федорова, Г.Н. Информационные системы : учеб. для студ. учреждений сред.
проф. образования / Г.Н. Федорова. - М.: Издательский центр "Академия",
2012 - 208c
3. Информационные системы / Ю.Избачков, В.Петров, А.Васильев и др.. - 3-е
изд.- М.: СПб.: Киев: Питер, 2011 - 544c.
2.4.2. Дополнительная литература
1. Дюк В. Data mining : Учебный курс / В. Дюк, А. Самойленко. - СПб: Питер,
2001 - 368c.
2. Филиппов В.А. Интеллектуальный анализ данных: методы и средства / В.А.
Филиппов. - М.: Эдиториал УРСС, 2001 - 52c.
3. Шрайнер П.А. Основы программирования на языке Пролог : Курс
лекций.Учебное пособие / П.А. Шрайнер. - М.: Интернет-Университет
Информационных Технологий, 2005 - 176c.
2.4.3. Базы данных, Интернет-ресурсы, информационно-справочные
и поисковые системы:
1. www.osp.mesi.ru (сайт учебного процесса МЭСИ)
2. http://www.raai.org Российская ассоциация искусственного интеллекта.
Библиотека РАИИ
3. http://www.sas.com компания SAS Institute
4. http://www.tern.ru компания ТЕРН. Информация: материалы, обзоры и
аналитика, публикации.
5. http://www.gensym.com компания Gensym . G2 Platform.
6. http://www.argussoft.ru компания Argussoft. Статьи, Библиотека.
7. http://www.tora-centre.ru. компания ТОРА Центр.
8. http://www.it.ru компания АйТи.
9. http://www.baan.ru компания БААН Евразия.
10. http://www.sap-ag.de компания SAP AG.
http://www.sag.de компания Software AG.
20
2.5. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
2.5.1. Требования к аудиториям (помещениям, местам) для проведения
занятий:
Рубцовский институт (филиал) АлтГУ располагает материальнотехнической базой, соответствующей санитарно-техническим нормам и
обеспечивающей проведение всех видов лабораторной, практической,
дисциплинарной
и
междисциплинарной
подготовки
и
научноисследовательской работы студентов, предусмотренных ГОС.
Общий компьютерный парк института насчитывает 338 компьютеров, в
том числе ПК на мобильных платформах. Из них участвуют в образовательном
процессе 217.
Совместно с данным оборудованием в учебном процессе используются
6 мультимедийных проекторов (3 стационарных), интерактивная доска и
интерактивная панель.
Аудиторный фонд института, оснащенный СВТ, включает 7
компьютерных классов(4 класса по 15 ПК в каждом, 1 – по 17 ПК, 2 – по 18
ПК), и 4 мобильных класса на ноутбуках. 2 класса по 15 ПК используются в
режиме свободного доступа студентов. Мобильные классы на ноутбуках
используется в учебно-образовательной деятельности, как для учебных занятий,
так и для организации доступа к ресурсам корпоративной сети и Internet на всей
территории РИ АлтГУ. Все компьютеры объединены в единую локальную
вычислительную сеть и имеет доступ в Интернет.
2.5.2. Требования к оборудованию рабочих мест преподавателя и
обучающихся:
Видеопроектор, ноутбук, переносной экран.
2.5.3. Требования к программному обеспечению учебного процесса:
Системное программное обеспечение:
В учебном процессе используется лицензионное программное
обеспечение. На различных ПК установлено системное программное
обеспечение: Windows 7 Enterprise Service Pack 1, Windows 7 Professional
Service Pack 1, Windows 8 Enterprise, Windows 8 Pro.
2.5.4. Требования к специализированному оборудованию:
– отсутствуют.
21
2.5.5. Требования к программному обеспечению учебного процесса:
Интегрированный пакет MS Office.
2.6. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
28 % – интерактивных занятий от объема аудиторных занятий (в
соответствии с требованиями ФГОС)
Виды
учебной
работы
(лекции,
№
Образовательные
практические
раздела
технологии
(семинарские)
занятия,
лабораторные
работы)
1
Лекции
Публичная презентация
1
Лекции
Интерактивная лекция
(лекция-визуализация)
1
Лабораторные Творческое задание
работы
2
Лекции
Интерактивная лекция
(лекция-визуализация)
2
Лекции
Публичная презентация
2
Лабораторные Творческое задание
работы
Особенности
проведения
занятий
(индивидуальные/
групповые)
групповые
групповые
индивидуальные
групповые
групповые
индивидуальные
22
2.7. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОСВОЕНИЮ
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ»
Промежуточная аттестация осуществляется путем оценки отчетов по
результатам лабораторных работ.
Учебным планом по данной дисциплине предусмотрено проведение
итогового экзамена после изучения всего курса.
Методика изучения дисциплины строится из следующих элементов:
­ теоретическая часть (лекция);
­ лабораторные занятия;
­ самостоятельная работа с учебниками, Интернет-ресурсами и
конспектами лекций.
Цель лекции – сообщение новых знаний, систематизация и обобщение
накопленных, развитие познавательных и профессиональных интересов.
Лабораторные занятия – как обязательный элемент образовательного
процесса по данной дисциплине, призван закрепить полученные теоретические
знания и обеспечить формирование основных навыков и умений практической
работы с компьютером, а также в области разработки локальных
вычислительных сетей. Они проводятся по мере изучения теоретического
материала и выполняются индивидуально каждым студентом. При подготовке
отчета приветствуется работа в команде, но защита отчета проводится строго
индивидуально.
Перечень и содержание лабораторных работ приводится в
содержательной части данного учебно-методического комплекса.
Самостоятельная работа с книгой ставит своей целью закрепление,
углубление, расширение и систематизация знаний, полученных в ходе
аудиторных занятий, самостоятельное овладение новым учебным материалом
описательного характера, развитие самостоятельного мышления.
Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине в
разрезе дидактических единиц
ДЕ 1
Тема 1. Общая характеристика интеллектуальных информационных систем
Работа с лекционным материалом, изучение рекомендованной
литературы, самостоятельный подбор необходимой литературы, поиск
необходимой информации через Интернет.
Тема 2. Основные системы представления знаний.
Работа с лекционным материалом, изучение рекомендованной литературы,
самостоятельный подбор необходимой литературы, поиск необходимой
23
информации через Интернет. Доработка лабораторных работ, оформление
отчетов по выполненным лабораторным работам, подготовка к защите.
Тема 3. Технология создания экспертных систем
Работа с лекционным материалом, изучение рекомендованной литературы,
самостоятельный подбор необходимой литературы, поиск необходимой
информации через Интернет.
Тема 4. Теоретические аспекты инженерии знаний.
Работа с лекционным материалом, изучение рекомендованной литературы,
самостоятельный подбор необходимой литературы, поиск необходимой
информации через Интернет.
Тема 5. Создание и использование статических экспертных систем
Работа с лекционным материалом, изучение рекомендованной литературы,
самостоятельный подбор необходимой литературы, поиск необходимой
информации через Интернет. Доработка лабораторных работ, оформление
отчетов по выполненным лабораторным работам, подготовка к защите.
Тема 6. Представление и использование нечетких знаний
Работа с лекционным материалом, изучение рекомендованной
литературы, самостоятельный подбор необходимой литературы, поиск
необходимой информации через Интернет. Доработка лабораторных работ,
оформление отчетов по выполненным лабораторным работам, подготовка к
защите.
ДЕ 2
Тема 7. Машинное обучение на основе связей и социальных принципов.
Изучение рекомендованной литературы, самостоятельный подбор
необходимой литературы, поиск необходимой информации через Интернет.
Доработка лабораторных работ, оформление отчетов по выполненным
лабораторным работам, подготовка к защите.
Тема 8. Применение ИИС в сложных социально-экономических системах.
Работа с лекционным материалом, изучение рекомендованной литературы,
самостоятельный подбор необходимой литературы, поиск необходимой
информации через Интернет. Доработка лабораторных работ, оформление
отчетов по выполненным лабораторным работам, подготовка к защите.
24
Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
Для самостоятельной работы студентов используются:
– сетевые образовательные ресурсы (файл-сервер Rfagu\Public\Учебные
программы), доступные только из локальной сети института;
– сеть Интернет;
– тестовая система Tesa, представленная в разделе Личный кабинет
учебно-методического портала Рубцовского института (филиал) АлтГУ;
– ЭБС Библиотека РИ (филиала) АлтГУ, ЭБС «Университетская
библиотека он-лайн», ЭБС Центральная библиотека, ЭБС издательство «Лань»,
доступные только из локальной сети АлтГУ;
– информационная система "Единое окно доступа к образовательным
ресурсам" (window.edu.ru), которая предоставляет свободный доступ к каталогу
образовательных интернет-ресурсов и полнотекстовой электронной учебнометодической библиотеке для общего и профессионального образования.
25
ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ
по дисциплине
«Интеллектуальные информационные системы»
Направление подготовки
09.03.03 Прикладная информатика
Квалификация выпускника: бакалавр
Форма обучения: очная, заочная, заочная (ускоренная) на базе СПО и ВО
26
3. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ И
РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. ВИДЫ КОНТРОЛЯ И АТТЕСТАЦИИ, ФОРМЫ ОЦЕНОЧНЫХ
СРЕДСТВ
3.1.1. Виды контроля и аттестации, формы оценочных средств для очной
формы
Виды контроля
Номер
и аттестации
(текущий
раздела
№
Форма оценочного средства
контроль,
учебной
семестра
промежуточная
дисциплины
аттестация)
1
1
2
2
2
2
текущий
Защита лабораторных работ
контроль
текущий
Защита лабораторных работ
контроль
промежуточная Экзамен
аттестация
3.1.2. Виды контроля и аттестации, формы оценочных средств для заочной
и заочной ускоренной на базе СПО и ВО
Виды контроля
Номер
и аттестации
(текущий
раздела
№ курса
Форма оценочного средства
контроль,
учебной
промежуточная
дисциплины
аттестация)
1
2
2
2
2
2
текущий
Защита лабораторных работ
контроль
текущий
Защита лабораторных работ
контроль
промежуточная Экзамен
аттестация
27
3.2. КАРТА КОМПЕТЕНЦИЙ ДИСЦИПЛИНЫ
КАРТА КОМПЕТЕНЦИЙ ДИСЦИПЛИНЫ
НАИМЕНОВАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ: ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ
СИСТЕМЫ
Цель дисциплины
Целью
данной
дисциплины
является
формирование у студентов общекультурных и
профессиональных компетенций, связанных
с
применением знаний в области теории и практики
использования
построения
и
использования
интеллектуальных информационных систем.
Формирование у слушателей фундаментальных
представлений
о
принципах
организации
и
функционирования современных интеллектуальных
информационных
систем,
выработка
умения
использовать основные системы представления знаний, а
также представлять и использовать нечеткие знания.
Задачи
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие
Общекультурные компетенции: (перечислить все компетенции для данной дисциплины)*
КОМПЕТЕНЦИИ*
Форма
Технолог
оценоч
Перечень
ии
Уровни освоения
Индекс
ного
Формулировк
компонентов
формиро
компетенций
компет
средств
а
вания**
енции
а ***
ОК-1
способен
использовать,
обобщать
и
анализировать
информацию,
ставить цели и
находить пути
их достижения
в
условиях
формирования
и
развития
информационн
ого общества
Знать:
принципы
организации
проектирования и
содержание этапов
процесса разработки
программных
комплексов;
Уметь:
проводить
формализацию и
реализацию решения
прикладных задач.
Владеть:
навыками работы в
современной
программнотехнической среде в
различных
лекция,
самостоят
ельная
работа,
лаборато
рные
работы
ЗРЛ;
Экз.
Пороговый
уровень:
Знать:
принципы
проектирования
ИИС,
структурнофункциональный
метод анализа и
обобщения
информации,
формализации;
технологии
разработки
приложений ИИС.
Уметь:
выбирать методы
моделирования,
структурирования
28
операционных
системах.
и анализа
информации.
Владеть:
навыками работы с
инструментами
системного
анализа;
способами и
методикой
разработки
приложений для
работы с ИИС.
Повышенный
уровень:
Знать:
основные термины
и понятия,
процессы,
связанные с
проектированием
базы знаний, ее
формализованным
описанием и
наполнением,
реализацией
различных
стратегий вывода
знаний и
объяснением
полученных
результатов.
Уметь:
проводить
формализацию
прикладных задач
и разрабатывать
постановки задач
Владеть:
навыками работы с
инструментальным
и средствами
моделирования
предметной
области.
.
Профессиональные компетенции: (перечислить все компетенции для данной дисциплины)*
29
КОМПЕТЕНЦИИ*
Индекс
компет
енции
ПК 9
Формулировка
способен
моделировать и
проектировать
структуры
данных и знаний,
прикладные
и
информационны
е процессы.
Перечень
компонентов
Знать:
методы анализа
прикладной области,
информационных
потребностей,
формирования
требований к ИИС.
Уметь:
проводить анализ
предметной области,
выявлять
информационные
потребности и
разрабатывать
требования к ИИС;
формулировать
требования к
создаваемым
программным
комплексам;
Владеть:
навыками работы с
инструментальными
средствами
моделирования
предметной области,
прикладных и
информационных
процессов.
Технолог
ии
формиро
вания**
лекция,
самостоят
ельная
работа,
лаборатор
ные
работы
Форма
оценоч
ного
средств
а ***
ЗРЛ;
Экз.
Уровни
освоения
компетенций
Пороговый
уровень:
Знать:
методы сбора и
анализа
требований
пользователя,
Уметь:
проводить
анализ
информационны
х потребностей
пользователей и
определять
нужные им
элементы
данных;
Владеть
технологией
структурного
анализа и
проектирования
Повышенный
уровень:
Знать:
структуру и
общую схему
функционирован
ия ИИС, методы
представления
знаний в ИИС,
области
применения,
этапы, методы и
инструментальн
ые средства
проектирования
ИИС.
Уметь:
выбрать форму
представления
знаний
и
инструментально
е
средство
разработки ИИС
30
для конкретной
предметной
области,
спроектировать
базу
знаний,
выбрать
стратегию
вывода знаний,
разработать
методы
поддержания
базы знаний в
работоспособно
м состоянии.
Владеть:
практическими
навыками работы
с
инструментальн
ыми средствами
моделирования
предметной
области,
прикладных и
информационны
х процессов..
* Индекс и формулировка компетенции из ФГОС
**Технологии формирования: лекция, самостоятельная работа, семинар, лабораторные
работы, практические занятия, производственная практика, преддипломная практика,
выполнение ВКР
*** Форма оценочного средства: коллоквиум Кл; контрольная работа Кнр; собеседование
Сб; тестирование письменное, компьютерное ТСп, ТСк; типовой расчет Тр; индивидуальные
домашние задания ИДЗ; выполнение расчетно-графических работ (%) РГР; внеаудиторное
чтение (в тыс. знаков) Вч; реферат Реф; эссе Э; защита лабораторных работ ЗРЛ; курсовая
работа КР; курсовой проект КП; научно-исследовательская работа НИРС; отчеты по
практикам ОП; зачет Зач; экзамен Экз; государственный экзамен ГЭ; защита практики Зп;
выступление на семинаре С; защита выпускной квалификационной работы Звкр.
31
3.3. ПЕРЕЧЕНЬ КОМПЕТЕНЦИЙ С УКАЗАНИЕМ ЭТАПОВ ИХ
ФОРМИРОВАНИЯ В ПРОЦЕССЕ ОСВОЕНИЯ ОП
Код и название
компетенций
Часы
ДЕ, тема
Аудиторные
ОК1 –
способен
использовать,
обобщать
и
анализировать
информацию,
ставить цели и
находить пути
их достижения
в
условиях
формирования
и
развития
информационно
го общества
ПК 9 способен
моделировать и
проектировать
структуры
данных и
знаний,
прикладные и
информационн
ые процессы
ДЕ 1, Тема 1
Общая
характеристик
а
интеллектуаль
ных
информационн
ых систем
2
ДЕ 1, Тема 2
Основные
системы
представления
знаний.
2
ДЕ 2, Тема 8
Применение
ИИС в
сложных
социальноэкономически
х системах.
Самостоятельные
Уровень
освоения
1
2
3
2
3
Для характеристики уровня освоения учебного материала используются
следующие обозначения:
1. – ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств);
2. – репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под
руководством)
3. – продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности,
решение проблемных задач)
32
3.4. ПЕРЕЧЕНЬ ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ (ФОРМЫ ОЦЕНОЧНЫХ
СРЕДСТВ)
3.4.1.
Перечень оценочных средств
Вопросы к экзамену
Вопросы для проверки уровня обученности ЗНАТЬ*
Классификация ИИС.
Особенности и признаки ИИС.
Способы представления задач. Представление задач в пространстве
состояний.
4. Составные части экспертной системы: база знаний, механизм вывода,
механизмы приобретения и объяснения знаний, интеллектуальный
интерфейс.
5. Методы представления знаний: логические модели, продукционные
модели, семантические сети, фреймы.
6. Нечеткие числа: определение, операции с нечеткими числами.
1.
1.
2.
3.
2. Вопросы для проверки уровня обученности УМЕТЬ*
1. Этапы создания ЭС.
2. Стратегии поиска в пространстве состояний: поиск на основе данных и
от цели.
3. Стратегии поиска в пространстве состояний: реализация поиска на
графах.
4. Стратегии поиска в пространстве состояний: поиск в глубину и ширину.
5. Алгоритмы эвристического поиска. Функции эвристической оценки
состояний.
6. Управление поиском в продукционных системах.
7. Искусственная жизнь и эмерджентное обучение.
3. Задания для проверки уровня обученности ВЛАДЕТЬ*
1. Основы построения нечетких управляющих систем. Способы
суперпозиции функций принадлежности.
2. Алгоритм обучения персептрона. Обобщенное дельта-правило.
3. Нейронные сети с обратным распространением.
4. Нейронные сети прямого действия.
5. Самоорганизующиеся сети Кохонена.
6. Коллективы нейронных сетей.
7. Генетические алгоритмы.
8. Системы классификации и генетическое программирование.
9. Эволюционное программирование.
33
Критерии оценивания
Текущий контроль осуществляется путем оценки отчетов по результатам
лабораторных работ.
Учебным планом по данной дисциплине предусмотрено проведение
итогового экзамена после изучения всего курса (8 семестр).
Балльно-рейтинговая технология предполагает, что студенту для получения
по данной дисциплине приемлемой оценки необходимо набрать от 61 до 100
баллов.
Максимум 100 баллов студент может набрать в ходе семестра на
аудиторных занятиях и текущем контроле. Экзамен может дополнительно
принести до 40 баллов.
За первый дидактический модуль студент может получить 12 баллов за
лекции, 21 балл за лабораторные работы и до 15 баллов за самостоятельную
работу. Успешная защита каждой лабораторной работы оценивается в 10
баллов. Итого за модуль можно получить 60 баллов.
За второй дидактический модуль студент может получить 12 баллов за
лекции, 4 балла за лабораторные работы и до 15 баллов за самостоятельную
работу. Успешная защита каждой лабораторной работы оценивается в 10
баллов. Итого за модуль можно получить 40 баллов.
Итоговая оценка за дисциплину выставляется по результатам работы
студента в течении семестра и результата сдачи экзамена. Допуск к экзамену
осуществляется только после защиты отчетов по лабораторным работам.
Для получения на экзамене оценки «Отлично» необходимо полностью и без
ошибок ответить на поставленные вопросы, уметь хорошо ориентироваться в
предметной области, знать материал из основной и дополнительной литературы.
Оценка «Хорошо» ставится, если студент полно отвечает на два вопроса,
либо допускает небольшие неточности в ответе, но при этом хорошо
ориентируется в материале и полностью выполнил практическое задание.
Если студент не полностью отвечает на поставленные вопросы, но знание
предметной области неплохое студент получает оценку «Удовлетворительно».
Во всех остальных случаях оценка «Неудовлетворительно».
По результатам экзамена студент получает дополнительно баллы: за оценку
«Отлично» – 40 баллов, «Хорошо» – 30 баллов, «Удовлетворительно» – 10
баллов.
Итоговая оценка выставляется по следующему принципу:
от 61 до 75 баллов – удовлетворительно
от 76 до 90 – хорошо
от 91 до 100 – отлично
Студент,
набравший
менее
61
балла,
получает
оценку
«Неудовлетворительно».
34
Темы заданий для контрольной работы
1. Составить программу для игры в кьюбик. В эту игру играет 2 игрока на
кубе 4 * 4 * 4, разделенном на 64 ячейки. Каждый из игроков по очереди
помещает один из своих значков в свободную ячейку. Первый из
игроков, которому удается разместить 4 своих значка в одну строку,
столбец или диагональ любой из плоскостей куба или вдоль любой из
главных диагоналей куба, выигрывает. Для решения использовать
стратегию перебора с элементами эвристики.
2. Составить программу для решения следующей задачи: Даны кувшин с
водой емкостью 5 литров и пустой кувшин емкостью 2 литра. Как
получить ровно 1 литр воды в 2-х литровом кувшине? Воду можно либо
выливать, либо переливать из одного кувшина в другой. Найти форму
описания состояний, операторы, дерево перебора и критерии
достижения цели.
3. Составить программу для решения задачи 15. Найти форму описания
состояний, операторы, дерево перебора и критерии достижения цели.
4. Составить программу для решения следующей задачи: Разместить 8
ферзей на обычной шахматной доске так, чтобы они не били друг друга.
Найти форму описания состояний, операторы, критерии достижения
цели и построить граф состояний.
5. Составить программу для решения задачи о «ханойской башне»:
имеется 3 колышка и 3 диска различного диаметра А, В, С, причем
А<B<C. В исходном состоянии диски находятся на 1-ом колышке в
положении С, В, А (снизу вверх). Требуется переместить все диски на 3й колышек, двигая их по очереди. Перемещать всегда можно только
верхний диск, причем нельзя никакой диск помещать выше меньшего.
При решении использовать метод сведения к подзадачам.
6. Игра, называемая «последний проигрывает», состоит в следующем: 2
игрока поочередно берут 1, 2, или 3 монеты из кучки, первоначально
состоящей из 9 монет. Игрок, взявший последнюю монету,
проигрывает. Составить программу, реализующую выигрышную
стратегию для 2-го игрока.
7. Решить задачу 3 (для случая N ферзей (<80) и доски N x N) методом
отжига.
8. Решить «задачу коммивояжера» (30 городов), используя алгоритм
муравья.
9. Решить «задачу коммивояжера» (30 городов), используя генетический
алгоритм.
10. Разработать Web-агент, собирающий в Интернете последние номера
журналов «Компьютер-пресс», «Мир ПК».
11. Предложите экспертную систему, делающую прогноз результатов
футбольных матчей в РФПЛ.
35
12. Предложите экспертную систему по составлению расписания в РИ
(филиале) АлтГУ.
13. Предложите экспертную систему по подбору кадров, применимую в
кадровом агентстве.
14. Предложите экспертную систему определения основных свойств
личности по результатам психодиагностического тестирования в
системах АВТАНТЕСТ, МИКРОЛЮШЕР и др.
15. Предложите экспертную систему, осуществляющую поиск
неисправности в компьютере.
16. Предложите экспертную систему, осуществляющую поиск
неисправности в автомобиле.
17. Предложите экспертную систему, формирующую учебный материал в
зависимости от приоритетного способа восприятия обучаемого (визуал,
аудиал, кинестетик).
Критерии оценки:
- оценка «зачтено» выставляется студенту, если он твердо знает материал,
грамотно и по существу излагает его, умеет применять полученные знания на
практике, допускаются в ответе или в решении задач некоторые неточности;
- оценка «не зачтено» выставляется студенту, который не знает большей части
основного содержания учебной программы дисциплины, допускает грубые
ошибки в формулировках основных понятий дисциплины и не умеет
использовать полученные знания при решении типовых практических задач.
36
Содержание лабораторных занятий
Лабораторная работа №1. Оценка кредитоспособности предприятия
Назначение ЭС - определение возможности предоставления кредита
предприятию со стороны банка для осуществления кредита.
Предприятие предоставляет технико-экономическое обоснование
проекта, в котором указывается цель, ожидаемая эффективность (коэффициент
и срок окупаемости), ресурсное обеспечение. Одновременно предприятие
представляет финансовые документы: баланс и отчет о доходах, на основе
которого делается заключение о финансовом положении. Банк должен
всесторонне
проверить
ликвидность,
доходность,
задолженность,
оборачиваемость средств предприятия. Учитываются также гарантийные
поручительства и застрахованность рисков.
В
результате
анализа
совокупного
рейтинга
предприятия,
рассчитываемого в виде фактора уверенности, а также сравнения возможностей
банка с выставленными предприятием условиями кредитования (размер,
процентная ставка, срок и др.) банк принимает решений о предоставлении или
непредоставлении кредита.
Лабораторная работа №2. Планирование финансовых ресурсов
предприятия
Назначение ЭС - определение источников финансовых средств развития
предприятия в зависимости от стратегических целей и формы предприятия,
структуры капитала, состояния товарного, кредитного и фондового рынков.
В соответствии с планируемой целью (размер получаемой прибыли) для
данной сферы деятельности определяется размер требуемого капитала. С
учетом формы распределения доходов и полученных финансовых результатов
выявляется возможность рефинансирования полученной прибыли в
производство. В случае недостаточночти собственных средств в зависимости от
состояния финансового рынка определяется возможность получения кредитов,
выпуска акций или облигаций и выбирается наиболее оптимальный результат.
При этом могут быть выданы рекомендации по изменению формы предприятия.
для решения задачи используется база данных о финансовых
результатах деятельности предприятия и о состоянии финансового рынка.
Лабораторная работа №3. Формирование портфеля инвестиций
Назначение ЭС - формирование портфеля инвестиций в соответствии с
целями и ограничениями инвестора. В состав портфеля инвестиций могут
входить разнотипные ценные бумаги, которые должны соответствовать
требуемому уровню доходности и срочности, допустимой степени риска
37
портфеля.
Инвестор сообщает о себе следующие сведения: сумму и цели
инвестирования, возраст, социальный статус, семейное положение, общую
задолженность.
В качестве целей инвестиций могут быть:
- надежное сбережение капитала;
- получение максимального текущего дохода;
- стабильный рост капитала и др.
Экспертная система должна сопоставить цели инвестора и его
состояние, т.е. насколько допустимая
степень риска в его положении
соответствует достижимости целей. В позитивном случае для инвестора
формируется подходящий состав портфеля, в котором задаются процентные
соотношения рисковых и безрисковых видов инвестиционных средств. Далее
для каждого вида инвестиций из базы данных подбираются конкретные
инвестиционные средства, для которых осуществляется расчет совокупного
дохода и риска
Лабораторная работа №4. Страхование коммерческих кредитов
Назначение ЭС - определение условий страхования кредита
предприятия страховой компанией (предоставление льгот, страхование на
обычных условиях, отказ) и расчет конкретных тарифов в зависимости от
принятых условий.
Риск возврата кредита определяется финансовым состояние
предприятия-должника, для чего анализируется его платежеспособность,
устойчивость, рентабельность, обеспеченность собственными средствами.
Уровень тарифной ставки зависит от срочности, размера и условий
кредита, возможности предоставления льгот, опыта предшествующего
кредитования. Тарифы страхования хранятся в базе данных. Коэффициенты
изменения тарифов определяются экспертными правилами.
Тема разработки ЭС может быть модифицирована для других видов
страхования: коммерческих, биржевых, валютных рисков и др.
Лабораторная работа №5. Выбор коммерческого банка
Назначение ЭС - подбор банков для финансового обслуживания
предприятия в зависимости от его потребностей в проведении кассоворасчетных, кредитных, депозитных, трастовых операций.
В основе построения ЭС лежит экономический анализ деятельности
предприятия, который предполагает выявление требований к финансовому
обслуживанию предприятия. Например, характер производственной, сбытовой и
закупочной деятельности - требования к срочности и формам денежных
38
платежей; наличие/отсутствие
свободных средств - требования к
депозитным/кредитным операциям.
По совокупности выявленных требований осуществляется выбор из
базы данных списка подходящих банков, которые дополнительно тестируются с
точки зрения финансовой надежности и возможности осуществления операций
в определенных размерах.
Лабораторная работа №6. Выбор стратегии производства
Назначение ЭС - определение стратегии производства некоторого
товара в зависимости от этапа жизненного цикла и возможностей предприятия.
Возможными стратегиями производства могут быть интенсивный рост
(совершенствование товара, расширение границ рынка, глубокое внедрение на
рынок), интеграционный рост (регрессивная, прогрессивная, горизонтальная
интеграция), диверсификационный рост (концентрическая, горизонтальная,
конгломератная диверсификация).
Этапы жизненного цикла характеризуются темпом роста сбыта, числом
потребителей, долей занятого рынка, числом конкурентов, прибыльностью.
Возможности предприятия определяются производственным, научнотехническим, финансовым, маркетинговым потенциалом, конкурентоспособностью продукции.
Информация о состоянии рынка (о конкурентах) и показателях сбыта
продукции предприятия хранится в базе данных.
Лабораторная
продукции
работа
№7.
Оценка
конкурентоспособности
Назначение ЭС - оценка уровня конкурентоспособности продукции,
которая используется при решении маркетинговых задач.
Оценка уровня конкурентоспособности складывается из оценок
технических,
эксплуатационных,
эргономических,
надежностных,
экономических характеристик, каждая из которых описывается определенной
совокупностью параметров. Параметры сопоставляются либо с принятыми
стандартами и нормативами, либо с показателями лучших образцов продукции
предприятий-конкурентов. Все показатели для сравнения хранятся в базе
данных.
В случае нарушения нормативов или отклонений в каких-либо
показателях должна быть проведена диагностика причин.
Лабораторная работа №8. Выбор стратегии ценообразования
Назначение ЭС
- определение стратегии предприятия
в
ценообразовании на товары в соответствии с целью поведения на рынке,
39
которыми могут быть:
- Обеспечение выживаемости (удержание позиций) на рынке.
- Максимизация прибыли посредством интенсивного роста производства.
- Завоевание лидерства на рынке путем повышения качества товара
(обслуживания) или применению гибкой ценовой политики.
В качестве методов ценообразования используются:
- Средние издержки плюс прибыль.
- Установление цены на основе уровня текущих цен.
- Обеспечение целевой прибыли.
- Установление цены на основе значимости товара.
На выбор стратегии ценообразования влияют тип рынка (различные
сочетания конкуренции и монополии), эластичность спроса, уровень издержек
на предприятии и его положение на рынке и др. Качественные параметры
состояния рынка должны быть выведены из базы данных о поведении
конкурентов на рынке и состоянии производства и сбыта на предприятии.
Лабораторная работа №9. Выбор поставщика продукции
Назначение ЭС - выбор надежного поставщика продукции с учетом
требуемого уровня качества, цены, технического обслуживания и условий
поставки.
Уровень качества и цены продукции определяются особенностями
производственной стратегии, а условия поставки (доставки, оплаты) особенностями финансового положения предприятия-получателя продукции.
По сформированным требованиям к поставляемой продукции из базы
данных отбираются потенциальные поставщики, которые тестируются с
позиции финансового положения и оценки репутации поставщика ( наличия
нарушений условий поставки и рекламаций).
Лабораторная работа №10. Подбор кадров
Назначение ЭС - формирование списка вакантных должностей, на
которые может претендовать по своим данным кандидат, обратившийся в отдел
кадров предприятия (службу занятости). В частности этот список может
оказаться пустым. Соответствие кандидата вакантной должности (рейтинг)
задается с определенным фактором уверенности.
Особенности решения задачи связаны с тем, что ЭС настраивается на
требования и характеристики кандидата на должность. Так на основе анкетных
данных осуществляется расчет рейтинга кандидата на все подходящие
должности. При этом тестируются профессиональные, деловые и
психологические качества. Для отобранных должностей осуществляется
проверка по базе данных вакансий и удовлетворение требований кандидата.
40
Требования к отчету по лабораторной работе
Отчет по лабораторной работе должен содержать следующие основные
разделы:
1. Идентификация проблемной области.
2. Концептуальная модель проблемной области.
3. Формализация базы знаний.
4. Реализация экспертной системы.
5. Тестирование экспертной системы.
Идентификация проблемной области
В этом разделе отчета сначала описывается неформальная постановка
задачи, в которой обосновывается необходимость разработки экспертной
системы и определяются источники получения экономической эффективности.
Далее приводится структурированный отчет параметров проблемной
области:
Назначение: < консультирование, обучение, ассистирование и т.д.
Сфера применения: < уточненная тема лабораторной работы,
пользователи>
Класс решаемых проблем: < интерпретация (анализ), диагностика,
прогнозирование, проектирование, планирование и т.д.>
Критерии эффективности и ограничения: < экономические показатели >
Цель: < Имя целевой переменной (предиката) >
Ожидаемые результаты: < гипотезы - список возможных значений цели >
Подцели (промежуточные цели): < список имен переменных >
Исходные данные (факторы): < список имен переменных >
Особенности решения задач: < описание характеристик неопределенности,
динамичности решаемых задач, основных эвристик >
Концептуальная модель проблемной области
В отчете приводятся следующие графические модели:
1. Объектная модель ( ER - модель, схемы классификации объектов ).
2. Функциональная модель (Дерево целей - граф “И -ИЛИ”)
3. Поведенческая модель (Таблица “Событие - Поведение - Состояние” - для
разработки динамических экспертных систем).
41
При защите лабораторных работ, необходимо ответить на 3 вопроса:
1. Обосновать
необходимость
создания
интеллектуальной
информационной системы в данной предметной области. Почему нельзя
обойтись простой информационной системой?
2. Доказать, что предлагаемая вами информационная система является
интеллектуальной. Показать элементы присущие интеллектуальной
информационной системе.
3. Обосновать выбор модели представления знаний.
Критерии оценки:
- оценка «зачтено» выставляется студенту, если он твердо знает материал,
грамотно и по существу излагает его, умеет применять полученные знания на
практике, допускаются в ответе или в решении задач некоторые неточности;
- оценка «не зачтено» выставляется студенту, который не знает большей части
основного содержания учебной программы дисциплины, допускает грубые
ошибки в формулировках основных понятий дисциплины и не умеет
использовать полученные знания при решении типовых практических задач.
42
