Стохастика. Перспективная информационная технология

Для устранения указанных препятствий предлагается проект:

«Интеллектуальная система экспертизы проектов, обеспечивающая автоматическое понимание смысла, реферирование, обобщение, определение новизны, реализуемости и эффективности проектных решений».

Данный проект не имеет аналогов в мире. Он разработан на основе стохастики - стохастической информационной технологии.

Как было отмечено в предыдущих разделах, стохастика или стохастическая информационная технология обладает следующими свойствами, без которых невозможно решение проблемы BigData [1], понимание смысла и извлечение знаний из неструктурированных текстов, распознавание и понимание смысла слитной речи от неизвестного диктора [3], создание эффективных интеллектуальных систем [4, 5,6]:

- реализация логического вывода на больших пространствах поиска с использованием только логически и семантически связанных текстовых структур с исключением перебора на всем пространстве поиска, что обеспечивает исключение комбинаторного взрыва;

- осуществление саморазвития и самообучения системы новым знаниям, определяющим логически и семантически связанные элементы текста, формирование новых знаний, необходимых для получения «картины мира» и семантических классификаторов в различных проблемных областях;

- автоматическое создание баз знаний, описывающих все возможные свойства понятий и логических связей картины мира во всех возможных ситуациях на пространствах поиска объемом не менее 10¹⁵;

- реализация аналитических и поисковых функций на множестве исходной текстовой информации с использованием полученных знаний в реальном масштабе времени с максимальным пространством поиска не менее 10²⁰

Указанными свойствами обладает только стохастика. Они не доступны для традиционных информационных технологий. Стохастика была разработана в России В.Насыпным и впервые опубликована в монографии «Развитие теории построения открытых систем на основе информационной технологии искусственного интеллекта» (М.: Воениздат, 1994. - 248с.).

Стохастика позволяет создавать суперинтеллектуальные системы, которые могут применяться как для понимания смысла, реферирования, обобщения и определения новизны содержания текстовых документов проекта, так и для моделирования процесса функционирования создаваемых систем, оценки реализуемости и эффективности проектных решений по этапам их разработки. Это создает основу для объективного контроля всего цикла реализации финансируемого проекта и принятия мер по достижению требуемого качества создаваемого изделия, вплоть до своевременной замены фирмы- разработчика.

С целью моделирования процесса функционирования создаваемых систем в предлагаемом проекте предусмотрено создание интеллектуальной информационно-управляющей системы.

Под информационно-управляющими системами, в общем случае, будем понимать проблемно-ориентированные вычислительные сети, которые в дополнении к базовым телекоммуникационным системам имеют интеллектуальную функциональную надстройку и предназначены для комплексного решения задач информатизации и функционирования современной техники. Для моделирования могут применяться локальные, корпоративные и глобальные ИУС.

Внедрение информационной технологии искусственного интеллекта (ИИ) осуществляется на всех уровнях ИУС, от органов управления до исполнительных устройств и оборудования (автоматизированных технологических линий, станков с программным управлением, промышленных роботов и других средств). Это позволяет говорить о целесообразности создания в рамках ИУС локальных или распределенных информационных и интеллектуальных систем как основы для моделирования процессов функционирования создаваемых технических средств..

Построение распределенных систем невозможно без внедрения телекоммуникационной технологии информационно-вычислительных сетей (ИВС), которые получили широкое распространение во всех видах деятельности, став базой создаваемой индустрии обработки информации.

Это ставит проблему построения интеллектуальных ИУС открытого типа для моделирования взаимодействия распределенных по объектам управления средств обработки данных и знаний с использованием трактов передачи информации ИВС для выработки альтернатив управленческих решений. При моделировании локальных ИУС отдельных устройств применяются различные физические линии связи и интерфейсы.

Особое значение при этом имеет разработка методических и технологических решений обеспечения состоятельности, целостности распределения данных и знаний в процессе их обработки и обновления с использованием ресурсов ИВС или линий связи.

Широкое внедрение в производство гибких технологических линий, постоянное развитие и совершенствование производственных и административных процессов, направленных на реализацию новых видов конкурентоспособной продукции, обуславливают необходимость построения моделирующих ИУС как адаптивных, эволюционно развивающихся систем, открытых к структурному и содержательному изменению предметной области процессов информатизации и автоматизируемых функций.

В комплексе вопросов, связанных с построением интеллектуальных ИУС, определяющим является создание методов обработки символьной информации, позволяющих рационально соединить технологию современных компьютеров, специально не предназначенных для работы со знаниями, с информационной технологией искусственного интеллекта. От этого во многом зависят создание эффективных распределенных и локальных систем обработки данных и знаний и их внедрение в систему управления разрабатываемых изделий.

Настоящий проект посвящен изложению современных подходов к созданию моделирующих ИУС открытого типа. В основу проекта положен принцип системного единства методологического аппарата и информационной технологии систем ИИ и теории телекоммуникационных технологий построения открытых информационных сетей. Этот синтез позволяет, с одной стороны, создавать адаптивные ИУС открытого типа, обеспечивающие эволюционное развитие функциональных возможностей и уровня интеллектуализации моделирующих информационно-управляющих систем. С другой стороны, указанный принцип дает возможность плодотворного поиска решений в области построения распределенных информационных и интеллектуальных систем, обеспечивающих эффективную обработку, целостность и состоятельность данных и знаний в процессе функционирования ИУС.

Представленные в данном проекте методы, получившие развитие в теории синтеза распределенных систем обработки данных и знаний, основаны на применении стохастической информационной технологии. Она как было отмечено выше, позволяет адаптировать методы представления и обработки знаний к технологии современных компьютеров. Одновременно обеспечивается реализация функций контроля целостности, состоятельности и достоверности информации при ее хранении, обновлении и передачи в системе. В перспективе, разработанная интеллектуальная система позволит реализовать функции автоматического проектирования и синтеза программного обеспечения, разработанных технических средств[4].

Описание проекта будет состоять из введения, пяти глав и заключения.

В первой главе излагаются методы автоматического понимания смысла, обобщения и реферирования неструктурированного текста на основе стохастики. Разработаны методические и технологические основы определения новизны содержания текстовых документов (проектной документации), выявления случаев плагиата.

Во второй главе будут изложены принципы построения моделирующих интеллектуальных ИУС для оценки реализуемости и эффективности проектируемых технических систем различного назначения.. Предложена архитектура функциональной среды (ФС), определяющая предметную область, правила реализации и взаимодействия прикладных процессов интеллектуальных ИУС в ходе моделирования.

Третья глава посвящена обоснованию требований к программному обеспечению интеллектуальных ИУС организационно-административного назначения. В ней представлена проблема разработки метода формализованного описания ИУС. Описаны возможности современных методов представления данных и знаний для описания ФС ИУС. Сформулированы требования к формализованному описанию протоколов и инструментальным системам для синтеза ФС ИУС.

В четвертой главе представлены методические основы создания инструментальной системы для синтеза ФС моделирующих ИУС. В их основу положена стохастическая информационная технология, позволяющая создавать эффективные системы обработки данных и знаний интеллектуальных ИУС.

В пятой главе приведены теоретические основы реализации функций оценки реализуемости и эффективности моделируемых проектных решений. С этой целью разрабатывается система автоматизированного проектирования и управления адаптацией ФС ИУС на основе стохастической информационной технологии. Эта система предназначена для спецификации, контроля корректности и верификации протоколов ФС на этапе проектирования заданного изделия путем адаптации интеллектуальных систем. В результате производится оценка реализуемости заданных проектных решений. Оценка эффективности осуществляется с использованием разработанных игровых логических моделей.

В заключении обосновывается этапность создания предложенной интеллектуальной системы экспертизы проектов. На первом этапе реализуются функции автоматического понимания смысла, обобщения, реферирования и определения новизны содержания текстов проектной документации. На втором этапе обеспечивается оценка реализуемости и эффективности проектных технических решений. Показано, что создание интеллектуальной системы экспертизы проектов первого этапа обеспечит экономическую эффективность в размере 3-4 млрд. рублей ежегодно.

Литература

1.Черняк Л. Большие Данные -- новая теория и практика // Открытые системы №10, 2011.

2. Насыпный В.В. Защищенные стохастические системы // Открытые системы №3, 2004.

3. Насыпный В.В. Распознавание и понимание смысла речи на основе стохастики в шумах. М.: Прометей, 2010. - 139 с.

4. Насыпный В.В. Развитие теории построения открытых систем на основе информационной технологии искусственного интеллекта. М.: Воениздат, 1994. - 248с.

5. Насыпный В.В., Насыпная Г.А. Способ синтеза самообучающейся системы извлечения знаний из текстовых документов для поисковых систем. Патент РФ №2273879, номер международной заявки РСT/RU02/00258, дата подачи 28 мая 2002.

6. Насыпный В.В., Насыпная Г.А. Способ синтеза самообучающейся аналитической вопросно-ответной системы с извлечением знаний из текстов, заявка на патент №2007120344/09 от 06.08.2007. Получено решение на выдачу патента на изобретение от 21.07.2008.

7. Насыпный В.В. Система с абсолютной стойкостью // Открытые системы №9, 2005.

8. Насыпный В.В., Насыпная Г.А. Система распознавания, понимания смысла, анимационного моделирования и синтеза речи на основе стохастической информационной технологии. М.: Прометей, 2008. - 76 с.

9. Искусственный интеллект. Справочник. Кн. 2. Модели и методы. Под ред. Поспелова Д.А. М.: Радио и связь, 1990. - 303 с.

10. Halsall F. Data communications computer networks and osi. Addison-wesley publishing company, 1988. - 973 c.

11. Насыпный В.В. Способ комплексной защиты распределенной обработки информации в компьютерных системах и система для осуществления способа. Патент РФ №2259639, номер международной заявки РСT/RU /00272, дата подачи 28.10.2003г.

12. Насыпный В.В., Насыпная Г.А. Метод семантической связи текста с трехмерной графикой. - М.: Прометей, 2007. - 27с.

13. Кобаяси Н. Введение в нанотехнологию / Н.Кобаяси. - Пер. с японск. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. - 134 с.

14. Валиев К.А., Кокин А.А. Квантовые компьютеры: надежды и реальность. - Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2004, 329 стр.

14. Основные научные труды по стохастике

1. Патент РФ №2345416, 31.05.2007 г. "Способ синтеза самообучающейся аналитической вопросно-ответной системы с извлечением знаний из текстов",

2. Патент РФ № 2273879, 28.05.2002 г. "Способ синтеза самообучающейся системы извлечения знаний из текстовых документов для поисковых систем", международная заявка № PCT/RU2002/000258, 28.05.2002 г.,

3. United States Patent Application 20050071150 Nasypny, Vladimir Vladimirovich March 31, 2005 Method for synthesizing a self-learning system for extraction of knowledge from textual documents for use in search,

4. China Patent Application ZL 02 8 29032.1, Method for synthesizing a self-learning system for extraction of knowledge from textual documents for use in search. Priority 04.06.2008,

5. China Patent Application ZL 01 8 23446.1, Method for synthesizing a self-learning system for knowledge acquisition for text-retrieval systems. Priority 11.07.2007,

6. Патент РФ № 2259639, 05.07.2001 г. "Способ комплексной защиты распределенной обработки информации в компьютерных системах и система для осуществления способа ", международная заявка № PCT/RU2001/00272, 05.07.2001 г.,

7. Патент РФ №2137185, 10.09.1999 г. "Способ комплексной защиты процесса обработки информации в ЭВМ от несанкционированного доступа, программных закладок и вирусов",

8. Nasypny V.V. «Method for protecting computer systems against encrypted and polymorphous viruses», PCT/RU2004/000288, WO/2006/022566, 02.03.2006.

9. Насыпный В.В. Развитие теории построения открытых систем на основе информационной технологии искусственного интеллекта. М.: Воениздат, 1994. - 248с.

10. Насыпный В.В. Распознавание и понимание смысла речи на основе стохастики в шумах. М.: Прометей, 2010. - 139с.

11. Насыпный В.В. Распознавание речи на основе интеллектуальных систем. М.: Прометей, 2010. - 59с.

12. Насыпный В.В., Насыпная Г.А. Зашифрованные поисковые системы. Дополнение 1 (с.507-517) к книге Н.Смарта «Криптография» Москва: Техносфера, 2005. - 528с.

13. Насыпный В.В. Сетевая система с абсолютной стойкостью. Дополнение 2 (с.518-523) к книге Н.Смарта «Криптография» Москва: Техносфера, 2005. - 528с.

14. Насыпный В.В., Насыпная Г.А. Способ синтеза самообучающейся аналитической вопросно-ответной системы с извлечением знаний из текстов, заявка на патент №2007120344/09 от 06.08.2007. Получено решение на выдачу патента на изобретение от 21.07.2008.

15. Насыпный В.В., Насыпная Г.А. Метод семантической связи текста с трехмерной графикой. М.: Прометей, 2007. - 27с.

16. Насыпный В.В., Насыпная Г.А. Способ синтеза самообучающейся системы извлечения знаний из текстовых документов для поисковых систем. Патент РФ №2273879, номер международной заявки РСT/RU02/00258, дата подачи 28 мая 2002.

17. Насыпный В.В. Способ комплексной защиты распределенной обработки информации в компьютерных системах и система для осуществления способа. Патент РФ №2259639, номер международной заявки РСT/RU /00272, дата подачи 28.10.2003г.

18. Насыпный В.В., Насыпная Г.А. Поисковая машина для карманных компьютеров // Мир ПК, 2003, №6, с. 77.

19. Насыпный В.В. Защищённые стохастические системы // Открытые системы, 2004, №8, с. 60-61.

20. Насыпный В.В., Насыпная Г.А. Совершенствование поисковых систем - М.: Прометей, 2006. - 16с.

21. Насыпный В.В., Насыпная Г.А., Огарок А.Л., Тулин В.В. Почему отечественная стохастическая информационная технология устраняет «комбинаторный взрыв» при обработке знаний и позволяет создавать самообучающиеся интеллектуальные поисковые системы // Информатизация и связь, 2009, №1, с. 167-171.

22. Насыпный В.В., Насыпная Г.А. Система распознавания, понимания смысла, анимационного моделирования и синтеза речи на основе стохастической информационной технологии. - М.: Прометей, 2008. - 76с.

23. Насыпный В.В., Насыпная Г.А. Автоматическая классификация понятий в интеллектуальных поисковых системах // Информатизация и связь, 2009, №1, с. 81-85.

24. Насыпный В.В., Насыпная Г.А. Разработка методов и инструментальных средств эволюционного описания предметной области информационно-аналитических систем организационно-административного назначения // Информатизация и связь, 2009, №1,

с. 117-124.

25. Насыпный В.В. Стохастика как основа для перехода к большим данным, индустрии знаний и нанотехнологии. - М:МПГУ, 2011. - 24 с.

Размещено на Allbest.ru