《管理信息系統(tǒng)》2版第10章

第10章人工智能與決策支持 學(xué)習(xí)目的 了解人工智能及其應(yīng)用領(lǐng)域 了解專家系統(tǒng)及其組成結(jié)構(gòu) 理解決策支持與人工智能技術(shù)的關(guān)系 了解智能決策支持系統(tǒng) 結(jié)合實(shí)際理解智能代理的應(yīng)用 本講內(nèi)容 人工智能專家系統(tǒng)智能決策支持系統(tǒng)智能代理案例閱讀 人工智能 人工智能技術(shù)的領(lǐng)域?qū)＜蚁到y(tǒng)專家系統(tǒng)是基于知識(shí)的信息系統(tǒng) 由類似于人類專家的能貯存知識(shí)及進(jìn)行推理的硬件和軟件組成 自然語(yǔ)言處理自然語(yǔ)言處理 NaturalLanguageProcessing 可以讓計(jì)算機(jī)理解以人類自然語(yǔ)言下達(dá)的命令并做出相應(yīng)的反應(yīng) 人工智能 人工智能技術(shù)的領(lǐng)域語(yǔ)音 聲音 識(shí)別語(yǔ)音理解 SpeechUnderstanding 通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)口語(yǔ)進(jìn)行認(rèn)知和理解 例如許多公司已經(jīng)在其呼叫中心運(yùn)用這種技術(shù) 計(jì)算機(jī)視覺與情景識(shí)別視覺識(shí)別 VisualRecognization 是計(jì)算機(jī)智能和決策的附加功能 它可以將機(jī)器傳感器 如照相機(jī) 接受到的視覺信息數(shù)字化 如機(jī)器人運(yùn)動(dòng) 傳感器速度和生產(chǎn)線質(zhì)量等 人工智能 人工智能技術(shù)的領(lǐng)域模糊邏輯模糊邏輯是一項(xiàng)語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)處理技術(shù) 它拓展了邏輯的概念 從簡(jiǎn)單的對(duì)或錯(cuò)到部分 甚至是連續(xù) 正確 案例推理案例推理 Case BasedReasoning CBR 將專家過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)以案例的形式表達(dá)出來(lái) 形成案例庫(kù) 人工智能 人工智能技術(shù)的領(lǐng)域神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要致力于用計(jì)算機(jī)機(jī)制模擬人腦的學(xué)習(xí)過(guò)程 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是人類神經(jīng)系統(tǒng)高度簡(jiǎn)化的模型 能夠顯示出學(xué)習(xí) 歸納和抽象的能力 圖10 1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)如何工作 人工智能 人工智能技術(shù)的領(lǐng)域遺傳算法遺傳算法 GeneticAlgorithms 依據(jù)達(dá)爾文的自然選擇和優(yōu)勝劣汰的進(jìn)化理論 針對(duì)具體問題 給出大量解決辦法 并從中選擇最佳的解決方法 遺傳算法適用于解決有多種可行方案的決策問題 因?yàn)樗鼈兛捎眠x擇 交叉和變異得出許多不同方案并進(jìn)行評(píng)價(jià) 人工智能 人工智能技術(shù)的領(lǐng)域語(yǔ)音 聲音 識(shí)別語(yǔ)音理解 SpeechUnderstanding 通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)口語(yǔ)進(jìn)行認(rèn)知和理解 例如許多公司已經(jīng)在其呼叫中心運(yùn)用這種技術(shù) 計(jì)算機(jī)視覺與情景識(shí)別視覺識(shí)別 VisualRecognization 是計(jì)算機(jī)智能和決策的附加功能 它可以將機(jī)器傳感器 如照相機(jī) 接受到的視覺信息數(shù)字化 如機(jī)器人運(yùn)動(dòng) 傳感器速度和生產(chǎn)線質(zhì)量等 人工智能 人工智能技術(shù)的領(lǐng)域語(yǔ)音 聲音 識(shí)別語(yǔ)音理解 SpeechUnderstanding 通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)口語(yǔ)進(jìn)行認(rèn)知和理解 例如許多公司已經(jīng)在其呼叫中心運(yùn)用這種技術(shù) 計(jì)算機(jī)視覺與情景識(shí)別視覺識(shí)別 VisualRecognization 是計(jì)算機(jī)智能和決策的附加功能 它可以將機(jī)器傳感器 如照相機(jī) 接受到的視覺信息數(shù)字化 如機(jī)器人運(yùn)動(dòng) 傳感器速度和生產(chǎn)線質(zhì)量等 本講內(nèi)容 人工智能專家系統(tǒng)智能決策支持系統(tǒng)智能代理案例閱讀 專家系統(tǒng) 專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)是一種以知識(shí)為基礎(chǔ)的系統(tǒng) 是一種運(yùn)用推理能力得出結(jié)論的人工智能系統(tǒng) 專家系統(tǒng)就像某個(gè)領(lǐng)域的人類專家一樣 它可以通過(guò)對(duì)問題進(jìn)行推理得出相應(yīng)的結(jié)論 或者推薦合適的建議 例如 它們被用來(lái)輔助設(shè)計(jì)新產(chǎn)品或新系統(tǒng) 提高醫(yī)療衛(wèi)生的質(zhì)量 決定信用卡的信貸額度等 專家系統(tǒng) 專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖10 2專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 專家系統(tǒng) 專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)知識(shí)庫(kù)知識(shí)庫(kù)中存儲(chǔ)了專家系統(tǒng)所用的所有相關(guān)信息 數(shù)據(jù) 規(guī)則 案例和關(guān)系 一般來(lái)說(shuō) 知識(shí)庫(kù)中容納了規(guī)則 框架 語(yǔ)義網(wǎng) 案例和模式匹配等信息 推理機(jī)推理機(jī)是基于規(guī)則和事實(shí)來(lái)執(zhí)行演繹和推理的 它同樣也具有執(zhí)行基于概率推理或模式匹配的模糊推理的能力 推理機(jī)進(jìn)行檢驗(yàn)所使用的兩種主要方法是 向前推理和向后推理 向前推理是從事實(shí)出發(fā) 向前推進(jìn)直到找到結(jié)論的推理過(guò)程 向后推理是一種從結(jié)論出發(fā) 向后追溯到支持結(jié)論的事實(shí)的推理過(guò)程 專家系統(tǒng) 專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)知識(shí)獲取和解釋子系統(tǒng)知識(shí)獲取 KnowledgeAcquisition 過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程 大多數(shù)的專家系統(tǒng)在不斷改進(jìn) 通過(guò)使用知識(shí)獲取子系統(tǒng)可以在知識(shí)庫(kù)中加入新的規(guī)則 一般來(lái)說(shuō) 知識(shí)庫(kù)中容納了規(guī)則 框架 語(yǔ)義網(wǎng) 案例和模式匹配等信息 解釋子系統(tǒng)是用來(lái)解釋求解過(guò)程的 它可讓用戶理解專家系統(tǒng)是如何得到某個(gè)結(jié)論的 用戶界面用戶界面使用戶向?qū)＜蚁到y(tǒng)輸入命令和信息 并從中獲得信息 一個(gè)專家系統(tǒng)的優(yōu)劣通常與它的界面的品質(zhì)和功能密切相關(guān) 用戶界面設(shè)計(jì)的焦點(diǎn)主要在于人所關(guān)注的方面 如使用便捷 可靠性高 出錯(cuò)率低等 同時(shí) 用戶界面的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能地考慮交互方法的適應(yīng)性 專家系統(tǒng) 專家系統(tǒng)與決策支持系統(tǒng)集成圖10 3專家系統(tǒng)與決策支持系統(tǒng)集成結(jié)構(gòu)圖 專家系統(tǒng) 專家系統(tǒng)與決策支持系統(tǒng)集成專家系統(tǒng) ES 和決策支持系統(tǒng) DSS 相結(jié)合 既能充分發(fā)揮專家系統(tǒng)以知識(shí)推理形式解決定性分析問題的特點(diǎn) ES定性分析又能發(fā)揮決策支持系統(tǒng)以模型計(jì)算為核心的解決定量分析問題的特點(diǎn) 充分做到定性和定量分析的有機(jī)結(jié)合 使得解決問題的能力和范圍都得到很大的發(fā)展 DSS定量分析 專家系統(tǒng) 專家系統(tǒng)開發(fā)及使用人員領(lǐng)域?qū)＜翌I(lǐng)域?qū)＜沂侵赣兄S富的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí) 能夠解決某個(gè)專門領(lǐng)域的問題的個(gè)人或群體 知識(shí)工程師知識(shí)工程師是在專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 開發(fā) 實(shí)施和維護(hù)方面受過(guò)培訓(xùn)或有經(jīng)驗(yàn)的人 知識(shí)用戶 專家系統(tǒng) 應(yīng)用范疇及優(yōu)缺點(diǎn)專家擅長(zhǎng)于診斷 預(yù)測(cè)和計(jì)劃問題 其中最多的應(yīng)用是診斷 表10 1專家系統(tǒng)的部分優(yōu)越性和局限性 本講內(nèi)容 人工智能專家系統(tǒng)智能決策支持系統(tǒng)智能代理案例閱讀 智能決策支持系統(tǒng) 智能決策支持系統(tǒng)的概念最早由R H Bonczek等人于80年代提出 它的功能是 既能處理定量問題 又能處理定性問題 智能決策支持系統(tǒng)的核心思想是將人工智能與其它相關(guān)科學(xué)成果相結(jié)合 使決策支持系統(tǒng)能夠更主動(dòng)地或者對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)化的請(qǐng)求和命令作出反應(yīng) 圖10 4決策支持系統(tǒng)與人工智能技術(shù)的結(jié)合 智能決策支持系統(tǒng) 智能決策支持系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖10 5智能決策支持系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu) 智能決策支持系統(tǒng) 智能決策支持系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)智能決策支持系統(tǒng)3S系統(tǒng)語(yǔ)言系統(tǒng) LS 的功能主要是把自然語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為機(jī)器所能理解的形式 并把機(jī)器對(duì)問題的解答或其他內(nèi)部信息轉(zhuǎn)化為自然語(yǔ)言相應(yīng)的形式輸出 問題處理系統(tǒng) PPS 必須具有明確的識(shí)別問題的能力 能把問題陳述轉(zhuǎn)化為相應(yīng)可執(zhí)行的解決方案 并且能夠分析問題 知識(shí)系統(tǒng) KS 能滿足問題處理系統(tǒng) PPS 對(duì)數(shù)據(jù) 模型 方法和知識(shí)的需求 提供交互式的內(nèi)部通道 使人工智能的知識(shí)推理和運(yùn)籌學(xué)的數(shù)值計(jì)算相結(jié)合成為可能 智能決策支持系統(tǒng) 智能決策支持系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)智能決策支持系統(tǒng)3S系統(tǒng)圖10 6具有自然語(yǔ)言處理功能的智能決策支持系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 本講內(nèi)容 人工智能專家系統(tǒng)智能決策支持系統(tǒng)智能代理案例閱讀 智能代理 智能代理的定義智能代理 IntelligentAgent IA 是終端用戶或過(guò)程的軟件代理 用來(lái)滿足指定的任務(wù)或完成規(guī)定的活動(dòng) 它使用內(nèi)置的或?qū)W習(xí)得到的關(guān)于人或過(guò)程的知識(shí)庫(kù) 按照用戶的意圖來(lái)決策或完成任務(wù) 圖10 7智能代理與Internet 智能代理 智能代理的特點(diǎn)智能性與自主性智能代理具有知識(shí)且具有推理和學(xué)習(xí)的能力 智能代理是自主運(yùn)作的 協(xié)作與協(xié)商能力多個(gè)代理還可以通過(guò)協(xié)商或協(xié)作完成超過(guò)單個(gè)代理能力范圍的任務(wù) 機(jī)動(dòng)性或可移動(dòng)性代理能從一個(gè)系統(tǒng)移動(dòng)至另一個(gè)系統(tǒng) 以獲取所需的遠(yuǎn)程資源 許多電子商務(wù)代理都是移動(dòng)代理 智能代理 互聯(lián)網(wǎng)上的智能代理應(yīng)用電子郵件代理這種代理監(jiān)視用戶日常使用郵件的活動(dòng) 并記錄用戶對(duì)特定情形的反應(yīng) 電子郵件代理可以控制垃圾郵件 語(yǔ)音提示用戶指定消息的到達(dá) 智能搜索代理代表性的搜索引擎如Infoseek Lycos等 FAQ文件 網(wǎng)絡(luò)管理與監(jiān)視許多智能代理可用于監(jiān)視 診斷問題 確保安全 管理互聯(lián)網(wǎng)或其他資源 例如PatrolApplicationManagement 智能代理 互聯(lián)網(wǎng)上的智能代理應(yīng)用電子商務(wù)代理無(wú)數(shù)個(gè)智能代理在網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行著重要的電子商務(wù)活動(dòng) 智能代理還可參與電子交易中的討價(jià)還價(jià) 購(gòu)買與投遞