《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)是基于知識的信息系統(tǒng) 由類似于人類專家的能貯存知識及進行推理的硬件和軟件組成 自然語言處理自然語言處理 NaturalLanguageProcessing 可以讓計算機理解以人類自然語言下達的命令并做出相應(yīng)的反應(yīng) 人工智能 人工智能技術(shù)的領(lǐng)域語音 聲音 識別語音理解 SpeechUnderstanding 通過計算機來對口語進行認知和理解 例如許多公司已經(jīng)在其呼叫中心運用這種技術(shù) 計算機視覺與情景識別視覺識別 VisualRecognization 是計算機智能和決策的附加功能 它可以將機器傳感器 如照相機 接受到的視覺信息數(shù)字化 如機器人運動 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語言術(shù)語處理技術(shù) 它拓展了邏輯的概念 從簡單的對或錯到部分 甚至是連續(xù) 正確 案例推理案例推理 Case BasedReasoning CBR 將專家過去的經(jīng)驗以案例的形式表達出來 形成案例庫 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)主要致力于用計算機機制模擬人腦的學(xué)習(xí)過程 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是人類神經(jīng)系統(tǒng)高度簡化的模型 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)達爾文的自然選擇和優(yōu)勝劣汰的進化理論 針對具體問題 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 因為它們可用選擇 交叉和變異得出許多不同方案并進行評價 人工智能 人工智能技術(shù)的領(lǐng)域語音 聲音 識別語音理解 SpeechUnderstanding 通過計算機來對口語進行認知和理解 例如許多公司已經(jīng)在其呼叫中心運用這種技術(shù) 計算機視覺與情景識別視覺識別 VisualRecognization 是計算機智能和決策的附加功能 它可以將機器傳感器 如照相機 接受到的視覺信息數(shù)字化 如機器人運動 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)域語音 聲音 識別語音理解 SpeechUnderstanding 通過計算機來對口語進行認知和理解 例如許多公司已經(jīng)在其呼叫中心運用這種技術(shù) 計算機視覺與情景識別視覺識別 VisualRecognization 是計算機智能和決策的附加功能 它可以將機器傳感器 如照相機 接受到的視覺信息數(shù)字化 如機器人運動 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)是一種以知識為基礎(chǔ)的系統(tǒng) 是一種運用推理能力得出結(jié)論的人工智能系統(tǒng) 專家系統(tǒng)就像某個領(lǐng)域的人類專家一樣 它可以通過對問題進行推理得出相應(yīng)的結(jié)論 或者推薦合適的建議 例如 它們被用來輔助設(shè)計新產(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)知識庫知識庫中存儲了專家系統(tǒng)所用的所有相關(guān)信息 數(shù)據(jù) 規(guī)則 案例和關(guān)系 一般來說 知識庫中容納了規(guī)則 框架 語義網(wǎng) 案例和模式匹配等信息 推理機推理機是基于規(guī)則和事實來執(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 推理機進行檢驗所使用的兩種主要方法是 向前推理和向后推理 向前推理是從事實出發(fā) 向前推進直到找到結(jié)論的推理過程 向后推理是一種從結(jié)論出發(fā) 向后追溯到支持結(jié)論的事實的推理過程 專家系統(tǒng) 專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)知識獲取和解釋子系統(tǒng)知識獲取 KnowledgeAcquisition 過程是一個復(fù)雜的過程 大多數(shù)的專家系統(tǒng)在不斷改進 通過使用知識獲取子系統(tǒng)可以在知識庫中加入新的規(guī)則 一般來說 知識庫中容納了規(guī)則 框架 語義網(wǎng) 案例和模式匹配等信息 解釋子系統(tǒng)是用來解釋求解過程的 它可讓用戶理解專家系統(tǒng)是如何得到某個結(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)計的焦點主要在于人所關(guān)注的方面 如使用便捷 可靠性高 出錯率低等 同時 用戶界面的設(shè)計應(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)以知識推理形式解決定性分析問題的特點 ES定性分析又能發(fā)揮決策支持系統(tǒng)以模型計算為核心的解決定量分析問題的特點 充分做到定性和定量分析的有機結(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)驗和知識 能夠解決某個專門領(lǐng)域的問題的個人或群體 知識工程師知識工程師是在專家系統(tǒng)的設(shè)計 開發(fā) 實施和維護方面受過培訓(xùn)或有經(jīng)驗的人 知識用戶 專家系統(tǒng) 應(yīng)用范疇及優(yōu)缺點專家擅長于診斷 預(yù)測和計劃問題 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)能夠更主動地或者對于非標準化的請求和命令作出反應(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)語言系統(tǒng) LS 的功能主要是把自然語言轉(zhuǎn)化為機器所能理解的形式 并把機器對問題的解答或其他內(nèi)部信息轉(zhuǎn)化為自然語言相應(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 知識系統(tǒng) KS 能滿足問題處理系統(tǒng) PPS 對數(shù)據(jù) 模型 方法和知識的需求 提供交互式的內(nèi)部通道 使人工智能的知識推理和運籌學(xué)的數(shù)值計算相結(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 是終端用戶或過程的軟件代理 用來滿足指定的任務(wù)或完成規(guī)定的活動 它使用內(nèi)置的或?qū)W習(xí)得到的關(guān)于人或過程的知識庫 按照用戶的意圖來決策或完成任務(wù) 圖10 7智能代理與Internet 智能代理 智能代理的特點智能性與自主性智能代理具有知識且具有推理和學(xué)習(xí)的能力 智能代理是自主運作的 協(xié)作與協(xié)商能力多個代理還可以通過協(xié)商或協(xié)作完成超過單個代理能力范圍的任務(wù) 機動性或可移動性代理能從一個系統(tǒng)移動至另一個系統(tǒng) 以獲取所需的遠程資源 許多電子商務(wù)代理都是移動代理 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 并記錄用戶對特定情形的反應(yīng) 電子郵件代理可以控制垃圾郵件 語音提示用戶指定消息的到達 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)代理無數(shù)個智能代理在網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行著重要的電子商務(wù)活動 智能代理還可參與電子交易中的討價還價 購買與投遞