هوش مصنوعي

مقدمه

تكنيك ها و زبانهاي برنامه نويسي هوش مصنوعي

ما در عصري زندگي مي كنيم كه جامعه شناسان آن را عصر انقلاب كامپيوتر نام نهاده اند و مانند هر انقلاب واقعي ديگر، انقلابي است گسترده و فراگير و تأثير پايداري برجامعه خواهد داشت.

اين انقلاب در اقتصاد امروز و نظم جامعه، به همان ميزان انقلاب صنعتي در قرن 19 تأثير دارد.اين تحولات قادر است الگوي فكري و فرم زندگي هر فرد را تغيير دهد.

انقلاب كامپيوتر توان ذهني ما را گسترش مي دهد.

عملكرد اولية برنامه نويسي هوش مصنوعي (AI) ايجاد ساختار كنترلي مورد لزوم براي محاسبه سمبوليك است.

خصوصيات اين ساختارها به مقدار زيادي موجب تشخيص خصوصياتي مي شود كه يك زبان كاربردي مي بايستي فراهم كند.

در اين مقدمه به يك سري خصوصيات مورد نظر براي زبان برنامه نويسي سمبوليك مي پردازيم و زبانهاي برنامه نويسي LISP و PROLOG را معرفي خواهيم كرد.

اين دو زبان علاوه بر اين كه از مهمترين زبانهاي مورد استفاده در هوش مصنوعي هستند، خصوصيات semantic و syntactic آنها نيز باعث شده كه آنها شيوه ها و راه حل هاي قوي براي حل مسئله ارئه كنند.

تأثير قابل توجه اين زبانها بر روي توسعه AI از جمله توانائي آنها به عنوان «ابزارهاي فكر كردن» مي باشد كه از جمله نقاط قوت آنها در زبانهاي برنامه نويسي مي باشد.

همان طور كه هوش مصنوعي مراحل رشد خود را طي مي كند زبانهاي LISP و PROLOG بيشتر مطرح مي شوند.

اين زبانها كار خود را در محدودة توسعه و prototype سازي سيستم هاي AI در صنعت و دانشگاهها دنبال مي كنند.

اطلاعات در مورد اين زبانها به عنوان بخشي از مهارت هر برنامه نويس AI مي باشد ما به بررسي اين دو زبان در هوش مصنوعي مي پردازيم.

آنــــچه را كـــه نمي دانيم موجب دردسر و گرفتاري ما نخواهد شد، بلكه دردسرها از دانسته ها سرچشمه مي گيرند.

W.ROGERS



زبان ، شناخت و خلاصه پردازي

توانايي شكل گيري خلاصه برداري از تجربيات از توانمند ترين و اساسي ترين توانائي هاي ذهن انسان است خلاصه پردازي به ما اين اجازه را مي دهد كه به فهم جزئيات از يك محدوده ي كلي اطلاعات مربوط به يك خصوصيت كلي سازمان و رفتار برسيم . اين خلاصه ها به ما اجازه شناخت و درك كامل موارد دريافت شده در حوزه خاص را مي دهند . اگر ما وارد يك خانه شويم كه به خوبي ساخته شده باشد ، راههاي خود را به اطراف پيدا خواهيم كرد . ساختار خصوصيات اطاق نشيمن ، اطاق خواب ،‌آشپزخانه و حمام عموماً از ويژگيهاي يك مدل خانة استاندارد مي باشد .

خلاصه پردازي به ما حس شناخت خانه هاي متفاوت را مي دهد . يك تصوير ممكن است بياني قوي تر از هزاران كلمه داشته باشد ، اما يك خلاصه مشخصاً بيان كنندة خصوصيات مهم يك كليت از نوع تصوير است .

وقتي كه ما به تئوري براي توصيف كلاس هاي يك پديده مي پردازيم ، خصوصيات و ويژگيهاي كمي و كيفي مربوط به كلاس از كل جزئيات خلاصه مي شود .

كه اعضاء به خصوص خود را مشخص مي كند . اين كاهش جزئيات به وسيله قدرت توصيف و پيش بيني يك نظريه ارزشمند جبران مي شود .

خلاصه سازي يكي از ابزارهاي اساسي شناخت و ارزيابي كليت هاي جهان اطراف ما و همچنين ساختار ذهني ما است . در حقيقت اين پروسه به طور مداوم براساس دانش و اطلاعات صورت مي گيرد . دانش و اطلاعا نيز در لايه ها و بخش هايي از خلاصه پردازي ساخته مي شود كه از مكانيسم هايي كه ساختار را فشرده ساخته و از حس اوليه به سمت يك سري تئوري هاي علمي سوق داده مي شود و در نهايت بيشتر اين ايده ها دربارة ايده هاي ديگر و نشأت گرفته از آنها مي باشد .

خلاصه پردازي طبقه بندي شده (سلسله مراتبي ) :

ساختار و سازمان آزمايش و تجربه در ارتباط با توصيفات كلاس هاي خلاصه سازي يكي از ابزارهاي شناخت رفتار و ساختار سيستم هاي مركب است كه شامل برنامه هاي كامپيوتر مي شوند .

همانند رفتار يك حيوان كه ممكن است بدون توجه به فيزيولوژي سيستم عصبي نهفته در پشت آن مورد مطالعه قرار گيرد .

يك الگوريتم داراي خصوصيات مربوط به خود مي باشد كه كاملاً آن را از برنامه اي كه آن را به كار مي برد جدا مي سازد .

به عنوان مثال دو نوع كاربر متفاوت جستجوي باينري را در نظر بگيريد .

يكي از آنها يعني Fortran از محاسبات و طبقه بندي استفاده مي كند و ديگري يعني Ctt از Pointer استفاده مي كند كه بتواند در جستجوي درون شاخه هاي binary كاربرد داشته باشد .

اگر دقيق تر نگاه كنيم اين برنامه ها مثل هم مي باشند چون اگر جز اين باشد كاربردهاي آنها نيز تفاوت خواهد شد . جداسازي الگوريتم از كه مورد استفاده در كاربرد آن يكي از نمونه هاي خلاصه سازي سلسله مراتبي مي باشد .

Allen New ell بين سطح دانش و سطح نشانه ها براي توصيف يك سيستم هوشمند تفاوت قائل شده است.

سطح نشانه ها همراه سازماندهي به خصوصي مورد توجه قرار گرفته كه براي بيان اطلاعات حل مسئله مورد استفاده قرار مي گيرد. بحث مربوط به توجه به منطق به عنوان يك زبان يك نمونه از مواردي است كه به سطح نشانه پرداخته است.

علاوه بر سطح نشانه سطح دانش است كه توجه آن به مقدار و محتوي اطلاعات يك برنامه و شيوه استفاده از آن اطلاعات مي باشد.

اين نوع تمايز در ساختار و معماري سيستم هايي كه بر اساس دانش و اطلاعات و سبك توسعه اي كه آن را پشتيباني مي كتد منعكس مي گردد.

به دليل اينكه كاربرها برنامه ها را در قالب دانش و توانايي خودشان مي شناسند بنابراين حائز اهميت است كه برنامه هاي AI داراي يك سطح خصوصيات اطلاعاتي باشند.

جداسازي اصل دانش و اطلاعات از ساختار كنترل اين نظريه را آشكار مي سازد و توسعه رفتار سطح دانش را ساده مي سازد.

همانند اين نيز سطح نشانه اي يك زبان توصيفي را تشريح مي كند كه شبيه قوانين و روشهاي توليد يا منطق براساس دانش و اطلاعات مي باشد.

جداسازي آن از سطح و دانش و اطلاعات نه برنامه نويس اين اجازه را مي دهد كه به سمت خلاصه پردازي ت،ثير پذيري و راحتي برنامه نويسي سوق پيدا كندكه در ارتباط با رفتار و عملكرد بالاي برنامه نمي باشد.

كاربرد بيان سطح نشانه اي شامل يك سطح دوره پائين تر از ساختار برنامه مي شود و بيانگر يك سري ملاحظات طراحي اضافي مي شود.

اهميت نظريه چند مرحله اي نسبت به طراحي سيستم نمي تواند بيش از اين مورد توجه قراار گيرد.

يعني اينكه به برنامه نويس اجازه مي دهد كه با پيچيدگي نهفته شده در سطوح پائين تر خود را درگير نكند و توجه و تاكيدش بر روي منابع مناسب با سطح فعلي خلاصه پردازي كند.

همچنين موجب مي شود كه اصول تئوري هوش مصنوعي عاري از كاربردهاي خاص يا زبان برنامه نويسي باشد . اين همچنين به ما قدرت توصيف يك كاربرد را مي دهد و تاثير گذاري خود را بر روي ماشين ديگر اثبات مي كند بدون اينكه بر رفتارش در سطوح بالاتر تاثير بگذارد .




سطح اطلاعات توصيف كننده توانائي هاي يك سيستم هوشمند است. محتوي دانش و اطلاعات مستقل از شكل پذيري مورد استفاده براي بيان آن است به همان اندازه كه زبان بيان كاملا مؤثر مي باشد .

توجه به سطح دانش شامل سؤالاتي از اين قبيل است:

از اين سيستم چه چيزي ساخته خواهد شد؟ چه اشيا و چه ارتباطي در آن محدوده مؤثر و مفيد است ؟ چگونه يك اطلاعات جديد به سيستم اضافه مي گردد؟

آيا واقعيات در طي زمان تغيير مي كنند؟ چگونه و چطور سيستم نيازمند است كه دلائل اطلاعات خود را ثابت كند؟ آيا محدوده ارتباطي داراي يك طبقه بندي درست و شناخته شده است؟

آيا اين محدوده شامل يك سري اطلاعات نادرست و غير ممكن است؟

تجزيه و تحليل دقيق در اين سطح يك گام مبهم در طراحي كلي ساختار يك برنامه مي باشد.

در سطح نشانه تصميمات درباره ساختارها صورت مي گيرد كه براي بيان و ايجاد دانش مورد استفادده قرار مي گيرند. انتخاب يك زبان براي بيان يك مورد مربوط به سطح نشانه مي باشد.

منطق يكي از چندين نوع اشكال است كه اصولا در حال حاضر براي بيان دانش و اطلاعات در دسترس مي باشد.

زبان بيان نه تنها مي بايستي توانايي بيان اطلاعات مورد لزوم براي كاربر را داشته باشد بلكه مي بايستي خلاصه و قابل توصيف و داراي كاربرد مؤثر باشد و مي بايستي به برنامه نويس براي دستيابي و سازماندهي اصل و اساس اطلاعات كمك كند.

وقتي كه بين سطح اطلاعات و سطح نشانه يك برنامه تمايز به وجود آمد ما مي توانيم بين سطح نشانه و الگوريتم و ساختمان داده ها مورد استفاده براي كاربرد آن نيز تمايز قايل شويم. به عنوان مثال بدون تاثيرگذاري رفتار و عملكرد يك تحليل گر برنامه كه اساس منطقي داشته باشد مي بايستي تاثير ناپذير از انتخاب بين يك سري جزئيات و يك مجموعه و دسته بايزي باشد تا بتواند يك جدول مربوط به نشانه ها را به كار برد.

اين تصميمات كاربردي هستند و مي بايستي در سطح نشانه قابل رؤيت باشند . بسياري از الگوريتم و ساختمان داده ها در كاربرد بيان زبان AI به كار مي روند كه از روشهاي معمول علم كامپيوتر مي باشند مثل شاخه ها و جداول بايزي.

ديگر موارد در رابطه با AI بسيار تخصصي هستند و به گونه يك كه مستعار بيان مي شوند كه از طريق متن و بخش هاي مربوط به LISP و PROLOG بيان مي شوند .

در سطح پائين تر مربوط به الگوريتم و ساختمان داده ها ( سطح زبان ) واقع شده است در اين جا ست كه زبان كاربردي براي برنامه مشخص مي شود .

با اين حال سبك برنامه نويسي مطلوب احتياج به اين دارد كه ما يك خلاصه داده اي بسازيم كه بين خصوصيات ويژه يك زبان برنامه نويسي و لايه هاي بالاي آن قرار گيرد . نيازهاي منحصر به فرد برنامه نويسي سطح نشانه اي تأثير به روي طراحي و استفاده از زبانهاي برنامه نويسي AI ايجاد مي كند . علاوه بر اين طراحي زبان مي بايستي در برگيرنده و مطابق با ساختار آن كه بر گرفته از سطوح پائين تر ساختمان كامپيوتر كه شامل زبان اسمبلي و سيستم عامل و دستور العملهاي ماشين و سطوح سخت افزار ي باشد .

و محدوديت هاي فيزيكي كامپيوتر مي بايستي بر روي منابعي همچون حافظه و سرعت پردازشگر تأ كيد كند . روش هاي PROLOG , LISP در جهت مستعاذل كردن نيازهاي سطح نشانه و نيازهاي نهفته در ساختار هر دو منبع مورد استفاده مي باشند و هم چنين يك هدف هوشمند و ذهني با اهميت مي باشند . در دنباله ما از ساختارهاي سطح اطلاعات در محيطهاي برنامه نويسي بر روي يك زبان كاربردي صحبت خواهيم كرد و سپس به مصزفي زبانهاي عمده AI يعني PROLOG , LISP مي پردازيم .

منبع : ميكرو رايانه