Книги

Главная / Издательство - Книги / От алгоритма к программе и искусственному интеллекту

Описание

Изложены основы разработки схем алгоритмов и особенности формирования алгоритмического подхода к решению задач. Приводится описание основных алгоритмических конструкций, позволяющих составлять алгоритмы решения прикладных задач. Содержится большое число примеров алгоритмов типовых задач, таких как поиск и сортировка данных, приближенное решение уравнений. Часть решенных задач имеет оригинальный характер: приведены алгоритмы и программы, связанные с экологией окружающей среды, сетевыми грид-вычислениями и интеллектуализацией некоторых областей человеческой деятельности на основе логического подхода к искусственному интеллекту. Предложены варианты реализации алгоритмов на языке программирования Python. Логические основы программирования заданы концептуальными графами и языком Prolog.

Издание подготовлено на кафедре «Вычислительная техника» ПГУ и предназначено обучающимся по направлениям подготовки 09. 03. 01 «Информатика и вычислительная техника», 09.03.03 «Прикладная информатика» для формирования начальных профессиональных компетенций. Кроме того, книга рекомендуется широкому кругу читателей для самостоятельного изучения основ построения алгоритмов и составления программ для различных предметных областей.

Содержание

• СОДЕРЖАНИЕ
• Предисловие 3
• ЧАСТЬ I. АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ МЫШЛЕНИЕ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ
• Глава 1 10
• Основные принципы алгоритмизации 10
• Алгоритм и его свойства 12
• Постановка задачи 14
• Построение модели 16
• Разработка алгоритма 17
• Величины в алгоритмах 20
• Способы записи алгоритмов 21
• Структуры алгоритмов 26
• Переменные с индексом. Массивы 37
• Исполнение (тестирование) алгоритма 42
• Глава 2 46
• Реализация алгоритмов 46
• От простых алгоритмов к сложным 50
• Рекурсивные алгоритмы 62
• Примеры циклических алгоритмов 67
• Глава 3 85
• Алгоритмы поиска данных 85
• Поиск номера элемента последовательности с заданным значением 86
• Алгоритм поиска в упорядоченной последовательности 89
• Поиск минимального и максимального элемента в заданной последовательности 90
• Примеры алгоритмов – поиск данных 93
• Глава 4 118
• Сортировка данных 118
• Простой выбор 121
• Простой обмен 124
• Простые вставки 128
• Метод Шелла 132
• Глава 5 139
• Численное решение уравнений 139
• Метод половинного деления (или дихотомии) 140
• Метод простой итерации 143
• Метод Ньютона 147
• Метод хорд 150
• Глава 6 156
• Алгоритмы для численного интегрирования и решения дифференциальных уравнений 156
• Метод прямоугольников 157
• Метод трапеций 161
• Метод Симпсона 165
• Решение обыкновенных дифференциальных уравнений 169
• Метод Эйлера 170
• Глава 7 177
• Экологические проблемы города 177
• Экология питания 178
• Освещение 179
• Экология литосферы 182
• Оценка степени экологической безопасности 184
• Определение ущерба от загрязнения атмосферы 186
• Плата за загрязнение атмосферы от передвижных источников 188
• Глава 8 190
• Сетевой суперкомьютер –это просто! 190
• Грид-технологии и вычисления 190
• Реализации крупномасштабных вычислительных проектов 193
• Глобальные вычислительные проекты, использующие архитектуру “Master-Worker” 194
• Прототипная архитектура «Клиент-сервер» для создания грид-приложения: некоторые понятия и определения 195
• Создание клиентского приложения 199
• Создание серверного приложения 201
• Ход выполнения работы над созданием грид-приложения с архитектурой “Master-Worker” (“Мастер-Исполнители”) на языке Python 202
• Разработка программы Master (Мастер) 204
• Разработка программы Worker (Исполнитель) 206
• ЧАСТЬ II. СЕТЕВЫЕ И ЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА, ОСНОВАННЫЕ НА ЗНАНИЯХ И ПРАВИЛАХ
• Глава 9 214
• Программирование интеллектуальных систем с событиями 214
• Декларативный и процедурный (императивный) подходы в программировании 214
• Логическое, сетевое и событийное представление знаний о семантике предметной 224
• Обоснование интеграции концептуальных графов и сетей Петри 226
• Определение модифицируемых концептуальных графов 229
• Определение процедурной составляющей в модели представления знаний на основе концептуального графа 232
• Определение сети Петри 235
• Графические концептуальные и логические представления сетей Петри 237
• Определение концептуальной логической сети Петри с переменной структурой 244
• Акторы-переходы в концептуальных логических сетях Петри 245
• Методика использования акторов-переходов в концептуальных логических сетях Петри 246
• Построение предметно интерпретируемой концептуальной логической сети Петри для правового процесса 251
• Определение концептуальной логической сети Петри для конкретной предметной области 254
• Выражения для правил модификации предиката разметки позиций в логической модели 255
• Продукционная модель представления знаний о прохождении искового заявления 258
• Развитие концептуальной модели правового процесса 263
• Концептуальный граф для процесса продвижения искового заявления 266
• О сложности семантического анализа фраз естественного языка (По мотивам записок Артура Конан Дойла о Шерлоке Холмсе) 268
• Построение концептуальных графов на тему «Кража в отеле»: объектный и событийный подходы 269
• Построение предметно интерпретируемой концептуальной логической сети Петри, моделирующей строительство промышленного объекта 272
• Построение концептуальной логической сети Петри, моделирующей приложение для глобальной компьютерной сети 275
• Глава 10 283
• Концептуальные интеллектуальные модели роботизированного производства 283
• Автоматизация и роботизация производства 283
• Представление и структурирование данных и знаний о роботизированном производстве 286
• Ключевая фраза для представления данных и знаний о работе роботизированного производства 287
• Концептуальный граф для модели роботизированного производства и его контекстное представление 288
• Переход от концептуальной сценарной модели роботизированного производства к имитационной модели 294
• Интеграция концептуальных и поведенческих моделей дискретно-событийных систем: концептуальные сети Петри 297
• Модель беспроводной сети MANET, управляющей работой участка роботизированного производства 299
• О реализации вычислительной и коммуникационной компонент роботизированной системы 301
• Глава 11 304
• Концептуальные модели искусственного интеллекта, основанные на знаниях и правилах 304
• Примеры решения задач 304
• Виды отношений в семантических сетях 317
• Задача «Глеб и его друзья» на определение свойств отношений 318
• Задача «Школьники» 321
• Задача «Диагностика гриппа» 326
• Задача «Диагностика и лечение пневмонии» 330
• Заключение 333
• Список литературы 336
• Список литературы к главам 1–7 336
• Список литературы к главе 8 338
• Список литературы к главам 9, 10 и 11 339
• Дополнительный список литературы 343
• Приложение 1 344
• Справочная информация по языку Python 344
• Создание программного кода 344
• Идентификаторы 344
• Комментарии 345
• Данные 345
• Операторы 350
• Массивы 356
• Приложение 2 362
• Справочная информация по языку Prolog 362
• Интеграция средств логического программирования и баз данных 362
• О реализации языка SWI-Prolog 363
• Общие принципы логического программирования и управления базами данных 264
• Некоторые важные свойства Пролога как языка запросов 366
• Набор текста программы и ее выполнение 370