Искусственный интеллект (ИИ)

По времени возникновения это направление в информатике — самое молодое. Время его появления как научной дисциплины — начало 70-х гг. нашего столетия. Но сейчас, пожалуй, именно ИИ определяет стратегические направления развития информатики.

ИИ тесно связан с теоретической информатикой, откуда он заимствовал многие модели и методы, например активное использование логических средств для преобразования знаний. Столь же прочны связи этого направления с кибернетикой. Математическая и прикладная лингвистика, нейрокибернетика и гомеостатика теснейшим образом связаны с развитием ИИ. Работы в области создания интеллектуальных систем немыслимы без развитых систем программирования. Последняя связь столь тесна, что бытует даже мнение, что работы в области проектирования и создания интеллектуальных систем есть новая ступень работ в области программирования.

Создателей интеллектуальных систем интересует не только проблема автоматизации способности к рассуждениям и умозаключениям, т. е. моделирование рассуждений, но и способности к восприятию окружающего мира. Поэтому кроме достижений когнитивной психологии в работах по ИИ используются и результаты, полученные в психологии восприятия информации разного типа.

Кроме психологических исследований, в сферу интересов специалистов в области ИИ входят те лингвистические исследования, которые тесно связаны с психологией. Эту пограничную область активно исследует психолингвистика. Ее результаты касаются моделирования общения не только с помощью естественного языка, но и с использованием иных средств (жестов, мимики, интонации и т. п.).

Математическая и прикладная лингвистика также тесно взаимодействуют с исследованиями в области искусственных систем общения на естественном языке. Компьютерная лингвистика — еще одно из лингвистических направлений, с которым тесно смыкаются интересы ИИ.

Существует много способов описать и представить разнообразные знания о мире. И естественный язык лишь один из них. Восприятию информации посвящена отдельная область исследований. Еще один пример — язык математики, способный выразить своими средствами многие законы и закономерности окружающего нас мира. Существует специальная наука, называемая семиотикой, которая изучает общие свойства различных систем, способных описывать явления окружающего мира и его законы. Понятно, что к семиотике специалисты по ИИ проявляют не меньший интерес, чем к психологии или лингвистике.

И конечно, достижения математической логики вносят свой весомый вклад в развитие наших представлений о человеческом интеллекте и о возможных путях формализации человеческих рассуждений.

ИИ — не только теоретическая наука. Она занимается и прикладными вопросами, связанными с построением реально действующих интеллектуальных систем, например роботов. Но робототехника — наука о роботах — не исчерпывает всех типов интеллектуальных систем. Например, экспертные системы гораздо менее известны, чем роботы, но они активно входят в нашу жизнь.
Информационные системы (ИС)

Начало этому направлению положили исследования в области документалистики и анализа научно-технической информации, которые проводились еще до появления компьютеров. Но своего истинного развития ИС достигли лишь тогда, когда компьютеры прочно вошли в их состав. Сейчас в рамках этого направления решаются несколько основных задач.

A. Анализ и прогнозирование потоков разнообразной информации, перемещающихся в обществе. Изучаются потоки документов с целью их минимизации, стандартизации и приспособления для эффективной обработки на ВМ, а также особенности потоков информации, протекающей через журналы, газеты, радиоканалы, телевизионные каналы и другие каналы распространения информации. Оценивается влияние распространяемой информации на научно-технический прогресс и состояние общества.

B. Исследование способов представления и хранения информации, создание специальных языков для формального описания информации различной природы, разработка специальных приемов сжатия и кодирования информации, аннотирования объемных документов и реферирования их. В рамках этого направления развиваются работы по созданию банков данных большого объема, хранящих информацию из различных областей знаний в форме, доступной для вычислительных машин.

C. Построение различных процедур и технических средств для их реализации, с помощью которых можно автоматизировать процесс извлечения информации из документов, не предназначенных для вычислительных машин, а ориентированных на восприятие их человеком: Эти исследования тесно связаны с проблемой извлечения смысла (содержания) тех или иных документов при вводе их в банки данных и другие информационные хранилища, ориентированные на компьютеры.

D. Создание информационно-поисковых систем, способных воспринимать запросы к информационным хранилищам, сформулированные на естественном человеческом языке, а также специальных языках запросов для систем такого типа.

E. Создание сетей хранения, обработки и передачи информации, в состав которых входят информационные банки данных, терминалы, обрабатывающие центры и средства связи.

Перечисленные задачи показывают, что работы в области информационных систем опираются, с одной стороны, на исследования в прикладной лингвистике, которая создает языки для записи информации и поиска ответов в информационных массивах по поступающим запросам, а с другой стороны, на теорию информации, поставляющую модели и методы, которые используются при организации циркуляции информации в каналах передачи данных.
Вычислительная техника

Собственно вычислительная техника представляет собой вполне самостоятельное направление исследований. В рамках этого направления решается немало задач, не имеющих прямого отношения к информатике и ее проблемам. Например, ведутся многочисленные исследования, направленные на совершенствование элементной базы ВМ (Микроэлектроника). Основное содержание микроэлектроники составляют теория, методы расчета и технология изготовления интегральных микросхем. Микросхемы стали основной элементной базой большинства современных средств электронной техники (БИС, СБИС). Но, конечно, развитие современной информатики немыслимо без компьютеров — основного и пока единственного инструмента для работы с разнообразной информацией.

Эффективное использование компьютеров невозможно без знания их архитектуры и принципов функционирования. Они не работают вне специально созданных для них операционных систем, тестирующих программ, трансляторов — всего того программного обеспечения, которое составляет программную среду, в которой "существует" ВМ.

Это означает, что само развитие вычислительной техники невозможно без использования результатов, полученных в программировании, ИИ и других разделах, составляющих информатику. Даже проектирование современных ВМ и разработка их элементной базы требуют специальных систем автоматизированного проектирования, созданием которых занимаются специалисты, работающие в области информатики.

Кроме того, как мы говорили, для любой вычислительной машины надо создать операционную систему, обеспечивающую функционирование машины. А этим также занимаются люди, работающие в области информатики.

Большое влияние на развитие новых структур ВМ оказали работы в области ИИ. В результате компьютеры новых поколений становятся куда более интеллектуальными, чем их предки. Они обладают возможностью общаться с пользователем на языке, максимально приближенном к обычному разговорному языку, они не требуют подробного написания программ решения задач из данной проблемной области, а составляют ее сами на основе задания и знаний о решениях задач в этой области, которые хранятся в базах знаний этих машин.

Такое взаимопроникновение методов, характерных для этих двух областей, позволяет рассматривать значительную часть исследований в области вычислительной техники применительно к работам, проводимым в информатике.

Информатика в обществе

Мир сейчас находится на пороге информационного общества. В этом обществе огромную роль будут играть системы распространения, хранения и обработки информации. Со временем, подобно мировой системе связи, возникнет единая информационная среда, которая обеспечит любому человеку доступ ко всей нужной для него информации, накопленной человечеством. Широкое внедрение компьютеров во все сферы человеческой деятельности наряду с использованием интеллектуальных роботов коренным образом изменит традиционную среду обитания людей. Растет количество людей, профессионально занятых сбором, накоплением, обработкой, распространением и хранением информации. Информация становится товаром, имеющим большую ценность, и индустрия информации в обществе будущего становится весьма значимым явлением.

Перспективы перехода к информационному обществу вызывают массу проблем социального, правового, технического характера. Например, применение роботов на производстве приведет к полному изменению технологии, которая в наши дни ориентирована на участие в нем человека. Разработка таких технологий уже началась. Резко изменится подготовка членов нового общества к самостоятельной жизни. Уже начаты поисковые работы в области создания новых форм обучения, которые заменят существующие традиционные формы. Полностью изменится номенклатура профессий, специальностей и способов организации труда.

Все эти проблемы составляют объект исследования тех психологов, социологов, философов и юристов, которые работают в области информатики. Создаются автоматизированные обучающие системы, автоматизированные рабочие места для специалистов различного профиля, распределенные банковские системы и многие другие, чье функционирование опирается на использование всего арсенала информатики.