Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Моделирование мыслительных процессов



 

Изучение процессов мышления позволяет модели­ровать их с помощью ЭВМ. Моделирование процессов мышления, с одной стороны, открывает перспективы для создания машин, решающих различные задачи. С другой стороны, применение методов моделирования способствует более глубокому изучению психических процессов. Поэтому программа вычислительной маши­ны, выступая в качестве модели некоторых сторон мыслительной деятельности, является как средством исследования, так и средством автоматизации умствен­ного труда.

Моделирование отдельных сторон мышления чело­века может быть реализовано на основе эвристических машинных программ (эвристическое программирова­ние) . В них с психологических позиций рассматривает­ся поведение человека как сложной информационной системы. Цель состоит в том, чтобы построить систему-модель, поведение которой в выбранных ситуациях соответствовало бы поведению человека. Такая модель должна решать задачи, используя те же методы, спосо­бы и приемы переработки информации, которыми пользуется человек. На этом пути возникает проблема изучения алгоритмов переработки информации челове­ком, а также проблема изучения человеческих эврис­тик, т. е. способов решения задач человеком.

Эвристические машинные модели создаются сле­дующим образом. Путем экспериментального исследования поведения человека при решении задач выб­ранного типа выявляются наиболее характерные приемы и методы решения. На этой основе выдвига­ется гипотеза об алгоритмах, описывающих выбран­ный тип деятельности человека. Для проверки гипо­тезы строится ее модель (в виде программы ЭВМ) и сопоставляется поведение модели и человека при ре­шении задач данного класса. Результаты сопостав­ления используются для коррекции гипотезы и са­мой модели.

Для построения модели разработан также ряд спо­собов, с помощью которых ЭВМ может решить постав­ленную задачу, если алгоритм ее заранее неизвестен. К этим эвристическим способам относятся: поиск пра­вильного решения из некоторого множества путем перебора; ограничение перебора вариантов за счет опознания объектов исследования по некоторому на­бору их признаков; обучение машины стратегии поис­ка на основе закрепленного опыта; сокращение поис­ка путем предварительного планирования; нахождение закономерностей в исходных данных (индукция). Ко­личество этих способов может быть увеличено, причем каждый из них включает свои подспособы.

Таким образом, эвристическое программирование основывается на двух моментах: на воссоздании неко­торых интеллектуальных человеческих действий и на анализе специфических свойств и особенностей объек­та, в отношении которого осуществляется программи­рование. В области практического использования эври­стических машинных программ получены интересные результаты.

Созданные программы можно разделить на два класса.

К первому классу относятся программы, в основе которых лежит гипотеза об общих механизмах процесса решения задач. Особенностью таких программ является их обобщенный характер, возможность решения на их основе широкого класса задач. К ним относится, напри­мер, программа «Общий решатель проблем» (ОРП). Общий характер программы обусловлен тем, что она состоит из отдельных частей, каждая из которых занима­ется учетом определенных факторов. Основой ОРП явля­ется ядро программы, которое состоит из исполнительного алгоритма и арсенала эвристических способов фор­мулирования, оценки и решения определенных задач. Программа работает в следующих основных понятиях: объекты (геометрические фигуры, выражения символи­ческой логики и т. п.) и способы преобразования этих объектов (операторы), которые изменяют состояние объектов, их свойства и различия между ними. ОРП может действовать в любой среде, в которой можно оп­ределить совокупность объектов и в которой эти объекты могут быть преобразованы или скомбинированы в дру­гие объекты путем применения распознающих «опе­раторов» или правил преобразования [150].

Ко второму классу относятся программы, создан­ные на основе наблюдения и анализа какой-либо кон­кретной деятельности и способные решать задачи, возникающие именно в этой деятельности. Примером является программа для решения задачи оптимального распределения операций между рабочими на конвейе­ре. Эта программа была создана на основе анализа мыслительной деятельности инженеров — организато­ров производства [64].

Заканчивая общую характеристику эвристических машинных программ, следует подчеркнуть, что в них используется упрощенная модель задачи с ограничен­ным перебором вариантов, но без полной гарантии получения оптимального решения. Рассмотренные программы еще далеки от человеческих эвристик. По сути дела, в них решается не творческая мыслитель­ная задача, а более простая лабиринтная задача с из­вестными областями поиска, начальными условиями и конечной целью. Для выработки новых алгоритмов в ходе решения используется методика перебора вари­антов (проб и ошибок), но с известным сокращением. Моделируются лишь отдельные стороны мыслительной деятельности человека. Основной путь оптимизации рассмотренных программ состоит в приближении их к человеческимчэвристикам, особенностям концептуаль­ной модели, формируемой человеком.

Более полно особенности человеческого мышления учтены при разработке метода ситуационного управ­ления [151]. Метод предназначен для автоматизации процессов управления и основан на психологическом изучении мышления оператора. В результате исследо­ваний установлено, что процесс решения оперативной проблемы есть не столько выбор одного варианта, из нескольких возможных (как это принято в эвристичес­ких машинных программах), сколько формирование варианта, ведущего к решению. Этот принцип и ис­пользован в методе ситуационного управления. Суть его состоит в том, что ЭВМ строит внутри себя систему отношений или модель управляющего объекта, а даль­нейшая стратегия управления формируется на основе динамики этой модели.

Метод ситуационного управления, являясь итогом психологических исследований процесса решения за­дач, может выполнять двоякую функцию. С одной сто­роны, это путь построения программ, позволяющих автоматизировать такие управленческие процессы, которые до его создания не могли быть переданы ЭВМ или автоматизировались не лучшим образом. С другой стороны, такой метод может быть рассмотрен как ма­тематический инструмент описания реальной мысли­тельной деятельности оператора в процессе решения сложных задач по оперативному управлению. Все это позволяет по-новому подойти к решению проблемы распределения функций между человеком и ЭВМ в системе управления, поскольку применение метода позволяет передать машине решение многих задач, которые еще недавно были доступны лишь человеку.

К настоящему времени метод ситуационного уп­равления внедрен на ряде предприятий нашей стра­ны. Причем везде, где он внедрялся, получен суще­ственный экономический эффект [151].

Большой интерес представляют также машинные программы моделирования мыслительных процессов, в основу построения которых положено понятие логи­ко-психологических координат (ЛПК). Эти программы базируются на так называемой операторно-гностической модели мышления. В ее основу положены две ги­потезы: положение об «одноканальности» сознания и «многоканальное™» наглядно-содержательной интуи­ции и положение о несовместимости в осознаваемой части интеллекта операторного (связанного с выпол­нением операций) и логико-психологического (концеп­туального) компонентов мыслительного процесса.

Центральным звеном операторно-гностической модели являются ЛПК, которые включают в себя как эвристические, так и логико-алгоритмические компоненты. Логико-психологические координаты — это одновременно и условие познания соответствующих мыслительных механизмов, и путь разработки «психо­логического» обеспечения ЭВМ и АСУ. На основе экспериментальных психологических исследований ана­лизируется роль ЛПК, которыми человек, находясь в проблемной ситуации, руководствуется в своей дея­тельности. Выявленные ЛПК используются затем для оптимизации машинных программ [203].

Рассмотренные подходы к созданию машинных моделей мыслительной деятельности являются состав­ной частью более широкого научного направления, известного под названием «искусственный интеллект» и занимающегося созданием машинных систем для решения сложных задач. При этом не выдвигается в качестве обязательного условия имитация естествен­ного интеллекта. Главное — чтобы машинные програм­мы выдавали результаты, аналогичные тем, которые получает человек. Поэтому в общем случае работы в области искусственного интеллекта направлены не столько на моделирование существа познавательных процессов, сколько на автоматизацию сложных форм деятельности — автоматизацию, для которой доста­точно описания внешнего поведения человека.

Как известно, в психологии и кибернетике разли­чают три уровня сходства между мышлением человека и программами ЭВМ:

■ сходство результатов;

■ сходство общих методов и приемов;

■ сходство между последовательностями отдельных опера­ций и деталей решения.

Работы в области искусственного интеллекта ори­ентированы в основном лишь на сходство результатов. В психологических направлениях этих работ (эвристи­ческие машинные программы, методы ситуационного управления и др.) делаются, кроме того, попытки полу­чения сходства методов, приемов и последовательнос­ти выполнения отдельных операций. Однако эти по­пытки крайне ограничены, поэтому между интеллектом человека и его машинными аналогами (искусственным интеллектом) остаются принципиальные различия. Они подробно проанализированы в работе [64].


 

ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЯ

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.