智能軟件(intelligence software)是指能產(chǎn)生人類智能行為的計算機軟件。智能軟件不僅可在傳統(tǒng)的諾依曼的計算機系統(tǒng)上運行,而且也可在新一代的非諾依曼結(jié)構(gòu)的計算機系統(tǒng)上運行。智能的含義很廣,其本質(zhì)有待進一步探索,因而,對:“智能”難于給出一個完整確切的定義,但一般可作這樣的表述:智能是人類大腦的較高級活動,它至少應(yīng)具備獲取和應(yīng)用知識的能力、思維與推理的能力、問題求解的能力和學(xué)習(xí)能力。
主要功能
①基于知識處理
一個智能軟件處理的對象,不僅有數(shù)據(jù),而且還有知識。表示、獲取、存取和處理知識的能力是智能軟件與傳統(tǒng)軟件的主要區(qū)別之一。因此,一個智能軟件也是一個基于知識處 理的 軟件,它需要如下設(shè)施:知識表示語言;知識組織工具;建立、維護與查詢知識庫的方法與環(huán)境;支持現(xiàn)存知識的重用。
②基于問題求解
一個智能軟件往往采用人工智能的問題求解模式來獲得結(jié)果。它與傳統(tǒng)的軟件所采用的求解模式相比,有 3 個明顯特征,即其問題求解算法往往是非確定型的或稱啟發(fā)式的;其問題求解在很大程度上依賴知識;智能軟件的問題往往具有指數(shù)型的計算復(fù)雜性。智能軟件通常采用的問題求解方法大致分為搜索、推理和規(guī)劃3類。
③基于現(xiàn)場感應(yīng)
智能軟件與傳統(tǒng)軟件的又一個重要區(qū)別在于:智能軟件具有現(xiàn)場感應(yīng)(環(huán)境適應(yīng))的能力。所謂現(xiàn)場感應(yīng)指它可能與所處的現(xiàn)實世界的抽象——現(xiàn)場——進行交往,并適應(yīng)這種現(xiàn)場。這種交往包括感知、學(xué)習(xí)、推理、判斷并做出相應(yīng)的動作。這也就是通常人們所說的自組織性與自適應(yīng)性。
類型
按功能劃分,現(xiàn)有的智能軟件大致有以下6種類型。
①智能操作系統(tǒng)
也稱基于知識操作系統(tǒng)。是支持計算機特別是新一代計算機的一類新一代操作系統(tǒng)。它負責(zé)管理上述計算機的資源,向用戶提供友善接口,并有效地控制基于知識處理和并行處理的程序的運行。因此,它是實現(xiàn)上述計算機并付諸應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。
智能操作系統(tǒng)將通過集成操作系統(tǒng)和人工智能與認知科學(xué)而進行研究。其主要研究內(nèi)容有:操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu);智能化資源調(diào)度;智能化人機接口;支持分布并行處理機制;支持知識處理機制;支持多介質(zhì)處理機制。
②人工智能程序設(shè)計語言系統(tǒng)
為了開展人工智能和認知科學(xué)的研究,要求有一種程序設(shè)計語言,它允許在存儲器中儲存并處理一些復(fù)雜的、無規(guī)則的、經(jīng)常變化的和無法預(yù)測的結(jié)構(gòu),這種語言即后來被稱為的人工智能程序設(shè)計語言。人工智能程序設(shè)計語言及其相應(yīng)的編譯程序(解釋程序)所組成的人工智能程序設(shè)計語言系統(tǒng),將有效地支持智能軟件的編寫與開發(fā)。與傳統(tǒng)程序設(shè)計支持數(shù)據(jù)處理采用的固定式算法所具有的明確計算步驟和精確求解知識相比,人工智能程序設(shè)計語言的特點是:支持符號處理,采用啟發(fā)式搜索,包括不確定的計算步驟和不確定的求解知識。目前,實用的人工智能程序設(shè)計語言包括函數(shù)式語言(如LISP),邏輯式語言(如Prolog)和知識工程語言(Ops5),其中最廣泛采用的是Lisp和Prolog及其變形。
Lisp語言適合于符號處理,它處理的唯一對象是符號表達式(又稱S-表達式)。所有的程序與數(shù)據(jù)均由S-表達式構(gòu)成,采用的主要控制結(jié)構(gòu)是遞歸。Prolog語言以一階謂詞演算為其理論基礎(chǔ)。它的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是項,所有的程序和數(shù)據(jù)均由項組成,也采用遞歸為其主要控制結(jié)構(gòu)。此外,Prolog能自動實現(xiàn)模式匹配和回溯。
③智能軟件工程支撐環(huán)境
又稱基于知識的軟件工程輔助系統(tǒng)。它利 用與軟件 工程領(lǐng) 域密切相關(guān)的大 量專門知識,對一些困難、復(fù)雜的軟件開發(fā)與維護活動提供具有軟件工程專家水平的意見和建議。智能軟件工程支撐環(huán)境具有如下主要功能:支持軟件系統(tǒng)的整個生命周期;支持軟件產(chǎn)品生產(chǎn)的各項活動;作為軟件工程代理;作為公共的環(huán)境知識庫和信息庫設(shè)施;從不同項目中總結(jié)和學(xué)習(xí)其中經(jīng)驗教訓(xùn),并把它應(yīng)用于其后的各項軟件生產(chǎn)活動。
④智能人機接口軟件
指能使計算機向用戶提供更友善的自適應(yīng)好的人機交往軟件。在智能接口硬件的支持下,智能人機接口軟件大致包含以下功能:采用自然語言進行人機直接對話;允許聲、文、圖形及圖像能多介質(zhì)進行人機交往;自適應(yīng)不同用戶類型;自適應(yīng)用戶的不同需求;自適應(yīng)不同計算機系統(tǒng)的支持。
⑤智能專家系統(tǒng)
專家系統(tǒng)是一類在有限但困難的現(xiàn)實世界領(lǐng)域幫助人類專家進行問題求解的計算機軟件,其中具有智能的專家系統(tǒng)稱為 智 能專家系統(tǒng)。它有如下基本特征:不僅在基于計算的任務(wù),如數(shù)值計算或信息檢索方面提供幫助,而且也可在要求推理的任務(wù)方面提供幫助。這種領(lǐng)域必須是人類專家才能解決問題的領(lǐng)域;其推理是在人類專家的推理之后模型化的;不僅有處理領(lǐng)域的表示,而且也保持自身的表示、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的表示;采用有限的自然語言交往的接口使得人類專家可直接使用;具有學(xué)習(xí)功能。
⑥智能應(yīng)用軟件
指利用人工智能技術(shù)或知識工程技術(shù)于某個應(yīng)用領(lǐng)域而開發(fā)的應(yīng)用軟件。顯然,隨著人工智能或知識工程的進展,這類軟件也不斷增加。目前,已有許多智能應(yīng)用軟件付諸實用,其中有的已成為商品軟件,它是人工智能的主要進展之一。
參考資料 >