Wydział Informatyki - Informatyka (S1)
Sylabus przedmiotu Systemy ekspertowe:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Informatyka | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauki techniczne, studia inżynierskie | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Systemy ekspertowe | ||
| Specjalność | systemy komputerowe i oprogramowanie | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Metod Sztucznej Inteligencji i Matematyki Stosowanej | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Joanna Kołodziejczyk <Joanna.Kolodziejczyk@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 2,0 | ECTS (formy) | 2,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 10 | Grupa obieralna | 6 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Wiedza: Algorytmizacja i struktury danych. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studenta z typami systemów ekspertowych i stosowanych sposobach reprezentacji wiedzy oraz praktycznych wykorzystaniach systemów ekspertowych. |
| C-2 | Ukształtowanie umiejętności z zakresu tworzenia programów w języku Prolog oraz tworzenia systemów ekspertowych w języku CLIPS. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Zapoznanie z formą zajęć. | 1 |
| T-L-2 | Wstęp do języka programowania Prolog. Przykład składni. Postawowe różnice pomiędzy programowaniem proceduralnym a deklaratywnym. Zależności rodzinne jako przykład prostego systemu deklaratywnego. | 2 |
| T-L-3 | Programowanie w Prologu. Wykorzystanie termów, operatorów arytmetycznych. Wykorzystanie unifikacji. | 2 |
| T-L-4 | Programowanie w Prologu. Wykorzystanie list. Przykłady problemów rozwiązywanych z wykorzystaniem list. Wudowane predykaty do obsługi list. | 2 |
| T-L-5 | Programowanie w Prologu. Sterowanie kolejnością wykonywanych predykatów i głębokością przeszukiwanie drzewa wnioskowania - odcinanie. Zastosowanie negacji logicznej w Prologi. Przykłady. | 2 |
| T-L-6 | Wprowadzenie do języka CLIPS. Stworzenie prostego systemu ekspertowego w CLIPS. Różnice pomiędzy CLIPS a Prologiem. | 2 |
| T-L-7 | CLIPS. Operacje arytmetyczne obsługa komunikacji z użytkownikiem. Oprogramowanie bardziej złożonego systemu wnioskowania. | 2 |
| T-L-8 | CLIPS - kontrola wykonania reguł w programie. Przykłady możliwych stosowanych w praktyce rozwiązań. Omówienie na przykadach. | 2 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Omówienie formy zajęć. Dyskusja tematyki zajęć | 1 |
| T-W-2 | Definicja systemu ekspertowego. Kim jest ekspert. Przykład systemu w działaniu. Cechy systemu ekspertowego. Przełomowe rozwiązania w historii systemów ekspertowych. | 2 |
| T-W-3 | Reprezentowanie wiedzy w systemie ekspertowym. Rachunek zdań ocena jego ekspresji. Reguły wnioskowania dla rachunku zdań. | 2 |
| T-W-4 | Logika predykatów pierwszego rzędu jako forma reprezentacji wiedzy. Algorytmy wnioskowania. Koniunkcyjna postać normalna jako forma pozwalająca na zalgorytmizowanie wnioskowania. Klauzule Horna i język programowania Prolog. | 2 |
| T-W-5 | Wykorzystanie teorii Bayesa w systemach ekspertowych. Wyrażanie niepewności i wnioskowanie z niepewnością określaną prawdopodobieństwem. Przykłady systemów. | 2 |
| T-W-6 | Język CLIPS do tworzenia systemów ekspertowych. Elementy języka. Budowa bazy wiedzy. | 2 |
| T-W-7 | Zastosowanie współczynników wiarygodności w systemach ekspertowych. Ontologie, definicja i wykorzystanie w systemach ekspertowych. Ramy i sieci semantyczne jako formy reprezentowania wiedzy. | 2 |
| T-W-8 | Pisemne zaliczenie przedmiotu | 2 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 15 |
| A-L-2 | Przygotowanie do sprawdzianów. | 5 |
| A-L-3 | Wykonanie programistycznych zadań domowych. | 12 |
| A-L-4 | Udział w zaliczeniu formy zajęć i konsultacjach. | 2 |
| 34 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-W-2 | Przygotowanie do zaliczenia. | 5 |
| A-W-3 | Przygotowanie referatu na temat współczesnych systemów ekspertowych i dziedzinach ich wykorzystania. | 4 |
| A-W-4 | Udział w zaliczeniu formy zajęć i konsultacjach. | 3 |
| 27 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny z prezentacją. |
| M-2 | Metoda przypadków: wybór rozwiązań dla analizowanych przykładów. Określenie słabych i mocnych stron proponowanych metod. |
| M-3 | Ćwiczenia laboratoryjne - wykonanie aplikacji przy użyciu języka programowania Prolog i CLIPS |
| M-4 | Pokaz - demonstracje działających systemów ekspertowych. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: laboratoria: ocena z wykonanych prac domowych, w tym sprawozdań i programistycznych |
| S-2 | Ocena formująca: laboratoria: ocena z krótkich sprawdzianów dotyczących bieżącego materiału. |
| S-3 | Ocena podsumowująca: wykład: pisemny sprawdzian wiadomości teoretycznych i praktycznych umiejętności rozwiązywania zadań. |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I_1A_O6/03_W01 Potrafi objaśnić i rozpoznać systemy wykorzystujące paradygmaty programowania deklaratywnego. Potrafi objaśnić i systematyzować systemy ekspertowe. Potrafi rozpoznać obszary zastosowania systemu ekspertowego. | I_1A_W12, I_1A_W16, I_1A_W05 | — | — | C-1 | T-W-2, T-W-5, T-W-4, T-W-6, T-W-7, T-W-3 | M-1, M-2, M-4 | S-3 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I_1A_O6/03_U01 Potrafi rozwiązywać proste problemy z wykorzystaniem paradygmatów programowania deklratywnego. Umie ocenić rozwiązywany problem, by dobrać do niego odpowiedni język programowania. Potrafi posługiwać się językiem Prolog i CLIPS. | I_1A_U15, I_1A_U19, I_1A_U03 | — | — | C-2 | T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8 | M-3, M-4 | S-1, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| I_1A_O6/03_W01 Potrafi objaśnić i rozpoznać systemy wykorzystujące paradygmaty programowania deklaratywnego. Potrafi objaśnić i systematyzować systemy ekspertowe. Potrafi rozpoznać obszary zastosowania systemu ekspertowego. | 2,0 | Student nie rozumie zagadnień z dziedziny systemów ekspertowych. |
| 3,0 | Student zna prezentowane formy reprezentacji wiedzy i schematy wnioskowania. | |
| 3,5 | Student potrafi zapisać wiedzę w wybranej formie i dobrać schemat wnioskowania. | |
| 4,0 | Student dokonuje analizy przedstawionych metod i dobiera odpowiednią dla zadania. | |
| 4,5 | Student potrafi przeprowadzić dyskusję dotyczącą projektowania systemu ekspertowego dla wybranego zadania. | |
| 5,0 | Student zaprojektuje system ekspertowy i dobierze wszystkie jego elementy zgodnie z postawionymi założeniam. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| I_1A_O6/03_U01 Potrafi rozwiązywać proste problemy z wykorzystaniem paradygmatów programowania deklratywnego. Umie ocenić rozwiązywany problem, by dobrać do niego odpowiedni język programowania. Potrafi posługiwać się językiem Prolog i CLIPS. | 2,0 | Student nie zna składni języka Prolog i CLIPS. |
| 3,0 | Student zna podstawowe elementy składnie Prologu i CLIPSa umożliwiające napisanie prostej aplikacji. Rozumie jak deklarować fakty i reguły. | |
| 3,5 | Student potrafi wykorzystywać operatory arytmetyczne w Prologu i CLIPSie i wykorzystać do tworzenia reguł. | |
| 4,0 | Student potrafi wykorzystywać listy w Prologu i CLIPSie. | |
| 4,5 | Student napisze samodzielnie program w Prologu i CLIPSie dla zdań analogicznych do przerabianych w trakcie zajęć. | |
| 5,0 | Student potrafi zaprogramować w Prologu i CLIPSie dowolnie sformułowane zadanie. |
Literatura podstawowa
- Niderliński A., Regułowo-modelowe systemy ekspertowe., Wydawnictwo Pracowni Komputerowej Jacka Skalmierskiego, Gliwice, 2006
- Białko M., Programowanie w języku CLIPS 6.0, Politechnika Koszalińska, Koszalin, 2001
- Russel S.J., Norvig P., Artificial Intelligence: a modern approach, Prentice Hall, 2003