Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі ұсынған
Г.И.Салғар аева
Ж.Б.Баз аева
А.С.Маханов а
ИНФОРМАТИКА
Жалпы біл ім берет ін мект епт ің
жаратылыстану-математикалық бағыт ының
11-сын ыб ын а арналған оқул ық
11
ӘОЖ 373.167.1
КБЖ 32.973 я 72
С 18
Салғ араева Г.И., ж.б.
С 18 Информ атика: Жалпы білім берет ін мект ептің жарат ыл ыстан у-
м ат емат икалық бағытын ың 11-сын ыб ын а арналғ ан оқул ық. /
Г.И.Салғараева, Ж.Б.Базаева, А.С.Маханова – Нұр-Сұлтан:
«Арман-ПВ» баспас ы, 2020. – 272 бет.
ISBN 978-601-318-301-5
Оқул ық жалпы орта білім беру деңгейінің жаңартылған мазм ұн
дағы үлгілік оқу бағдарламасына сәйк ес оқушыл ардың жас ерекш е
лікт ері еск еріл е отыр ып жазылды. Оқул ық тіл і жеңіл, түрлі мақ
саттағы тапсырмалармен қамт ылған.
ӘОЖ 373.167.1
КБЖ 32.973 я 72
© Салғараева Г.И.,
Баз аева Ж.Б.,
Мах ан ов а А.С., 2020
ISBN 978-601-318-301-5 © «Арман-ПВ» басп асы, 2020
Барлық құқ ығ ы қорғалғ ан. Басп ан ың рұқсатынс ыз көш ір іп бас уғ а болмайд ы.
ШАРТТЫ БЕЛГІЛЕР
Жаңа тақырыпты меңгеру тапсырмалары – функционалдық сауаттылықты
қалыптастыру тапсырмалары
Сұрақтарға жауап бер ейік Дәптерге орындайық
Ойланайық, талқылайық Компьютерде орындайық
Талдап, салыстырайық Ой бөл ісейік
Еcтер ің е түс ір іңд ер: Меңгер іл етін біл ім:
Өткен тақырыптард ан бүгінгі Тақыр ыпт ағы игеріл етін мәл і
саб аққ а негіз болатын тапсыр меттер; күт іл ет ін нәтижел ер
малар
Қызықты ақпарат
Сөздік: Материалды жеңіл меңгер уге
Үш тілдегі ғылыми ұғымдар
жетелейтін ақпараттар
Терминдік анықтамалар
Назар аудар
Электронды қосымша жүктелген CD қолжетімсіз болған
жағдайда, қосымшаны arman-pv.kz сайтынан тауып, өз
компьютеріңе жүктеп алуыңа болады
3
Алғ ы сөз
Қымбатт ы шәк ірттер!
Қолд ар ыңд ағ ы оқулық «Жасанды интеллект», «3D жобалау»,
«Аппараттық жасақтама», «Заттар интернеті», «IT Startup»,
«Цифрлық сауаттылық» бөлімдерінен тұр ады.
«Жасанды интеллект» бөлімінд е машиналық оқыту, нейронды
желілер қағидаларын түсіндіру, оның қолданылу саласын сипаттау,
электронды кестелердегі/математикалық модельдеу программаларын
дағы нейронды желілерді жобалау мақс атт ар ы түсінд ірілед і.
«3D жобалау» бөл ім іне виртуалды және кеңейтілген шындықтың
мақсаты, олардың психикалық және физикалық денсаулыққа әсері,
бірінші тұлға көрінісі бар 3D панорама жасау принц иптері кір іп отыр.
«Аппараттық жасақтама» бөл імівиртуалды машиналардың мақ
сатын сипаттау, мобильді құрылғылардың негізгі компоненттерінің
сипатт амаларын салыстыру, аппараттық және программалық жасақ
там ад а даму заңдылықтарын сипаттайтын дерект ерді қамтиды.
«Заттар интернеті» бөлім і «заттар интернетінің» жұмыс қағи
даларын сипаттау, оның перспективалары туралы айту, конструкторда
ыңғайлы мобильдік қосымшасының интерфейсін құру, ақылды үй
датчиктерінен алынған деректерді шығаруды ұйымдастыру, програм-
маларын әзірлеу тақырыпт арынан тұр ады.
«IT Startup» бөл імі Startup түсінігін баяндау, Crowdfunding плат
формасының жұмыс принциптерін сипаттау, өнімді нарықта алға жыл-
жыту және сату жолдарын сипаттау, маркетингтік жарнама құру тәр ізд і
өздер ің үшін ең қызықт ы дер ектерден тұр ад ы.
«Цифрлық сауаттылық» бөлімі Қазақстанда цифрландыру
процесінің ағымдағы үрдістерін талдау, Blockchain технологиясының
жұмыс істеу қағидасын түсіндіру, ақпараттарды және зияткерлік
меншікті қорғаудың қажеттілігін негіздеу, электронды үкімет порта-
лында ЭЦҚ-ны қолдану мақсаттарына негізделген.
«Сұрақт арға жауап бер ейік», «Ойлан айы қ, талқ ыл айы қ», «Тал
дап, сал ыстырайық», «Дәпт ерг е орындайық», «Комп ьютерд е орын
дайық», «Ой бөлісейік» тапс ырм ал ар тобын орындай отырып, жаңа
тақ ыр ыпты жеңіл меңгересіңд ер.
Оқул ыққ а қос ымша электронды оқу құр ал ы (СD диск) берілг ен.
Диск ід е бер ілген инт ер акт ивт і тапсырмалард ы орындап, сыныпт а
алғ ан біл імдеріңд і үйде бек іте аласыңдар. Сендерге осы пәнд і қыз ығ а
оқып, алғ ан білімдер іңд і практ икал ық тұрғ ыд ан күнд ел ікт і өмірд е
табыст ы қолд ан а алул ар ың а тіл ектеспіз!
4
1-БӨЛ ІМ
ЖАС АНДЫ
ИНТ ЕЛЛ ЕКТ
Күтілет ін нәтижелер:
• маш иналық оқыт у, нейр онды желіл ер (нейронд ар жән е син ап с-
тардың) қағидал арын түсінд іру;
• өнеркәсіпте, біл ім беруде, ойы н индустр ияс ында, қоғамда жа-
санды интеллект қолдану саласын сипатт ау;
• электронды кестел ерд егі / математ икалық мод ельд еу
программал ар ындағы нейронд ы жел ілерді жоб алау;
• жас анды инт еллектіні әзірлеуд е «мұғаліммен оқыту» әдісін қол-
дану ауқ ым ын сипаттау.
§1–2. Жасанды интеллект
Еcтер ің е түс ір іңд ер: Сөздік:
• «жасанды интеллект»
Нейрон – Нейрон – Neuron
ұғымымен таныссыңдар ма? Синапс – Синапс – Synapse
Нейронды желілер – Нейронные
Меңгер іл етін біл ім: сети – Neural networks
• «нейрон», «нейронды желілер», Машиналық оқыту – Машинное
обучение – Machine learning
«синапс» түсінікт ер і;
• машин алық оқыту принципт ер і;
• нейронды жел ілерді құру.
Жасанды интеллект деген не?
Жасанды интеллект (ЖИ) – адамдардың құзыретіндегі
ерекше шығармашылық әрекеттерді орындайтын интеллек
туалды машина. Сондай-ақ «Жасанды интеллект» термині
ғылым мен зияткерлік машиналарды жасау технологиясын
білдіреді. Ең алғаш бұл анықтаманы 1956 жылы америкалық
ғалым Джон Маккарти ұсынды. «Аrtificial intelligence» сөз
тіркесіндегі «intelligence» сөзі «саналы түрде ойлана алу
білігі» деген мағынаны береді.
1950 жылы ағылшын ғалымы Алан Тьюринг «Машина
ойлана ала ма?» деген мақала жазды. Онда автор машинаның
саналылық жағынан адаммен теңесетін кезін анықтауға бо-
латын процедураны ұсынды. Процедура кейіннен «Тьюринг
тесті» деп аталды.
Жасанды интеллект адамның интеллектуалды ойлану
және талқылау әрекетін қайталайтын машина жасауға жол
ашады. Машиналар программалық жасақтамамен басқары
латын болғандықтан, ЖИ-нің машина әрекетін бақыл айтын
интеллектуалды программалармен ортақ атқаратын қызмет
тері бар.
ЖИ саласындағы жұмыстар адам миының қасиеттерін мең
гер умен тығыз байланысты. Ғалымдар ми жұмысының қағида
ларын түсінген кезде ЖИ құру міндетті түрде орындалатын әре
кетке айналды. Оқыту, ойлану және шешім қабылдау кезінде
адам миынд а орын алатын әрекеттерді қайталайтын машина
құрастыра аламыз. Мұндай машина оқытуға қабілетті жүйе
құруға мүмкіндік береді. ЖИ көмегімен ақылды жүйелер
6
құрып, машиналарға шығармашылық әрекеттерді орындауды
қалай үйретуге болатындығын түсінеміз.
Машиналық оқыту дегеніміз не?
Машиналық оқыту – жасанды интеллектінің бір тармағы.
Машинал ық оқыт у жүйесі адамдарды, дыбысты, нысандар
ды тану, аударма жасау жән е т.б. сияқты міндеттерді шешу-
ге көмектеседі. Машиналық оқыту жүйеге үлгілерді өздігінен
танып-білуге және болж ам жасауға мүмкіндік береді. Жа-
санды интеллект және нейронды желілер қазіргі уақытта өте
өзекті. Себебі көптеген қолданушыларды нейронды желілердің
қалай жұмыс істейтіндігі, олардың құрылымы мен әрекет ету
принципі қызықтырады.
Жасанды нейронды желі (ЖНЖ) – күрделі деректерді
талд айт ын, адам миын имитациял айтын, аппараттық және
программалық тұрғыдан іске асыруға қабілетті математикалық
модель. ЖНЖ-ні адам миының синапстарының жұмыс істеу
қағидаларын эмуляциялайтын оқыту моделінің түрін е жат
қызуға болады. ЖНЖ деректерді өңдеуге арналған түйінд ер
(нейр ондар) мен синапстардың аналогтері желісінен тұрады.
Кіріс ақпараттар жүйе арқылы өтеді де, шығыс ақпараттар
түрінде жинақталады (1-сызба).
Кіріс ақпараттар
X1 Синапстар
X2 W1 Нейрон ұяшығы
W2
X3 W3 S Шығыс ақпараттар
Y
Wn
Xn
1-сызб а. ЖНЖ модел і
Биологиялық нейрон – басқа нейрондармен қолжетімді бай
ланыс арқылы барлық нейронды желі бойынш а электрох им иял ық
импульсті беретін арнайы жасуша (1-сурет).
7
Кіріс
Нейрон ұяшығы
Синапстар
Аксон
1-сур ет. Биол ог иял ық нейр он
Син апст ар дег енім із не?
Нейронды желіл ерд і көпшіл ігі адам миының құр ылысын а
ұқс атад ы. Бір жағ ын ан, бұл пікір шындыққа жан асқанымен,
екінш і жағ ынан, адамның миы – машин а көм ег ім ен жас ауға
келмейтін өте күрделі механ изм.
Сонымен, нейронды жел і – адам миын ың әрекеті принцип і
не нег ізделген, бірақ оның аналог і бол майтын прог рамма.
Нейронды жел і нейрондар байл ан ысын ан тұр ад ы, олардың
әрқ айсысы ақпаратт ы қабылд ап, оны өңд еп, кел есі нейр онғ а
бер ед і. Әрбір нейр он сигн алды бірдей өңд ейд і. Олай болса, әр
түрлі нәтиже қайд ан алын ады?Мұн ың барлығ ын а синапс жа
уа пт ы. Синап ст ар нейр ондарды бір-бірімен байл аныст ырад ы.
Бір нейр он бірн еш е синап ст ан тұруы мүмк ін, олар сигналдар
ды күш ейт іп нем есе бәс еңдет іп тұр ад ы, оның ішінд е син апстар
белгілі бір уақыт аралығында өз сип аттам ал ар ын өзгерт е ала
тын қас ие тке ие. Синапст ың дұрыс таңдалғ ан пар ам ет рлер і кі
ріс ақп ар аттард ы өңдеу арқ ыл ы шығыс ында дұрыс нәтиж е алу
ға себепш і болад ы.
Нейронды желілер – бір-бірімен син апст ар арқыл ы бірікт ір ілген
нейрондард ың белгіл і бір тізбегі.
Син апс – нейрондар арас ынд ағы байлан ыс, олард ың әрқ айс ысы
өз кіріс салмағын ың дәреж ес іне ие.
Нейронды желі құр ылым ынан тұр атын программ а машин а
ға белгіл і бір ресур ст ан алынғ ан кіріс ақп аратт ары н талдауға
жән е нәт ижен і есте сақт ауғ а мүмк індік береді. Син ап ст ардың
8
ерекшел іг іне қар ай кір іс ақпар аттары тас ым алд ау кез інд е өзг е
ред і. Ақп аратт ы өңдеу үдеріс інде салм ақ көрсетк іш і бойынш а
үлк ен і синапс арқ ылы тас ым алдан ад ы. Олай бол са, нәт ижег е
нейронд ар емес, син апстар тікелей әсер етеді. Синапст ар кіріс
ақп араттард ың белгіл і бір салмағын бер ет ін болс а, нейр онда әр
бір өңд еуд е бірдей есептеуд і орындайд ы.
Нейронды желіл ерд ің не екендігін анықтап алғ аннан кей ін,
олард ың негізгі түрл ерін бөл іп көрсетуг е болад ы. Әрбір жел і
нейр ондард ың бірінші қаб ат ын ан тұр ад ы, ол кіріс қабаты деп
аталад ы. Бұл қабат ешқ анд ай есептеул ер мен түрл ендір у әрек ет
терін орындам айд ы, оның міндеті – сигналдард ы қаб ылдап, сол
кір іс сигн алдар ын басқа нейр онд арғ а бөл іп беру. Кіріс қабаты
нейронды жел ілердің барлығына ортақ, әрі қарай нейронды
жел і құрыл ым ы атқ аратын қызмет ін е қар ай өзгереді.
Нейронды жел ін ің жұмыс істеу қағидасы олардың түрл е
ріне байл ан ыст ы.
Бірқ абатты нейронды желі. Нейр ондар байланыс ын ың бұл
құрыл ымында кір іс ақпар аттар бірінш і нейр ондар қаб ат ынан
кейі н бірд ен ақырғ ы нәтиж е шығ ар ыл атын қаб атқ а беріледі.
Мұнда бір інш і қаб ат саналм айды, себ ебі жоғарыда айтылып
кетк енд ей, ол ақп аратт ы қаб ылд ап алу мен тар ат ып беруден
басқ а ешқанд ай әрекет орынд ам айды. Ал екінш і қаб ат барлық
қаж етт і есепт еул ерді орындап, ақпаратт ы өңд ейді де, ақырғ ы
нәтижен і шығарады. Кір іс нейр ондар негізгі қабат бол ып сана
латын түрлі салм ақ көрс еткіш ін е ие, байл аныс сап ас ын қамта
мас ыз етет ін син апст арм ен бір ікт ірілг ен (2-сызба).
Қабат
Кіріс Шығыс
2-сызба. Бірқ аб атты нейр онды жел і
9
Көпқаб атт ы нейронды желі. Аты айтып тұрғ андай, ней-
ронды жел іл ерд ің бұл түрі кір іс және шығ ыс қаб аттардан
бөл ек, аралық қаб атт ан тұрады. Қабатт ар сан ы жел ін ің күрд е
ліл ік деңгейіне тәуелді. Көп жағд айда бұл биолог иял ық ней-
ронды жел і құр ылымын а ұқс айды. Мұндай желі түрлер ін ің
пайда болғанына көп болған жоқ, бұған дейін мұнд ай шеш імдер
бірқ аб атты желі көмег імен шешіліп келд і. Әрин е, көпқ абатт ы
нейронды желіні бірқабатт ы нейронды жел іге қарағ анд а көп
ұсын ады. Ақпар атты өңдеу кезінде әрб ір арал ық қабат ақпа
ратт ы өңдеу мен тасымалд аудың аралық кезеңін ұсын ад ы
(3-сызба).
Қабат Қабат Қабат Қабат
Кірістер
Шығыстар
3-сызба. Көпқ аб атт ы нейронды жел і
Син ап ст ар бой ынш а бір нейроннан келес ісіне ақпар ат
тас ымалд ау бағытын а қар ай нейронды желін і екі топқа бөлуге
бол ады.
Тік ел ей тасымалд айтын немес е бірбағытты жел ілер. Бұл
құр ыл ым бойынша сигнал тек қан а кіріс қаб атт ан шығыс
қабатқа қар ай қозғал ад ы. Сигналдың қозғалысы кері бағ ытт а
жүр уі мүмкін емес. Мұнд ай нейронды жел іл ер кең таралғ ан
және қаз іргі уақ ытта тан у, болж ам жас ау секілд і міндетт ерд і
шеш уде сәтті қолд анысқ а ие (4–5-сызбалар).
10
Қабат Қабат
Қабат
4-сызб а. Бірқаб атты тікелей та 5-сызба. Көпқаб атт ы тік елей та
сым алд айты н нем ес е бірб ағ ытт ы сым алд айтын немес е бірбағытт ы
жел ілер желілер
Кер і байл ан ыс ы бар нем есе рек урен тті жел іл ер. Мұндай
құр ылымдағ ы желілер сигн алды тік, бір бағытта ған а емес,
сонымен қат ар кер і бағ ытт а да қозғал уын а мүмкінд ік беред і.
Бұл нені білд ір ед і?Рек ур ентті жел ілерд е нәт иж е кір іс қабатқ а
нейр онның шығ ысы кір іс салм ақ пен сигн ал арқыл ы анық
талс а, қайта орал ып, кіріск е қайта оралған алд ыңғ ы шығ ыс
тарм ен толықтырыл ад ы. Бұл желіл ерге қысқа мерз імд і жад ы
қызм еті тән, олар арқ ыл ы сигналд ар қалыпқа келтір іліп, өңдеу
үрд ісінде толықт ырыл ады (6-сызба).
Қабат Қабат
Кірістер Шығыстар
6-сызба. Кері байл ан ыс ы бар немес е рек ур ентт і желілер
11
Нейронды желіні құрайтын нейр ондар тип ін е қар ай біртекті
жән е гибридті деп бөлін ед і.
Маш ин алық оқыт у мінд еттерін «мұғаліммен оқыту»
(teaching with a teacher) жән е «мұғалімсіз оқыту» (teaching
without a teacher) деп екі түрг е бөліп көрс етуг е бол ад ы.
Мұнд ағ ы «мұғалім» деп отырғ аны ақпар атт ы өңд еуде
адамның сол үрдіске арал асуы болып таб ылады. «Мұғаліммен
оқыту» кезінд е бізде бір нәрсен і болжай алатын, қандай да бір
шешім шығ ар уға көмект ес ет ін мәл імет болад ы. Мысал ы, түрлі
мед ициналық көрс етк іштер негізінде (жөтелу, жоғары темпе-
ратура, әлсіздік) пац иентте қанд ай да бір нақт ы аур уд ың бар
екендігін анықтау (бұл тамақтың ауруы немесе тұмау).
«Мұғалімсіз оқыту» кез інд е бізд е тек мәлімет қана бар, сол
мәл імет бойынша белг ілі бір қас иеттер анықталады. Мыс алы,
адамның бойы мен салмағы туралы мәліметтер киім мөлшеріне
байланысты топтарға бөлінеді.
Машинал ық оқыт у технолог иясын жетік меңг ер у үшін
матем ат ик алық талдау, сызықт ық алг ебр а жән е тиімділеу әдіс
тер і сия қт ы пәндер облысында біл імд і тол ықт ыруларың кер ек.
Сон ымен қат ар R, Python нем ес е Matlab сек ілд і программал ау
тілдерін біл уге мінд еттісіңдер.
СұрақтарЖғаажуапуабпебреер йеійкік
1. «Жасанды интеллект» термині нені білдіреді?
2. «Аrtificial intelligence» сөз тіркесіндегі «intelligence»
сөзі қандай мағына береді?
3. Машиналық оқыту дегеніміз не?
4. Жасанды нейронды желі қандай қызмет атқарады?
5. Нейрондар типіне қарай желілер қандай түрлерге бөлі
неді?
6. «Мұғалімсіз оқыту» деген не?
7. «Мұғаліммен оқыту» деген не?
ОйлОайнлаайныайқы, тқа, тлақлықылалйайыыққ
1. Маш ин ал ық оқыт уд ың басты идеяс ы нед е?
2. Нейронды жел і түрл ері нелікт ен адам миына ұқсайды?
3. Нейронды желіл ерд ің жұм ыс істеу қағидалары нелікт ен
олардың түрлер іне байланысты?
12
ТалТдаладпа, пс,аслаылыстсытыррааййыыққ
Бірбағытты желілер мен рекурентті желілер қалай
әрекет етеді?
Оқулықтағы матер иа лдард ан басқ а да ақп арат көздерін
пайдалан а отырып, олардың жұмыс іст еу қағидаларын тал
дап, өзара сал ыст ыр ыңдар.
ДәДпәтпетрердгее оорыннддааййыыққ
Нейронды желі түрл ер і бой ынш а сызба құр ыңд ар.
Олардың жұмыс іст еу қағидаларын түс індір іңд ер.
КомКпоьмюптьеюртдеердоероырныднадйаыйық қ
Оқулықта келтірілген мәтінді пайдаланып, кез кел
ген графикалық редакторда нейронды желілердің әрбір
түрінің жұмыс істеу қағидалары мен сызбасын кестеге
толтырыңдар.
Нейронды желі Жұмыс істеу Сызбасы
түрі қағидаcы
Бірқабатты
нейронды желі
Көпқабатты
нейронды желі
Тікелей тасымал-
дайтын немесе
бірбағытты желілер
Кері байланысы бар
немесе рекурентті
желілер
Ой бОөйлібсеөйлікісейік
Нейронды жел іл ердің құрыл ым ы адам миын ың құр ы
лымын а ұқсайт ындығ ын дәлелд ейтін мысалд ар келт ір іңдер.
Қал ай ойлайсыңд ар, бол ашақта қызм ет көрсету салас ын
дағ ы барлық қызметкерл ерді (қоғ амд ық көл ік жүрг із ушіс і,
гид, Хал ыққ а қызмет көрсету орт алығын ың қызм етк ерлері
және т.б.) роб отт ар тол ығымен алмаст ыр уы мүмк ін бе?
13
§3–4. Қарапайым нейрон моделін құру. Практикум
Екі кіріс жән е бір шығ ыс ы бар қарап айы м нейр он
модел ін құру
Біздің миым ызд ағ ы нейр он көрген тағамд ы тұт ын у нем есе
тұт ынбау шешімін қаб ылдайтын сцен арийд і қарастырайы қ.
Кір іс 1 (input 1) – альбед о (albedo sensor) (қанд ай да бір зат
тың бетк і бөлігінің әсерл ік көрс етк іш і). Егер альбедо түсі ақ
болса, 1 мән ін, ал қара болса, онда 0 мәнін қабылдайд ы.
Кір іс 2 (input 2) – тәтт і тағам (sweetness sensor). Егер одан
тәтт і иіс шықса, онд а 1 мәнін, кер і жағдайд а 0 мәнін қабыл
дайд ы.
Шығ ыс сигн ал ы (output) тағамды жеуге немесе тұтын уға
арналған қозғалыс командасы (motor command) және тиісінше
1 немесе 0 мәндерін қабылдайды.
Жасанд ы нейронның бізд ің биол ог иялық нейр он секілді
орынд ал уы төмендегі суретте келт ір ілг ен.
albedo sweetness albedo sweetness
sensor sensor
synapse
motor command motor command
Кір іс ақп ар аттар син ап ст ар арқы input 1 input 2
лы байл анысқ ан. Жас анд ы нейр онд а
синапст ар салм ақпен өлш енеді, егер output
салмағ ы «ауы р» болс а, онда біздің
жағдайым ызд а тағ ам тұт ынылады, ал
«жеңіл» болс а, тұт ынылмайды.
Жас анд ы нейр он салмағы (син апс
тар) екі сыз ықп ен бер ілг ен. Сурет
те синапст ар салмағы w1 және w2 ар
қыл ы белг іленг ен. Біз мод ель құр у
14
бар ысынд а олард ы санм ен алм аст ырам ыз. Син апс күшт і бол
ған сайы н, цифрлық көрс етк іші үлк ен болад ы.
Белсендіру үрдіс ін жүрг ізу үшін екі кір іс арқ ыл ы төменд егі
теңд еуд і алам ыз:
белс енд іру = (input1 * w1) + (input2 * w2)
Нейрон шығ ысы – тұтыну нем есе
тұт ынбау, яғни сәйк есінше 1 және
0. Екілік жүйе бой ынша белс енд ір у albedo sweetness
мәнін ің шегі мыс ал ы, белгіл енген мән
нен асса, онда нейр он 1 мән ін шығ а w1 w2
рад ы, кер і жағд айда 0 мән ін шығ а
рады. Бізде екі кіріс бар, олар бізге төрт
түрлі екілік комбинация береді: (0 0),
(0 1), (1 0), (1 1). Бұл нейронн ың тан и
алатын макс имум 4 түрлі тағ ам түрі бар
дегенд і білд ір еді. motor command
Альбедо мен тәтт і тағамға сәйкес
келетін 4 түрл і өнімді таңдап алайы қ.
Өнім Альбедо Тәтті Тұтынамын ба?
Ештеңе 0 0
Шоколад 0 1
Тұз 1 0
Балмұздақ 1 1
Excel-де іске асыру
А деңгейі
1. Excel программ ас ында төм енд ег і мәндерд і енг ізіңдер
(2-сурет).
2-сур ет. Excel-де мәндерді енг із у
15
2. Кір істердің (B1 жән е D1 ұяш ықтары) бос екендігіне наз ар
ауд арыңдар.
3. Синапс салм ақтар ы ретінд е кездейс оқ сан таңд ап
алынғ ан. Белс ендіру шегі де кезд ейсоқ таңдалған.
Әзірге – 1 мән і.
4. Кіріс салмақт ар ын белс ендіру үшін C3 ұяшығынд а есепт еу
жұмыст арын жүргізіңд ер. Ол үшін С3 ұяшығына берілген
форм улан ы енгізіңд ер:
= B1 * B2 + D1 * D2.
5. Белс енд іруді шекп ен салыст ыр ыңдар. С5 ұяшығын а Фор
мула жолынан логикалық функцияны таңдаңдар.
6. Белс ендір у C3 ұяшығынд а жән е шег і C4 ұяшығынд а орна
ласқ анд ықт ан, форм ул а:
C3 > = C4.
7. Нейрон жұмыс іст еуі үшін Егер_мәні_ақиқ ат деген өріск е
1 жән е Егер_мән і_жалған өрісін е 0 мәндерін енг ізіңд ер. ОК
батырмасын басыңд ар (3-сурет).
3-сур ет. Логикалық функция терезесі
8. Сендер нейрон жұмысын тестілейтін модель құрдыңдар.
16
В деңгейі
Кіріс мәндері көрсетілген кесте берілген:
Өнім Альбедо Тәтті Тұтынамын ба?
Ештеңе 0 0
Шоколад 0 1
Тұз 1 0
Балмұздақ 1 1
1. Кіріс мәндерін модельге қолмен енгізіңдер. B1 және
D1 ұяшықтарына сәйкес мәндерін енгізіп, нейронның
жұмысын бақылаңдар. С5 ұяшығындағы шығыс жолына
қандай мәндердің (1 немесе 0 мәндері) шығып жатқандығын
тексеріңдер.
2. Нейронға «Ештеңе» дег енді B1 ұяшығына 0 жән е D1 ұяшы
ғын а 0 мәндерін бер у арқ ыл ы текс еріңд ер. Нейр он қанд ай
нәт иже шығ арды?
3. Нейронғ а «Шоколад» дегенд і B1 ұяшығын а 0 және D1 ұяшы
ғын а 1 мәнд ерін бер у арқылы текс еріңдер. Нейр он қанд ай
нәт иже шығард ы?
4. Нейр онға «Тұз» дег енд і B1 ұяшығына 1 және D1 ұяшығ ына
0 мәндерін бер у арқ ылы текс ер іңдер. Нейр он қандай нәтиж е
шығ арды?
5. Нейронғ а «Балмұздақ» дег енд і B1 ұяшығына 1 және D1
ұяшығын а 1 мәндерін беру арқ ылы текс еріңдер. Нейрон
қандай нәтиже шығард ы? Егер 1 болс а, онд а бұл – нейр он
«тұтынамын» деп шеш етін жалғ ыз тағ ам.
Тест жұмыстарының нәтижесі бойынша нейрон тек қана
балмұздақты тұтынуы керек (шығысы 1 мәніне тең болады).
С деңгейі
Тағам түрлері, салмақ пен шек мәндер ін өзг ертіп, тестіл еу
жұмыст ар ын тағы да жүрг ізіңдер. Қандай тағ амд ар үшін ней
рон орынд алды, ал қайс ыл ар ына орындалмад ы?
17
§5–6. Жас анд ы инт елл ект ін і қолд ан у саласы
Еcтер ің е түс ір іңд ер: Сөздік:
• нейрон, нейронды желілер
Интеллект – Интеллект – Intelligence
дегеніміз не? Дендрит – Дендрит – Dendrite
• синапстар деп нені айтамыз? Қолдану – Использовать – Use
• машиналық оқыту принцип Ойын индустриясы – Игровая
индустрия – Game industry
тері неге негізделген?
• нейронды желілердің түрлері
мен олардың құрылымы
қандай?
Нақты өмірде ЖИ-ні қолдану
Меңгер іл етін біл ім: саласын қарастыратын болсақ,
• жасанд ы интелл ект іні қолд ану ЖИ өзін әртүрлі қырынан көрсете
салас ы; алады, сондықтан оның қандай
да бір қызмет саласына пайда-
• жас анды инт еллект іні меди лы болуы мүмкін екенін түсіну
цинад а, өнд іріст е, қоғамд а, өте маңызды. ЖИ-ні көптеген са-
біл ім бер уд е, ойы н салас ында
қолдан у.
лаларда қолданылу шеңбері өте
қарқынды кеңейіп келеді. Солардың ішінен ең танымал сала-
ларды қарастыратын боламыз.
ЖИ бағ ыттары:
• ойлау үрдістер ін симв олд ық модельд еу (теорем а дәл елд еу,
шешім қаб ылд ау және ойы н теор иясы, жоспарл ау және рет
теу, болжау);
• табиғи тілмен жұмыс (ақп ар аттық іздеу, мәт інд і ізд еу, ма
шин алық аударма);
• біл імд і ұсын у жән е қолд ану (сарапт амалық жүй елер құру);
• маш инал ық оқыт у (симв олдард ы тану, қолм ен жаз ылған
мәт інд і тану, дауы ст ы тану, мәтінді талд ау);
• жасанды инт еллект іні биологиялық мод ельд еу (нейр онды
желіл ер);
• роб ототехн ика (нысандард ы басқар у, орналасқан орынды
анықтау, қозғ ал ысты жоспарл ау);
• машинал ық шығарм аш ыл ық (кино мен ойын салас ында
қолдан ыл ат ын шын айы бейн ел ер құр у);
• зерттеудің басқ а да сал ал ар ынд а (компьют ерл ік ойы н
дард ағ ы инт еллектілерді программалау, сыз ықтық емес
басқ ару, ақп ар аттық қауі псізд іктің интеллект уа лд ы жүйе
лер і).
18
Инт еллект уа лд ы жүй елер былай топтастырылады (7-сызба):
жасанды нейронды желілер
1234
есептеу-логикалық жүйелер
123
генетикалық алгоритмді жүйелер
нақты уақыттағы сараптамалық
жүйелер
көпагентті жүйелер
интеллектуалды басқару жүйелері
табиғи тілдік жүйелер
сараптамалық жүйелер
7-сызб а. Инт елл ект уа лды жүй елерд і топт астыру
ЖИ адам нейрон ының мат ематик ал ық мод елімен құр ылғ ан
нейрожел ілерг е нег ізд елг ен.
Біздің әрб ір жасушамыз аксондар мен дендр иттерден тұр а
ды. Аксон – нейронның ұзын, созылған бөлігі, жүйке талшығы.
Егер белгіл і бір қадам бағындыр ылса, яғни белг ілі мәннен ар
тық күш түсір ілсе, нейрон іске қосылады. Нәт ижес і ретінд е өң
делг ен сигн ал келес і нейр онғ а берілед і.
19
Дендр иттер – ақпаратт ың кіріс порты. Мыс алы, бір видео
клип көріп отырм ыз дел ік. Ол ақпарат нейронғ а кел іп түседі,
сол жерде өңделіп, аксон арқыл ы белгілі бір қадамн ан өтсе, он
да келесі нейронға бер іл еді. Бұл – түс інуге арналған ең қар ап а
йым мысал.
Нейрожелі – белгілі бір шарттарға негізделген дұрыс шешім
қабылдауға мүмкіндік беретін үлгі.
Жасанды инт еллектін і қолдан у салалары
Жасанд ы интелл ектіні қолдану сал алары өте үлкен.
Медиц инад а. Бұл сал ада жасанд ы интелл ект іні қолд ану ар
тықш ыл ығ ы – есте сақтау жән е үлкен көл емдегі ақп аратт ы өңдеу
қабілет і. Мұнда емд елуш ілерг е қалай емд ел у кер ект ігі жайында
кең ес беретін, кейбір аурул ард ы арнайы белг ілер і бойынш а анық
тап, алдын алу шараларын ұсын уға қабіл етт і прог раммалар бар.
Өндір іс жән е ауы лшаруа шылығынд а. Бұл салада жасанд ы
интелл ектін і қолдан у көрсеткіш і өте жоғ ар ы. Алдағ ы уақ ыт
та тіпті адам көмег і қажет болмайд ы. Мәселен, LG компан иясы
2023 жылы Корея Республикасында барлық әрекеттер жас анды
инт елл ект көмегім ен орынд алат ын зауыт ашады. Мұнд а сат ып
алудан бастап, дайын өнімд і жүктеуг е дейі нг і әрек еттің барл ы
ғын роботтар атқ ар ад ы. Тауар сапас ы арн айы программал ық
жасақтама көмегім ен бақ ыл ан ып отыр ады. Ауылшар уашылы
ғында жас анды интелл ект өсімд іктер күйі н, ылғалдылық дең
гейін, тыңайтқышт ар көл емін бақ ыл ап отырад ы. Соным ен қа
тар арамш өптерд і бірд ен анықт ап, өсімд ікт ің өсуін е ешқандай
қауі п келт ірмест ен олард ы жойы п отыр ады.
Қоғ амд а. Бүгінде жасанды интеллект жолдағ ы кептел іс мә
сел есін шешу үшін қолдан ыл ып келеді. Ол үшін ЖИ нақт ы уа
қытт а бағд аршамдард ан ақп ар ат жинап, машиналар арас ында
ғы қашықтыққ а, орын алғ ан апаттарға талдау жас айд ы, жол-
көл ік қат ын асын ретт еу жұм ыстарын жүргізеді. Мұнд ай жүйе
көпт ег ен елдерде қолданыл ады. Бұл сал ада қолдануд ың тағы
бір бағ ыт ы – авт опил отты маш ин ал ар.
«Ақылды үй» жобасында. Жас анды интелл ект бүг інде
тұрм ыстық жағд айд а кеңін ен қолд аныл ад ы. Мысалы, таң
ерт ең бізді оят ып, таңғы ас әзірлейтін жасанд ы интелл ек
тілер бар. Болашақта қаж етті азық-түл ікк е тоң аз ытқ ыштар
дың өздері тапсырыс бер ет ін болады. Ал үйдің сыртқ ы есі
гі жабылғанда даб ыл жүйесі автом атты түрд е іск е қос ыл ады.
20
Бол аш ақт а жылу жүйесі де адам темп ер ат урасына қар ай авто
матт ы түрде бейі мделет індей етіліп жас ал ады.
Білім беруде. Жасанд ы интелл ект іні біл ім бер уд е қолд ан у
дың дам ығ ан бағ ыт ы – бейімд еп оқытуда қолд ану. Мұнда ЖИ
әрб ір біл ім алушының үлгерім ін бақылап отырад ы, курс бөл ім
дерін біл ім алуш ын ың қабілет ін ескер е отыр ып құраст ырад ы
нем ес е оқытуш ыға қай материалдың меңг ер іл іп, қай материа л
меңг ерілмей қалғ анд ығы жайында ақп арат бер іп отыр ады.
Қаш ықт ан оқыту жоғар ы техн ол огиял ық білім бер у болып
табылад ы. Бұл жерде емтихан да қаш ықт ан тапс ыр ыл ад ы. Ен
ді біл ім алуш ын ың ешқандай жерд ен көш ірмей, емтиханды өз
білім ім ен тапсырып шыққанд ығ ын а сенімді болу үшін көм ек
ке прокторинг деп аталат ын жүйе келед і. Бұл жүйе білім алу
шылар бақыл ау тапс ырмаларын орынд ау мен емт их ан тапс ыру
кезінде қолд аныл ад ы. Прокт ор инг жүй есі бірнеш е әрекетт і бір
уақытта бақ ыл ап отыра алады: «артық» адамд ар кадрд а жоқ
па, каб ин етте «артық» дау ыс жоқ па, білім алуш ы қанш алықты
жиі мон итордан көзін алып қашып жат ыр, браузерд е қосымш а
пар ақшал ар ашып жат ыр ма, барл ығ ын бақ ыл ауд а ұст айд ы.
Бұл әрек етт ің барлығы тәртіп бұзу болып сан алады. Ерекш е
жағд айлард а жүйе проктор-адамға белгіл і бір білім алуш ығ а
назар ауд аруы керектігі жайы нда белг і бер ед і. Тек сол жағдай
да ған а веб-камера күд ікт і білім алуш ын ы түс ір еді.
Жас анд ы инт елл ект іні білім бер у сал асынд а қолдан у мұны
мен шект елмейді. Мысал ы, болаш ақт а біл ім алуш ылардың шы
ғарм аш ылық тапсырмал арын – эсс е, шығармалар ын автом атт ы
түрде тексерет ін прог раммалар ойлап шығар ылад ы. Жас анды ин
теллектіні біл ім беру салас ынд а қолд ану идеялар ы өте ауқ ымды.
Ойын индустр ияс ынд а. Ойынд а шынайылық сез імдерін ту
дыр у үшін түрлі жасанды инт елл ект туы нд ылар ын қос ады.
Жасанд ы интеллект ойындарда сауықт ыр у емес, практик ал ық
рөл атқар ад ы.
ЖИ көптеген міндеттерд і атқар ады: нег ізгі нысанд ард ың
әрекетін е жауа п бер етін жалп ы ереж ел ер жиынтығын өңд еуден
баст ап перс он ажды басқаруғ а дейі нг і әрекеттер.
Жүйелік ресурст арғ а қойы лат ын талап жасанды инт ел
лектін ің мақс аты мен атқ ар ат ын мінд етіне тік елей тәуе лді.
Жүйе күрделі болғ ан сайы н, жасанд ы интелл ект іні жас ау үшін
қажетт і ресур стар соғұрл ым арт ады. Қарап айым тілде айтатын
болсақ, ойы н бар ыс ынд ағы әрек етт ерд і есепк е алу үшін
21
процессорд ың қуа тт ыл ығ ы мен жұм ыс уақыты талап етіл ед і.
Күрд елі ойынд ард а ЖИ-ден қоршаған орт ан ы талдау, қолд а
нушының әрекетін бақ ылау, алдыңғ ы жет іст ікт ерді бағал ауғ а
қабіл етті түрл і құр алд ар талап етілед і.
ЖИ қар ап айым формас ы – ережел ер жиынтығын ан құр ал
ған жүйе. Мұнд а ныс андард ың әрек ет і алд ын ала бек ітілген ал
горитмдер есебінен жүргізіледі.
Ойы ндард ағы көпт ег ен әрекеттер мен оқиғал ар ЖИ есеб ін ен
орын алад ы, онд а қар апайы м ережелер жиы нтығынан баст ап
өзін-өзі жет ілд ір уге бейімд елг ен жүйеге дейі нг і түрл і формалар
қабылд анады.
Жасанды инт еллект саласындағы зерттеу
бағытт ар ы (8-сызб а)
Адам миы жұмысының құры Адам секілді интеллектуалды
лымы мен механизмі: ойлау міндеттерді шешуге мүмкіндік
құпиясын ашу беретін ПЖ жасау
ЖИ саласындағы зерттеулер
Табиғи және жасанды Аралас адам-машина интеллек-
интеллектілер мүмкіндікте туалды жүйе құру
рінің бірігуі
8-сызб а. Жас анд ы инт еллект дам уының болжамды бағ ытт ар ы
Болаш ақт а жас анд ы инт елл ектіге серв истік қызмет көрс е
тетін адамдарда, яғни прог рамм алаушыларда ған а жұм ыс бола
ды деген болжам бар.
Жас анды инт еллектін ің адамз атт ан айырмашылығы
ЖИ арт ықшылықтары:
1. Көп ақп ар атт ы аз уақыт ішінд е есте сақт ау жән е өңдей білу
қабіл ет і. Адамның есінд е ауқымды ақпар ат сақтал уы үшін
күнін е 3–4 рет қайталап, уақ ыт өткен сайын жад ысын жаң
ғыртып отыру кер ек болад ы. Ал жасанды инт еллект бір
жатт ағ анын ешқ аш ан ұмытпайд ы.
2. Сандық ақпаратты жылдам өңдеу қабілеті. Мысалы, адам
екі орынды санды қосып болғанға дейін, жасанды интеллект
экономикалық жағдайды талдап, қай валютаны сатып алу
тиімді екендігін есептеп үлгереді.
22
ЖИ кемшіл ікт ері:
1. Жасанды интеллект ақпаратты әлі де толық сапалы етіп
өңдей алмайды. Кез келген сапалы ақпарат математикалық
модель түрінде ұсыныла алатындықтан, бұл кемшілік
белгілі бір уақыт ішінде шешімін табады.
2. Жасанды интеллект әлі толық жетілдірілмеген және жиі
істен шығып қалып жатады, сондықтан үнемі жасанды
интеллект жүйесін басқарып отыратын адам керек.
Нақты өмір ім ізд ег і жасанды инт еллект
Жасанды интеллект енді дамуда, оның барлық көріністері
адамға қолжетімді емес. Күнд ел ікті өмірімізд е қолданыл ып
жүрг ен жас анды инт еллект мысалдарын келтір ет ін болсақ,
олар:
1. Дам ыту, жет ілдір у, сауықт ыр у мақсат ындағы түрл і мо
бильд і қосымшал ар.
2. FaceID қызметі. Бұл – смартф онды адамның түр-әлп ет імен
блокт ан шығар уға мүмкінд ік беретін қызм ет. Арнайы алг о
ритм адамды сканерл еп, әмбеб ап түр-әлп ет ін құру арқ ыл ы
оны идентифик ациялауға мүмкінд ік бер ед і.
3. Смартфондардағы виртуалды көмекшілер жасанды интел
лектісін дыбысты танудан бастап, дайын нәтиже беруге
дейінгі барлық қызметтер үшін қолданады. Мұнд ай мүм
кінд ікт ер күн сан ап артып келеді.
Жасанды интеллект інің ең баст ы арт ықш ылығы – адамның
өз ақыл-ойын арттыруға қабілетті болуы.
СұрақтарЖғаажуапуабпебреер йеійкік
1. Жасанды интеллектінің тиімділігі неде?
2. Адам жасушасы неден тұрады?
3. Дендрит қалай құрылады?
4. Аксондар қандай қызмет атқарады?
5. Жасанды интеллект қандай салаларда қолданылады?
6. Білім беру саласында жасанды интеллектіні қолдану
қалай жүзеге асырылуда?
7. Жасанды интеллект ойын индустриясында қандай қыз
меттер атқарады?
8. Жасанды интеллектінің даму бағыттары қандай?
9. Біздің елімізде жасанды интеллект қолданыла ма?
23
ОйлОайнлаайныайқы, тқа, тлақлықылалйайыыққ
1. Жас анды инт елл ект ін ің даму бағ ыт ының жоғары бол уы
қанш ал ықт ы маң ызд ы?
2. Жасанды интеллектінің адам миынан айырм ашылығы
неде?
3. Жас анд ы инт елл ект адамзат өмірін жеңілдетк ен імен,
екінші жағынан тиімсіз болып есептеледі. Неліктен?
ТалТдаладпа, пс,аслаылыстсытыррааййыыққ
Жас анд ы инт елл екті мен адам интеллектісі арасындағы
кем дегенд е 10 айырмашыл ықтыкөрсетіңд ер. Мыс алы:
1. Ойл ау қаб ілет і;
2. Жауа п беру қабіл ет і;
3. Тапс ырм аны орындау қабіл еті;
...;
10. Демал у қаб іл ет і.
Әрбір айы рм аш ылықт ы талдап, жас анды интелл ектіде
және адамда бұл әрек етт ің қалай жүретінін сал ыст ыр ыңдар.
ДәДпәтпетрердгее оорыннддааййыыққ
Жас анд ы интелл ект ін і қолд ану салас ын ың әрқайс ыс ына
өмірден нақт ы мысал келт ір іп, оның қызмет ету алг ор итмін
кестеге толтырыңдар.
Жасанды инт еллект Өмірл ік мысал Қызм ет ету алгор итм і
Медиц ин ад а
Өндіріс жән е ауыл
шаруаш ыл ығ ында
24
Жасанды инт еллект Өмірлік мысал Қызмет ету алгор итм і
Қоғамда
Білім бер уде
Ойы н инд устр ияс ынд а
КомКпоьмюптьеюртдеердоероырныднадйаыйық қ
Кез келген мәтіндік редакторды қолдана отырып, «Жа-
санды интеллектіні қолдану салалары» тақырыбы бойынша
250 сөзден тұратын эссе даярлаңдар. Эсседе өнеркәсіпте,
білім беруде, ойын индустриясында, қоғамда жасанды
интеллектіні қолдану саласы толық сипатталуы керек.
Ой бОөйлібсеөйлікісейік
Уақыт өте кел е біз жанс ыз маш иналармен бәсекелесет ін
болам ыз деп ойл айсыңдар ма?Жас анды интеллект мүмкін
дікт ері бізд ің мүмк інд іктерімізд ен арт ық бол уы мүмкін бе?
Біз жасанды интеллектіге сенім білд іре аламыз ба?Бұл ау
қымд ы мәс елені қал ай шешуг е бол ад ы?Адамзат ол үшін не
іст еуі кер ек?
25
§7–8. Жасанды интеллектіні қолдану саласы.
Практикум
Практикум барысында біз формулалармен жұмыс жасайтын
боламыз. Формулада көбіне ұяшық адрестері көрсетіледі. Сен
дер Excel-дегі ұяшық адрестері абсолютті және салыстырмалы
болып бөлінетінін білесіңдер. Сонымен қатар аралас адрес түрі
де кездеседі. Осы адрес түрі екі негізгі адрестің сипаттарына
қарай құрылады.
Ұяшықтың абсолютті адресі – Excel кітабының ағымдағы
бетінде формула немесе сілтемені тасымалдау кезінде өзгер
мейтін адрес түрі. Ол үшін белгілі бір ұяшықтың баған мен жол
индекстерінің алдына «$» доллар белгісі қойылады. Мысалы:
$A$1.
Ұяшықтың салыстырмалы адресі – Excel кітабының ағым
дағы бетінде формула немесе сілтемені тасымалдау кезінде
өзгеретін адрес түрі. Мысалы: A1.
Сат ылымды болжау
1. Сатыл ымд ы болжау үшін алд ыңғ ы уақ ыт аралығ ынд ағы
сат ылым мәндері керек. Бізд е 2018 жылдың қаңтарын ан
бастап, 2019 жылд ың желтоқсан ын а дейінг і аралықтағы
кестел ік мәлім ет бар. Кест еге кер ект і мәлім еттерд і енг і
зіңдер (4-сурет):
4-сурет. Кест елік мәліметт ер
26
2. Алдым ызд ағы жылға сауд аның болжамд ы сат ыл ым ын
есепт еңд ер: 2020 жылд ың қаңтарын ан 2020 жылдың жел
тоқсаны аралығ ы (5-сурет).
5-сур ет. Болж амд ы сатылым ды есепт еу
3. Кестед е 7 баған болу керек: Кез ең, Сатыл ым, Болж ам, Опти
мистік, Песс им истік, Кезең коэффиц иент і, Ауытқу.
4. Жас анды интелл ект қызм етіне ұқс ас Excel программ а
сының болжам жасауға арналғ ан арнайы функц ияс ы бар,
ол алд ыңғы кезең ақпараттар ына сүйе не отыр ып, көрсе
тілген мерзімге дейі н болжамд ы мәнд і есепт еп бер е алады.
Ол – ПРЕДСКАЗ (FORECAST) функц иясы, сызықт ық рег
ресс ияғ а негізделген. Сатыл ымды болжау, тауарды тұт ын у
сек ілд і есепт еул ерді жүрг ізуге арн алғ ан. Болжам бағ ан ын а
C26 ұяшығына мына функц иян ы жазыңдар:
=ПРЕДСКАЗ (A26;$B$2:$B$25;$A$2:$A$25)
C27:C37 ұяш ықтарын С26 ұяшығ ы арқылы авт ом атты тол
тыр у қызмет ін пайдал анып, толт ырыңдар.
Функц ия мәліметтер і:
х – болжам басталат ын мерзім мән і (A26);
Белгілі y мәнд ер – белгілі кезеңдегі сауд а сат ыл ымы
($B$2:$B$25);
Белг іл і x мәнд ер – белг ілі кезеңд егі сауда мерз ім ін е сілт ем е
($A$2:$A$25).
5. ПРЕДС КАЗ () функцияс ы әзірге кезең факторл арын есепт е
мейд і. Саудад а бұл өте маңызды. Кез ең фактор ын есепке алу
27
үшін кез ең коэффиц иент ін есептейм із. Ол үшін F2 ұяшы
ғын а мына формуланы жазамыз:
=(($B$2:$B$13+$B$14:$B$25)/СУММ($B$2:$B$25))*12
Форм ул аны енг ізіп болғ аннан ке
йін Ctrl+Shift+Enter перн елер үйле
сімін бірг е бас ыңд ар. Осы форм ул аны
F3:F13 аралығына авт ом атт ы толты
рыңдар. Форм улан ы енгізгеннен ке
йін Ctrl+Shift+Enter перн елер үйле
сімін бірг е бас ыңд ар. Нәт иж ес інд е ке
зең коэффиц иент і қаңтар айы үшін
0,974834224106574, ақпан айына –
0,989928632237843 және т.б. бол ады.
Ұяшық форм атын процен ттік етіп өз
гертіңд ер ((Ұяшық формат ы ⇒ Сан ⇒
Проц ен ттік), үтірден кейін 2 орын) (6-су-
рет):
6. Осы коэфф иц иентт ерді қос ып есепт еу
үшін C26:C37 ұяш ықт ар ындағ ы ПРЕД 6-сурет. Кез ең
СКАЗ() функциясын өзгертем із: коэффициенті
= П Р Е Д С К А З ( A 2 6 ; $ B $ 2 : $ B $ 2 5 ;
$A$2:$A$25)*ИНД ЕКС($F$2:$F$13;МЕСЯЦ(A26))
Мұндағы ИНД ЕКС(INDEX) функц иясы – ай нөмірі, дәл сол
айға коэффициентті қайт ар у үшін МЕС ЯЦ() функц ияс ын
қолд ан амыз. 2020 жылдың қаңтар айы үшін бұл:
= П Р Е Д С К А З ( A 2 6 ; $ B $ 2 : $ B $ 2 5 ; $ A $ 2 : $ A $ 2 5 ) * И Н
ДЕКС($F$2:$F$13;МЕС ЯЦ(A26))
7. Енді болж амн ың ең жоғар ы және ең төм енгі көрсеткішт ерін
қос у кер ек. Ол үшін болжам мәндерін ен ауытқуд ы есептеу
қаж ет. G2 ұяшығына формуласын жазыңдар:
=ДОВЕР ИТ(0,05); СТАНДОТКЛОН(C26:C37); СЧЁТ(C26:C37)
ДОВЕРИТ() функц ияс ы – қалыпты үйлест ір уд і қолдан а
отырып, сенімд і инт ервалды қайтарад ы.
станд_откл – жалп ы жиы нтықт ың стандартт ы ауы тқ уы.
размер – таңд алған мәл іметт ер сан ын білд іреді.
СЧЁТ көрсетілг ен ұяшықт ағы мәндер сан ын білдір ед і.
Оптимистік жән е Пессим истік ұяшықт ар ын а (D жән е E),
26 жолдан баст ап, 7-суреттегі формул алард ы жазамыз :
Опт имистік: =$C26+$G$2
Пессим истік: =$C26–$G$2
28
7-сурет. D және E ұяшықт ар ын толтыру
Опт им истік болж амғ а ауытқу мән ін қос амыз, ал песс и
мистік болж амнан ауытқ у мәнін азайтам ыз.
8. C26, D26 жән е E26 ұяшықт арына барл ығы бірдей болу үшін
В26 мән ін көш іріңдер.
9. Барл ық кест е мәлім еттер ін белг іл еп (A1:E37), Кірістіру
(Insert) ⇒ Диагр амма тоб ы (Charts) ⇒ График (Line) коман
дасын орындаңдар. Нәтижесінд е төм енд ег і граф ик алын ад ы
(8-сурет):
8-сурет. Диагр амма құру
Көрн екі түрд е барлығы түсінікт і. Көк – нақты сат ылым,
Қызғылт сар ы – болж ам, Сұр – опт имистік болжам, Сар ы – пес
сим истік болжам.
Без енд ір у жұмыстар ы мек емен ің жек е түсі
мен атауына байл ан ысты өзг ерт іл еді.
29
§9–10. Жасанды интеллектіні жобалау
Еcтер ің е түс іріңд ер: Нейронды жел іл ер қайда қолд аныл ады?
• ЖИ қай салаларда Нейронд ы желілер түрл і мәс е
қолданылады? лелерд і шешуг е арналған. Егер мә
селелерді қиы ндық деңгейіне қа
• жасанды интеллектіні меди рай қар аст ыр ат ын болсақ, онд а қа
цинада, өндірісте, қоғамда, рапай ым мәсел елерді шеш уг е же
білім беруде, ойын саласында
қалай қолдануға болады?
ңіл компьют ерлік прог рамм а жет
Меңгер іл етін біл ім: кілікт і, ал күрд ел і мәс елелерд і ше
• нейронды желіл ерд і ұйымд ас шу үшін, мәс ел ен, жобал ау нем ес е
тыру қағидалары; есепт ің шеш ім ін жуы қт ау сияқт ы
есептерді шеш уде стат ист икалық
• нейронды жел іл ерд ің жұмыс әдіс қолд ан ыл ат ын прог раммалар
істеу қағидалары.
қаж ет болад ы. Ал енді бұл ард ан
Сөздік: да күрд ел і міндеттерд і шеш у үшін
Кіріс – Вход – Input басқ а да жолд ар қар астырылғ ан.
Шығыс – Выход – Output Оның ішін е бейн ен і, дыб ысты та
Салмақ – Вес – Weight ну немес е күрд елі болж ам жасауд ы
Белсенділік функциясы – жатқ ыз уға бол ады. Адамн ың ба
Активационная функция – сында мұнд ай үрд істер бейсаналы
Activation function түрде жүзеге асады, яғн и біз бейне
ні тан у мен ест е сақтау сек ілді үр
діст ердің қалай болып жатқанын өзім із білмейміз, сол үшін
де оны бақыл ай алм аймыз. Мін е, тур а осынд ай мінд етт ерд і
нейр онд ы жел ілер шеш уге көмект ес е алады, бұл нейр онд ы
желілерд ің алгоритм і белг ісіз үрд істерд і орынд ау мақсат ын
да құр ылғ ан.
Нейронды жел ілер төм ендегі салал ард а кеңінен қолд ан ыл ад ы:
• тану, бүг інде бұл бағ ыт өте таным ал;
• кел есі қадамд ы тауып айт у, бұл қас иет сауда мен қаржы
нар ығ ынд а көп қолд анысқ а ие;
• кір іс ақп ар атт арды парам ет рлер і бойынш а топт ау. Мұн
дай қызмет түрлерін жинақт алғ ан түрл і мәліметт ер
бойынш а жек е тұлғаға несие бер у нем есе нес ие беруден
бас тарту секілді шешім қаб ылдайтын несиелік роботтар
атқарады.
Нейронд ы жел ілерд ің түрл і әрекеттерді орынд ай алу қас ие
ті оларды таным ал етед і. Нейронд ы желіл ерге көп нәрсен і үйр е
туг е болад ы, мыс ал ы, ойын ойн ау, адамның даус ын тану және
30
т.с.с. Осы айт ылғандард ы сар алай келе, жас анд ы нейр онд ы же
лілердің биологиялық жел іл ер принципі бойынш а құрыл аты
нын айтуға болады. Бұл жас анд ы инт еллекті ге адам бейс ан ал ы
түрд е орынд айтын үрдіст ің барлығ ын үйр етуге болад ы дегенді
білд іред і.
Нейронды жел іл ер құр ам ы 3 типт ен тұр ады (9-сызба):
кіріс жасырын шығыс
9-сызба. Нейронды желіл ер құр ам ы
Егер нейр онд ы жел і бірқабатт ы болса, онд а жасырын
желіл ер болм айды. Желінің құрамдас бірліктерінің түрлері де
бар: нейронды ығысу және контекстік нейрон. Әрб ір нейр он 2
түрлі кір іс жән е шығ ыс мәл ім еттер типінен тұрады. Бірқабатт ы
желіде кіріс ақп ар атт ар шығыс ақп аратт арғ а тең. Ал басқа
жағдайда нейр онн ың кір іс ін е алд ыңғ ы қаб аттард ың жиы нт ық
ақп ар ат ы түсед і, әрі қарай ол ақпар аттар қал ыпт андыру үде
рісін ен өтеді, яғни қажетт і аралықтан түск ен барлық ақп ар ат
белс ендір у қызметімен түрл ендірілед і (10-сызба).
кіріс салмақ белсенді функция
w1
қосындылағыш шығыс
кіріс
+
wn
b ығысу
10-сызба. Жасанд ы нейрон моделі
Нейронды желіл ер жұмыс ын ың сызбасы (11-сызба).
Нейронды жел іл ерд ің жұмыс іст еу қағидаларын білу үшін
белг іл і бір дағды қажет емес.
Белгілі Келесі қабатқа Барлық мәліметтің
ақпарат беріледі жиынтығын береді
Соңына дейін Шығыс Іске қосу қызметіне
беріледі ақпарат қосылады
11-сызба. Нейронды желілер жұм ыс ы
31
1. Нейр онд ард ың кіріс қаб ат ына белг ілі бір ақпарат кел іп
түседі.
2. Ақп арат син ап стар көмегім ен келесі қабатқ а берілед і,
бұл жерд е әрбір синапс өзінің салмақ коэффиц иент ін е
ие, ал әрб ір келес і нейр он бірнеше кіріс синапстан тұр уы
мүмкін.
3. Нейр онмен алынған ақпарат өз салм ақ коэффициент ім ен
алынған барл ық мәл ім етт ер жиы нт ығ ын ұсынады.
4. Алынғ ан мән іске қосу қызметіне ұсыныл ад ы.
5. Шығ ыс ақп ар ат алынад ы.
6. Шығ ыс ақпарат соңына дейін жеткенше әрі қарай беріліп
отырады.
Жел ін ің алғашқ ы жүктел уі дұр ыс нәтиж е берм ейді, себ еб і
жел і әлі дағд ыл анғ ан жоқ. Іске қосу қызметі кір іс ақп ар аттар
ды қал ыпқа келтіру үшін қолд ан ылад ы. Мұндай қызм ет түрл ер і
көп, бірақ олард ың кең қолдан ыст ағ ы нег ізг ілер ін бөліп көрсе
туге болад ы. Олардың ең нег ізг ілері – өздері жұмыс іст ейт ін мән
дер арал ығы.
Алайда дұр ыс нәт иж ел ер алу үшін нейронды жел іні құр у
жеткіл іксіз. Алдымен түрлі әдістер мен өз алгор итмд ер ін қол
данып, жатт ықтыру қаж ет. Бұл үрдісті қар апайым деп айт уғ а
болмайд ы, ол білім мен күшт і талап етеді.
СұрақтарЖғаажуапуабпебреер йеійкік
1. Нейронды желілер түрлі салаларда қалай қолданы
лады?
2. Қандай қасиет нейронды желілерді танымал етеді?
3. Нейронды желі құрамы қанша типтен тұрады?
4. Нейронды желілердің жұмыс істеу қағидалары қан
дай?
ОйлОайнлаайныайқы, тқа, тлақлықылалйайыыққ
1. Адамдардың тану жән е ест е сақт ау сек ілд і қызм етін жа
санд ы инт елл ектіге үйр ет удің қаж еттілігі неде?
2. Нейронд ы желіл ерді оқыту мүмкін бе?
3. Нейр онд ы желіл ерд і құр у көмег імен дұр ыс нәтиж е алуға
бола ма?
4. Белсендіру қызметі не үшін қолданылады?
32
ТалТдаладпа, пс,аслаылыстсытыррааййыыққ
Адамның миынд а бейс ан алы және жасанд ы инт еллек
тід е сан алы түрде орындал ат ын бірд ей қызм ет түрл ер ін тал
дап жазып, өзар а сал ыстыр ыңдар.
Бейс аналы әрекет (адамд а) Сан алық әрекет
(жас анды инт еллектід е)
ДәДпәтпетрердгее оорыннддааййыыққ
Төмендегі мәтінге сүйеніп, жасанды нейрон моделін
құрыңдар.
Әрб ір нейр он екі түрл і кіріс және шығыс мәл іметт ер тип інен тұрады. Бір
қаб атты желіде кір іс ақпар атт ар шығыс ақпар аттарға тең. Ал басқ а жағд айда
нейронның кіріс ін е алдыңғы қабатт ард ың жиы нт ық ақпар аты түс ед і, әрі қар ай
ол ақп ар атт ар қал ыпқ а келтіру үдерісін ен өтед і, яғни қажетт і арал ықт ан
түскен барл ық ақпарат белс енд іру қызм етімен түрлендір іл еді.
КомКпоьмюптьеюртдеердоероырныднадйаыйық қ
Бер ілген жас анды нейрон моделін ің жұм ысын өзд ер ің е
тан ыс кез келген фильм жас ауға арналған программал ар
дың көм егім ен жандандыр ып, аним ация қос у арқылы
видеоф ильм дая рлаңд ар.
кіріс салмақ белсенді функция
w1
қосындылағыш шығыс
кіріс
+
wn
b ығысу
Ой бОөйлібсеөйлікісейік
Үш және одан да арт ық кір ісі бар нейр онд ы желіл ерд ің
жұм ыс істеу қағидаларын (қаб ылд айт ын мүмкін мәнд ерін)
қарастырыңд ар. Сын ыпт астар ыңмен өз ойл ар ыңды бөлі
сіңдер.
33
§11–12. Жас анд ы интеллект іні жобал ау.
Жобалық жұмыс
Кір іст і автом атт андыр у
Жұмыстың мақсаты: Нейрон қабылдайтын кірістерді
таңдау жұмысын автоматтандыру.
1. 9-суреттегідей Excel электронды кестес ін құр ыңдар.
Нейрон (көк бөл ік) қосылып тұрған ына көз жетк ізіңдер.
Қосындының формуласы (=B1*B2+D1*D2) – C3 ұяшығында,
Егер функциясы (=ЕСЛИ(C3>=C4;1;0)) – C5 ұяшығында).
9-сурет. Жасанды интеллектіні жобалауға арналған
Excel электронды кестесі
Көк бөл ік – нейрон. Сарғыш бөлік – нейронға көрсет і
лет ін түрлі тағ амдар. Жасыл бөлік – белг іл і бір парам ет рл ер.
F8 ұяшығ ын а қанд ай тағ ам ұсын ыл ат ынын анық
тайтын форм ула орн аласт ырамыз. Кірістер (B1 және D1
ұяшықтары) s1 (F1) және s2 (G1) ұяшықтарына әрбір 2, 3, 4
немесе 5 жолда сілтеме жасайтын болады.
F11 ұяшығына оқыту жылд амдығ ы 0,01 мен 0,5 арал ығ ы
орналастыр ыл ады. Оқыту жылдамдығы – жүргізілетін
сынақтар мен кездесетін қателіктер арқылы таңдалатын
мән. Оқыту жылдамдығын шаңғышының жылдамдығымен
тікелей байланыстыруға немесе «ақырын жүріп, анық бас»
дег ен тіркеспен сәйкестендіруге болады. Алайда мұнд а
да белг ілі бір ескеретін жағдайлар кездеседі, себебі егер
біз шаңғышыға шаңғы мүлдем бермейтін болсақ, онда ол
ешқайд а да бармайды, ал егер өте аз мөлшерде жылдамдық
34
бер ет ін болсақ, онда ұзақ уақыт аралығына созылып кетеді.
Сондықтан нейронды желілер үйлесімсіздігін болдырмау
үшін осы мәндер арасынан сәйкес келетін орташа мәнді
тауып алу керек.
Сол жақ төм енг і бөл ікте күтіл етін нәт иже, қат е жән е
deltaW деп аталат ын 3 жол орн ал астыр ылады.
Күт ілет ін нәтиж е жол ын а Input No жолын ың таңдауын а
сәйкес нәтиже орн аластырыл ад ы. Әрі қарай қате есепт ел еді.
Қате арқыл ы жаң а салмақ есепт ел іп, жақ ын мәнге жуық
танд ырыл ад ы.
Delta Weight X = оқыт у жылд амд ығы * (күт іл ет ін –
нақт ы) * кіріс X
нем есе
Dwx = LR * e * X
Dwx (Delta Weight X ) – салмаққа қосатын дельт а-салм ақ.
LR (learning rate) – оқыт у жылдамдығы.
е (error) – күтіл ет ін нәтижед ен нақт ы нәт иж ен і азайтқ анда
алынат ын қат е.
Қатен і есептеу өте маң ызды. Мыс ал ы, сен ен
менде қанш а теңге бар екенд іг ін сұрайы н. Сен 300 теңге деп
айтуың мүмкін. Ал күтілет ін жауа п – 500 теңге. Олай бол
са, күтіл ет ін нәтиж е (500 теңг е) – нақт ы жауап (300 теңг е) =
қатені білдіреді.
қате = күтілетін жауап – нақты жауа п немес е e = d – о
500 – 300 = 200, қат е – 200 теңг е.
Енді нейрон қабылдайтын кіріс Х-терді таңдау жұмысын
автоматтандырамыз.
2. F8 ұяшығ ын а өтіңдер. Input No жол ының аст ындағ ы
ұяшыққ а 1 мәнін енгізіңд ер. Бұл – 2 жолдағы F–H бағ анда
рынд ағы 1 мән ін енгіз у шабл оны.
3. B1 жән е D1 ұяшықт ар ын кіріс нөмірі 1 болғанда 2 жол
дағы F жән е G бағандар ым ен байл ан ыст ыру керек,
3-жолда – 2, 4-жолда – 3 және 5-ші жолда – 4. Ол үшін
B1 ұяшығын ың мәзір қатарын ан Формул алар жол ын
таңдап, Функц иян ы қою (Вставить функцию) батыр
масын шертіңд ер.
Пайда болғ ан терез ед е ТАҢД АУ (ВЫБ ОР) функцияс ын
таңдап, ОК бат ырмас ын бас ыңдар. Тер езені 10-суреттегідей
толт ыр ыңд ар.
35
10-сурет. В1 ұяшығындағы Таңдау функциясының аргументтері
Бұл егер F8 ұяшығының мән і 1 болс а, онд а F2 ұяшығ ын,
2 болса – F3 ұяшығын, 3 болса – F4 ұяшығын, 4 болс а – F5
ұяшығын қолданыңдар дегенді білдір ед і.
4. D1 ұяшығ ын таңдап, осы әрек етт і қайталаңд ар. F бағ а
нын ың орнына G бағ андар ын таңдаңд ар (11-сурет).
11-сурет. D1 ұяшығындағы Таңдау функциясының аргументтері
5. C7 ұяшығын а (күтіл етін нәтиж е) да сәйкес H бағанының
тиісті жолд ар ына сілтеме жас айм ыз. Жоғар ыд ағы әдіс бойын
ша H2, H3, H4 жән е H5 мәнд ерін таңд аймыз (12-сурет).
36
12-сурет. C7 ұяшығындағы Таңдау функциясының аргументтері
6. Енд і кіріске нейрон дұрыс жұмыс жас ап тұрғандығ ын тек
сер у үшін F8 ұяшығынд ағы мәндерді өзгертуге байл аныст ы
B1 және D1 ұяшығынд ағы мәнд ер өзгер етін-өзгермейтінін
текс ер іңдер.
7. Қай ұяшық қайд а тіркел іп тұрғанд ығ ын көру үшін В1, D1
және С7 ұяшықтарына басып, Форм ул алар жол ын таң
даңд ар. командал ар ына наз ар аудар ыңд ар.
Бас ып көр іп, байланыст ы тексер іңдер (13-сурет).
13-сурет. Байланысқан ұяшықтар
8. C8 ұяшығ ын шерт іп, = C7 – C5 формуласын енгізіп, Enter
перн есін басыңдар.
9. Енд і оқыту жылдамдығын анықтап алайы қ. 0,2 мәнінен
баст айы қ. F11 ұяшығ ына 0,2 мән ін енгізіңд ер. Оқыт у жыл
дамд ығы бізг е салм ақтард ы (синап стар) жаңартып отыр у
үшін керек. Салмақ 1 үшін B9 ұяшығ ында, салм ақ 2 үшін
D9 ұяшығ ынд а орындайм ыз.
37
10. B9 ұяшығ ын а бас ыңд ар. = F11 * C8 * B1 формулас ын енгіз іп,
D9 ұяшығын а шертіп, = F11 * C8 * D1 форм улас ын енг ізіңдер.
11. B11 ұяшығ ына = B2 + B9 форм уласын енгіз іңдер.
12. D11 ұяшығына = D2 + D9 форм улас ын енгіз іңдер.
Енд і ескі салм ақтарды жаңаларымен алм астырамыз.
13. B2 ұяшығын таңд ап, онд а = B11 формул асын енгізіңдер.
Қат е шығад ы, бірақ солай бол уы кер ек.
14. Сол жақ жоғ ар ы бұрышт ағ ы Microsoft Office батырмас ын
шертіңд ер.
15. Пайда болған мәзірдің төменгі оң жақ бұрышынан Excel
параметрлерін табыңдар. Параметрлерден Форм улал ар
жолын таңд аңдар. Итер ат ивті есепт еул ерд і қосу (Вкл ючить
итер ативн ые выч исления) өріс ін е белг іш е қойып, Итер а
цияның макс ималды мән і (Макс имальное числ о итер ации)
жол ын 1 деп өзгерт іп, ОК батырмас ын басыңдар (14-сурет).
14-сурет. Excel параметрлері терезесі
16. B2 ұяшығ ын басып, Функц ия қою батырмас ын таңдаңд ар.
Егер функцияс ын таңд ап, ОК батырмасын басыңдар (15-сурет).
15-сурет. Егер функциясының аргументтері
38
Ең жоғары блок В11 (біздің жаңа салмақ) ұяшы
ғындағы мәннің сан немесе сан емес екендігін тексереді.
В11 сан екендігі туралы ақпаратқа сүйеніп, қолдану
мәнін анықтауға болады. Ал сан жоқ болса, егер_мән_
жалған қолданылады, сондықтан төменгі өріске бас
тапқы салмақ (осы нейронмен ақпар ат тасымалданатын
синапс салмағы) ретінде қолданыл атын мәнді жазыңдар.
Егер В11 өрісінде сан болса, салмақтарды осы санмен
алмаст ырамыз, сондықтан В11-ді осында орнал асты
рыңдар.
17. Дәл осындай процедураны D2 ұяшығындағы екінші
салмақ үшін қайталаңдар. Бұл жолы формула B11
ұяшығына емес, D11 ұяшығына сілтеме жасалуы керек.
Синапстың бастапқы салмағы ретінде кез келген мәнді
таңдай аласыңдар.
18. Excel прог рамм асын бір итер ацияға дейі н қысқ арт
қанн ан кейін Форм улалар жолын таңд ап, оң жағындағ ы
Есептеу бөлімін ен Қайта есепт еу жолын таңд аңд ар (16-
сурет).
16-сурет. Формулалар жолының Қайта есептеу батырмасы
19. F8 ұяшығ ындағы кіріс мәнд ер ін сәйкес {1,2,3,4} деп
өзгерт іп, Қайта есептеу батырм ас ын бас ып, қате (С8 ұяшы
ғы) 0 мәнін е тең болғ анға дейі н есепт еңд ер.
39
§13–14. Жасанд ы интелл ект іні әзірлеуд е
«мұғаліммен оқыт у» әдісін қолдан у ауқымы
Еcтер ің е түс ір іңд ер: Сөздік:
• нейронды желіл ерді ұйы мд ас
Жасанды инт еллект – Иск усств енн ый
тыр у қағидалар ы қандай? инт еллект – Artificial intelligence
• нейронды желіл ердің жұмыс Жоб ал ау – Проект ирование – Design
«Мұғал імм ен оқыту» әдісі – Метод
іст еу қағ идалары. «обуч ен ие с учит ел ем» – Method of
teaching with teacher
Меңгер іл етін біл ім: Топт ау – Класс ифик ация – Classification
• жасанд ы инт еллект ін і әзірл еу Регрессия – Регресс ия – Regression
әдіст ері;
• «мұғ ал іммен оқыт у» әдісін
қолдану ауқымы.
Нейронды желін і әртүрл і әдістермен оқытуғ а болады: «мұғ а
лімм ен», «мұғ алімсіз», «мұғалімнің ішінара қатысуымен».
Нейронды желіні оқыту нәтижесі – бейнелерді кластерлеу
(топтастыру) 12-сызбада көрсетілген.
Бастапқы Шығару
деректерді енгізу
Алгоритм
• Белгісіз шығу
• Оқу үшін дерек
тер жиыны жоқ
Түсіндіру Өңдеу
Оқыту моделі Оқытылған
модель
12-сызб а. Бейн елерд і класт ерлеу
«Мұғаліммен оқыту» бар ысынд а нейронды жел і белг іленг ен
дерект ер жиы нтығ ында оқыт ыл ад ы және оқыту дер ект ер інд е
алгор итмнің дәлд іг ін бағ алау үшін пайд ал аныл атын жауа п
тард ы болж айды. «Мұғалімсіз оқытуда» белг іс із дер ект ерд і
пайд аланад ы, олардың ішін ен алгоритм белг іл ер і мен тәуелді
лікт ер ін өздігімен алуғ а тырысад ы.
40
Нығайт у арқ ылы оқыту – жоғар ыд а аталғ андардың орт ас ы.
Ол белгіл енген дер ектерді жән е үлк ен жиы нтықт ы аз мөлшерде
пайдалан ады. Ал оқыту алг ор итмді ынт ал анд ыр у жүйесін ің
көм егім ен жаттықт ырады.
«Мұғаліммен оқыту» модельді құрудың барлық кезеңдерінде
жаттықтыру үшін белгіленген деректердің толық жиынты
ғының бар болуын көздейді.
Толық белгіленген деректер қорының болуы әрбір мысал-
да оқыту жиынтығында алгоритм алуға тиіс жауаппен сәйкес
келеді. Осылайша, гүлдердің суреттерімен белгіленген дерек-
тер арқылы нейронды желіге раушанның қай жерде, түймедақ
немесе нәркестің қай жерде бейнеленгенін оқытады. Нейрон-
ды желі жаңа сурет алған кезде жауапты болжау үшін оны
деректер қорындағы оқытылған үлгілермен салыстырады
(17-сур ет).
Топтау Топтау және Объектілерді тану Көшірмелерін
орнын анықтау сегменттеу
17-сурет. Жаң а суретті баст апқ ы үлг іс імен салыст ыр у
«Мұғаліммен оқыту» үлгіс і – топт ау (сол жақта), объе кт і
лерд і сар алау және тан у үшін оны одан әрі қар ай пайд ал ану.
Нег ізін ен, «мұғаліммен оқыту» екі түрлі тапс ырм алард ы
шешу үшін қолд ан ыл ад ы:
• топтау;
• регрессия.
Топтау есепт ер інд е алг ор итм объе кт іл ер тиесілі топ
тардың нөм ірл ер ін е сәйк ес келетін дискретті мәндерді бол
жайды. Оқытуға арналған деректер қорында жануарлардың
фотосуреттері бар әрбір суреттің тиісті белгісі болады – «мар
ғау», «күшік» немесе «балапан». Алгоритмнің сапасы оның
марғау, күшік немесе балапанмен түскен жаңа суреттерді
қаншалықты дұрыс топтастырғанымен бағаланады.
41
Ал регр есс ия міндеттері үзд ікс із дер ектермен байлан ыст ы.
Мысал ы, сызықт ық регресс ия, x нақт ы мәнд ерін ескер е оты
рып, y айн ымалысын ың күтіл етін мәнін есепт ейді.
«Мұғаліммен оқыту» әдіс ін қолдану ауқ ымы 18-суретте
көрсетілген:
Компьютерлік Сөйлеуді Компьютерлік линг-
көру тану вистика және табиғи
тілдерді өңдеу
Медициналық Биоинформатика Техникалық
диагностика диагностика
Зияткерлік Сараптамалық Қаржылық
ойындар жүйелер қосымшалар
18-сур ет. «Мұғаліммен оқыту» әдісін қолдану ауқ ым ы
Маш ин ал ық оқытудың утил итарл ы мінд етт ер і көп айны
мал ылард ы қолд ан ады. Мысал ы, Нұр-Сұлт ан қал ас ынд ағ ы
пәт ердің бағ ас ын оның ауд аны, орн аласқ ан жері және қоғ ам
дық көлікт ің қолжетімдігі негізінде болж айтын нейронды
жел ін і құр уға бол ады. Алг ор итм сол дер ектерді нег ізг е ала
отырып, пәтерд ің бағас ын есепт ейтін сар апш ын ың жұмыс ын
орынд айды.
42
Осыл айша, «мұғаліммен оқыту» алгоритмд і оқыту үшін
шын айы дер ект ерд ің жиы нтығы болғ ан кезд е өте қолайл ы
болып таб ылады.
СұрақтарЖғаажуапуабпебреер йеійкік
1. Нейронды желін і оқыт у әдіст ері қандай?
2. Нейронды желін і оқыт у нәт иж ес і нені білдіреді?
3. «Мұғаліммен оқыту» әдісі қалай жүз ег е асырыл ады?
4. «Мұғалімсіз оқыту» барысынд а қанд ай дер ектер пайда
ланад ы?
5. «Мұғаліммен оқыту» үлгіс і қанд ай?
6. «Мұғаліммен оқыту» қанд ай тапсырм алард ы шеш у үшін
қолдан ылады?
ОйлОайнлаайныайқы, тқа, тлақлықылалйайыыққ
1. Жасанды интеллектіні жоб ал ауда «мұғаліммен оқыту»
әдіс ін қолдан у қанш алықты маңызд ы?
2. «Мұғаліммен оқыту» әдісінд е дерект ердің тол ық жиын
тығын ың бол уы нелікт ен?
ТалТдаладпа, пс,аслаылыстсытыррааййыыққ
«Мұғаліммен оқыту» әдіс ін ің екі түрл і тапсырм ан ы ше
шу үшін қолд ан ыл ат ынд ығ ын өзар а сал ыст ырып, талд аң
дар.
Тапсырмалар атауы Ерекшелігі
Топт ау
Регр ессия
ДәДпәтпетрердгее оорыннддааййыыққ
«Мұғаліммен оқыту» әдіс ін қолдану ауқ ым ының әрқ ай
сысына өмірд ен нақты мысал келт іріп, оның қызм ет ету ал
гор итм ін кест ег е толт ыр ыңдар.
43
Жасанды инт еллект Өмірлік Қызм ет ету
К омпьют ерл ік көр у мысал алг ор итм і
Мед ицин ал ық диагностик а
Т ехникал ық диагностика
Биоинф орм ат ик а
Зияткерл ік ойындар
Сараптамалық жүйелер
44
Жасанды инт еллект Өмірлік Қызм ет ету
Қаржылық қосымшалар мыс ал алг ор итм і
КомКпоьмюптьеюртдеердоероырныднадйаыйық қ
Төмендегі мәт інд і кез келг ен мәт інд ік ред акт орд а терің
дер. Берілген мәт ін бойынш а машиналық оқыту дәрігерг е
тапт ырм ас көм екш і құрал бол атын себепт ерді тіз іп жазың
дар. Төм енде бер ілген науқ ас тар ихында міндетт і түрде
орын алатын ақпаратт арды дәріг ер қаншалықты есінде сақ
тай алад ы?Оның жұмысын маш иналық оқыт у қал ай шеш іп
бер е алады?
Аур удың диагн озын анықтау үшін керекті мәл ім етт ер
Берілген жағд айд а пациенттер – объект ілер, ал белгілері – оларда
байқал ат ын барлық симпт омд ар, анамнез, талд ау нәт ижел ері, қолд ан ылғ ан
емдеу шаралары (нақт ы барлық ауру тар их ы, форм аланған және жек е крите
рийл ерг е бөлінген). Кейбір белгілері – жыныс ы, бас ауруы, жөт ел, бөртпе және
басқалар ы екілік рет інд е қар астыр ылад ы. Жағд айд ың ауы рл ығ ын бағал ау (өте
ауы р, орт аша ауырл ықтағы жән е т.б.) реттік белгі болып табыл ады, ал бас
қалар ы – цифрлық: дәрілік препар атт ың көл емі, қанд ағы гем оглобин деңгейі,
арт ериялық қысым мен пульс көрсеткішт ер і, жасы, салм ағ ы. Осынд ай көп
тег ен белгіл ері бар пациентт ің жағдайы турал ы ақп ар атт ы жинай отыр ып,
оны компьют ерге маш ин амен оқытуғ а қабілетт і программаның көмегімен
жүкт еуге бол ады.
Ой бОөйлібсеөйлікісейік
Жасанд ы интелл ектіні жоб алауд а нем ес е жас анд ы ин
телл ектіні әзірлеуде «мұғаліммен оқыту» әдісін қолдан у
ауқым ын ың кең бол уы қанд ай мүмкінд іктер ұсын ады?Қа
лай ойл айс ыңдар? Сын ыпт аст арыңмен өз ойларыңд ы бөл і
сіңдер.
45
§15–16. Жас анд ы инт елл ект іні әзірлеуд е
«мұғаліммен оқыту» әдісін қолдану ауқым ы.
Практик ум
Доллард ың теңг ег е қатыст ы құнын болжау
Есеп шарты. Вал юта бағам ының нақты деректер і негізінде
кел есі күні болатын теңг еге қатыст ы доллар құн ын болж ау.
Регрессиян ы, кест ені құру және болжау шынайы лығының
процентін көрс ет у.
Есептің шеш імі: Бастапқы кезеңд е дерект ер http://kurs
tenge.kz/archive/usd/2020/04 сайтынан көшірілед і жән е кей
іннен өңдеу үшін дайынд ал ады (1-кесте).
1-кесте. Теңгеге қатысты доллар құны
М ерзім і Доллар бағ ам ы М ерзім і Доллар бағ ам ы
30.04.2020 429,41 15.04.2020 425,58
29.04.2020 431,16 14.04.2020 427,25
28.04.2020 430,78 13.04.2020 431,03
27.04.2020 430,99 12.04.2020 431,03
26.04.2020 430,99 11.04.2020 431,03
25.04.2020 430,99 10.04.2020 432,55
24.04.2020 432,24 09.04.2020 435,54
23.04.2020 435,82 08.04.2020 437,20
22.04.2020 430,50 07.04.2020 439,01
21.04.2020 427,78 06.04.2020 443,50
20.04.2020 426,48 05.04.2020 443,50
19.04.2020 426,44 04.04.2020 443,50
18.04.2020 426,44 03.04.2020 447,60
17.04.2020 427,27 02.04.2020 448,52
16.04.2020 425,51 01.04.2020 447,67
Өңд еуге кест ен і дайы нд ау үшін мынадай бірқат ар мінд ет
терд і шешу қаж ет:
1) кест ені піш імдеу, яғн и түс ін, шект ер ін өзг ерт у;
2) кестен ің төм енг і жағ ынд а ағымд ағы ақпар ат көрсетіле
тіндей күн і бой ынша дер ектерд і сұр ыпт ау;
3) күнді цифрлық форматт а қайт а өзг ерт у.
46
Мерзім бойынш а долл ар бағам ын ың граф икал ық өзг ер уі
19-суретте көрс ет ілген.
19-сурет. Доллар бағамының графикалық өзгеруі
Еxcel-дегі регр есс иял ық талд ау бір мәндердің (т әуелс із)
тәу елді айнымал ығ а әсер ін көрсетеді. Талд ау нәт иж есі бірқат ар
арт ықшылықтарды айқ ынд ауға мүмкіндік беред і және басты
әсер етуші факторларға негізд ел е отыр ып, дам у бағ ытт арын
болжауға, жосп арлауға, басқ ару шешімд ер ін қаб ылдауғ а мүм
кінд ік беред і.
Сызықт ық регр ессия моделінің жалп ы түрі мынадай:
У = а0 + а1х1 +…+акхк.
Мұндағы, а – регрессия коэфф ициентт ері, х – әсер етуш і
айным алылар, к – факторл ар сан ы.
Біздің мыс ал ым ыздағ ы У – теңг ег е қат ыст ы доллард ың көр
сетк іші. Әсер етуші факторл ар – күндер (х).
Регр ессия теңд еуі және жуықтау шын айылығ ының
шам ас ын біз Файл ⇒ Парамерлер (Параметры) ⇒ Ішкі бап
таул ар (Надстройки) ⇒ Талдау пакеті (Пакет анализа) жолынан
іске қосамыз.
Әрі қарай Деректер (Данн ые) мәзір жол ынан Деректерді
талдау (Анал из данных) ⇒ Регр есс ия жолын таңд айм ыз (20,
21-суреттер).
Әрі қарай кір іс мәндер і мен шығыс парам ет рл ерін (нәт иж е
бейнел ен етін) таңдау үшін мәзір ашыл ады. Кір іс ақп ар аттар ы
(У) ретінд е сип атт алған парамет рлер диапазонын, оған әсер
ететін факт орлар (Х) диапаз он ын көрсет ем із. Қалғандар ын тол
тырм ауға болад ы.
47
20-сурет. Регрессия жолын таңдау
21-сурет. Кіріс ақпараттар
ОК батырмасын басқаннан кейін, программа есептеу нәти
жесін көрсетеді (22-сур ет).
48
22-сурет. Программа жұмысының нәтижесі
Ең алдымен, R-квадрат пен коэффициенттерге назар ауда-
рамыз. Регр есс ия коэфф иц иенттер і кестед е қарайт ылғ ан.
Y = kX + b түріндег і регресс иял ық модель мына түрд е бол ад ы:
Y = –0,5996 * Х+ 439,51 (R-квадрат = 0,512).
R-квадр ат – дет ерм инация (шек) коэффициенті. Бізд ің жағ
дайым ызда – 0,512 нем есе 51,2%. Бұл мод ельдің есептеу пар а
мет рл ері мен меңгеріл етін пар амет рл ер арас ындағ ы тәуелді
лікт і 51,2% түс інд іреді. Детерминация коэфф ициенті жоғ ары
болғ ан сайын мод ель сапалы болып санал ады.
439,51 коэффициент і, егер барл ық айнымалылар мәні 0
болған жағдайда, Y мән і қанд ай бол атындығын көрс етеді, яғн и
талдан атын пар аметр мән і мод ельд е сипатт алмаған басқа да
факторларға әсер етед і.
–0,5996 коэфф иц иент і Х айнымалысын ың Y айным а
лыс ын а салм ақт ыл ығ ын көрс етед і, яғни доллардың теңг ег е
қатысты орт аш а көрс етк іш і осы модель шег інде –0,5996 (бұл
төм ен көрсетк іш) салмағымен әсер етеді. «–» таңбасы кер і әсер
етеді: доллар құн ын ың көрс еткіші жоғары болған сайын, теңге
долларғ а қатысты құнс ыздан а бер еді.
Осы форм ула бойынш а келесі күнгі теңг еге шаққандағ ы
долларды есептейті н болсақ:
Y = –0,5996 * 31 + 439,51 = –18,58 + 439,51 = 420,92 (теңге).
Ж ауабы: келесі күнг і (01.05.2020) теңг ег е шаққ анд ағ ы дол
лар құн ы 420,92 теңг е.
49
ЖИЫ НТЫҚ БАҒАЛ АУ ТАПС ЫРМ АЛ АР ЫНЫҢ ҮЛГІЛЕРІ
1. «Аrtificial intelligence» сөз тірк ес індегі «intelligence» сөз і
қандай мағ ынан ы беред і?
A) Сан ал ы түрд е ойл ана алу біл ігі
B) Авт ом атты түрд е ойл ан а алу біл ігі
C) Қар апайым ойлан а алу білігі
D) Бейсанал ы тұрғыд ан ойл ан а алу біл іг і
E) Жағымд ы ойлан а алу білігі
2. Сәйк естенд іріңдер:
1. Жасанд ы A) адамд ардың құзыр ет інд егі ерекше
нейронд ы желі шығ арм аш ыл ық әрекетт ер ін
орындайтын инт елл ектуа лд ы
2. Жас анд ы маш ина
инт еллект
B) басқ а нейронд армен қолже
3. Биологиял ық тімд і байл ан ыс арқыл ы барлық
нейр он нейр онд ы жел і бойынша элек
тр охим иял ық имп ульсті бер у
негізг і міндетт ердің бір і бол атын
арн айы жасуш а
C) адам миын имит ац иял айты н,
апп араттық және прог раммалық
тұрғ ыд ан іск е асыруғ а қабіл етті
математ ик алық модель
3. Бос орынд ы толт ыр ыңдар:
Нейронд ы жел і – адам ... әрек ет і принц ипіне нег ізд елг ен,
бірақ оның аналог і бол а алм айтын ... .
4. Бос орынд ы толт ырыңдар:
... – нейр ондар арас ындағы байл ан ыс, олардың әрқ айс ыс ы
өз ... салмағ ының дәр ежесіне ие.
5. Күрд ел і дер ектерд і талдайты н, адам миын имит ац ия
лайты н жән е аппар атт ық және прог рамм ал ық тұрғ ыдан
іск е асыр уғ а қаб іл етті мат ем атикалық модель:
A) Жасанд ы нейронд ы жел і
B) Жасанд ы интеллект
C) Синапс
D) Биолог иял ық нейр он
E) Маш инал ық оқыту
50