a wolfram alpha tudásgép - university of miskolcait.iit.uni-miskolc.hu › ~dudas › szteaok ›...

A Wolfram Alpha tudásgép

Alkalmazott Informatikai Intézeti Tanszék MŰSZAKI INFORMATIKA Dr.Dudás László 0.

https://www.wolframalpha.com/


Témakörök

Bevezetés

Történeti háttér – az idevezető út

Technológia – a négy komponens

Technológia – Érdekes tények

Konklúzió

Forrás: Pedro Gaspar: SIGC 2010/2011 Wolfram Alpha . An introduction to the underlying technology


Bevezetés

Nem egy – alapvetően szintaktikai - keresőprogram, mint pl. a Google, vagy a Bing

Nem olyan statikus ismerethalmaz, mint a Wikipédia, vagy az Encyclopédia

Valós idejű számítási válaszadó rendszer



Bevezetés

Cél: „A Wolfram Alpha hosszútávú célja minden rendszerezett tudás azonnali számíthatóságának és elérhetőségének biztosítása mindenki számára.”

Rendszerezett tudás: - Tárgyszerű adatok - Modellek - Módszerek - Algoritmusok - Képletek



Bevezetés

Már kidolgozott területek: - Matematika - Statisztika és adatelemzés - Fizika - Kémia - Anyagok - Műszaki tudományok - Csillagászat - Földtudományok - Élettudományok - Számítástudomány - Egységek és mértékek - Dátumok és időpontok - Időjárás - Helyszínek és geográfia - Emberek és történelem - Kultúra és média - Zene


- Szavak és nyelvészet - Sport és játékok - Színek - Pénz és üzlet - Szocio-ökonómiai adatok - Egészség és gyógyászat - Étel és táplálkozás - Oktatás - Szervezetek - Szállítás - Technológiák - Web- és komputerrendszerek



A névadó és projektvezető: Stephen Wolfram

Öt éves munka betetőződése és 25 éves megelőző fejlesztésé

Stephen a Wolfram Research céget 1987-ben indította, elsősorban a Mathematica szoftverre összpontosítva

A szoftver a Mathematicán alapul és 2009-ben 7 millió programsorból állt.

CPU-k ezrein fut 4 helyszínre szétosztva (2009).




2002-ben Stephen publikálta az „A New Kind of Science” c. könyvét Ingyenes elérés a weben!

A könyvben lefektetett elveken alapuló terméket 2004-ben kezdték fejleszteni Wolfram Alpha néven

A Wolfram Alpha hivatalosan 2009-ben jelent meg a közönség számára.

https://www.wolframscience.com/nksonline/toc.html



Történeti háttér – számítható tudás

A Rendszerezett Adatok és a Kiszámítható Tudás története Krisztus előtt 20 000-re nyúlik vissza az aritmetika feltalálásával. Lásd: http://www.wolframdatasummit.org/2010/timeline.html

Tudományos könyvek, enciklopédiák, népszámlálások, térképek már az Ősi Mezopotámia óta gyűjtik az adatokat.


http://www.wolframdatasummit.org/2010/timeline.html


Technológia – a négy komponens

Hogyan épül fel és működik a Wolfram Alpha?

A felépítés négy modulon alapszik



1. modul - Adatgyűjtés

Területek szakértői segítik a teamet a legjobb adatok megtalálásában és ellenőrzésében.

Külső, szervezeten kívülről jövő adatfelajlánlás szintén lehetséges, de az összes ilyen adatot szigorúan ellenőrzik.

Az adatok gyakorlatilag 100%-a nem az Internetről származik.

Az adatgyűjtés és ellenőrzés a munka kb. 5%-a.



1. modul - Adatgyűjtés



2. modul – Formalizálás

A gyűjtött adatok szervezése, hogy feldolgozhatóvá váljon.

Az adat jelöléseinek, egységeinek, és a többi adathoz való kapcsolődásának meghatározása

Az adatok algoritmikus kódolása, hogy amikor szükség van rájuk, rendelkezésre álljanak – kiszámítható adatok.

Az algoritmusok, modellek és egyenletek kódolása a Mathematica program nyelvén, mely egyben a Wolfram Alpha programozási nyelve is.



2. modul – Formalizálás..

A Mathematica nyelvén tetszőleges strukturált kifejezések reprezentálhatók.

Eredményként a kód tömörebb, mint pl. a Java, vagy Python nyelveknél.

A Mathematica hatalmas függvény- és algoritmuskészlettel bír, melyen új, akár összetettebb algoritmusok is implementálhatók.

Az új függvényekkel még könnyebb az új algoritmusok implementálása.




Példa egy formalizálásra




Példa egy másik formalizálásra



3. modul – Természetes nyelv feldolgozás (NLP)

A rendszer és a felhasználók közti interakció legkényelmesebb eszköze a természetes emberi nyelv.

A probléma abban van, hogy a rendszer csak kis szövegrészletekkel találkozik az input során, és ezeknek kell egyértelmű jelentést tulajdonítania. Nagyobb szövegmennyiséggel éppen könnyebb lenne a feladat.

Az implementált megoldások általában jó eredménnyel működnek.


http://www.strath.ac.uk/research/subjects/speechlanguagetherapy/



Példa: szöveges kérdés





2. Példa





3. Példa





4. Példa




4. modul – Vizualizálás

A Wolfram Alfa egyik vonzó tulajdonsága az eredmények vizuális megjelenítése.

A Mathematicának több eszköze is van erre a kihívásra, hogy az igényes „számítási esztétikának” megfeleljen.

Egy adott specifikus szimbolikus reprezentálás esetére ez automatizálja, mi és hogyan legyen prezentálva.





1. Példa





2. Példa





3. Példa





3. Példa (ellenőrizve)





4. Példa





5. Példa





6. Példa





7. Példa





8. Példa




Technológia – Érdekes tények

Több mint 10 trillió adat.

Több mint 50 000 algoritmus és modellfajta.

Több mint 1 000 felhasználói nyelv.

Több mint 8 millió sornyi szimbolikus Mathematica kód.

Szuperszámítógépek clusterein fut, beleértve a világ 44. legnagyobb gépét, az R Smarr-t is.

Sok száz terabájtnyi tároló.




Amikor nem tud valamit




Konklúzió

Az adatreprezentálás és a dolgok halmazára vonatkozó lekérdezések leképezésének lényege hogy ezek számításra is képesek.

A lekérdezéseknél a válasz megadásához egy belső, előre strukturált adatbázist alkalmaz.

A számítás, feldolgozás egy halom adatot hoz fel a Google keresőgépeihez viszonyítva.

Kevés, vagy semmi információ nincs arról, hogyan dolgozik a rendszer belül.




Források, hivatkozások

Wolfram Alpha weboldal: http://www.wolframalpha.com/

Wolfram Alpha blog: http://blog.wolframalpha.com/

A Wolfram Alpha készítésének története: http://www.stephenwolfram.com/publications/making-wolfram-alpha/

Vélemények: Wolfram alpha: hogy működik? http://www.computerweekly.com/opinion/Opinion-Wolfram-Alpha-How-does-it-work; http://www.techradar.com/news/internet/how-the-hell-does-wolfram-alpha-work--599561

A Wolfram Alpha architektúrája: http://highscalability.com/wolfram-alpha-architecture

Wolfram Data Summit konferencia: http://www.wolframdatasummit.org/2010/

Wolfram Alpha a youtubon: https://www.youtube.com/user/WolframAlpha

http://www.computerweekly.com/opinion/Opinion-Wolfram-Alpha-How-does-it-work













http://www.techradar.com/news/internet/how-the-hell-does-wolfram-alpha-work--599561















http://highscalability.com/wolfram-alpha-architecture





a wolfram alpha tudásgép - university of miskolcait.iit.uni-miskolc.hu › ~dudas › szteaok ›...

Documents