人工智能導(dǎo)論課程上機(jī)實驗指導(dǎo)書

1、人工智能導(dǎo)論課程上機(jī)實驗指導(dǎo)書廉師友編運算機(jī)工程實驗室2007年3月目錄1. 小型專家系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).2專家系統(tǒng)涉及人工智能導(dǎo)論課程的大部分內(nèi)容，而且實踐性和應(yīng)用性 都專門強(qiáng)。因此，本課程將專家系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)作為一個上機(jī)實驗項目。 該實驗是一個設(shè)計性實驗，它對加深課程內(nèi)容的明白得和把握，培養(yǎng)學(xué)生 運用所學(xué)知識開發(fā)智能系統(tǒng)的能力有重要意義。一、實驗名稱小型專家系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)二、實驗?zāi)康?.2.3.4.5.加深明白得專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理與實際應(yīng)用。 初步把握知識獵取的差不多方法。 把握產(chǎn)生式規(guī)則知識表示方法及其編程實現(xiàn)方法。 初步把握知識庫的組建方法。 加深明白得推理機(jī)的算法原理并初步把握其編程實現(xiàn)

2、方法。三、實驗內(nèi)容 運用所學(xué)知識，設(shè)計并編程實現(xiàn)一個小型專家系統(tǒng)（如分類、診斷、 推測等類型）。四、差不多要求1. 具體應(yīng)用領(lǐng)域自選， 具體系統(tǒng)名稱自定； 但所做系統(tǒng)絕對不能雷同。2. 用產(chǎn)生式規(guī)則作為知識表示，用產(chǎn)生系統(tǒng)實現(xiàn)該專家系統(tǒng)。3. 可用 PROLOG 語言編程并參考下面示例程序； 但也可用其他語言另 行編程。4. 所實現(xiàn)的專家系統(tǒng)必須上機(jī)運行演示；程序運行時，應(yīng)有人機(jī)對話 過程。5. 系統(tǒng)完成后，要提交實驗報告。五、實驗步驟 具體工作及步驟為： 選題。系統(tǒng)分析。 知識獵取與知識表示選擇 /設(shè)計。知識庫組建。 推理機(jī)選擇 /編制。系統(tǒng)調(diào)試與測試： 可先運行一兩個簡單的 PROLOG

3、程序，以熟悉語1.2.3.4.5.6.言環(huán)境；接著運行示例程序；然后編輯、調(diào)試、測試自己的系統(tǒng)程序。7. 撰寫實驗報告。六、系統(tǒng)示例考慮到本實驗有一定難度，下面給出一個“小型動物分類專家系 統(tǒng)”示例，以供參考。1.動物分類規(guī)則集（1）（2）（3）（4）（5）食肉動物。若某動物有奶，則它是哺乳動物。若某動物有毛發(fā)，則它是哺乳動物。若某動物有羽毛，則它是鳥。若某動物會飛且生蛋，則它是鳥。若某動物是哺乳動物且有爪且有犬齒且目盯前方，則它是（6）若某動物是哺乳動物且吃肉，則它是食肉動物。（7）若某動物是哺乳動物且有蹄，則它是有蹄動物。（8）若某動物是有蹄動物且反芻食物，則它是偶蹄動物。（9）若某動物是

4、食肉動物且黃褐色且有黑色條紋， 則它是老虎。（10）若某動物是食肉動物且黃褐色且有黑色斑點，則它是金 鈔票豹。（11）若某動物是有蹄動物且長腿且長頸項且黃褐色且有暗斑 點，則它是長頸鹿。若某動物是有蹄動物且白色且有黑色條紋，則它是斑馬。 若某動物是鳥且可不能飛且長腿且長頸項且黑白色，則（12）（13）它是駝鳥。(14)若某動物是鳥且可不能飛且會游泳且黑白色，則它是企若某動物是鳥且善飛且不怕風(fēng)浪，則它是海燕。(15)鵝。下 面 是 該 規(guī) 則 集 所形成的2.（部分）推理網(wǎng)絡(luò): 源程序/*/An Animal Classifying Expert System databasexpositive

5、(symbol, symbol) xnegative(symbol, symbol) pr edicatesrunan imal_is(symbol)it_is(symbol)p ositive(symbol, symbol) n egative(symbol, symbol) clear factsremember(symbol, symbol, symbol)ask(symbol, symbol)goalrun.clausesrun:-an imal_is(X),!, write(nYour animal may be a(n) ”，X),nl, nl, clear_facts.run:-

6、write(nUnable to determine what), write(your animal is. nn”)，clear_facts. positive(X, Y):-xpositive(X, Y),!. positive(X, Y):-not(xnegative(X, Y), ask(X, Y).negative(X, Y):-xnegative(X , Y), !.negative(X, Y):-not(xpositive(X, Y), ask(X, Y).ask(X, Y):-write(X, it , Y, n”),read ln(Repl y), remember(X,

7、Y, Repl y).remember(X, Y, y):-asserta(x positive(X, Y).remember(X, Y, n):-asserta(xnegative(X, Y), fail. clear_facts:-retract(x positive( _), fail.clear_facts:-retract(x negative( _), fail. clear_facts:-write(nnPlease press the space bar to Exit),/*/readchar(_).Knowledge Baseani mal_is(cheetah):-it_

8、is(carnivore),po sitive(has, taw ny_color), po sitive(has, black_s po ts).ani mal_is(tiger):- it_is(car nivo re), po sitive(has, taw ny_color), p ositive(has, black_stri pes).ani mal_is(giraffe):-it_is(u ngulate), po sitive(has, l ong_n eck), po sitive(has, l on g_legs), po sitive(has, dark_s po ts)

9、.ani mal_is(zebra):-it_is(u ngulate), po sitive(has, black_stri pes).ani mal_is(ostrich):-it_is(bird),negative(does, fly), positive(has, long_neck),positive(has, long_legs), positive(has, black_and_white_color).animal_is(penguin):-it_is(bird),negative(does, fly),positive(does, swim), positive(has, b

10、lack_and_white_color).animal_is(albatross):-it_is(bird),positive(does, fly_well). it_is(mammal):-positive(has, hair).it_is(mammal):-positive(does, give_milk).it_is(bird):-positive(has, feathers).it_is(bird):-positive(does, fly), positive(does, lay_eggs).it_is(carnivore):-positive(does, eat_meat).it_

11、is(carnivore):-it_is(mammal),positive(has, pointed_teeth),positive(has, claws), positive(has，forward_eyes).it_is( un gulate):-it_is(mammal),po sitive(has, hooves).it_is( un gulate):-it_is(mammal),po sitive(does, chew_cud).需要講明的是，嚴(yán)格來講，該專家系統(tǒng)程序中并無顯式的推理機(jī)， 而是利用了 PROLOG語言本身的推理機(jī)制實現(xiàn)推理的。這確實是講，用PROLOG編寫專家系統(tǒng)程序

12、，能夠省去推理機(jī)部分。如果用其他語言編程， 推理機(jī)則是必不可少的。因此，用 PROLOG編寫專家系統(tǒng)程序，也能夠不 用它自身的推理機(jī)作為所實現(xiàn)的專家系統(tǒng)的推理機(jī)，而用戶自己重新編寫 一個顯式的推理機(jī)，這可按照咨詢題和需要而定。如果要重新編寫推理機(jī)， 一樣講來，規(guī)則就要用 PROLOG的事實來實現(xiàn)。知識庫就要用 PROLOG 的動態(tài)數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)。因此，以上實習(xí)也可用 C或C+編程，但工作量要大得多。七、實驗報告實驗報告用學(xué)校統(tǒng)一的實驗報告紙書寫，表頭嚴(yán)格按其要求填寫， 其中“實驗名稱”后填：小型專家系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)。下面是實驗報告的差 不多內(nèi)容和書寫格式。一、實驗?zāi)康募由顚＜蚁到y(tǒng)的明白得，初步把握專家系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)方法。二、實驗內(nèi)容運用所學(xué)知識，設(shè)計并編程實現(xiàn)一個小型專家系統(tǒng)。三、