一個專家系統(tǒng)的例子

1、規(guī)則庫的符號名為ruleS。一個專家系統(tǒng)的例子一、建立動物識別專家系統(tǒng)的規(guī)則庫，并用與/或圖來描述這個規(guī)則庫。規(guī)則庫由15條規(guī)則組成，規(guī)則名分別是；rulel,rule2,rule15ruleS。編寫一段程序，把15條規(guī)則組成一個表直接賦值給規(guī)則庫(rules(rulel(if(animalhashair)(then(animalismammal)(rule2(if(animalgivesmilk)(then(animalismammal)(rule3(if(animalhasfeathers)(then(animalisbird)(rule4(if(animalflies)(animalla

2、yseggs)(then(animalisbird)(rule5(if(animaleatsmeat)(then(animaliscarnivore)(rule6(if(animalRaspointedteeth)(animalhasclaws)(animalhasforwordeyes)(then(animaliscarnivore)(rule7(if(animalhasmammal)(animalhashoofs)(then(animalisungulate)(rule8(if(animalhasmammal)(animalchewscud)(then(animalisungulate)(

3、rule9(if(animalismammal)(animaliscarnivore)(animalhastawnycolor)(animalhasdarksports)(then(animalischeetah)(rule10(if(animalismammal)(animaliscarnivore)若動物有毛發(fā)（F1）則動物是哺乳動物（M1）若動物有奶（F2）則動物是哺乳動物（M1）若動物有羽毛（F9）則動物是鳥（M4）若動物會飛（F10）且生蛋（F11）則動物是鳥（M4）若動物吃肉類（F3）則動物是食肉動物（M2）若動物有犀利牙齒（F4）且有爪（F5）且眼向前方（F6）則動物是食肉動物（

4、M2）若動物是哺乳動物（M1）且有蹄（F7）則動物是有蹄類動物（M3）若動物是哺乳動物（M1）且反芻（F8）則動物是有蹄類動物（M3）若動物是哺乳動物（M1）且是食肉動物（M2）且有黃褐色（F12）且有暗斑點(diǎn)（F13）則動物是豹（H1）若動物是哺乳動物（M1）且是食肉動物（M2）(animalhastawnycolor)(animalhasblackstripes)(then(animalistiger)(rulell(if(animalisungulate)(animalhaslongneck)(animalhaslonglegs)(animalhasdarksports)(then(ani

5、malisgiraffe)(rule12(if(animalisungulate)(animalhasblackstripes)(then(animaliszebra)(rule13(if(animalisbird)(animaldoesnotfly)(animalhaslongneck)(animalhaslonglegs)(animalblackandwhite)(then(animalisostrich)(rule14(if(animalisbird)(animaldoesnotfly)(animalswims)(animalblackandwhite)(then(animalispen

6、guin)(rule15(if(animalisbird)(animalflieswell)(then(animalisalbatross)且有黃褐色（F12）且有黑色條紋（F15）則動物是虎（H2）若動物是有蹄類動物（M3）且有長脖子（F16）且有長腿（F14）且有暗斑點(diǎn)（F13）則動物是長頸鹿（H3）若動物是有蹄類動物（M3）且有黑色條紋（F15）則動物是斑馬（H4）若動物是鳥（M4）且不會飛（F17）且有長脖子（F16）且有長腿（F14）且有黑白二色（F18）則動物是駝鳥（H5）若動物是鳥（M4）且不會飛（F17）且會游泳（F19）且有黑白二色（F18）則動物是企鵝（H6）若動物是鳥（M

7、4）且善飛（F20）則動物是信天翁（H6）在上述規(guī)則的說明中，用F1-F20標(biāo)記的是初始事實(shí)或證據(jù)，用M1-M4標(biāo)記的是中間結(jié)論，用H1-H7標(biāo)記的是最終結(jié)論。用標(biāo)記表示15條規(guī)則如下：R1:F1-M1R2:F2-M1R3:F9-M4R4:F10AF11fM4R5:F3-M2R6:F4AF5AF6fM2R7:F7AMbM3R8:F8AMbM3R9:F12AF13AM1AM2H1R10:F12AF15AM1AM2H2R11:F13AF14AF16AM”H3R12:F15AM”H4R13:F14AF16AF17AF18AMAH5R14:F17AF18AF19AMAH6R15:F20AMAH7用VC

8、+編寫一個函數(shù)，把一個表賦給變量rules，這個表有15個頂層元素，每一個頂層元素是一條規(guī)則，每條規(guī)則都是有4個元素的一個表。rule1Rule2Rule3Rule4Rule5Rule6Rule7Rule8Rule9rule10-If前件F1F2F9F10AF11F3F4AF5AF6F7AM1F8AM1F12AF13AM1AM2F12AF15AM1AM2Then后件M1M1M4M4M2M2M3M3H1H2可信度激活標(biāo)志二、推理機(jī)及其實(shí)現(xiàn)1、正向推理過程：根據(jù)在綜合數(shù)據(jù)庫中給出的已知事實(shí)，正向使用規(guī)則，即把規(guī)則的前件同當(dāng)前數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容進(jìn)行匹配來選取可用規(guī)則，若有多條規(guī)則可用，則采用先選優(yōu)先的策略

9、，將執(zhí)行規(guī)則的結(jié)論添加到綜合數(shù)據(jù)庫中，并將用過的規(guī)則置上激活標(biāo)志，直到問題求解或沒有可用規(guī)則為止.2、正向推理過程程序?qū)崿F(xiàn)Procedurerespond將規(guī)則庫中規(guī)則的前件同當(dāng)前數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容進(jìn)行匹配，若匹配成功，則將這條規(guī)則送入可用規(guī)則集S;否則，取下一條規(guī)則進(jìn)行匹配。whileS非空且問題未求解除dobegin調(diào)用select-rule(S),從S中選擇一條規(guī)則，將該規(guī)則的結(jié)論添加到綜合數(shù)據(jù)庫中。調(diào)用respondend由上可見正向推理過程respond是遞歸的。3、舉例說明正向推理機(jī)推理過程若已知的初始事實(shí)是F13(有暗斑點(diǎn))、F12(黃褐色)、F3(若動物吃肉類)及F1(動物有毛發(fā)),

10、使用steq函數(shù)把已知的初始事實(shí)賦值給事實(shí)表facts:(steqfacts(animalhasdarkspots)(animalhastawnycolor)(animaleatsmeat)(animalhashair)即：facts=(F13F12F3F1)facts是一個可編輯的表，即可以添加。steq函數(shù)的功能就是對facts進(jìn)行編輯。使用在前面建立的rules規(guī)則庫，敘述正向推理過程如下：1)、在rules中查找規(guī)則前件的全部條件在當(dāng)前facts=(F13F12F3F1)中的可用規(guī)則，首先找到規(guī)則R1,則把R1后件中不在facts中的結(jié)論M1添加到facts中，擴(kuò)充facts為fact

11、s=(F13F12F3F1M1)。實(shí)際上，對facts=(F13F12F3F1)還有一條可用規(guī)則R5,因?yàn)镽5的前件F3也在當(dāng)前facts中。但是，由前面提到的沖突消解策略，若有多條可用規(guī)則，則按可用規(guī)則在規(guī)則庫表rules中的順序選擇第一條可用規(guī)則。2)、對當(dāng)前facts在rules中查找可用規(guī)則，仍然找到規(guī)則R1,但R1的后件結(jié)論M1已在facts中，因此不會執(zhí)行規(guī)則R1。繼續(xù)查找可用規(guī)則，找到規(guī)則R5,因?yàn)镽5的后件結(jié)論M2不在當(dāng)前的facts中，故執(zhí)行R5,把R5不在facts中的結(jié)論M2添加到facts中，擴(kuò)充facts為facts=(F13F12F3F1M1M2)。3)、對當(dāng)前fa

12、cts在rules中繼續(xù)查找可用規(guī)則，規(guī)則R9的前件在facts中，因此R9是可用規(guī)則。而R9的后件結(jié)論H1不在當(dāng)前的facts中，執(zhí)行R9,把R9的結(jié)論H1擴(kuò)充到facts中，使得facts=(F13F12F3F1M1M2H1)。4)、對當(dāng)前facts,在rules中找不到規(guī)則的前件所包含的全部條件在facts中且后件有不在facts中的結(jié)論的任何規(guī)則，至此，正向推理結(jié)束.為了實(shí)現(xiàn)上述推理過程，需編寫以下7個函數(shù)：A、正向推理機(jī)函數(shù)deduce函數(shù)表達(dá)式；(deducefacts)功能：連續(xù)不斷的從規(guī)則庫rules中選擇可用規(guī)則，B、調(diào)用函數(shù)step-forward實(shí)現(xiàn)函數(shù)表達(dá)式：(step

13、-forwardrules)函數(shù)功能：逐次掃描規(guī)則庫rules中的規(guī)則，若發(fā)現(xiàn)rules中有一條可用規(guī)則，即該規(guī)則的前件所包含的全部事實(shí)在表facts中，則把該規(guī)則的后件中不在facts中的所有結(jié)論添加至Ufacts中，且step-forward返回t;若rules中沒有一條可用規(guī)則，返回nil。每選擇到一條可用規(guī)則，就把該規(guī)則的后件中不在facts中的所有結(jié)論添加到facts中,對facts進(jìn)行擴(kuò)充，再通過擴(kuò)充了的facts選擇下一條可用規(guī)則，對facts再擴(kuò)充，直到?jīng)]有可用規(guī)則為止。每找到一條可用規(guī)則對函數(shù)表達(dá)式:(try-rulerule)函數(shù)功能：判斷規(guī)則變量rule中的一條規(guī)則的前件

14、包含的全部事實(shí)是否在表facts中，若全部事實(shí)都在表facts中，且規(guī)則后件有不在facts中的結(jié)論，則把不在facts中的結(jié)論逐一添加到表facts中，此時try-rule返回t;否則，返回nil。T調(diào)用函數(shù)use-then實(shí)現(xiàn)調(diào)用函數(shù)remember或者函數(shù)recall實(shí)現(xiàn)D、函數(shù)use-then函數(shù)表達(dá)式：(use-thenrule)函數(shù)功能：判斷變量rule中的一條規(guī)則的后件所包含的全部結(jié)論是否在表facts中，若全部結(jié)論都在facts中，則use-then返回nil；否則，將不在facts中的結(jié)論逐一添加到表facts中，且use-then返回t。(調(diào)用函數(shù)steq實(shí)現(xiàn))E、函數(shù)remember函數(shù)表達(dá)式：(remembernew)函數(shù)功能：判斷變量new中的一個事實(shí)是否在表facts中，存在，返回nil;否則，將new中的事實(shí)添加到表facts的表頭，且返回new