計算機輔助設(shè)計技術(shù)基礎(chǔ)PPT資料

計算機輔助設(shè)計技術(shù)(jìshù)基礎(chǔ)第一頁，共62頁。主要(zhǔyào)內(nèi)容6.1人工智能的產(chǎn)生與發(fā)展6.2知識的表示方法6.3專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特點(tèdiǎn)及分類2022/12/142第二頁，共62頁。6.6.1人工智能(rénɡōnɡzhìnénɡ)的定義人工智能(ArtificialIntelligence)，英文縮寫為AI。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學。人工智能是計算機科學的一個分支，它企圖(qǐtú)了解智能的實質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應的智能機器，該領(lǐng)域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。人工智能，二十世紀七十年代以來被稱為世界三大尖端技術(shù)之一（空間技術(shù)、能源技術(shù)、人工智能）。也被認為是二十一世紀（基因工程、納米科學、人工智能）三大尖端技術(shù)之一。2022/12/143第三頁，共62頁?？刂?kòngzhì)專家系統(tǒng)(expertsystemforcontrol)孕育期（1956年前）狀態(tài)：描述某類不同事物間的差別(chābié)而引入的一組最少變量q0，q1，…，qn的有序集合。系統(tǒng)發(fā)出的警報要有很高的準確性狀態(tài)空間法、問題歸約法、謂詞(wèicí)邏輯法…控制策略是人工智能的核心問題(wèntí)。8模式識別(móshìshíbié)1問題(wèntí)求解就是在該表達式中用置換項置換變量☆在某種意義上講，編譯程序就是在做“自動程序設(shè)計”的工作。80年代，隨著第五代計算機的研制(yánzhì)，人工智能得到了很大發(fā)展。系統(tǒng)能夠動態(tài)地處理其輸入信息第四十三頁，共62頁。算符（operator）☆機器人手臂的最佳移動和實現(xiàn)例:三數(shù)碼(shùmǎ)難題（3puzzleproblem）6.1.2人工智能(rénɡōnɡzhìnénɡ)的起源與發(fā)展孕育期（1956年前）30-40年代：產(chǎn)生了數(shù)學邏輯和關(guān)于計算的新思想?！钔评淼哪承┓矫婵梢杂帽容^簡單的結(jié)構(gòu)加以形式化?！ダ字危‵rege）、懷特赫德（Whitehead）、羅素（Russell）和塔斯基（Tarski）等?！铌P(guān)于計算和符號處理的理論，預言了形式推理與后來發(fā)明的計算機之間的聯(lián)系?！鹌妫–hurch）、圖靈（Turing）等。被稱為人工智能之父的圖靈（Turing），不僅創(chuàng)造(chuàngzào)了一個簡單而通用的非數(shù)字計算模型，而且直接證明了計算機可能以某種被理解為智能的方法工作。2022/12/144第四頁，共62頁。圖靈簡介(jiǎnjiè)1912年6月23日，出生于英國倫敦。1931年-1934年，在英國劍橋大學國王學院（King'sCollege）學習。1932年-1935年，主要研究量子力學、概率論和邏輯學。1935年，被選為劍橋大學國王學院院士(yuànshì)。1936年，研究可計算理論，并提出“圖靈機”的構(gòu)想。1936年-1938年，普林斯頓大學做博士研究，涉及邏輯學、代數(shù)和數(shù)論等。1938-1939年，加入英國政府破譯二戰(zhàn)德軍密碼的工作。1940年-1942年，成功破譯了德軍U-潛艇密碼。1943年-1945年，擔任英美密碼破譯部門的總顧問。1945年，在英國國家物理實驗室從事計算機理論研究。1946年，被英國皇室授予OBE爵士勛銜。1947年-1948年，從事計算機程序理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和人工智能的理論研究。1948年，擔任曼徹斯特大學計算實驗室副主任。1949年，成為世界上第一位把計算機實際用于數(shù)學研究的科學家。1950年，發(fā)表論文“計算機器與智能”；提出著名的“圖靈測試”理論。1951年，從事生物的非線性理論研究；被選為英國皇家學會會員。1953年-1954年，繼續(xù)在生物和物理學等方面的研究；1954年6月7日，氰化物中毒死于家中，年僅42歲。1966年，計算機協(xié)會(xiéhuì)設(shè)立“圖靈獎”作為對計算機科學家的最高獎項2022/12/145第五頁，共62頁。6.1.2人工智能的起源(qǐyuán)與發(fā)展形成期（1956—1970年）1956年，在的達特茅斯（Dartmouth）大學舉辦第一次人工智能的研討會，首次提出了“人工智能”的術(shù)語；對人工智能學科的建立和發(fā)展具有十分重要的意義。1969年，第一屆國際(guójì)人工智能聯(lián)合會議（InternationalJointConferenceonAI）召開；1970年，《人工智能》（InternationalJournalofAI）國際(guójì)雜志創(chuàng)刊。2022/12/146第六頁，共62頁。6.1.2人工智能的起源(qǐyuán)與發(fā)展發(fā)展期（1970年~）80年代，隨著第五代計算機的研制(yánzhì)，人工智能得到了很大發(fā)展。1982年開始了”第五代計算機研制(yánzhì)計劃”，即”知識信息處理計算機系統(tǒng)KIPS”，其目的是使邏輯推理達到數(shù)值運算那么快。雖然此計劃最終失敗，但它的開展形成了一股研究人工智能的熱潮。80年代末，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展1987年，召開第一次神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)國際會議，宣告了這一新學科的誕生。此后，各國在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方面的逐漸增加，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展起來。90年代，人工智能出現(xiàn)新的研究高潮由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特別是國際互連網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展，人工智能開始由單個智能主體研究轉(zhuǎn)向基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的分布式人工智能研究。不僅研究基于同一目標的分布式問題求解，而且研究多個智能主體的多目標問題求解，將人工智能更面向?qū)嵱谩Ａ硗?，由于Hopfield多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的提出，使人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究與應用出現(xiàn)了欣欣向榮的景象。人工智能已深入到社會生活的各個領(lǐng)域。2022/12/147第七頁，共62頁。人工智能的各種(ɡèzhǒnɡ)認知觀人類的認知行為具有不同層次認知生理學認知心理學認知信息學認知工程學符號(fúhào)主義（Symbolicism）基于物理符號(fúhào)系統(tǒng)假設(shè)和有限合理性原理連接主義（Connectionism）基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其間的連接機制與學習算法行為主義（Actionism）基于控制論及感知—動作型控制系統(tǒng)2022/12/148第八頁，共62頁。6.1.3人工智能(rénɡōnɡzhìnénɡ)的研究及應用領(lǐng)域人工智能的基本技術(shù)知識表示（KnowledgeRepresentation）狀態(tài)空間法、問題歸約法、謂詞(wèicí)邏輯法…推理搜索（Searching&Reasoning）啟發(fā)式搜索、消解原理、不確定性推理…計算智能（ComputationalIntelligence）模糊計算、神經(jīng)計算、進化計算…構(gòu)成技術(shù)（系統(tǒng)與語言）產(chǎn)生式系統(tǒng)、LISP語言、Prolog語言…2022/12/149第九頁，共62頁。1問題(wèntí)求解問題(wèntí)的表示、分解、搜索、歸約等；進行復雜的數(shù)學公式符號運算求解；☆如下棋程序中，把復雜困難的問題(wèntí)分成一些較容易的子問題(wèntí)等技術(shù)，已經(jīng)發(fā)展成為搜索和問題(wèntí)歸約等人工智能基本技術(shù)，得到廣泛的應用。☆未解決的問題(wèntí)：人類具有的但尚不能明確表達的能力（如人的洞察能力）問題(wèntí)的原概念，在人工智能中稱為問題(wèntí)表示的選擇。2022/12/1410第十頁，共62頁。2邏輯推理與定理(dìnglǐ)證明通過對事實數(shù)據(jù)庫的操作(cāozuò)來證明定理多種證明方法幾何定理證明的“吳氏方法”☆邏輯推理是人工智能研究中最持久的子領(lǐng)域之一。探索一些新的方法，把注意力集中在一個大型數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)事實上，重視可信的證明，在出現(xiàn)新信息時能適時修正這些證明。定理證明在人工智能方法的研究中是一個極其重要的論題。2022/12/1411第十一頁，共62頁。3自動(zìdòng)程序設(shè)計根據(jù)不同目的描述來編寫的計算機程序促進人工智能系統(tǒng)的發(fā)展★自動程序設(shè)計：自動程序設(shè)計是人工智能的一個重要的研究領(lǐng)域。在某種意義上講，編譯程序就是在做“自動程序設(shè)計”的工作。

自動程序設(shè)計研究的重大貢獻之一是作為問題求解策略的調(diào)整概念。

對程序設(shè)計或機器人控制問題，先產(chǎn)生一個容易的有錯誤(cuòwù)的解，然后再修改完善的做法，一般要比要求第一個解就完全沒有錯誤(cuòwù)的做法有效得多。2022/12/1412第十二頁，共62頁。4專家系統(tǒng)(zhuānjiāxìtǒnɡ)☆專家系統(tǒng)是一個具有大量專門知識與經(jīng)驗的程序系統(tǒng)，它應用人工智能技術(shù)，根據(jù)某個領(lǐng)域的人類專家提供的知識和經(jīng)驗進行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，以解決該領(lǐng)域內(nèi)的復雜問題。如：用戶與專家系統(tǒng)的“咨詢對話”☆如何表達和運用專家知識是發(fā)展專家系統(tǒng)的關(guān)鍵☆專家系統(tǒng)與傳統(tǒng)的計算機程序最本質(zhì)的區(qū)別：※要解決的問題一般(yībān)沒有算法解※經(jīng)常是在不完全、不精確或不確定的信息基礎(chǔ)上進行決策?！鶎＜蚁到y(tǒng)可以解決的問題一般(yībān)包括解釋、預測、診斷、設(shè)計、規(guī)劃、監(jiān)視、修理、指導、控制等。2022/12/1413第十三頁，共62頁。5機器(jīqì)學習★機器學習：☆學習是人類智能的主要標志和獲取知識的基本手段，是一個有特定目的的知識獲取過程，其內(nèi)部表現(xiàn)為新知識結(jié)構(gòu)的不斷建立和修改，而外部表現(xiàn)為性能的改善?！顧C器的學習能力是人工智能研究中最突出和最重要的一個方面?！钭詣荧@取新的事實(shìshí)及新的推理算法是使計算機具有智能的根本途徑。2022/12/1414第十四頁，共62頁。6人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)★人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：☆傳統(tǒng)計算機不能解決基于邏輯思維的知識(zhīshi)處理，無法求解信息不完整、不確定性的模糊問題?！钛芯拷Y(jié)果證明：用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以更有效地處理直覺和形象思維信息?！钅壳?，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已在模式識別、圖象處理、組合優(yōu)化、自動控制、信息處理、機器人學和人工智能的其它領(lǐng)域得到了廣泛的應用。☆在某種意義上講，編譯程序就是在做“自動程序設(shè)計”的工作。2022/12/1415第十五頁，共62頁。7機器人學☆機器人手臂的最佳移動和實現(xiàn)☆機器人目標動作序列的規(guī)劃方法☆操作機器人程序(chéngxù)的研究☆機器人視覺、觸覺、聽覺、力覺和控制2022/12/1416第十六頁，共62頁。8模式識別(móshìshíbié)☆模式識別是研究(yánjiū)計算機對外部世界的感知能力的學科?！钇?，模式識別中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的有效應用：手寫字符識別、汽車牌照識別、指紋識別、語音識別。2022/12/1417第十七頁，共62頁。9智能(zhìnénɡ)控制☆智能控制是驅(qū)動智能機器自主實現(xiàn)其目標的過程(guòchéng)，是自動控制發(fā)展的最新方向，也是用計算機模擬人類智能的一個重要研究領(lǐng)域。☆目前，智能控制研究的六大領(lǐng)域：智能機器人規(guī)劃與控制、智能過程(guòchéng)規(guī)劃、智能過程(guòchéng)控制、專家控制系統(tǒng)、語音控制、智能儀器。2022/12/1418第十八頁，共62頁。10智能(zhìnénɡ)CAD☆智能CAD（ICAD）系統(tǒng)把專家系統(tǒng)等人工智能技術(shù)與優(yōu)化設(shè)計、有限元分析、計算機三維造型技術(shù)等結(jié)合起來，各取所長，盡可能使計算機參與設(shè)計方案決策、結(jié)構(gòu)設(shè)計、性能分析、圖形處理等設(shè)計全過程?！領(lǐng)CAD的特征：擁有解決設(shè)計問題的知識庫；具有選擇知識、協(xié)調(diào)工程(gōngchéng)數(shù)據(jù)庫和圖形庫等資源共同完成設(shè)計任務(wù)的推理決策機制。2022/12/1419第十九頁，共62頁。常用的問題表示方法有：狀態(tài)空間法、謂詞邏輯法、產(chǎn)生式規(guī)則、語義網(wǎng)絡(luò)、框架。6.2.1狀態(tài)空間法StateSpaceRepresentation問題求解技術(shù)主要是兩個(liǎnɡɡè)方面：問題的表示求解的方法狀態(tài)空間法狀態(tài)（state）算符（operator）狀態(tài)空間方法6.2知識(zhīshi)的表示方法2022/12/1420第二十頁，共62頁。問題狀態(tài)(zhuàngtài)描述定義狀態(tài)：描述某類不同事物間的差別(chābié)而引入的一組最少變量q0，q1，…，qn的有序集合。算符：使問題從一種狀態(tài)變化為另一種狀態(tài)的手段稱為操作符或算符。問題的狀態(tài)空間：是一個表示該問題全部可能狀態(tài)及其關(guān)系的圖，它包含三種說明的集合，即三元狀態(tài)（S，F(xiàn)，G）。2022/12/1421第二十一頁，共62頁。2.狀態(tài)空間(kōngjiān)表示概念詳釋例如下棋、迷宮(mígōng)及各種游戲。OriginalStateMiddleStateGoalState2022/12/1422第二十二頁，共62頁。123123123312312312初始(chūshǐ)棋局目標(mùbiāo)棋局例:三數(shù)碼(shùmǎ)難題（3puzzleproblem）2022/12/1423第二十三頁，共62頁。狀態(tài)空間表示(biǎoshì)舉例產(chǎn)生式系統(tǒng)（productionsystem）一個總數(shù)據(jù)庫：它含有與具體任務(wù)有關(guān)的信息隨著應用情況的不同，這些數(shù)據(jù)庫可能(kěnéng)簡單，或許復雜。一套規(guī)則：它對數(shù)據(jù)庫進行操作運算。每條規(guī)則由左部鑒別規(guī)則的適用性或先決條件以及右部描述規(guī)則應用時所完成的動作。一個控制策略：它確定應該采用哪一條適用規(guī)則，而且當數(shù)據(jù)庫的終止條件滿足時，就停止計算。2022/12/1424第二十四頁，共62頁。狀態(tài)(zhuàngtài)空間表示舉例例：猴子(hóuzi)和香蕉問題2022/12/1425第二十五頁，共62頁。用一個四元表列（W，x，Y，z）來表示這個(zhège)問題狀態(tài).這個問題的操作（算符）如下(rúxià)：goto（U）表示猴子走到水平位置U或者用產(chǎn)生式規(guī)則表示為 （W，0，Y，z）goto（U）（U，0，Y，z）解題(jiětí)過程2022/12/1426第二十六頁，共62頁。pushbox（V）猴子把箱子推到水平(shuǐpíng)位置V，即有 （W，0，W，z）pushbox（V）（V，0，V，z）climbbox猴子(hóuzi)爬上箱頂，即有 （W，0，W，z）climbbox（W，1，W，z）grasp猴子(hóuzi)摘到香蕉，即有 （c，1，c，0）grasp（c，1，c，1）

該初始狀態(tài)變換為目標狀態(tài)的操作序列為

{goto(b),pushbox(c),climbbox,grasp}2022/12/1427第二十七頁，共62頁。(b，1，b，0)（U，0，b，0）（V，0，V，0）（c，1，c，0）（U，0，V，0）（c，1，c，1）（a，0，b，0）目標狀態(tài)goto（U）goto（U）U=b，climbboxgoto（U）U=bpushbox（V）猴子和香蕉問題的狀態(tài)空間圖goto（U）U=V2022/12/1428第二十八頁，共62頁。猴子和香蕉問題自動(zìdòng)演示：

猴子香蕉箱子

猴子香蕉箱子

Ha!Ha!2022/12/1429第二十九頁，共62頁。6.2.2謂詞(wèicí)邏輯法邏輯(luójí)語句；形式語言1謂詞演算1.語法和語義基本符號謂詞符號、變量符號、函數(shù)符號、常量符號、括號和逗號原子公式連詞和量詞(Connective&Quantifiers)連詞與及合?。╟onjunction)或及析取（disjunction）蘊涵（Implication）非（Not）量詞全稱(quánchēnɡ)量詞（UniversalQuantifiers)存在量詞(ExistentialQuantifiers)2022/12/1430第三十頁，共62頁。原子公式的的定義：用P(x1，x2，…，xn)表示一個n元謂詞公式，其中P為n元謂詞，x1,x2,…，xn為客體變量或變元。通常把P(x1,x2,…,xn)叫做謂詞演算的原子公式，或原子謂詞公式。分子謂詞公式可以用連詞(liáncí)把原子謂詞公式組成復合謂詞公式，并把它叫做分子謂詞公式。合適公式（WFF，well-formedformulas）合適公式的遞歸定義合適公式的性質(zhì)合適公式的真值等價（Equivalence)謂詞(wèicí)公式2022/12/1431第三十一頁，共62頁。置換(zhìhuàn)與合一置換概念假元推理全稱化推理綜合推理定義就是在該表達式中用置換項置換變量性質(zhì)(xìngzhì)可結(jié)合的不可交換的合一（Unification)合一：尋找項對變量的置換，以使兩表達式一致。可合一：如果一個置換s作用于表達式集{Ei}的每個元素，則可以用{Ei}s來表示置換例的集。我們稱表達式集{Ei}是可合一的。2022/12/1432第三十二頁，共62頁。6.2.3產(chǎn)生(chǎnshēng)式規(guī)則（ProductionRule）產(chǎn)生式規(guī)則（ProductionRule）是根據(jù)客觀世界中各客體之間都存在依賴關(guān)系的實質(zhì)而形成的，是當前智能系統(tǒng)中最常用的知識表示方法之一。用產(chǎn)生式規(guī)則表示的知識是一種過程型知識，它主要描述如何應用其他知識進行推理的過程，即專家在推理過程中所使用的原理(yuánlǐ)和規(guī)則。由它表示知識所構(gòu)成的知識庫稱為產(chǎn)生式規(guī)則庫，由產(chǎn)生式規(guī)則庫構(gòu)成的系統(tǒng)稱為產(chǎn)生式系統(tǒng)。2022/12/1433第三十三頁，共62頁。產(chǎn)生式系統(tǒng)的組成：規(guī)則(guīzé)庫、綜合數(shù)據(jù)庫、控制策略。2022/12/1434第三十四頁，共62頁。確定性知識的表示：

IF（前提條件）THEN（結(jié)論）；其中，結(jié)論也稱為操作，當前提條件滿足時，則執(zhí)行某一操作。產(chǎn)生式規(guī)則(guīzé)還可以用來表示不確定或不完備的知識。給前提條件和規(guī)則(guīzé)本身賦予一定的信度值，在推理的同時，信度值以某種預定的方式進行傳播，最后得到的結(jié)論也帶有一個信度值，它表示該結(jié)論成立的可信程度。不確定（或不完備）知識的表示：IF前提條件（信度）THEN結(jié)論（信度）2022/12/1435第三十五頁，共62頁。規(guī)則的三要素：前提、結(jié)論和信度信度是不精確(jīngquè)推理的依據(jù)，在推理過程中按某種計算方式傳播。2022/12/1436第三十六頁，共62頁。6.2.4語義網(wǎng)絡(luò)(wǎngluò)語義網(wǎng)絡(luò)從數(shù)學意義(yìyì)上講，就是對知識的圖解表示方法，是一種帶有標記的有向圖，由節(jié)點和連接節(jié)點之間的弧線組成。節(jié)點用于表示物理實體、概念和狀態(tài)?；【€表示它們之間的關(guān)系。基本觀點：

☆認為記憶是由概念的聯(lián)系實現(xiàn)的，如果用圖來描述，就形成了表示“事”和“物”相互關(guān)系的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即語義網(wǎng)絡(luò)。

☆一個語義網(wǎng)絡(luò)由若干以有向圖表示的三元組（節(jié)點1，弧，節(jié)點2）連接而成。

☆用這些節(jié)點和弧可以把一些獨立的知識組織成巨大的網(wǎng)絡(luò)形式，并能從網(wǎng)絡(luò)知識結(jié)構(gòu)中組合出新的知識。2022/12/1437第三十七頁，共62頁。語義網(wǎng)絡(luò)的推理是通過繼承和匹配完成(wánchéng)的。語義網(wǎng)絡(luò)能較好地表示對象之間的繼承和變異的概念。語義網(wǎng)絡(luò)適合于表示推理、聯(lián)想、歸納等邏輯概念。2022/12/1438第三十八頁，共62頁。6.2.5框架(kuànɡjià)1975年，Minsky在語義網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，針對人們在理解情景、故事時提出的心理學模型，論證的是思想而不是具體實施。

框架是一種通用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，適于表達多種類型的知識，是廣泛用于人工智能系統(tǒng)中的知識表示形式。

基本觀點：人腦已經(jīng)存儲有大量的典型情景（框架），當人們面臨新的情景時，就從記憶中選擇一個稱作框架的基本知識結(jié)構(gòu)與之相匹配，然后依照(yīzhào)新的情景進行加工、修改和補充，形成新的知識2022/12/1439第三十九頁，共62頁。6.2.5框架(kuànɡjià)一個框架（Frame）由框架名和一組槽（Slots）構(gòu)成（若干節(jié)點和關(guān)系統(tǒng)稱為槽）。因此框架是一個多叉樹結(jié)構(gòu)。

一個框架可以通過其槽中所含下一級框架的名稱與下一級框架相連，構(gòu)成樹狀結(jié)構(gòu)的框架系統(tǒng)。對一個待求解的問題而言，它可以分解為若干個子問題，而子問題又可再分為若干子問題。因此，框架系統(tǒng)可用于表達任何復雜的問題。

知識(zhīshi)從大的框架依次到小的框架（槽）分層進行描述，它在表示知識(zhīshi)的過程中自然形成一個層次，使得對知識(zhīshi)的描述既可以很概括、抽象，又可以很具體、詳細。2022/12/1440第四十頁，共62頁。6.2.6其他(qítā)方法劇本（Script）表示劇本是框架的一種特殊形式(xíngshì)，它用一組槽來描述某些事件的發(fā)生序列。過程（Procedure）表示過程式表示就是將有關(guān)某一問題領(lǐng)域的知識，連同如何使用這些知識的方法，均隱式地表達為一個求解問題的過程。2022/12/1441第四十一頁，共62頁。知識(zhīshi)的利用符號性知識利用的最主要形式是推理，推理機是智能(zhìnénɡ)系統(tǒng)必不可少的一個構(gòu)件。

推理機的基本任務(wù)是在一定的控制策略指導下，搜索知識庫中可用的知識，與數(shù)據(jù)庫匹配，產(chǎn)生或論證新的事實。一、推理機的基本性能★高效率的搜索和匹配機制★可控制性☆內(nèi)部動態(tài)控制：限制搜索的寬度和深度，使其既完備又收斂。

☆外部動態(tài)控制：允許外部中斷，并接受外部控制，能進行現(xiàn)場保護和設(shè)置返回點。★可觀測性：控制系統(tǒng)應具有靈活的接口與用戶交流信息?！飭l(fā)性：能在不確定、不完全的知識環(huán)境下工作，能夠在信息不充分的條件下進行試探性求解。2022/12/1442第四十二頁，共62頁。二、控制策略什么是控制策略？

推理方法研究的是前提與結(jié)論之間的種種邏輯關(guān)系及其信度傳遞的規(guī)律；而控制策略就是指導從初始狀態(tài)到目標狀態(tài)進行的搜索。為什么要采用控制策略？

為了使系統(tǒng)更有效、更靈活地利用對象級知識；從問題(wèntí)求解的角度講，是為了限制和縮小搜索空間。控制策略是人工智能的核心問題(wèntí)。2022/12/1443第四十三頁，共62頁。三、推理方法的分類(fēnlèi)在知識集合上進行各種推理是知識利用的最重要形式之一，其主要特征表現(xiàn)為前提與結(jié)論之間的邏輯關(guān)系。按標準的不同，推理方法可作以下劃分：★從方式上分：演繹推理、歸納推理。

演繹推理：從已知的判斷出發(fā)，通過演繹推出結(jié)論的一種推理方式。結(jié)論蘊涵在已知的判斷中，是一種由一般到個別的推理。

歸納推理：是由一類事物的大量事例推出該類事物普遍規(guī)律的一種推理方法。先從已知事實中猜測一個結(jié)論，而后對該結(jié)論的正確性加以證明確認。如：枚舉法、類比法、統(tǒng)計法等。

★從確定性上分：精確(jīngquè)推理、不精確(jīngquè)推理。

★從單調(diào)性上分：單調(diào)推理、非單調(diào)推理。2022/12/1444第四十四頁，共62頁。幾個(jǐɡè)人工智能(1)

://中國(zhōnɡɡuó)人工智能網(wǎng)人工智能研究者俱樂部(3)

://MITAILab.(4)

://AAAI(5)://IEEECISociety2022/12/1445第四十五頁，共62頁。專家系統(tǒng)(expertsystem)是人工智能應用研究最活躍和最廣泛的課題之一定義：是一個(yīɡè)含有大量的某個領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R與經(jīng)驗智能計算機程序系統(tǒng)，能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理該領(lǐng)域問題。6.3專家系統(tǒng)(zhuānjiāxìtǒnɡ)2022/12/1446第四十六頁，共62頁。推理機根據(jù)知識庫的知識和用戶提供的事實，不斷由已知前提推出未知結(jié)論，并把這些(zhèxiē)結(jié)論納入工作存儲空間，作為已知的新的事實繼續(xù)進行推理，從而把被求解的問題由未知狀態(tài)轉(zhuǎn)換為已知狀態(tài)的過程。

知識庫和推理機是專家系統(tǒng)的核心部分。

一種專家系統(tǒng)的好與差，主要取決于如何建立強大的知識庫和采用什么樣的推理算法。專家系統(tǒng)的工作(gōngzuò)過程2022/12/1447第四十七頁，共62頁。★具有啟發(fā)性

用啟發(fā)方法幫助人們找出關(guān)于解決問題的一種提示或經(jīng)驗估計。

★具有透明性

能解釋本身的推理過程和作出的決定，能回答(huídá)用戶提出的問題。

★具有靈活性

具有總結(jié)規(guī)則、發(fā)現(xiàn)問題的自學習功能。

★具有處理不確定知識的能力

能利用客觀世界中不確定的因果關(guān)系和不精確推理來得出近乎合理的結(jié)論。專家系統(tǒng)(zhuānjiāxìtǒnɡ)的特點2022/12/1448第四十八頁，共62頁。一般(yībān)應用程序 專家系統(tǒng)把問題求解的知識隱含地編入程序(chéngxù)把知識組織為兩級：數(shù)據(jù)級和程序(chéngxù)級。把其應用領(lǐng)域的問題(wèntí)求解知識單獨組成一個實體。即為知識庫。將知識組織成三級；數(shù)據(jù)、知識庫和控制。一般應用程序與專家系統(tǒng)的區(qū)別：2022/12/1449第四十九頁，共62頁。任務(wù)通過對過去和現(xiàn)在已知狀況的分析，推斷未來可能發(fā)生的情況特點數(shù)據(jù)量很大，常不準確、有錯誤、不完全能從不完全的信息中得出解釋，并能對數(shù)據(jù)做出某些假設(shè)推理過程可能很復雜(fùzá)和很長例子語音理解、圖象分析、系統(tǒng)監(jiān)視、化學結(jié)構(gòu)分析和信號解釋等1.解釋(jiěshì)專家系統(tǒng)expertsystemforinterpretation2022/12/1450第五十頁，共62頁。任務(wù)通過對已知信息和數(shù)據(jù)的分析與解釋，確定它們的涵義。特點系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)隨時間變化，且可能(kěnéng)是不準確和不完全系統(tǒng)需要有適應時間變化的動態(tài)模型例子有氣象預報、軍事預測等2.預測(yùcè)專家系統(tǒng)(expertsystemforprediction)2022/12/1451第五十一頁，共62頁。任務(wù)根據(jù)觀察到的情況(數(shù)據(jù))來推斷出某個對象機能失常(即故障)的原因特點能夠了解被診斷(zhěnduàn)對象或客體各組成部分的特性以及它們之間的聯(lián)系能夠區(qū)分一種現(xiàn)象及其所掩蓋的另一種現(xiàn)象能夠向用戶提出測量的數(shù)據(jù)，并從不確切信息中得出盡可能正確的診斷(zhěnduàn)例子有醫(yī)療診斷(zhěnduàn)等3.診斷(zhěnduàn)專家系統(tǒng)(expertsystemfordiagnosis)2022/12/1452第五十二頁，共62頁。任務(wù)尋找出某個能夠(nénggòu)達到給定目標的動作序列或步驟特點從多種約束中得到符合要求的