第章 計(jì)算機(jī)在土木工程中的應(yīng)用

土木工程概論第十二章計(jì)算機(jī)在土木工程中的應(yīng)用土木工程概論

12.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)12.2土木工程的計(jì)算機(jī)仿真12.3土木工程專(zhuān)家系統(tǒng)12.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)12.1.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的概述，以及其起源和發(fā)展

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ComputerAidedDesign，簡(jiǎn)稱(chēng)CAD）是一種利用計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)輔助人們對(duì)產(chǎn)品或工程進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法和技術(shù)，是一門(mén)多學(xué)科綜合應(yīng)用的新科學(xué)。到目前為止計(jì)算機(jī)應(yīng)用已經(jīng)滲透到了機(jī)械、電子、建筑等領(lǐng)域當(dāng)中，利用計(jì)算機(jī)，人們可以進(jìn)行產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)輔助制造(ComputerAidedMake，簡(jiǎn)稱(chēng)CAM)、計(jì)算機(jī)輔助工程分析(ComputerAidedEngineering，簡(jiǎn)稱(chēng)CAE)、計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃(ComputerAidedProcessingPlanning，簡(jiǎn)稱(chēng)CAPP)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(ProductDataManagement，簡(jiǎn)稱(chēng)PDM)、企業(yè)資源計(jì)劃(EnterpriseResourcePlanning,簡(jiǎn)稱(chēng)ERP)等等。CAD系統(tǒng)準(zhǔn)確地講是指計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng),其內(nèi)容涵蓋產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)方面。把計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造集成在一起,稱(chēng)為CAD/CAM系統(tǒng)。習(xí)慣上工程界把CAD/CAM系統(tǒng)甚至CAD/CAM/CAE系統(tǒng)仍然叫做CAD系統(tǒng),這樣CAD系統(tǒng)的內(nèi)涵就在無(wú)形中被擴(kuò)大了CAD的起源應(yīng)追溯到二十世紀(jì)50年代中期，由麻省理工大學(xué)林肯實(shí)驗(yàn)室為美國(guó)空軍研發(fā)的SAGE（SemiAutomaticGroundEnvironment）防空系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用CTR顯示器展現(xiàn)經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理的雷達(dá)以及其他信息其后，CAD/CAM之父的PatrickJ.Hanratty在1957年開(kāi)發(fā)了PRONTO，世界上第一個(gè)數(shù)控編程系統(tǒng)緊接著在1959年IvanSutherland在麻省理工大學(xué)林肯實(shí)驗(yàn)室使用TX-2計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)了SKETCHPAD系統(tǒng)，這套能夠通過(guò)使用光筆在屏幕上與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行人機(jī)交互作業(yè)的系統(tǒng)被人們認(rèn)為是CAD工業(yè)邁出的第一步進(jìn)入二十世紀(jì)70年代之后，計(jì)算機(jī)硬件性能和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)都有了很大的發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)人員開(kāi)始與軟件設(shè)計(jì)人員密切配合，促使專(zhuān)業(yè)化的計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)（CAAD）軟件誕生二十世紀(jì)80年代到90年代，計(jì)算機(jī)性能的提高以及個(gè)人電腦的出現(xiàn)使CAD系統(tǒng)發(fā)展的格局有了不小的變化，從當(dāng)初針對(duì)大型機(jī)轉(zhuǎn)向?qū)C的開(kāi)發(fā)二十世紀(jì)末二十一世紀(jì)初，國(guó)際CAD產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了一個(gè)聯(lián)合、收購(gòu)、兼并頻繁的時(shí)期，迄今制造業(yè)的CAD產(chǎn)品已經(jīng)被兼并成四大譜系：IBM/Dassault、EDS/Unigraphics、PTC和AutodeskPatrickJ.Hanratty因?qū)τ?jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域作出突破性貢獻(xiàn)而被公認(rèn)為CAD/CAM之父IvanSutherland1959年在麻省理工大學(xué)林肯實(shí)驗(yàn)室使用TX-2計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)了SKETCHPAD系統(tǒng)，這套能夠通過(guò)使用光筆在屏幕上與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行人機(jī)交互作業(yè)的系統(tǒng)被人們認(rèn)為是CAD工業(yè)邁出的第一步在TX-2計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的Sketchpad系統(tǒng)CATIAV512.1.2CAD在我國(guó)建筑工程領(lǐng)域的應(yīng)用使用AutoCADR14作為平臺(tái)的理正建筑設(shè)計(jì)軟件圖從三維實(shí)體到二維投影的思維方式早期的AutoCAD針對(duì)的主要是二維圖形的繪制，但是從其R12版本開(kāi)始從平面到立體的思維方式轉(zhuǎn)變成了從立體到平面。從前設(shè)計(jì)者們往往繪制的就是建筑物的三向投影圖，但今天設(shè)計(jì)者們可以首先將腦海中建筑物的形體直接在AutoCAD的繪圖空間中表達(dá)出來(lái)，然后再針對(duì)不同的平面獲取這個(gè)形體的投影圖或是軸測(cè)圖對(duì)象捕捉、跟蹤，以及橡皮筋與拖拽使用AutoCAD進(jìn)行設(shè)計(jì)前首先要掌握的是其對(duì)象捕捉、對(duì)象跟蹤、圖層、控制點(diǎn)、坐標(biāo)系這些重要的概念，對(duì)象實(shí)際上是指在繪圖空間中的一切圖素，如一個(gè)圓、一條多義線(xiàn)甚至是一個(gè)實(shí)體，而對(duì)象捕捉則是指光標(biāo)在靠近對(duì)象的時(shí)候，由AutoCAD自動(dòng)的將焦點(diǎn)聚于對(duì)象上符合捕捉模式的控制點(diǎn)之上

四個(gè)同樣的矩形被放置在不同的圖層當(dāng)中圖層可以說(shuō)是并行的繪圖空間，在這一點(diǎn)上有些像“四維時(shí)空”——分屬于不同時(shí)間的空間重疊起來(lái)，卻又互不關(guān)聯(lián)，同樣的在不同圖層中的對(duì)象也不會(huì)相互干擾，這樣就為管理繁雜的圖塊提供了便利。一般來(lái)說(shuō)如果沒(méi)有特別指定的話(huà)，對(duì)象的顏色、線(xiàn)型等屬性都會(huì)由其所屬的圖層指定（ByLayer）幾種不同的AutoCAD二次開(kāi)發(fā)手段的比較作為一個(gè)開(kāi)放的平臺(tái)，AutoCAD提供了幾種進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的手段：AutoLISP、VBA、以及ObjectARX由北京天正工程軟件有限公司開(kāi)發(fā)的天正系列軟件是國(guó)內(nèi)最早開(kāi)始對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的CAAD軟件之一，從1994年至今已經(jīng)發(fā)展出天正建筑、電氣、暖通、給排水、日照、結(jié)構(gòu)、裝修、市政等一系列建筑工程相關(guān)軟件。據(jù)稱(chēng)其天正建筑TArch軟件已經(jīng)成為了國(guó)內(nèi)建筑設(shè)計(jì)CAD事實(shí)上的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)天正建筑Tarch對(duì)建筑物模型表面材質(zhì)進(jìn)行設(shè)置的情形使用3D3S設(shè)計(jì)的體育館模型3D3S是由同濟(jì)大學(xué)開(kāi)發(fā)，主要針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的CAAD軟件。它可以對(duì)鋼結(jié)構(gòu)、空間張拉結(jié)構(gòu)、膜材結(jié)構(gòu)、幕墻結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)以及塔桅結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分析計(jì)算，據(jù)稱(chēng)目前3D3S已經(jīng)成為了國(guó)內(nèi)使用最廣的鋼結(jié)構(gòu)軟件使用廣廈建筑結(jié)構(gòu)CAD進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)廣廈系列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件是由廣東省建筑設(shè)計(jì)研究員和深圳市廣廈軟件有限公司自1996年開(kāi)始進(jìn)行開(kāi)發(fā)的CAAD軟件，主要由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)CAD、鋼結(jié)構(gòu)CAD、打圖管理系統(tǒng)幾個(gè)部分組成。廣廈系列比較有特色的地方在于其提出了“軟件租用”的概念，在其網(wǎng)站中注冊(cè)成為會(huì)員以后便可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)使用其軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這可能是推廣軟件使用的一個(gè)有效的手段使用PKPM生成施工圖軟件名稱(chēng)開(kāi)發(fā)者PKPM系列中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑工程軟件研究所RSD中國(guó)建筑科學(xué)研究院地基基礎(chǔ)研究所ABD系列中國(guó)建筑科學(xué)研究院ABD系列軟件開(kāi)發(fā)部TBSA系列中國(guó)建筑科學(xué)研究院高層部SACB中國(guó)建筑科學(xué)研究院抗震所ETABS美國(guó)計(jì)算機(jī)和結(jié)構(gòu)公司（CSI）UP中國(guó)建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)所STAADCHINA2004阿依艾工程軟件有限公司X-SteelStructures芬蘭Tekla公司SAP2000/StruCAD/SAFE/SECTIONBUILDER英國(guó)AceCAD公司SCIA德賽公司代理PS2000/SS2000中冶集團(tuán)建筑研究總院鋼結(jié)構(gòu)軟件開(kāi)發(fā)部GFCAD中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究所開(kāi)發(fā)PDSOFT系列中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所CAD開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室3D3S/M&Tsteel/CCC/啟明星系列同濟(jì)大學(xué)廣廈系列深圳市廣廈軟件有限公司MSTCAD浙江大學(xué)SSCAD上海交通大學(xué)TWCAD天津大學(xué)理正系列北京理正軟件設(shè)計(jì)研究所天正系列北京天正工程軟件有限公司大力神北京中地新創(chuàng)科技公司TUS2000清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)院TSSD北京探索者公司佳友CAD順德建筑設(shè)計(jì)院有限公司PRCS合肥工業(yè)大學(xué)FAP-3北京長(zhǎng)筑工程軟件有限公司中望CAD/建筑/景園中望龍騰科技發(fā)展有限公司仿真類(lèi)型全物理仿真（模擬仿真）半物理仿真（混合仿真）計(jì)算機(jī)仿真（數(shù)字仿真）模型類(lèi)型物理模型物理－數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型計(jì)算機(jī)類(lèi)型模擬計(jì)算機(jī)混合計(jì)算機(jī)數(shù)字計(jì)算機(jī)應(yīng)用舉例振動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)偽動(dòng)力實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)國(guó)內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)行業(yè)常用CAAD軟件仿真類(lèi)型亞實(shí)時(shí)仿真實(shí)時(shí)仿真超實(shí)時(shí)仿真時(shí)間比例關(guān)系仿真時(shí)鐘<實(shí)時(shí)時(shí)鐘仿真時(shí)鐘=實(shí)時(shí)時(shí)鐘仿真時(shí)鐘>實(shí)時(shí)時(shí)鐘應(yīng)用舉例結(jié)構(gòu)生命全過(guò)程仿真振動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)偽動(dòng)力實(shí)驗(yàn)國(guó)內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)行業(yè)常用CAAD軟件12.2.1計(jì)算機(jī)仿真的概念，以及其起源和發(fā)展12.2土木工程的計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)把現(xiàn)代仿真技術(shù)與計(jì)算機(jī)發(fā)展結(jié)合起來(lái)，通過(guò)建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，以計(jì)算機(jī)為工具，以數(shù)值計(jì)算為手段，對(duì)存在的或設(shè)想中的系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。在我國(guó)，自從20世紀(jì)50年代中期以來(lái)，系統(tǒng)仿真技術(shù)就在航天、航空、軍事等尖端領(lǐng)域得到應(yīng)用，取得了重大的成果。自20世紀(jì)80年代初開(kāi)始，隨著微機(jī)的廣泛應(yīng)用，數(shù)字仿真技術(shù)在土木工程、自動(dòng)控制、電氣傳動(dòng)、機(jī)械制造、造船、化工等工程技術(shù)領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用有限元分析（FiniteElementAnalyse，簡(jiǎn)稱(chēng)FEA）作為計(jì)算機(jī)仿真的重要手段在土木工程有著極其廣泛的應(yīng)用，其實(shí)質(zhì)在于用大量離散的單元代表一個(gè)給定的域1941年Hrenikoff提出了所謂的網(wǎng)格法，它將平面彈性體看作是一批桿件和梁；1943年Courant提出了在一個(gè)子域上采用逐段連續(xù)函數(shù)來(lái)接近未知函數(shù)。Hrenikoff和Courant提出的無(wú)疑是有限元方法（FiniteElementMethod，簡(jiǎn)稱(chēng)FEM）的關(guān)鍵特性，但正式的有限元法的文獻(xiàn)則應(yīng)歸功于Argyris、Kelsey、Turner、Clough、Martin和Topp，其中Clough于1960年第一次使用了“有限元”這個(gè)名詞，其后有限元的研究開(kāi)始迅速發(fā)展，在結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、電學(xué)、熱力學(xué)，核物理等方面都有著極為重要的應(yīng)用現(xiàn)代有限元?dú)v史背景正是因?yàn)橛邢拊治鲈诠こ填I(lǐng)域的重要應(yīng)用，很多軟件公司都開(kāi)發(fā)了不同的有限元分析軟件。其中在國(guó)內(nèi)影響較大的有ANSYS、ABAQUS、DIANA、ADINA、IDARC、ALGOR等，如表12.4所示。這些有限元分析軟件往往已經(jīng)整合了CAD建模的部分，同時(shí)也會(huì)對(duì)第三方CAD模型提供支持ABAQUSADINAAFEMSAirMechanicsALADDINAlgorANSYSAVwin(Avansse)BEASYBOSSInternationalCADRECADSCAEFEMCESAR-LCPCCAESARII-(pipestressanalysis)COSARCOSMOS/MCSA/GENSACSA/NASTRANCSA/VisualforAutoCADCSTRAADDIANADYNA3DELFENENERCALCESACompETABS(CSI)FE/PipeFEItFEMAPFEMGVFlexPDEGenesisGRAPEGBW16&GBW32GTSTRUDLHyperMesh(AltairComputing)I-DEASMasterSeriesIndusFEAINERTIALapFEALARSALUSASMARCME/NASTRAN常用有限元分析軟件MicrostranforWindowsMotionView(AltairComputing)MSC/DYTRANMSC/FATIGUEMSC/MARCMSC/NASTRANMSC/NASTRAN(forWindows)MSC/PatranmTAB*STRESSMultiframeNE/NastranNISA/DISPLAYOptiStruct(AltairComputing)P-Frame(Softek)PDEToolboxPDEase2DPENTAGON2DPENTAGON3DPERMASProkonProPHLEXRISA-2DRISA-3DRobot97RSTABS-Frame(Softek)SAFE(CSI)SAFISAMCEFSAP2000(CSI)SoFiSTiKSTAADIIISTAAD/ProSTARDYNESTRAND6STRAPStressCheckTEDDSVISAGEZebulon常用有限元分析軟件12.2記.2仿火真軟件在堆我國(guó)建筑鉤工程領(lǐng)域?yàn)a中的應(yīng)用常見(jiàn)的隱通用有標(biāo)限元分華析程序手，如A汁NSY長(zhǎng)S、A輩BAQ貢US、關(guān)DIA趣NA、語(yǔ)ADI容NA、斬IDA坡RC、碧ALG敲OR等槐程序當(dāng)膀中對(duì)國(guó)夸內(nèi)影響亞比較大丙的是A彈NSY情S國(guó)家大士劇院計(jì)眼算模型結(jié)構(gòu)的其整體變歐形使用A娘NSY塘S建模近并進(jìn)行誼力學(xué)分曠析在AN喝SYS袋中導(dǎo)入員Aut屑o(jì)CA歪D模型使用A腐NSY六S進(jìn)行哭結(jié)構(gòu)有倚限元分茄析一般骨分前處隱理、求蹦解和后申處理三云步。其銳中前處到理當(dāng)中編會(huì)包含絨著建模胖、設(shè)定困分析類(lèi)路型、設(shè)妹定模型燈材料性幅質(zhì)參數(shù)死、設(shè)定石單元類(lèi)牲型、劃敏分單元妨、施加減約束和做荷載幾醫(yī)步，是淋整個(gè)分怒析過(guò)程陡用時(shí)最涼多的部雹分。一妹個(gè)有限丙元分析創(chuàng)是否合如理，甚市至于有暮限元分池析是否輛能夠正室常完成白都取決榴于前處意理工作約完成的治質(zhì)量ANSY光SWo筒rkbe辦nch名設(shè)計(jì)思路在ANS鄭YSW爪orkb拆ench療中導(dǎo)入A猜utoC癢AD模穗型作為當(dāng)今偵大型通用取程序?qū)I(yè)俯化的趨向吧，ANS挨YS也推午出了供開(kāi)惑發(fā)者針對(duì)澤特定分析蜘需求，開(kāi)頸發(fā)具自主憤知識(shí)產(chǎn)權(quán)撥軟件的專(zhuān)掩用平臺(tái)A袖N(xiāo)SYS篩Wor怕kben叮ch。它左提供了一辨?zhèn)€加載和詞管理各種治API組降件的基本牽框架，在蒜這個(gè)框架額中各種組滑件通過(guò)J趟scri逗pt、V遷bscr阿ipt和團(tuán)HTML誓腳本組織獨(dú)成適合用譜戶(hù)使用的撞GUI，鞋開(kāi)發(fā)者自訊己的技術(shù)哪也可以向泥ANSY休S的技術(shù)雅一樣編制獅成API往融入到程浴序當(dāng)中ANS脹YS穩(wěn)Wor遙kbe生nch棕自動(dòng)進(jìn)行分葛析，定蹤蝶義接觸在AN嚷SYS勸Wo裹rkb膠enc綱h環(huán)境中查削看應(yīng)力云桿圖ANSY澤S功能雖映然強(qiáng)大，慨但美中不連足的是由和于ANS降YS對(duì)混宗凝土、地古基等高度弓非線(xiàn)性問(wèn)笑題的處理漸相當(dāng)困難鎖，相較之岔下ABA蜘QUS在便這方面有伍著更有為檢優(yōu)越的表滑現(xiàn)ABAQ過(guò)US是得美國(guó)AB川AQUS疲公司于1子978年赴推出的一裁套功能強(qiáng)竿大的有限幫元分析軟借件，其解械決問(wèn)題的佳范圍從相姑對(duì)簡(jiǎn)單的發(fā)線(xiàn)性分析駕到許多復(fù)脫雜的非線(xiàn)時(shí)性問(wèn)題。性ABAQ推US包括掃一個(gè)豐富攀的、可模浙擬任意幾膛何形狀的含單元庫(kù)。崖并擁有各縣種類(lèi)型的壁材料模型慚庫(kù)，可以克模擬典型莖工程材料卻的性能，你其中包括缸金屬、橡都膠、高分壤子材料、孝復(fù)合材料掘、鋼筋混派凝土、可疲壓縮超彈微性泡沫材做料以及土私壤和巖石您等地質(zhì)材培料。作為稼通用的模憐擬工具，鉤ABAQ黨US除漲了能解決童大量結(jié)構(gòu)擦（應(yīng)力、盞位移）問(wèn)插題，還可怎以模擬其謠他工程領(lǐng)蝦域的許多敢問(wèn)題，例粘如熱傳導(dǎo)僚、質(zhì)量擴(kuò)裁散、熱電柳耦合分析專(zhuān)、聲學(xué)分役析、巖土蘭力學(xué)分析備（流體滲駝透、應(yīng)力錫耦合分析肆）及壓電絲式介質(zhì)分析12.3器土木工疏程專(zhuān)家系典統(tǒng)12.透3.1憑人工呢智能不同科侵學(xué)或?qū)W脆科背景斑的學(xué)者耽對(duì)人工芒智能有以不同的下理解，縮慧提出不倍同的觀挪點(diǎn)，人陜們稱(chēng)這農(nóng)些觀點(diǎn)矛為符號(hào)主義著（Sym乒boli驗(yàn)sm）、聯(lián)結(jié)主宏義（C吊onn茅ect畫(huà)ion惠ism腥）和行為主揪義（A飛cti量oni謙sm）等，或化者叫做邏輯學(xué)派趨（Log固icis悟m）、仿生學(xué)竊派（B慢ion旋ics園ism者）和生理學(xué)派鳴（Phy放siol筐ogis垮m），此外還有計(jì)算機(jī)穩(wěn)學(xué)派、心理學(xué)派和語(yǔ)言學(xué)派等。但一般來(lái)路說(shuō)人們認(rèn)為項(xiàng)人工智能次是模仿和嘗執(zhí)行人腦竿的某些智逮能功能，握如判斷、輛推理、證趟明、識(shí)別賺、感知、閃理解、設(shè)晨計(jì)、思考跟、規(guī)劃、謝學(xué)習(xí)和問(wèn)坡題求解等嬸思維活動(dòng)人工智能剪之父Al丹anT憐urin教g著名的英泡國(guó)科學(xué)家綁Alan披Tur撫ing被恢稱(chēng)為人工池智能之父踩，Ala正nTu井ring斷不僅創(chuàng)造盼了一個(gè)簡(jiǎn)區(qū)單的通用癥的非數(shù)字離計(jì)算模型轉(zhuǎn)，而且直本接證明了孤計(jì)算機(jī)可遷能以某種乞被理解為識(shí)智能的方旦法工作。乳1950胖年，Al耗anT自u(píng)rin因g發(fā)表了凈題為《計(jì)逗算機(jī)能思轉(zhuǎn)考嗎？》休的論文，蓬對(duì)人工智慕能給出定防義并且論門(mén)證了人工崖智能的可得能性目前人工愿智能的主濟(jì)要學(xué)派主謹(jǐn)要有符號(hào)主義、聯(lián)結(jié)主義以及行為主茂義三家。這三種節(jié)不同的寇學(xué)派中綁以聯(lián)結(jié)主詠義最為榴人們所印關(guān)注。它源針于仿生禾學(xué)中對(duì)訴人腦模稅型的研蕩究，其埋代表成候果是1阻943胃年生理晌學(xué)家M條cCu攤llo鄰ch和夠數(shù)理邏挨輯學(xué)家種Pit死ts創(chuàng)冒立的腦醉模型，脾即MP科模型。彩60到逢70年謠代，聯(lián)勻結(jié)主義犬，尤其絨是對(duì)以鍬感知機(jī)珠（Pe哈rce想ptr叼on）馬為代表蒙的腦模俘型的研削究曾出均現(xiàn)過(guò)熱釘潮，由炎于當(dāng)時(shí)嶄的理論聽(tīng)模型、節(jié)生物原膠型和技恭術(shù)條件失的限制隊(duì)，腦模然型研究朗在70雀年代后州期至8莖0年代惑初期落霞入低潮證。直到甜Hop迷fie枯ld在茶198騎2年和陜198廣4年發(fā)械表兩篇旋重要論攀文，提竟出用硬宇件模擬憤神經(jīng)網(wǎng)淚絡(luò)之后克聯(lián)結(jié)主訓(xùn)義又重迎新抬頭鍵。19本86年時(shí)Rum換elh承art樂(lè)等人提火出多層屠網(wǎng)絡(luò)中翼的反向媽傳播(痰BP)扭算法。舍此后，帆聯(lián)結(jié)主占義勢(shì)頭冬大振，欲從模型因到算法餐，從理弓論分析塔到工程牲實(shí)現(xiàn)，雕為神經(jīng)戚網(wǎng)絡(luò)計(jì)姨算機(jī)走蘋(píng)向市場(chǎng)座打下基富礎(chǔ)。對(duì)于人益工智能蛾的技術(shù)龍發(fā)展也下有幾種不同妖的爭(zhēng)論，如專(zhuān)用路線(xiàn)、通用路網(wǎng)線(xiàn)、硬件路線(xiàn)以及軟件路怎線(xiàn)等，其研究領(lǐng)小域包括語(yǔ)言處理圍、定理證擴(kuò)明、數(shù)據(jù)諒檢索系統(tǒng)還、視覺(jué)系喬統(tǒng)、問(wèn)題跨求解、人裂工智能方清法、程序趕語(yǔ)言設(shè)計(jì)惱、自動(dòng)程便序設(shè)計(jì)以問(wèn)及專(zhuān)家系惹統(tǒng)等。但愚引用R.富Shan峽k的話(huà)“挖一臺(tái)計(jì)算裕機(jī)如果不拜能學(xué)習(xí)，存它就不是押智能的”禽，人工智闖能的學(xué)習(xí)鏟才是最其侮重要的研說(shuō)究領(lǐng)域12.3濁.2專(zhuān)半家系統(tǒng)專(zhuān)家系統(tǒng)是指能夠環(huán)運(yùn)用特定皆領(lǐng)域的專(zhuān)油門(mén)知識(shí)，慎通過(guò)推理宜來(lái)模擬通考常由人類(lèi)思專(zhuān)家才能足解決的各榆種復(fù)雜的更、具體的利問(wèn)題，達(dá)屋到與專(zhuān)家羞具有同等膊解決問(wèn)題攀能力的計(jì)略算機(jī)智能忙程序系統(tǒng)套。它能對(duì)廣決策的過(guò)封程作出解獨(dú)釋?zhuān)⒂邪笇W(xué)習(xí)功能頸，即能自?shī)A動(dòng)增長(zhǎng)解止決問(wèn)題所煉需的知識(shí)專(zhuān)家系統(tǒng)刃的三個(gè)特替點(diǎn)：邏輯半判斷、撿過(guò)程透臉明和自簡(jiǎn)我學(xué)習(xí)專(zhuān)家系松統(tǒng)的結(jié)粘構(gòu)是指專(zhuān)刪家系統(tǒng)頭各組成抄部分的僑構(gòu)造方烤法和組郵織形式附。系統(tǒng)服結(jié)構(gòu)選池?fù)袂‘?dāng)罵與否，棍是與專(zhuān)米家系統(tǒng)塘的適用茂性和有諒效性密?chē)?yán)切相關(guān)姜的。選內(nèi)擇什么紫結(jié)構(gòu)最毛為恰當(dāng)微，要根飛據(jù)系統(tǒng)虎的應(yīng)用工環(huán)境和糧所執(zhí)行堪任務(wù)的溫特點(diǎn)而懼定由于每個(gè)喂專(zhuān)家系統(tǒng)蔥所需要完束成的任務(wù)雙和特點(diǎn)不怒同，其系陷統(tǒng)結(jié)構(gòu)也河不盡相同醉，一般只摔具有圖中傭部分模塊理想專(zhuān)家輕系統(tǒng)的結(jié)把構(gòu)圖專(zhuān)家系統(tǒng)名的主要組焦成部分知識(shí)庫(kù)障(Kn棟owl貿(mào)edg月eB尋ase范)：知識(shí)菜庫(kù)用于脆存儲(chǔ)某潛領(lǐng)域?qū)Ｈ缂蚁到y(tǒng)偷的專(zhuān)門(mén)須知識(shí)，計(jì)包括事騎實(shí)、可樣行操作葡與規(guī)則墾等綜合數(shù)持據(jù)庫(kù)(險(xiǎn)Glo璃bal襯Da團(tuán)tab勵(lì)ase潮)：又稱(chēng)全持局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)榮或總數(shù)據(jù)彼庫(kù)，它用縱于存儲(chǔ)領(lǐng)期域或問(wèn)題頁(yè)的初始數(shù)癢據(jù)和推理宇過(guò)程中得尾到的中間蹲數(shù)據(jù)(信假息)，即斃被處理對(duì)投象的一些奏當(dāng)前事實(shí)推理機(jī)助(Re匠aso間nin澤gM氏ach冤ine設(shè))：用于記耀憶所采用計(jì)的規(guī)則和中控制策略騎的程序，羊使整個(gè)專(zhuān)狗家系統(tǒng)能徐夠以邏輯屋方式協(xié)調(diào)辰地工作解釋器消(Ex朱pla選nat已or)：能夠向趨用戶(hù)解釋提專(zhuān)家系統(tǒng)茶的行為，熔包括解釋訂推理結(jié)論泛的正確性膛以及系統(tǒng)毯輸出其他伏候選解的摩原因接口(屑Int征erf姐ace雞)：又稱(chēng)復(fù)界面，江它能夠答使系統(tǒng)間與用戶(hù)仍進(jìn)行對(duì)逗話(huà)，使怠用戶(hù)能梅夠輸入減必要的體數(shù)據(jù)、志提出問(wèn)占題和了此解推理苦過(guò)程及艙推理結(jié)護(hù)果等專(zhuān)家系杜統(tǒng)的發(fā)根展已經(jīng)攏歷了3個(gè)階慮段，正向第犧四代過(guò)渡科和發(fā)展。第一代專(zhuān)下家系統(tǒng)（展DEND閘RAL、跪MACS神YMA等臨）以高度瘦專(zhuān)業(yè)化呢、求解屬專(zhuān)門(mén)問(wèn)早題的能導(dǎo)力強(qiáng)為廢特點(diǎn)。桐但在體蠢系結(jié)構(gòu)取的完整航性、可饒移植性剖等方面粥存在缺疑陷，求籌解問(wèn)題君的能力藍(lán)弱。第二代專(zhuān)島家系統(tǒng)（箏MYCI跟N、CA扮SNET窗、PRO爛SPEC孩TOR、跌HEAR斜SAY等防）屬單學(xué)鬼科專(zhuān)業(yè)展型、應(yīng)為用型系產(chǎn)統(tǒng)，其咱體系結(jié)蓮構(gòu)較完板整，移些植性方惡面也有痕所改善龜，而且捆在系統(tǒng)足的人機(jī)沙接口、顫解釋機(jī)遼制、知嶺識(shí)獲取豆技術(shù)、癥不確定贊推理技員術(shù)、增蟲(chóng)強(qiáng)專(zhuān)家于系統(tǒng)的娘知識(shí)表分示和推雕理方法平的啟發(fā)離性、通歷用性等期方面都滑有所改節(jié)進(jìn)。第三代死專(zhuān)家系稱(chēng)統(tǒng)屬多學(xué)科止綜合型系霸統(tǒng)，采用宿多種人工樸智能語(yǔ)言環(huán)，綜合采悅用各種知禮識(shí)表示方逢法和多種稻推理機(jī)制遷及控制策鍋略，并開(kāi)戴始運(yùn)用各池種知識(shí)工動(dòng)程語(yǔ)言、骨骨架系統(tǒng)著及專(zhuān)家系皮統(tǒng)開(kāi)發(fā)工離具和環(huán)境舊來(lái)研制大破型綜合專(zhuān)進(jìn)家系統(tǒng)。第四代露專(zhuān)家系插統(tǒng)在總結(jié)塞前三代閉專(zhuān)家系隸統(tǒng)的設(shè)輸計(jì)方法隸和實(shí)現(xiàn)熱技術(shù)的佩基礎(chǔ)上瀉，已開(kāi)裁始采用腎大型多燥專(zhuān)家協(xié)鹿作系統(tǒng)何、多種憐知識(shí)表觸示、綜慢合知識(shí)她庫(kù)、自奴組織解攏題機(jī)制化、多學(xué)連科協(xié)同伸解題與被并行推蝴理、專(zhuān)關(guān)家系統(tǒng)麻工具與