人工智能講稿課件

人工智能及其應(yīng)用

趙冬梅華北電力大學(xué)電氣工程學(xué)院電力系統(tǒng)智能技術(shù)與仿真研究所

人工智能及其應(yīng)用

華北11.1人工智能及其發(fā)展人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、語言學(xué)等多種學(xué)科互相滲透而發(fā)展起來的一門學(xué)科。人工智能智能是研究、設(shè)計(jì)和應(yīng)用智能機(jī)器或智能系統(tǒng)，來模擬人類智能活動(dòng)的能力、以延伸人類智能的科學(xué)。人類的能力：1）認(rèn)識(shí)、理解外部環(huán)境的能力

2）提出概念、建立方法，進(jìn)行演繹和歸納推理、作出決策的能力；3）學(xué)習(xí)能力；4）自適應(yīng)能力第一章緒論1.1人工智能及其發(fā)展人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息22、人工智能的發(fā)展史孕育期(1956年以前)形成期(1956年-1970年)成長(zhǎng)期（知識(shí)期）(1970年-80年代初)發(fā)展期(80年代初以后)2、人工智能的發(fā)展史孕育期(1956年以前)32、人工智能的發(fā)展史孕育期（1956年以前）：思想基礎(chǔ)1）人類追求用工具代替人的腦力勞動(dòng)；2）世界上第一臺(tái)機(jī)械式加法器研制成功，成為用工具代替人的部分腦力勞動(dòng)的真正開端；3）1915年西班牙研制的能下國(guó)際象棋殘局的機(jī)器，揭開人類用機(jī)器進(jìn)行推理的新篇章。2、人工智能的發(fā)展史孕育期（1956年以前）：思想基礎(chǔ)1）人42、人工智能的發(fā)展史-孕育期（1956年前）

理論基礎(chǔ)

1）19世紀(jì)數(shù)學(xué)家(英)G.Bool建立的布爾代數(shù)-提出用符號(hào)描述思維活動(dòng)的基本法則，為數(shù)理邏輯打下了基礎(chǔ)

2）二十世紀(jì)中期1937年(英)數(shù)學(xué)家財(cái)A.M.Turing提出了自動(dòng)機(jī)理論(圖靈機(jī)),建立了理想計(jì)算機(jī)模型，有許多智能機(jī)器的思想

3）1948年美數(shù)學(xué)家N.Wiener創(chuàng)立了控制論

4）1948年美數(shù)學(xué)家C.E.Shannon創(chuàng)立了信息論5）同期美籍奧地利生物學(xué)Badenlofe建立了系統(tǒng)論2、人工智能的發(fā)展史-孕育期（1956年前）52、人工智能的發(fā)展史-孕育期（1956年前）

物質(zhì)基礎(chǔ)1）1946年美數(shù)學(xué)家莫克利發(fā)明了世界上第一臺(tái)通用電子計(jì)算機(jī)ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorandCalculator)2）1943年美神經(jīng)生物學(xué)家夢(mèng)卡洛克研制創(chuàng)建了神經(jīng)細(xì)胞模型開創(chuàng)了微觀AI研究工作為ANN研究奠定了基礎(chǔ)。

物質(zhì)基礎(chǔ)使的用機(jī)器代替部分腦力勞動(dòng)有進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)的可能2、人工智能的發(fā)展史-孕育期（1956年前）61、AI學(xué)科誕生的標(biāo)志：1956年夏在美國(guó)Dartmouth大學(xué)召開的討論會(huì)，討論：用機(jī)器模擬人類智能行為的各種特征、方法等方面的問題，會(huì)后在美國(guó)形成了三個(gè)以AI為目標(biāo)的研究組織。（1）卡納奇工科大學(xué)-藍(lán)德公司協(xié)作組（2）IBM公司研究組（3）MIT研究組。2、人工智能的發(fā)展史——形成期（1956-1970年）2、形成期見成立了學(xué)術(shù)組織：（1）1969年國(guó)際人工智能聯(lián)合會(huì)（IJCAI）（2）1970年創(chuàng)辦“ArtificialIntelligence”(雙月刊）及人工智能聯(lián)合會(huì)會(huì)議錄1、AI學(xué)科誕生的標(biāo)志：1956年夏在美國(guó)Dartmouth71）形成人工智能學(xué)科體系2）知識(shí)工程興起：知識(shí)表示知識(shí)獲取3）從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用：如專家系統(tǒng)、智能機(jī)器人最引人注目2、人工智能的發(fā)展史——成長(zhǎng)期（1970年-80年代初）（1）經(jīng)典書籍出版：N.J.尼爾遜色《人工智能原理》

費(fèi)根鮑姆《人工智能手冊(cè)》

（2）一批學(xué)術(shù)團(tuán)體成立：美人工智能學(xué)會(huì)AAAI,英國(guó)AISB

中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)CAAI（3）AI雜志文集：日本“AI”,英國(guó)機(jī)器智能(MachineIntelligence),美認(rèn)知科學(xué)（CongnitiveScience)

中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)CAAI1）形成人工智能學(xué)科體系2、人工智能的發(fā)展史——成長(zhǎng)期（1982、人工智能的發(fā)展史—發(fā)展期（80年代初以后）日本1982年開始“第五代計(jì)算機(jī)研制計(jì)劃”即：“知識(shí)信息處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)KIPS”目的：使邏輯推理達(dá)到數(shù)值計(jì)算那么快！

意義：“第五代計(jì)算機(jī)研制”推進(jìn)人工智能得到迅速發(fā)展！

2、人工智能的發(fā)展史—發(fā)展期（80年代初以后）日本1982年92、人工智能的發(fā)展史—發(fā)展期（80年代初以后）部分成果：1、1984年完成了串行推理機(jī)PSI和操作系統(tǒng)SIMPOS

2、1988年完成了并行推理機(jī)Multi-PSI和操作系統(tǒng)PIMOS

！

80年代末期ANN飛速發(fā)展給AI發(fā)展注入新血液：1、80年代Hopfield模型及B-P反向傳播模型的提出使ANN興起了一個(gè)熱潮1987年美國(guó)召開了第一次ANN國(guó)際會(huì)議，1988年日本稱為神經(jīng)計(jì)算機(jī)六年，提出研制第六代計(jì)算機(jī)計(jì)劃2、人工智能的發(fā)展史—發(fā)展期（80年代初以后）部分成果：1、10第二節(jié)人工智能的學(xué)科范疇一、研究目標(biāo)

AI是一門研究：如何使機(jī)器具有智能，如何設(shè)計(jì)智能機(jī)器的學(xué)科，即使機(jī)器具有象人那樣的

（1）感知能力（2）思維能力（3）行為能力

（4）學(xué)習(xí)、記憶能力第二節(jié)人工智能的學(xué)科范疇一、研究目標(biāo)（1）感知能力11四種能力：感知能力聽、看、聞思維能力將感知到的東西通過思維上升為理性，最后作出結(jié)論（判斷），即讓機(jī)器具有分析、綜合、計(jì)算、推理、聯(lián)想、判斷、規(guī)劃、決策的能力行為能力將作出的結(jié)論付之于行動(dòng)，即去說、寫、畫，進(jìn)行操作、處理等。學(xué)習(xí)、記憶能力獲取、處理、運(yùn)用知識(shí)四種能力：思維能力行為能力12AI近期目標(biāo)：

第二節(jié)人工智能的學(xué)科范疇研究用機(jī)器的軟、硬件來模擬人類上述能力的用仿生學(xué)的觀點(diǎn)和方法研究AI遠(yuǎn)期目標(biāo)：

基本理論基本技術(shù)基本方法腦模型模擬智能AI近期目標(biāo)：第二節(jié)人工智能的學(xué)科范疇研究用機(jī)器的軟13二、人工智能的具體研究領(lǐng)域1、模式識(shí)別：目的：研究如何使機(jī)器認(rèn)識(shí)圖形、語言，即如何給計(jì)算機(jī)配置感覺器官，以便由計(jì)算機(jī)直接接受外界的各種信息，涉及機(jī)器輸入問題。

現(xiàn)狀：用電話攝像機(jī)、送話器、掃描儀等傳感器把外界的信息（語音、圖、文字）轉(zhuǎn)成電信號(hào)序列給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)進(jìn)一步對(duì)這些電信號(hào)序列進(jìn)行處理，再處理。第二節(jié)人工智能的學(xué)科范疇目前研究在兩個(gè)方面進(jìn)行：（1）圖形識(shí)別：研究各種圖形的分類（文字、符號(hào)、圖象、照片），已能識(shí)別印刷體和手寫體，識(shí)別指紋、白血球、癌細(xì)胞（2）語音識(shí)別：研究各種語音信號(hào)的區(qū)別二、人工智能的具體研究領(lǐng)域1、模式識(shí)別：現(xiàn)狀：用電14二、人工智能的具體研究領(lǐng)域2、智能機(jī)器人：目的（1）代替人從事精密儀器搬運(yùn)、有限環(huán)境和危險(xiǎn)環(huán)境工作（原子能、海底開發(fā)、宇宙開發(fā)、化學(xué)、核電），提高工作效率和質(zhì)量（2）為AI研究提供試驗(yàn)場(chǎng)所。第二節(jié)人工智能的學(xué)科范疇機(jī)器人的發(fā)展：

（1）程序控制機(jī)器人（第一代機(jī)器人）（2）自適應(yīng)機(jī)器人（第二代機(jī)器人）（3）智能機(jī)器人（第三代機(jī)器人）二、人工智能的具體研究領(lǐng)域2、智能機(jī)器人：第二節(jié)人工智能的15第二節(jié)人工智能的學(xué)科范疇二、人工智能的具體研究領(lǐng)域3、專家系統(tǒng)（ES）：

用人類專家的水平解決領(lǐng)域中難以用精確的數(shù)學(xué)模型表示的困難問題的計(jì)算機(jī)軟件。4、自然語言理解：讓機(jī)器理解自然語言，以實(shí)現(xiàn)人和計(jì)算機(jī)之間自然語言的直接通訊，從而推動(dòng)計(jì)算機(jī)更廣范的應(yīng)用。60年代以前偏重于語法研究70年代后期注意了語義分析，研究自然語言理解程序交替運(yùn)用語法、語義和推理規(guī)則第二節(jié)人工智能的學(xué)科范疇二、人工智能的具體研究領(lǐng)域3、專家16二、人工智能的具體研究領(lǐng)域5、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)目的：讓計(jì)算機(jī)根據(jù)原始條件和要求，自動(dòng)生成計(jì)算機(jī)程序。任務(wù)：（1）自動(dòng)編程（2）驗(yàn)證程序第二節(jié)人工智能的學(xué)科范疇6、數(shù)據(jù)庫(kù)的智能檢索智能檢索要求：（1）理解自然語言（2）不僅存儲(chǔ)專門知識(shí)，還要存儲(chǔ)一般知識(shí)（3）具有一定的推理能力（4）有較強(qiáng)的知識(shí)獲取能力，能方便地刪除、查找、自學(xué)習(xí)二、人工智能的具體研究領(lǐng)域5、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)第二節(jié)人工智能的17#1第二節(jié)人工智能的學(xué)科范疇二、人工智能的具體研究領(lǐng)域7、博弈：斗智、對(duì)策：#1第二節(jié)人工智能的學(xué)科范疇二、人工智能的具體研究領(lǐng)域718本課程主要內(nèi)容1、人工智能基本原理2、人工智能中的知識(shí)表示技術(shù)3、人工智能中的搜索策略4、專家系統(tǒng)介紹5、人工智能中的推理技術(shù)6、人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用介紹參考書：

《專家系統(tǒng)及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用》楊以涵等水利電力出版社《人工智能原理與方法》王永慶西安交通大學(xué)出版社《人工智能與專家系統(tǒng)》尹朝慶尹皓編著中國(guó)水利水電出版社本課程主要內(nèi)容1、人工智能基本原理2、人工智能中的知識(shí)表示技19第二章人工智能基本原理第一節(jié)問題求解與問題表示一、問題表示的三要素

所謂問題表示就是把所要解決的問題用一個(gè)恰當(dāng)?shù)姆绞絹肀硎九c描述。一切問題有三個(gè)要素構(gòu)成：?jiǎn)栴}的狀態(tài)、操作（或稱算符、走步）、目標(biāo)狀態(tài)：初始狀態(tài)、當(dāng)前狀態(tài)及可能出現(xiàn)的狀態(tài)。操作：使問題從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換成另一個(gè)狀態(tài)。目標(biāo)：?jiǎn)栴}求解需達(dá)到的最終狀態(tài)。第二章人工智能基本原理第一節(jié)問題求解與問題表示一、問題20第二章人工智能基本原理第一節(jié)問題求解與問題表示問題表示要確定三件事：1、確定狀態(tài)描述的方式，特別是初始狀態(tài)的描述；2、確定操作的集合及它們對(duì)狀態(tài)的作用；3、確定目標(biāo)狀態(tài)以及目標(biāo)狀態(tài)描述的特性。

問題求解過程就是要找出一組操作序列，使問題從初始狀態(tài)最終達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)。第二章人工智能基本原理第一節(jié)問題求解與問題表示問題表示21第二章人工智能基本原理第一節(jié)問題求解與問題表示二、狀態(tài)空間法1、圖的概念與術(shù)語nrnhnpninqnjnsnl1nl2nl3圖，父輩結(jié)點(diǎn)與后繼結(jié)點(diǎn)路徑，樹第二章人工智能基本原理第一節(jié)問題求解與問題表示二、狀態(tài)222、狀態(tài)空間表示一個(gè)問題求解系統(tǒng)，問題的狀態(tài)可由圖中的結(jié)點(diǎn)代表，它的所有可能的狀態(tài)就成結(jié)點(diǎn)的集合，構(gòu)成了狀態(tài)空間，或稱狀態(tài)圖。狀態(tài)空間圖中：

有向弧線代表操作，反應(yīng)狀態(tài)間的轉(zhuǎn)移關(guān)系；節(jié)點(diǎn)代表問題的狀態(tài)。問題求解的過程相當(dāng)于在狀態(tài)圖上從根節(jié)點(diǎn)（起始節(jié)點(diǎn)）尋找一條路徑最終達(dá)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)（葉節(jié)點(diǎn)）第一節(jié)問題求解與問題表示2、狀態(tài)空間表示一個(gè)問題求解系統(tǒng)，問題的狀態(tài)可由23三、實(shí)例簡(jiǎn)介2813674512836745八數(shù)碼難題推銷員旅行問題ABEDC三、實(shí)例簡(jiǎn)介2813674512836745八數(shù)碼難題推銷員24281367452813674528136745281367452813674528136745281367452813674528136745281367452813674528136725（A）（AB）（AC）（AD）（AE）（ACD）（ACDE）（ACDEB）（ACDEBA）（A）（AB）（AC）（AD）（AE）（ACD）（ACDE）26第二節(jié)搜索策略搜索：人工智能研究的是那些沒有成熟方法可循的問題領(lǐng)域，必須通過逐步的探索求得問題的解，這種探索的過程稱為搜索。在狀態(tài)圖中就是搜索一條解的路徑。npns1ns2ns3nsm擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)第二節(jié)搜索策略搜索：人工智能研究的是那些沒有成熟方法可循27第二節(jié)搜索策略搜索策略：指在搜索過程中如何選擇擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)的次序問題?；厮莶呗詧D搜索策略：

盲目的圖搜索啟發(fā)式搜索第二節(jié)搜索策略搜索策略：指在搜索過程中如何選擇擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)的28第二節(jié)搜索策略盲目的圖搜索策略1、寬度優(yōu)先搜索：從根節(jié)點(diǎn)開始，按層進(jìn)行搜索，即按層擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)。（A）（AB）（AC）（AD）（AE）第1層第2層第3層特點(diǎn)：完備的搜索。但有時(shí)搜索過程會(huì)很長(zhǎng)第二節(jié)搜索策略盲目的圖搜索策略1、寬度優(yōu)先搜索：從根節(jié)點(diǎn)29第二節(jié)搜索策略盲目的圖搜索策略：盲目的、無信息引導(dǎo)的搜索2、深度優(yōu)先搜索：從根節(jié)點(diǎn)開始，首先擴(kuò)展最新產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)，即沿著搜索樹的深度方向發(fā)展，直到?jīng)]有后繼節(jié)點(diǎn)再返回。017特點(diǎn)：不完備的搜索。有時(shí)會(huì)陷入“死胡同”，可進(jìn)行“界”的限制23456891011第二節(jié)搜索策略盲目的圖搜索策略：盲目的、無信息引導(dǎo)的搜索30第二節(jié)搜索策略啟發(fā)式的圖搜索策略：有信息引導(dǎo)的搜索啟發(fā)信息：特定問題領(lǐng)域的信息能有效引導(dǎo)搜索，使搜索簡(jiǎn)化。啟發(fā)信息的作用：1、用它來決定下一步先擴(kuò)展哪一個(gè)節(jié)點(diǎn)，不是盲目、隨意地?cái)U(kuò)展2、擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)時(shí)，用它來決定選哪一個(gè)或哪幾個(gè)操作，即有選擇性地?cái)U(kuò)展節(jié)點(diǎn)。不是所有的操作都選擇。3、用它來決定哪些節(jié)點(diǎn)在搜索樹上應(yīng)舍棄，即確定哪些路徑是無望的第二節(jié)搜索策略啟發(fā)式的圖搜索策略：有信息引導(dǎo)的搜索啟發(fā)信31例如：“八數(shù)碼難題”：設(shè)計(jì)估價(jià)函數(shù)：f(n)=d(n)+w(n)

作為啟發(fā)信息。d(n):表示從初始結(jié)點(diǎn)到第n個(gè)中間結(jié)點(diǎn)已花的代價(jià)。w(n)表示從第n個(gè)中間結(jié)點(diǎn)到目標(biāo)結(jié)點(diǎn)花的代價(jià)。

如果設(shè)d(n)反映搜索層次或深度，當(dāng)w(n)=0，

f(n)=d(n)，即同一層代價(jià)相同，就全部要擴(kuò)展，挨個(gè)判斷是否為目標(biāo)——寬度優(yōu)先搜索當(dāng)d(n)=0，極好地反映被解問題的特性，使搜索完全向目標(biāo)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行——深度優(yōu)先搜索。討論例如：“八數(shù)碼難題”：設(shè)計(jì)估價(jià)函數(shù)：f(n)=d(n)+w(3228136745281367452813674528136745281367452813674528136745281367456555546428136745281367452813674528136733推銷員旅行問題ABEDC城市間的距離為：AB=7,AC=6,AD=10,AE=13，BC=7,BD=10,BE=10，CD=5,CE=9,DE=6設(shè)計(jì)啟發(fā)搜索函數(shù)求最小推銷路徑推銷員旅行問題ABEDC城市間的距離為：34不同搜索策略搜索效率的衡量指標(biāo)1、外顯率(P):反映搜索過程中，從初始結(jié)點(diǎn)向目標(biāo)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)搜索區(qū)域的寬度。定義：P=L/T

L:從初始結(jié)點(diǎn)到達(dá)目標(biāo)的路徑長(zhǎng)度T:整個(gè)搜索過程中所生成的結(jié)點(diǎn)總數(shù)（不包括初始結(jié)點(diǎn)）不同搜索策略搜索效率的衡量指標(biāo)1、外顯率(P):反映搜索過程35不同搜索策略搜索效率的衡量指標(biāo)2、有效分枝因數(shù)(B):表示每個(gè)有效結(jié)點(diǎn)平均生成的子結(jié)點(diǎn)數(shù)目。定義：B+B2+B3+…+BL=T

L:從初始結(jié)點(diǎn)到達(dá)目標(biāo)的路徑長(zhǎng)度T:整個(gè)搜索過程中所生成的結(jié)點(diǎn)總數(shù)（不包括初始結(jié)點(diǎn)）不同搜索策略搜索效率的衡量指標(biāo)2、有效分枝因數(shù)(B):表示每36思考題用“八數(shù)碼難題”比較寬度優(yōu)先搜索和深度優(yōu)先搜索的搜索成效！思考題用“八數(shù)碼難題”比較寬度優(yōu)先搜索和深度優(yōu)先搜索的搜索成37第三節(jié)問題歸約所謂“歸約”就是“約簡(jiǎn)”“化簡(jiǎn)”的意思！問題歸約就是把一個(gè)初始問題經(jīng)過一系列變換歸約為若干較易解決的子問題的集合。問題歸約的描述1、問題的描述：三元表（S,F,G）2、操作：使問題轉(zhuǎn)換、歸約、化簡(jiǎn)為幾個(gè)子問題的集合。3、本原問題：已經(jīng)有解答的一類問題第三節(jié)問題歸約所謂“歸約”就是“約簡(jiǎn)”“化簡(jiǎn)”的意思！問38二、實(shí)例——梵塔問題AABBCC問題可用三個(gè)數(shù)的表表示（I，j，k）I，j，k依次表示圓盤C,B,A放在柱子I，j，k上123123問題描述為：（1，1，1）（3，3，3）二、實(shí)例——梵塔問題AABBCC問題可用三個(gè)數(shù)的表表示（I，39AABBCC（1）將圓盤A，B從柱子1移至柱子2，即有123123（1，1，1）（1，2，2）二、實(shí)例——梵塔問題（2）將圓盤C從柱子1移至柱子3，即有（1，2，2）（3，2，2）（3）將圓盤A，B從柱子2移至柱子3，即有（3，2，2）（3，3，3）雙圓盤難題雙圓盤難題AABBCC（1）將圓盤A，B從柱子1移至柱子2，即有12340梵塔問題歸約為本原問題（1，1，1）（3，3，3）（1，2，2）（3，2，2）（1，1，1）（1，2，2）（3，2，2）（3，3，3）（1，1，1）（1，1，3）（1，1，3）（1，2，3）（1，2，3）（1，2，2）（3，2，2）（3，2，1）（3，2，1）（3，3，1）（3，3，1）（3，3，3）梵塔問題歸約為本原問題（1，1，1）（3，3，3）（1，41三、問題歸約的與/或圖表示1、與/或圖表示：節(jié)點(diǎn)代表問題，由三要素標(biāo)注，弧線代表歸約操作符。IM1M2M3t1t2t3t4t52、終葉節(jié)點(diǎn)、可解與不可解節(jié)點(diǎn)：3、解圖：三、問題歸約的與/或圖表示1、與/或圖表示：節(jié)點(diǎn)代表問題，由42第三章專家系統(tǒng)基本原理與結(jié)構(gòu)第一節(jié)專家系統(tǒng)的基本概念什么是專家系統(tǒng)?（ES，ExpertSystem)

專家系統(tǒng)的基本思想是讓計(jì)算機(jī)能夠存儲(chǔ)某一領(lǐng)域的專門知識(shí)并能象專家那樣有效地利用這些知識(shí)去解決該領(lǐng)域的復(fù)雜問題!專家系統(tǒng)的特點(diǎn)?具有：1、啟發(fā)性：2、透明性：3、靈活性：1）ES是一個(gè)計(jì)算機(jī)軟件2）是一個(gè)模擬人類專家求解特定領(lǐng)域問題（不萬能）3）是用AI原理和技術(shù)（知識(shí)表示，推理方法和策略）編的軟件第三章專家系統(tǒng)基本原理與結(jié)構(gòu)第一節(jié)專家系統(tǒng)的基本概念什43第三章專家系統(tǒng)基本原理與結(jié)構(gòu)專家系統(tǒng)的組成：知識(shí)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)

人機(jī)接口知識(shí)獲取咨詢解釋推理機(jī)專家用戶知識(shí)庫(kù):存放領(lǐng)域?qū)ｉT知識(shí)，知識(shí)以適當(dāng)?shù)闹R(shí)表達(dá)式和結(jié)構(gòu)存入知識(shí)庫(kù)。具有存儲(chǔ)、檢索、修改等功能。數(shù)據(jù)庫(kù)：存放所解問題的原始數(shù)據(jù)（事實(shí)）和推理中得到的各種中間信息。為方便問題求解，表示形式盡量和知識(shí)庫(kù)的表示相容。第三章專家系統(tǒng)基本原理與結(jié)構(gòu)專家系統(tǒng)的組成：知識(shí)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)44第三章專家系統(tǒng)基本原理與結(jié)構(gòu)專家系統(tǒng)的組成：知識(shí)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)

人機(jī)接口知識(shí)獲取咨詢解釋推理機(jī)專家用戶推理機(jī)：是一組程序，用來控制和協(xié)調(diào)整個(gè)專家系統(tǒng)的工作。根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息和知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，按一定的推理策略去解決所研究的問題。同時(shí)具有向知識(shí)庫(kù)中添加新知識(shí)和刪除舊知識(shí)的功能。知識(shí)獲?。菏菍W(xué)習(xí)功能，為知識(shí)庫(kù)的建立、修改已有知識(shí)，擴(kuò)充新知識(shí)提供手段，直接影響系統(tǒng)的生命力。第三章專家系統(tǒng)基本原理與結(jié)構(gòu)專家系統(tǒng)的組成：知識(shí)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)45第三章專家系統(tǒng)基本原理與結(jié)構(gòu)專家系統(tǒng)的組成：知識(shí)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)

人機(jī)接口知識(shí)獲取咨詢解釋推理機(jī)專家用戶咨詢解釋:負(fù)責(zé)對(duì)推理出的結(jié)果作出必要的解釋，以便向用戶說明推理過程。人機(jī)接口：負(fù)責(zé)把用戶熟悉的信息表示手段（如表格、圖形、自然語言），轉(zhuǎn)換成專家系統(tǒng)內(nèi)部表示形式；將專家系統(tǒng)輸出的信息轉(zhuǎn)換成用戶理解的形式顯示給用戶。第三章專家系統(tǒng)基本原理與結(jié)構(gòu)專家系統(tǒng)的組成：知識(shí)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)46第三章專家系統(tǒng)基本原理與結(jié)構(gòu)第二節(jié)專家系統(tǒng)的理想結(jié)構(gòu)理想的專家系統(tǒng)是一個(gè)面向領(lǐng)域的語言處理系統(tǒng)規(guī)劃記事簿結(jié)果事實(shí)規(guī)則執(zhí)行程序調(diào)度程序一致性處理程序解釋程序語言處理程序黑板第三章專家系統(tǒng)基本原理與結(jié)構(gòu)第二節(jié)專家系統(tǒng)的理想結(jié)構(gòu)理想47第三章專家系統(tǒng)基本原理與結(jié)構(gòu)第三節(jié)專家系統(tǒng)與傳統(tǒng)程序的區(qū)別傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)方法可表示為：數(shù)據(jù)+算法=程序?qū)＜蚁到y(tǒng)程序設(shè)計(jì)方法可表示為：知識(shí)+推理=程序比較項(xiàng)目傳統(tǒng)程序?qū)＜蚁到y(tǒng)領(lǐng)域知識(shí)的表達(dá)數(shù)學(xué)模型和算法規(guī)則等知識(shí)表示問題求解數(shù)字仿真邏輯推理、判斷處理的信息數(shù)字信息字符信息知識(shí)及知識(shí)處理混在一起明確分開影響可信度的因素模型和算法的精度事實(shí)和規(guī)則的可信度增加知識(shí)的方式改程序模塊，增減困難修改知識(shí)庫(kù)，容易解釋能力差好第三章專家系統(tǒng)基本原理與結(jié)構(gòu)第三節(jié)專家系統(tǒng)與傳統(tǒng)程序的區(qū)48人類的智能活動(dòng)過程是一個(gè)獲得并運(yùn)用知識(shí)的過程，知識(shí)是智能的基礎(chǔ)。第四章人工智能中的知識(shí)表示基本概念：什么是知識(shí)？知識(shí)有哪些特性？數(shù)據(jù)與信息：信息需要用一定的形式表示出來才能被記載和傳遞，用一組符號(hào)及其組合表示的信息成為數(shù)據(jù)！，數(shù)據(jù)是對(duì)客觀事物的數(shù)量、屬性、位置及其相互關(guān)系的抽象表示。數(shù)據(jù)是信息的載體和表示。第一節(jié)概述人類的智能活動(dòng)過程是一個(gè)獲得并運(yùn)用知識(shí)的過程，知識(shí)是智能的基49第四章人工智能中的知識(shí)表示什么是知識(shí)？把有關(guān)信息聯(lián)系在一起所形成的信息結(jié)構(gòu)稱為知識(shí)，它是對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)與經(jīng)驗(yàn)。知識(shí)有哪些特性？（1）相對(duì)正確性（2）不確定性（3）可表示性和可利用性第一節(jié)概述第四章人工智能中的知識(shí)表示什么是知識(shí)？把有關(guān)信息聯(lián)系在一50第四章人工智能中的知識(shí)表示知識(shí)的分類：（1）敘述型知識(shí)：表示問題的狀態(tài)、概念、條件、常識(shí)的知識(shí)。放在數(shù)據(jù)庫(kù)中。（2）過程性知識(shí)：表示問題求解過程中用到的操作、演算和行動(dòng)的知識(shí)。放在知識(shí)庫(kù)中。（3）控制性知識(shí)：表示問題求解過程中決定決定選用哪種操作、演算和行動(dòng)的判斷或決策知識(shí)。放在推理機(jī)中。第一節(jié)概述第四章人工智能中的知識(shí)表示知識(shí)的分類：（1）敘述型知識(shí)：表51第四章人工智能中的知識(shí)表示第一節(jié)概述知識(shí)表示的重要性知識(shí)表示技術(shù)：研究在計(jì)算機(jī)上如何用最合適的形式，對(duì)問題求解過程中所需的各種知識(shí)進(jìn)行表示并組織的技術(shù)。是一個(gè)實(shí)際問題的抽象化、形式化問題。衡量知識(shí)表示的好壞標(biāo)準(zhǔn)：有效性、方便性、簡(jiǎn)明性第四章人工智能中的知識(shí)表示第一節(jié)概述知識(shí)表示的重要性知52第四章人工智能中的知識(shí)表示1、產(chǎn)生式知識(shí)表示法2、謂詞邏輯知識(shí)表示法3、框架知識(shí)表示法4、語義網(wǎng)絡(luò)知識(shí)表示法5、狀態(tài)空間知識(shí)表示法6、與/或圖知識(shí)表示法7、特性表知識(shí)表示法8、面向?qū)ο笾R(shí)表示法9、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)表示法10、Petri網(wǎng)知識(shí)表示法第一節(jié)概述人工智能中知識(shí)表示方法:

知識(shí)表示最后反映在計(jì)算機(jī)內(nèi)部都是某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如數(shù)組、字符串、二值邏輯等等?。〉谒恼氯斯ぶ悄苤械闹R(shí)表示1、產(chǎn)生式知識(shí)表示法2、謂詞邏輯53第二節(jié)產(chǎn)生式表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示一、產(chǎn)生式知識(shí)表示法（ProductionRule)產(chǎn)生式表示法（前提-結(jié)論對(duì)，規(guī)則表示法）一般形式：If

Conditions(前提條件）Then

Conclusions(結(jié)論）If

（101

redand102

red)Then（Lstop)例如：101102L“條件”“結(jié)論”可用英文字符串、數(shù)字、二值邏輯等第二節(jié)產(chǎn)生式表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示一、產(chǎn)生式54第二節(jié)產(chǎn)生式表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示二、產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)用產(chǎn)生式方法表示知識(shí)的專家系統(tǒng)稱為產(chǎn)生式系統(tǒng)！它一般由三個(gè)部分組成（三要素）：（1）總數(shù)據(jù)庫(kù)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中心。（2）產(chǎn)生式規(guī)則集：存放過程型知識(shí)，以規(guī)則的形式存放。（3）控制系統(tǒng)：負(fù)責(zé)選擇規(guī)則的決策系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)控制型知識(shí)。產(chǎn)生式系統(tǒng)的控制策略實(shí)質(zhì)是個(gè)搜索過程，要對(duì)一系列規(guī)則進(jìn)行探索，直到發(fā)現(xiàn)某一規(guī)則滿足數(shù)據(jù)庫(kù)終止條件為止。第二節(jié)產(chǎn)生式表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示二、產(chǎn)生式55第二節(jié)產(chǎn)生式表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示二、產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)規(guī)則庫(kù)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)第二節(jié)產(chǎn)生式表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示二、產(chǎn)生式56第二節(jié)產(chǎn)生式表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示二、產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)（2）產(chǎn)生式規(guī)則集：例如：“八數(shù)碼難題”如果采用空格牌移動(dòng)規(guī)則時(shí)，移動(dòng)的規(guī)則可表示如下：用O(ij)表示空牌位置，i表示空格所在行，j表示空格所在列?？崭褡卟街R(shí)表示左走條件：Ifj-1≥1ThenO(ij)可左移上走條件：Ifi-1≥1ThenO(ij)可上移右走條件：Ifj+1≤3ThenO(ij)可右移下走條件：Ifi+1≤3ThenO(ij)可下移28136745第二節(jié)產(chǎn)生式表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示二、產(chǎn)生式57第二節(jié)產(chǎn)生式表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示二、產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)（3）控制系統(tǒng)：產(chǎn)生式系統(tǒng)的問題求解過程的步驟如下：1）將數(shù)據(jù)庫(kù)初始化；2）當(dāng)存在某有用的規(guī)則前提能與數(shù)據(jù)庫(kù)中的事實(shí)相匹配，則繼續(xù)下一步，否則轉(zhuǎn)5）；3）使用規(guī)則，更新數(shù)據(jù)，并將所用過的規(guī)則作上標(biāo)記。4）判斷數(shù)據(jù)庫(kù)中是否有目標(biāo)解，如是，則終止求解，否則轉(zhuǎn)2）5）要求更多的關(guān)于問題的信息，充實(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，并轉(zhuǎn)2）；如不能提供所要信息，則求解失敗。產(chǎn)生式系統(tǒng)特點(diǎn)：清晰性、模塊性、靈活性、解釋性第二節(jié)產(chǎn)生式表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示二、產(chǎn)生式58第三節(jié)框架表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示一、框架表示法是明斯基在研究計(jì)算機(jī)視覺問題時(shí)提出的二、框架表示法一般形式《框架名》《槽名1》<側(cè)面11>(值111，值112………)<側(cè)面12>(值121，值122………)

《槽名2》<側(cè)面21>(值211，值212………)<側(cè)面22>(值221，值222………).《槽名n》<側(cè)面n1>(值n11，值n12………)<側(cè)面n2>(值n21，值n22………).—槽、側(cè)面名、值可以是任意有限個(gè)數(shù)—側(cè)面是對(duì)槽的進(jìn)一步說明—槽中的信息類型可是數(shù)值、文字、二值邏輯等，也可是一個(gè)子框架。第三節(jié)框架表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示一、框架表示59第三節(jié)框架表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示二、框架表示法一般形式《框架名》《槽名1》<側(cè)面11>(值111，值112………)<側(cè)面12>(值121，值122………)

《槽名2》<側(cè)面21>(值211，值212………)<側(cè)面22>(值221，值222………).《槽名n》<側(cè)面n1>(值n11，值n12………)<側(cè)面n2>(值n21，值n22………).-框架表示法是個(gè)分層次的結(jié)構(gòu)-相關(guān)框架的繼承與嵌套組成一個(gè)框架系統(tǒng)-可表示出某種行為、概念、觀點(diǎn)及事務(wù)間的因果關(guān)系。第三節(jié)框架表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示二、框架表示60第三節(jié)框架表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示框架表示法舉例一個(gè)電廠的框架框架1名稱**火電廠類別火電廠所屬**電力系統(tǒng)額定參數(shù)容量**MW電壓等級(jí)**KV,**KV,**KV

設(shè)備概況鍋爐數(shù)**汽機(jī)數(shù)**發(fā)電機(jī)數(shù)**主變數(shù)**狀態(tài)（運(yùn)行/擴(kuò)建/停役）第三節(jié)框架表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示框架表示法舉61第三節(jié)框架表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示框架表示法舉例一個(gè)電廠的框架框架2名稱220kv母線類別電氣所屬**火電廠額定參數(shù)斷路器型號(hào)**MW接線形式**

冷卻方式**

電壓**保護(hù)差動(dòng)保護(hù)，母聯(lián)過流保護(hù)。。領(lǐng)域正母/副母/旁路狀態(tài)運(yùn)行/停役/部分檢修方式雙母并聯(lián)/雙母分段/單母/雙母帶旁路第三節(jié)框架表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示框架表示法舉62第三節(jié)框架表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示框架表示法舉例一個(gè)電廠的框架框架3名稱220kv正母線類別電氣所屬母線聯(lián)絡(luò)設(shè)備線路**MW主變**

其他…額定電流**KA/**KA運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行/充電/停運(yùn)檢修

第三節(jié)框架表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示框架表示法舉63第三節(jié)框架表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示框架表示法的特點(diǎn):1、框架表示法描述范圍廣、存儲(chǔ)信息較多，槽、側(cè)面及值均是用來描述各種具體屬性及其信息，而不是關(guān)系；2、是一個(gè)有層次的結(jié)構(gòu)，上下層有一定的關(guān)系下層（叫子層）框架包含有上層的特性，下層特性由于有具體個(gè)性，比上層要優(yōu)先，表示法具有模塊性；3、相互關(guān)聯(lián)的框架可連接起來組成框架系統(tǒng)或框架網(wǎng)絡(luò)第三節(jié)框架表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示框架表示法的64第四節(jié)謂詞表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示謂詞表示的一般形式：P（x1,x2,…xi…xn)

P-稱為謂詞，用來刻劃個(gè)體的性質(zhì)或關(guān)系

x-稱為個(gè)體變量（又稱變?cè)?，表示?dú)立存在的事物，可以是一個(gè)抽象的概念，也可是一個(gè)具體的事物。它的變化范圍稱為個(gè)體域，可以是有限的，也可是無限的。謂詞的元數(shù)：個(gè)體變?cè)臄?shù)目稱為謂詞的元數(shù)。謂詞的階數(shù)：與一個(gè)個(gè)體變?cè)嗦?lián)的謂詞稱為一階謂詞，與多個(gè)個(gè)體變?cè)嗦?lián)的謂詞稱為多階謂詞。個(gè)體間的次序不可隨意調(diào)換。第四節(jié)謂詞表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示謂詞表示的一65第四節(jié)謂詞表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示謂詞公式：用簡(jiǎn)單謂詞、聯(lián)結(jié)詞、量詞按一定規(guī)則組成公式，叫謂詞公式。聯(lián)結(jié)詞：否定聯(lián)結(jié)詞

～

合取聯(lián)結(jié)詞

∧

析取聯(lián)結(jié)詞

∨

條件聯(lián)結(jié)詞

→雙條件聯(lián)結(jié)詞量詞：全稱量詞：對(duì)所有的

存在量詞：存在

第四節(jié)謂詞表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示謂詞公式：用66第四節(jié)謂詞表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示三、一階謂詞的知識(shí)表示：1、用謂詞表示事實(shí)：此時(shí)的個(gè)體變?cè)么_定值2、用謂詞表示狀態(tài)：?jiǎn)栴}的狀態(tài)可用語句來描述，而語句可用謂詞來表示。3、用謂詞表示操作：操作由兩個(gè)部分組成（條件和動(dòng)作）第四節(jié)謂詞表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示三、一階謂詞67第四章人工智能中的知識(shí)表示例如：表示變電所中負(fù)荷的供電狀態(tài)，如圖所示：在母線帶電，斷路器、刀閘1、2均處于合位時(shí)，負(fù)荷才能供電，用謂詞公式表示如下：LINK(Breaker,Switch1)LINK(Switch1,Bus)LINK(Switch2,Breaker)LIVE(Bus)CLOSE(Breaker)CLOSE(Switch1)CLOSE(Switch2)busSwitch1BreakerSwitch2操作的條件：LINK(Breaker,Switch1)LINK(Switch1,Bus)OPEN(Breaker)CLOSE(Switch1)操作后應(yīng)刪去：CLOSE(Switch1)增加：

OPEN(Switch1)操作：OPEN(Switch1)第四章人工智能中的知識(shí)表示例如：表示變電所中負(fù)荷的供電狀態(tài)68第四節(jié)謂詞表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示四、謂詞邏輯表示法的特點(diǎn)嚴(yán)格性：可保證其演繹推理的正確性，可較精確地表達(dá)知識(shí)通用性：擁有通用的邏輯演算的方法和推理規(guī)則自然性：接近于自然語言的形式語言模塊性：一個(gè)謂詞可獨(dú)立地插入知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)缺點(diǎn)：無法表達(dá)不確定性及模糊性知識(shí)，推理效率低第四節(jié)謂詞表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示四、謂詞邏輯69第五節(jié)其它表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示一、語義網(wǎng)絡(luò)表示法：是以網(wǎng)絡(luò)格式表示人類知識(shí)構(gòu)造的一種形式是一種基于廣義圖的表示方法語義網(wǎng)絡(luò)是通過概念及其語義關(guān)系表達(dá)知識(shí)的一種網(wǎng)絡(luò)圖節(jié)點(diǎn)：表示所研究領(lǐng)域中的物體、概念、特性值?。罕硎舅鼈冎g的關(guān)系指針：說明這種關(guān)系（如隸屬、性能）的語句網(wǎng)絡(luò)圖第五節(jié)其它表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示一、語義網(wǎng)絡(luò)70第五節(jié)其它表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示二、特性表表示法：是一種用特征及值組成的表格形式表達(dá)所研究問題的對(duì)象的性質(zhì)、狀態(tài)的知識(shí)表示方法，是框架的一種特例。特征姓名性別出生

值不同研究的問題有不同的特征項(xiàng)，簡(jiǎn)單、直觀。第五節(jié)其它表示法第四章人工智能中的知識(shí)表示二、特性表表71第四章人工智能中的知識(shí)表示面向?qū)ο笾R(shí)表示法面向?qū)ο蠹夹g(shù):包括面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法學(xué),面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù),面向?qū)ο蟛僮飨到y(tǒng),面向?qū)ο筌浖_發(fā)環(huán)境,面向?qū)ο笥布С?第四章人工智能中的知識(shí)表示面向?qū)ο笾R(shí)表示法面向?qū)ο蠹夹g(shù):72第四章人工智能中的知識(shí)表示面向?qū)ο蠡靖拍?、對(duì)象：從廣義講，任何事物從問題求解角度講，是與問題領(lǐng)域有關(guān)的事物從對(duì)象的實(shí)現(xiàn)機(jī)制講，是一臺(tái)機(jī)器，它有一個(gè)名字，一組數(shù)據(jù)，一組操作，不同對(duì)象之間的相互作用通過傳消息實(shí)現(xiàn)。其中：數(shù)據(jù)：表示對(duì)象的狀態(tài)操作：一類用于對(duì)數(shù)據(jù)的操作，改變對(duì)象的狀態(tài)二類用于產(chǎn)生輸出結(jié)果對(duì)象是一個(gè)具有局部狀態(tài)和一個(gè)操作集合的實(shí)體，且數(shù)據(jù)與操作是不可分的。

第四章人工智能中的知識(shí)表示面向?qū)ο蠡靖拍?3第四章人工智能中的知識(shí)表示2、類：是一種抽象機(jī)制，它是對(duì)一組相似對(duì)象的抽象3、封裝：把一切屬于對(duì)象的信息和操作局限于對(duì)象內(nèi)，在外面不可見。屬于信息隱藏技術(shù)4、繼承：在由超類、子類以及具體具體對(duì)象所形成的層次結(jié)構(gòu)中，父類所具有的數(shù)據(jù)和操作，可被子類繼承面向?qū)ο蟮幕咎卣鳎耗K性、繼承性、封裝性、多態(tài)性、易維護(hù)性、便于增量設(shè)計(jì)第四章人工智能中的知識(shí)表示2、類：是一種抽象機(jī)制，它是對(duì)一74第四章人工智能中的知識(shí)表示表示知識(shí)方法結(jié)構(gòu)形式：Class

<類名>[:<超類名>]

[<類變量表>]Structure

<對(duì)象的靜態(tài)結(jié)構(gòu)描述>Method

<關(guān)于對(duì)象的操作定義>Restraint

<限制條件>

END

第四章人工智能中的知識(shí)表示表示知識(shí)方法75面向?qū)ο蠓椒ㄔ陔娏ο到y(tǒng)中的應(yīng)用面向?qū)ο蠓椒ㄔ陔娏ο到y(tǒng)中的應(yīng)用76第六章推理技術(shù)推理技術(shù):是指利用表達(dá)與問題有關(guān)的知識(shí)的符號(hào)在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行機(jī)器思維，求解問題，實(shí)現(xiàn)推理的智能操作的各種方法。分為：精確推理和不精確推理二類。第六章推理技術(shù)推理技術(shù):是指利用表達(dá)與問題有關(guān)的知識(shí)的符77第一節(jié)精確推理精確推理包括：正向推理、反向推理和混合推理一、正向推理——由原始數(shù)據(jù)出發(fā)，按照一定的策略，運(yùn)用知識(shí)庫(kù)中的專家知識(shí)推斷出結(jié)論。——若用產(chǎn)生式表示法表示知識(shí)，則正向推理就是從問題的前提（事實(shí)）出發(fā)，根據(jù)選定的搜索策略選擇知識(shí)庫(kù)中的規(guī)則，將事實(shí)與規(guī)則的前提去匹配，不斷得到新的事實(shí)，直到找到目標(biāo)或規(guī)則用完為止。屬數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)策略第一節(jié)精確推理精確推理包括：正向推理、反向推理和混合推理78正向推理-簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)、目的性不強(qiáng)數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)庫(kù)12345前提1前提2前提3前提4前提5結(jié)論1結(jié)論2結(jié)論3結(jié)論4結(jié)論5事實(shí)1事實(shí)2事實(shí)3正向推理-簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)、目的性不強(qiáng)數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)庫(kù)12345前提79二、反向推理——先提出假設(shè)結(jié)論，按照一定的策略，到知識(shí)庫(kù)中去找支持此結(jié)論的條件，再到數(shù)據(jù)庫(kù)里去找這些條件是否存在？當(dāng)條件在數(shù)據(jù)庫(kù)中時(shí)，則此假設(shè)結(jié)論成立推理成功。否則重新假設(shè)結(jié)論，直到找到條件為止。屬目標(biāo)驅(qū)動(dòng)策略二、反向推理——先提出假設(shè)結(jié)論，按照一定的策略，到知識(shí)庫(kù)中去80反向推理-有盲目性數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)庫(kù)12345前提1前提2前提3前提4前提5結(jié)論1結(jié)論2結(jié)論3結(jié)論4結(jié)論5事實(shí)1事實(shí)2事實(shí)3反向推理-有盲目性數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)庫(kù)12345前提1前提2前提3前81正反向混合推理正向正向反向反向中間結(jié)果相遇應(yīng)用：1）條件不足

2）事實(shí)的可信度不高

3）懷疑是否有其它結(jié)論正反向混合推理正向正向反向反向中間結(jié)果相遇應(yīng)用：1）條件不足82沖突消解策略在推理過程中，系統(tǒng)要不斷地用當(dāng)前已知的事實(shí)與知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)進(jìn)行匹配，可能出現(xiàn)以下三中情況：1）已知事實(shí)不能與知識(shí)庫(kù)中的任何知識(shí)匹配成功2）已知事實(shí)恰好與知識(shí)庫(kù)中的一條知識(shí)匹配成功3）已知事實(shí)可與知識(shí)庫(kù)中的多個(gè)知識(shí)匹配成功，或有多個(gè)已知事實(shí)與知識(shí)庫(kù)中的某一個(gè)知識(shí)匹配成功，或有多個(gè)已知事實(shí)與知識(shí)庫(kù)中的多個(gè)知識(shí)匹配成功。（稱這種情況為發(fā)生沖突，解決沖突的過程稱為沖突消解）沖突消解策略在推理過程中，系統(tǒng)要不斷地用當(dāng)前已知的事實(shí)與知識(shí)83沖突消解辦法-對(duì)知識(shí)進(jìn)行排序1、特殊優(yōu)先策略2、新知識(shí)優(yōu)先策略3、差異性優(yōu)先策略沖突消解辦法-對(duì)知識(shí)進(jìn)行排序1、特殊優(yōu)先策略2、新知識(shí)優(yōu)先策84不精確推理基本框架:1、定量描述知識(shí)的不確定性IFATHENB

f(B,A)用圖表示為：ABf(B,A)規(guī)則的前提條件規(guī)則的結(jié)論規(guī)則的強(qiáng)度不精確推理基本框架:1、定量描述知識(shí)的不確定性IFA85不精確推理A為真時(shí)，B為真，f(B,A)為最大值A(chǔ)為真時(shí)，B為假，f(B,A)為最小值A(chǔ)對(duì)B無影響，f(B,A)為單位元f(B,A)一般由領(lǐng)域?qū)＜医o出不精確推理A為真時(shí)，B為真，f(B,A)為最大值f(B,A)862、定量描述命題A的不確定性不精確推理用c(A)表示，刻劃命題為真的程度A為真c(A)為最大值A(chǔ)為假c(A)為最小值A(chǔ)未知c(A)為單位元原始證據(jù)的不確定性一般由用戶提供。2、定量描述命題A的不確定性不精確推理用c(A)表示，刻劃命87不精確推理1)證據(jù)的合成：c1(A)，新的c2(A)，如何更新？2)證據(jù)的邏輯組合：c(A1andA2)=g1(c(A1),c(A2))c(A1orA2)=g2(c(A1),c(A2))3)確定規(guī)則結(jié)論部分的不確定性：由c(A)和f(B,A),求c(B)3、基本算法的定義不精確推理1)證據(jù)的合成：c1(A)，新的c2(A)，如何88第七章專家系統(tǒng)的研制建好一個(gè)專家系統(tǒng)的關(guān)鍵：1）總結(jié)領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)2）選用合適的知識(shí)表示方法3）選用合適的推理方法領(lǐng)域?qū)＜遗c知識(shí)工程師的密切配合領(lǐng)域?qū)＜抑R(shí)工程師

專家系統(tǒng)詢問問題分析、解答總結(jié)經(jīng)驗(yàn)寫成規(guī)則確定策略第七章專家系統(tǒng)的研制建好一個(gè)專家系統(tǒng)的關(guān)鍵：1）總結(jié)領(lǐng)域的89專家系統(tǒng)的分類解釋型診斷型預(yù)測(cè)型規(guī)劃型設(shè)計(jì)型監(jiān)測(cè)型教育型專家系統(tǒng)的分類解釋型90專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)的三個(gè)階段第一：可行性研究第二：生成專家系統(tǒng)原型第三：生成實(shí)用專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)的三個(gè)階段第一：可行性研究91第二：建造原型專家系統(tǒng)的步驟認(rèn)識(shí)問題特征找出概念建立關(guān)系設(shè)計(jì)組織知識(shí)結(jié)構(gòu)編制軟件檢驗(yàn)知識(shí)庫(kù)及系統(tǒng)的功能再認(rèn)識(shí)再分析再設(shè)計(jì)再改造提出要求形成概念原型系統(tǒng)認(rèn)識(shí)階段概念化階段形式化階段實(shí)現(xiàn)階段測(cè)試階段建立知識(shí)表示推理方法第二：建造原型專家系統(tǒng)的步驟認(rèn)識(shí)找出概設(shè)計(jì)組編制檢驗(yàn)知識(shí)再認(rèn)92第八章專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用第一節(jié)應(yīng)用的必要性和意義隨著電力系統(tǒng)規(guī)模由小__大,由簡(jiǎn)單__復(fù)雜的發(fā)展過程，電力系統(tǒng)的分析方法也經(jīng)歷了幾個(gè)階段：1、在系統(tǒng)規(guī)模小、計(jì)算機(jī)未廣泛應(yīng)用，此階段著重研究：

元件的數(shù)學(xué)模型及電力系統(tǒng)定性解的方法；2、系統(tǒng)不斷擴(kuò)大，運(yùn)行復(fù)雜性不斷增加，由于定性分析已不能正確地、完整地反映實(shí)際情況，另外計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展。此階段將系統(tǒng)作為整體研究，建立整體數(shù)學(xué)模型；3、大系統(tǒng)安全性很突出，故障后影響面大，即系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性要求：要研究在線控制問題。第八章專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用第一節(jié)應(yīng)用的必要性和意93第八章專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用第一節(jié)應(yīng)用的必要性和意義大機(jī)組、大系統(tǒng)、大電網(wǎng)的精確規(guī)劃、設(shè)計(jì)及運(yùn)行中存在許多特殊問題：1、有些問題沒有精確的數(shù)學(xué)模型，例如：元件及系統(tǒng)的故障診斷；2、系統(tǒng)規(guī)模太大，情況太復(fù)雜，求解太困難，如：大系統(tǒng)的信息報(bào)警處理，優(yōu)化設(shè)計(jì)問題（約束多）；3、有些問題的求解不能用數(shù)學(xué)形式表示，而是經(jīng)驗(yàn)性的、啟發(fā)式的、直覺的，如運(yùn)行操作。