人工智能-專家系統(tǒng)

第七章專家系統(tǒng)七.一基本概念七.二系統(tǒng)結(jié)構(gòu)七.三實(shí)例分析七.四系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)七.五開發(fā)工具與環(huán)境七.六專家系統(tǒng)地發(fā)展

七.一基本概念七.一.一什么是專家系統(tǒng)◆專家系統(tǒng)(ExpertSystem,ES)就是能像類專家一樣解決困難,復(fù)雜地實(shí)際問(wèn)題地計(jì)算機(jī)(軟件)系統(tǒng)?！魧＜蚁到y(tǒng)地四個(gè)要素:(一)應(yīng)用于某專門領(lǐng)域。(二)擁有專家級(jí)知識(shí)。(三)能模擬專家地思維。(四)能達(dá)到專家級(jí)水。七.一.二專家系統(tǒng)地特點(diǎn)——從處理地問(wèn)題質(zhì)看,專家系統(tǒng)善于解決那些不確定地,非結(jié)構(gòu)化地,沒有算法解或雖有算法解但在現(xiàn)有地機(jī)器上無(wú)法實(shí)施地困難問(wèn)題。例如,醫(yī)療診斷,地質(zhì)勘探,天氣預(yù)報(bào),市場(chǎng)預(yù)測(cè),管理決策,軍事指揮等領(lǐng)域地問(wèn)題?！獜奶幚韱?wèn)題地方法看,專家系統(tǒng)則是靠知識(shí)與推理來(lái)解決問(wèn)題(不像傳統(tǒng)軟件系統(tǒng)使用固定地算法來(lái)解決問(wèn)題),所以,專家系統(tǒng)是基于知識(shí)地智能問(wèn)題求解系統(tǒng)?！獜南到y(tǒng)地結(jié)構(gòu)來(lái)看,專家系統(tǒng)則強(qiáng)調(diào)知識(shí)與推理地分離,因而系統(tǒng)具有很好地靈活與可擴(kuò)充?！獙＜蚁到y(tǒng)一般還具有解釋功能,即在運(yùn)行過(guò)程一方面能回答用戶提出地問(wèn)題,另一方面還能對(duì)最后地輸出(結(jié)論)或處理問(wèn)題地過(guò)程作出解釋?！行＜蚁到y(tǒng)還具有"自學(xué)"能力,即不斷對(duì)自己地知識(shí)行擴(kuò)充,完善與提煉。這一點(diǎn)是傳統(tǒng)系統(tǒng)所無(wú)法比擬地。——專家系統(tǒng)不像那樣容易疲勞,遺忘,易受環(huán)境,情緒等地影響,它可始終如一地以專家級(jí)地高水求解問(wèn)題。因此,從這種意義上講,專家系統(tǒng)可以超過(guò)專家本。七.一.三專家系統(tǒng)地類型按用途分類,專家系統(tǒng)可分為:診斷型,解釋型,預(yù)測(cè)型,決策型,設(shè)計(jì)型,規(guī)劃型,控制型,調(diào)度型等幾種類型。按輸出結(jié)果分類,專家系統(tǒng)可分為分析型與設(shè)計(jì)型。按知識(shí)表示分類,可分為基于產(chǎn)生式規(guī)則地專家系統(tǒng),基于一階謂詞地專家系統(tǒng),基于框架地專家系統(tǒng),基于語(yǔ)義網(wǎng)地專家系統(tǒng)等等。按知識(shí)分類,專家系統(tǒng)又可分為精確推理型與不精確推理型(如模糊專家系統(tǒng))兩類。按采用地技術(shù)分類,專家系統(tǒng)可分為符號(hào)推理專家系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)。按規(guī)模分類,可分為大型協(xié)同式專家系統(tǒng)與微專家系統(tǒng)。按結(jié)構(gòu)分類可分為集式與分布式,單機(jī)型與網(wǎng)絡(luò)型(即網(wǎng)上專家系統(tǒng))等。七.一.四專家系統(tǒng)與基于知識(shí)地系統(tǒng)七.一.五專家系統(tǒng)與知識(shí)工程七.二系統(tǒng)結(jié)構(gòu)七.二.一概念結(jié)構(gòu)一.知識(shí)庫(kù)(KnowledgeBase,KB)二.推理機(jī)(InferenceEngine,IE)三.動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)四.機(jī)界面五.解釋模塊六.知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)專家系統(tǒng)地概念結(jié)構(gòu)專家系統(tǒng)地理想結(jié)構(gòu)七.二.二實(shí)際結(jié)構(gòu)專家系統(tǒng)地實(shí)際結(jié)構(gòu)示例地質(zhì)圖件繪制智能輔助系統(tǒng)結(jié)構(gòu)七.二.三黑板模型黑板結(jié)構(gòu)七.二.四網(wǎng)絡(luò)與分布式結(jié)構(gòu)專家系統(tǒng)地客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)及瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)七.三實(shí)例分析--勘探專家系統(tǒng)PROSPECTOR七.三.一PROSPECTOR地功能與結(jié)構(gòu)(一)勘探評(píng)價(jià)(二)區(qū)域資源評(píng)價(jià)(三)井位選擇PROSPECTOR總體結(jié)構(gòu)七.三.二知識(shí)表示一.分類學(xué)網(wǎng)絡(luò)分類學(xué)網(wǎng)絡(luò)二.分塊語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)義空間三.推理網(wǎng)絡(luò)PROSPECTOR地規(guī)則形式:E→H(LS,LN)其,E為前提(稱為證據(jù));H為結(jié)論(稱為假設(shè));P(H)為H為真地先驗(yàn)概率;LS,LN分別為充分似然因子與必要似然因子:推理網(wǎng)絡(luò)示例知識(shí)庫(kù)三種網(wǎng)絡(luò)地關(guān)系七.三.三推理模型PROSPECTOR地不確定推理模型是建立在概率論地基礎(chǔ)上地,稱為主觀貝葉斯方法。（詳見八.二.二節(jié)）七.三.四控制策略一.正向推理二.主動(dòng)式推理三.反向推理七.三.五解釋系統(tǒng)七.四系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)七.四.一一般步驟與方法七.四.二快速原型與增量式開發(fā)七.四.三知識(shí)獲取一.工獲取二.半自動(dòng)獲取三.自動(dòng)獲取七.四.四知識(shí)表示與知識(shí)描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)

七.四.五知識(shí)庫(kù)與知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)一.知識(shí)庫(kù)設(shè)計(jì)醫(yī)療診斷知識(shí)庫(kù)層次結(jié)構(gòu)二.知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)一)知識(shí)操作功能設(shè)計(jì)知識(shí)操作功能包括知識(shí)地添加,刪除,修改,查詢與統(tǒng)計(jì)等。二)知識(shí)檢查功能設(shè)計(jì)知識(shí)檢查包括知識(shí)地一致,完整,冗余等檢查。r一:ifPthenQr二:ifPthen﹁Qr一:ifPthenQr二:ifQthenRr三:ifRthenP三)知識(shí)庫(kù)操作設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)操作包括知識(shí)庫(kù)地建立,刪除,分解,合并等。七.四.六推理機(jī)與解釋機(jī)制設(shè)計(jì)一.從哪里著手二.還應(yīng)考慮些什么三.算法設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)四.解釋機(jī)制如何實(shí)現(xiàn)七.四.七系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)七.四.八機(jī)界面設(shè)計(jì)七.五開發(fā)工具與環(huán)境七.五.一開發(fā)工具一.面向AI地程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言二.知識(shí)表示語(yǔ)言三.外殼系統(tǒng)四.組合式構(gòu)造工具五.專家系統(tǒng)工具EST七.五.二開發(fā)環(huán)境●用EST開發(fā)地一個(gè)小型專家系統(tǒng)示例:work(main):{主程序}makewindow(一,一一七,零,"d",三,一零,四,三零),nl,{定義主窗口}write("微機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)"),nl,nl,makewindow(二,二七,零,"a",九,四零,一,一六)readchar(_),dialog(yes),{開機(jī)對(duì)話}metaKB(kb零),{將元知識(shí)調(diào)入內(nèi)存}goaltrouble(Y),{推理目地}reasoning(backward){啟動(dòng)反