專家系統(tǒng)人工智能

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1、6.1 概 述6.2 基 于 規(guī) 則 的 專 家 系 統(tǒng)6.3 基 于 框 架 的 專 家 系 統(tǒng)6.4 基 于 模 型 的 專 家 系 統(tǒng)6.5 基 于 Web的 專 家 系 統(tǒng)6.6 新 型 專 家 系 統(tǒng)6.7 專 家 系 統(tǒng) 設(shè) 計6.8 專 家 系 統(tǒng) 開 發(fā) 工 具6.9 小 結(jié) CISIC 2 Experts are people who are very familiar with solving specific types of problems. Expert system is an intelligent computer program that can perfo

2、rm special and difficult task in some field at the level of human experts. Expert system has been one of most active and important application fields of AI.Expert systems are mostly domain specific.Expert system has a very wide field of applications. CISIC 3 費 根 鮑 姆 把 專 家 系 統(tǒng) 定 義 為 一 個 應(yīng) 用 知 識 和 推 理

3、 過 程 來 求 解需 要 大 量 的 人 類 專 家 解 決 難 題 經(jīng) 驗 的 智 能 計 算 機 程 序 。專 家 系 統(tǒng) 是 一 個 具 有 大 量 的 專 門 知 識 與 經(jīng) 驗 的 程 序 系 統(tǒng) ， 它應(yīng) 用 人 工 智 能 技 術(shù) 和 計 算 機 技 術(shù) ， 根 據(jù) 某 領(lǐng) 域 一 個 或 多 個 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 便 解 決 那 些 需 要 人 類 專 家 才 能 處 理 好 的 復(fù) 雜 問 題 。專 家 系 統(tǒng) 是 模 擬 人 類 專 家 解 決 領(lǐng) 域 問 題 的 計

4、 算 機 程 序 系 統(tǒng) 。專 家 系 統(tǒng) 的 基 本 功 能 取 決 于 它 所 含 有 的 知 識 ， 因 此 也 把 專 家系 統(tǒng) 稱 為 基 于 知 識 的 系 統(tǒng) （ knowledge-based system） 。 CISIC 4 Feature of Expert System (ES) Heuristic 啟 發(fā) 性專 家 系 統(tǒng) 要 解 決 的 問 題 ， 其 結(jié) 構(gòu) 往 往 是 不 合 理 的 ，其 問 題 求 解 （ problem-solving） 知 識 不 僅 包 括理 論 知 識 和 常 識 ， 而 且 包 括 專 家 本 人 的 啟 發(fā) 知 識 。 Use h

5、euristic knowledge of expert to make inference, judgment, decision and conclusion. CISIC 5 Transparency 透 明 性Expert system can interpret its own inference process and answer users queries, so that user can understand the inference process， enhance the believe to ES。問 題 求 解 過 程 中 知 識 應(yīng) 用 的 合 理 性 可 由

6、檢 驗 專 家系 統(tǒng) 的 解 釋 推 理 路 徑 來 驗 證 。 CISIC 6 Flexibility 靈 活 性Ability to extend and enrich the KB, and self-learning ability專 家 系 統(tǒng) 的 靈 活 性 是 指 它 的 擴 展 和 豐 富 知 識 庫 的能 力 ， 以 及 改 善 非 編 程 狀 態(tài) 下 的 系 統(tǒng) 性 能 ， 即 自學(xué) 習(xí) 能 力 。Reasoning Machine can select various relative knowledge from KB and construct problem sol

7、ving sequences according to the particulars of the specific solved problems. CISIC 7 Provides consistent answers for repetitive decisions, processes and tasks Holds and maintains significant levels of information Encourages organizations to clarify the logic of their decision-making Never forgets to

8、 ask a question, as a human might CISIC 8 能 高 效 、 準(zhǔn) 確 、 周 到 、 迅 速 和 不 知 疲 倦 地 工 作 。專 家 系 統(tǒng) 解 決 實 際 問 題 時 不 受 周 圍 環(huán) 境 的 影 響 ， 也不 會 遺 漏 和 忘 記 。使 專 家 的 專 長 不 受 時 間 和 空 間 的 限 制 ， 以 便 推 廣 珍貴 和 稀 缺 的 專 家 知 識 與 經(jīng) 驗 。專 家 系 統(tǒng) 能 促 進 各 領(lǐng) 域 的 發(fā) 展 ， 使 各 領(lǐng) 域 專 家 的 專業(yè) 知 識 和 經(jīng) 驗 得 到 總 結(jié) 和 精 煉 ， 能 夠 廣 泛 有 力 地 傳播 專 家

9、 的 知 識 、 經(jīng) 驗 和 能 力 。 CISIC 9 專 家 系 統(tǒng) 能 匯 集 多 領(lǐng) 域 專 家 的 知 識 和 經(jīng) 驗 以及 他 們 協(xié) 作 解 決 重 大 問 題 的 能 力 。軍 事 專 家 系 統(tǒng) 的 水 平 是 一 個 國 家 國 防 現(xiàn) 代 化的 重 要 標(biāo) 志 之 一 。專 家 系 統(tǒng) 的 研 制 和 應(yīng) 用 ， 具 有 巨 大 的 經(jīng) 濟 效益 和 社 會 效 益 。研 究 專 家 系 統(tǒng) 能 夠 促 進 整 個 科 學(xué) 技 術(shù) 的 發(fā) 展 。專 家 系 統(tǒng) 對 人 工 智 能 各 個 領(lǐng) 域 的 發(fā) 展 起 了 很大 的 促 進 作 用 ， 并 將 對 科 技 、 經(jīng)

10、 濟 、 國 防 、教 育 、 社 會 和 人 民 生 活 產(chǎn) 生 極 其 深 遠 的 影 響 。 CISIC 10 定 義 ： 指 專 家 系 統(tǒng) 各 組 成 部 分 的 構(gòu) 造 方 法 和 組 織形 式專 家 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu)Fig 6.1 Simplified block diagram of expert systemExpertise K nowledge BaseInputor Query Reasoning Machine Answer CISIC 11圖 6.2 理 想 專 家 系 統(tǒng) 的 結(jié) 構(gòu) 圖 接口用戶事實規(guī)則計劃議程中間解黑板知識庫解釋器執(zhí)行器調(diào)度器協(xié)調(diào)器 CISIC

11、12 Knowledge BaseGlobal DatabaseReasoning MachineExplanatorInterface CISIC 13 1. Design of Initial Knowledge Base Problem identification Knowledge conceptualization Concept formulization Rule formulation Rule validation CISIC 14 2. Development (2) FH規(guī)則 ; (3) HH規(guī) 則 CISIC 49 結(jié) 論 的 分 級 與 選 擇詢 問 問 題 的 策

12、 略固 定 的 順 序根 據(jù) 具 體 情 況 作 出 某 種 選 擇決 策 的 解 釋對 系 統(tǒng) 設(shè) 計 者 的 解 釋對 系 統(tǒng) 使 用 者 的 解 釋 CISIC 50 專 家 系 統(tǒng) 工 具 是 一 種 更 高 級 的 計 算 機 程 序設(shè) 計 語 言現(xiàn) 有 的 專 家 系 統(tǒng) 工 具 ， 主 要 分 為 骨 架 型 工具 、 語 言 型 工 具 、 構(gòu) 造 輔 助 工 具 和 支 撐 環(huán)境 等 4類 CISIC 51 定 義 只 保 留 原 系 統(tǒng) 獨 立 于 問 題 領(lǐng) 域 知 識 的 推 理機 部 分 形 成 的 工 具 稱 為 骨 架優(yōu) 點 使 用 方 便 ， 節(jié) 省 在 開 發(fā)

13、 系 統(tǒng) 的 過 程 結(jié) 構(gòu) 上的 時 間 ， 提 高 開 發(fā) 效 率 ， 交 互 性 好 ， 提 供 很 強 的對 結(jié) 果 進 行 解 釋 的 功 能問 題 及 缺 點實 例 ： EMYCIN CISIC 52 與 骨 架 型 的 對 比 優(yōu) 點 ： 結(jié) 構(gòu) 變 化 范 圍 廣 泛 ， 表 示 靈 活 ， 所 適 應(yīng) 的范 圍 廣 泛 。問 題 及 缺 點 ： 功 能 上 的 通 用 性 與 使 用 上 的 方 便 性的 矛 盾 造 成 一 些 問 題 和 缺 點實 例 ： OPS5、 CLIPS等 CISIC 53 主 要 分 兩 類 設(shè) 計 輔 助 工 具 ， 知 識 獲 取 輔 助 工

14、具實 例 ： AGE系 統(tǒng) 、 TEIRESIAS4. 支 撐 環(huán) 境v支 撐 設(shè) 施 是 指 幫 助 進 行 程 序 設(shè) 計 的 工 具v四 個 典 型 組 件 ： 調(diào) 試 輔 助 工 具 、 輸 入 輸出 設(shè) 施 、 解 釋 設(shè) 施 和 知 識 庫 編 輯 器 。 CISIC 54 本 章 首 先 研 究 了 專 家 系 統(tǒng) 的 基 本 問 題接 著 討 論 了 基 于 不 同 技 術(shù) (規(guī) 則 、 框 架 、模 型 )建 立 的 專 家 系 統(tǒng)第 六 節(jié) 歸 納 了 新 型 專 家 系 統(tǒng)第 七 節(jié) 介 紹 了 專 家 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計第 八 節(jié) 簡 介 了 4種 主 要 開 發(fā) 工 具