《专家系统》PPT课件.ppt

专 家 系 统 是 人 工 智 能 应 用 研 究 的 一 个 重 要 分 支20世 纪 60年 代 末 ， Feigenbaum等 人 研 制 成 功 第 一 个 专 家系 统 DENDRAL专 家 系 统 已 被 成 功 地 运 用 到 工 业 、 农 业 、 地 质 矿 产 业 、 科学 技 术 、 医 疗 、 教 育 、 军 事 等 众 多 领 域实 现 了 人 工 智 能 从 理 论 研 究 走 向 实 际 应 用 成 为 人 工 智 能 应用 研 究 中 最 活 跃 、 也 最 有 成 效 的 一 个 重 要 领 域 。 1.产 生 与 发 展 过 程 1968年 世 界 上 的 第 一 个 专 家 系 统 DENDRAL在 Stanford大 学 研 发 成功 。 专 家 系 统 的 诞 生 。 20世 纪 60年 代 末 ， MIT开 始 研 究 用 于 解 决 复 杂 微 积 分 运 算 和 数 学 推导 的 专 家 系 统 MACSYMA。 Carnegie Mellon 在 同 一 时 期 也 开 发 了 一 个 用 于 语 音 识 别 的 专 家 系统 HEARSAY， 并 相 继 研 发 成 功 HEARSAYII和 HEARSAYIII。 1974年 ， Pittsburgh大 学 研 制 成 功 内 科 病 诊 断 咨 询 系 统 INTERNIST，并 在 以 后 对 其 不 断 完 善 ， 使 之 发 展 成 专 家 系 统 CADUCEUS。 8.1.1 专 家 系 统 的 产 生 与 发 展 1976年 ， 专 家 系 统 MYCIN由 Stanford的 E.H.Shortliffe开 发 成 功 : 设 计 目 的 ： 为 细 菌 感 染 疾 病 提 供 抗 菌 剂 治 疗 建 议 首 次 使 用 ： 知 识 库 推 理 方 式 ： 不 确 定 性 的 表 示 和 处 理 ， 采 用 了 可 信 度 的 方 法 。1976年 ， Stanford大 学 的 R.O.Duda等 人 研 制 成 功 一 个 探 矿 专 家 系统 ROSPECTOR 矿 床 模 型 按 计 算 机 能 解 释 的 形 式 编 码 利 用 这 些 模 型 进 行 推 理 达 到 勘 探 评 价 、 区 域 资 源 估 值 、 钻 井 井 位 选 择 的 目 的8.1 专 家 系 统 概 述 8.1.1 专 家 系 统 的 产 生 与 发 展 2. 专 家 系 统 的 成 就 由 DEC公 司 和 Carnegie Mellon大 学 合 作 研 发 的 专 家 系 统 XCON，是 一 个 用 于 为 VAX计 算 机 系 统 制 定 硬 件 配 置 方 案 的 商 用 系 统 ， 创 造 了巨 大 的 经 济 效 益 。 ACE是 由 贝 尔 实 验 室 于 80年 代 初 开 发 的 一 个 用 于 设 备 错 误 诊 断 的专 家 系 统 ， 用 于 定 位 和 识 别 在 电 话 网 络 中 的 故 障 点 。 DELTA则 是 由 通 用 电 气 公 司 在 80年 代 中 期 开 发 的 错 误 诊 断 系 统 ，以 帮 助 维 修 人 员 发 现 在 柴 油 发 电 机 中 的 故 障 。8.1 专 家 系 统 概 述 8.1.1 专 家 系 统 的 产 生 与 发 展 3. 中 国 的 情 况 我 国 专 家 系 统 的 研 发 起 步 于 20世 纪 80年 代 ， 开 发 成 功 了 许 多 具 有实 用 价 值 的 应 用 型 专 家 系 统 。8.1 专 家 系 统 概 述 8.1.1 专 家 系 统 的 产 生 与 发 展 4. 需 要 进 一 步 研 究 并 加 以 解 决 的 问 题 知 识 的 自 动 获 取 方 法 深 层 知 识 的 表 示 和 利 用 方 法 分 布 式 知 识 的 处 理 方 法 知 识 的 完 备 性8.1 专 家 系 统 概 述 8.1.1 专 家 系 统 的 产 生 与 发 展 专 家 系 统 是 一 种 具 有 大 量 专 门 知 识 与 经 验 的 智 能 程 序 系 统 能 运 用 某 个 领 域 一 个 或 多 个 专 家 多 年 积 累 的 经 验 和 专门 知 识 ， 模 拟 领 域 专 家 求 解 问 题 时 的 思 维 过 程 ， 以 解 决 该领 域 中 的 各 种 复 杂 问 题 也 就 是 说 ， 专 家 系 统 具 有 三 个 方 面 的 含 义 ：8.1 专 家 系 统 概 述8.1.2 专 家 系 统 的 定 义 能 运 用 专 家 知 识 和 经 验 进 行 推 理 的 启 发 式 程 序 系 统 必 须 包 含 有 大 量 专 家 水 平 的 领 域 知 识 ， 并 能 在 运 行 过 程中 不 断 地 对 这 些 知 识 进 行 更 新 。 能 应 用 人 工 智 能 技 术 模 拟 人 类 专 家 求 解 问 题 的 推 理 过 程 。 8.1 专 家 系 统 概 述8.1.2 专 家 系 统 的 定 义 1. 按 专 家 系 统 特 性 和 处 理 问 题 的 类 型 分 类 F.Heyes-Roth等 人 按 照 专 家 系 统 的 特 性 及 处 理 问 题的 类 型 ， 将 专 家 系 统 分 为 以 下 10种 类 型 。 （ 1） 解 释 型 ： 对 已 知 信 息 和 数 据 进 行 分 析 和 推 理 ， 给 出相 应 解 释 的 。 （ 2） 诊 断 型 ： 根 据 输 入 系 统 的 有 关 被 诊 断 对 象 的 信 息 ，推 断 出 产 生 故 障 的 原 因 ， 给 出 排 除 故 障 方 法 的 一 类 专 家 系统 。 8.1 专 家 系 统 概 述8.1.3 专 家 系 统 的 种 类 （ 3） 设 计 型 ： 根 据 用 户 输 入 的 设 计 要 求 数 据 ， 求 解 出 满足 设 计 要 求 的 目 标 配 置 方 案 的 一 种 专 家 系 统 。（ 4） 预 测 型 ： 通 过 对 过 去 知 识 以 及 当 前 的 事 实 与 数 据 进行 分 析 ， 推 断 未 来 情 况 的 一 类 专 家 系 统 。（ 5） 规 划 型 ： 根 据 给 定 的 规 划 目 标 数 据 ， 制 定 出 某 个 能够 达 到 目 的 的 动 作 规 划 或 行 动 步 骤 的 一 类 专家 系 统 。8.1 专 家 系 统 概 述8.1.3 专 家 系 统 的 种 类 （ 6） 监 视 型 ： 这 是 一 类 用 于 对 被 检 控 对 象 进 行 实 时 地 、不 断 地 观 察 ， 并 能 观 察 到 情 况 及 时 做 出 适 当反 应 的 专 家 系 统 。（ 7） 控 制 型 ： 用 来 对 一 个 受 控 对 象 或 客 体 的 行 为 进 行 适当 的 调 节 与 管 理 ， 以 使 其 满 足 预 期 要 求 的 一类 专 家 系 统 。（ 8） 调 试 型 ： 对 失 灵 的 对 象 制 定 出 排 除 故 障 的 规 划 并 实施 排 除 的 一 类 专 家 系 统 。8.1 专 家 系 统 概 述8.1.3 专 家 系 统 的 种 类 （ 9)教 学 型 ： 是 一 类 可 根 据 学 生 学 习 的 特 点 ， 制 定 适 当的 教 学 计 划 和 教 学 方 法 ， 以 对 学 生 进 行 教 学 和 辅 导 的 专家 系 统 。 (10)修 理 型 ： 对 发 生 故 障 的 系 统 或 设 备 进 行 处 理 ， 使 其恢 复 正 常 工 作 的 一 类 专 家 系 统 。 8.1 专 家 系 统 概 述8.1.3 专 家 系 统 的 种 类 2、 按 系 统 的 体 系 结 构 分 类 (1)集 中 式 专 家 系 统 对 知 识 及 推 理 进 行 集 中 管 理 的 专 家 系 统 。 对 于 这 类专 家 系 统 ， 又 可 根 据 系 统 知 识 库 与 推 理 机 构 的 组 织 方 式 ，细 分 为 ： v层 次 式 结 构 专 家 系 统 ： 推 理 机 构 为 多 层 机 制 ， 推 理 方 式逐 层 推 理 ；8.1 专 家 系 统 概 述8.1.3 专 家 系 统 的 种 类 v深 浅 双 层 结 构 专 家 系 统 ： 知 识 库 由 两 个 子 知 识 库 构 成 ，一 个 称 为 深 层 知 识 库 ， 用 于 存 放 问 题 领 域 内 的 原 理 性 知 识 ，另 一 个 称 为 浅 层 知 识 库 ， 用 于 存 放 领 域 专 家 的 经 验 知 识 。v 多 层 聚 焦 结 构 专 家 系 统 ： 知 识 库 中 的 知 识 按 动 态 分 层组 织 的 形 式 进 行 管 理 。v 黑 板 结 构 类 型 的 专 家 系 统 ： 一 般 用 于 求 解 比 较 复 杂 的问 题 ， 通 常 具 有 多 个 知 识 库 和 多 个 推 理 机 。8.1 专 家 系 统 概 述8.1.3 专 家 系 统 的 种 类 (2) 分 布 式 专 家 系 统 将 知 识 库 或 /和 推 理 机 分 布 在 一 个 计 算 机 网 络 上 的 一 类 专 家 系统 。 主 要 特 点 ： 系 统 中 的 知 识 库 及 推 理 机 在 逻 辑 上 和 物 理 上 都 采 用一 种 分 布 结 构 ， 其 各 机 构 间 通 过 计 算 机 网 络 实 现 互 连 ， 并 在 求 解 问题 的 过 程 中 ， 相 互 通 信 、 相 互 协 作 。(3) 神 经 网 络 专 家 系 统 采 用 人 工 神 经 网 络 技 术 进 行 建 造 ， 以 神 经 网 络 为 体 系 结 构 实 现知 识 表 示 和 求 解 推 理 。 这 种 类 型 的 专 家 系 统 目 前 尚 处 于 研 究 阶 段 。(4) 符 号 系 统 与 神 经 网 络 相 结 合 的 专 家 系 统8.1 专 家 系 统 概 述8.1.3 专 家 系 统 的 种 类 在 总 体 上 ， 专 家 系 统 还 具 有 以 下 一 些 共 同 特 点 ：（ 1） 启 发 性 （ 2） 透 明 性 （ 3） 灵 活 性 （ 4） 交 互 性 （ 5） 推 理 有 效 性 （ 6） 复 杂 性 （ 7） 实 用 性 （ 8） 知 识 的 专 门 性 （ 9） 易 推 广8.1 专 家 系 统 概 述 8.1.4 专 家 系 统 的 一 般 特 点 8.2 专 家 系 统 的 基 本 结 构理 想 专 家 系 统 的 结 构 图 8.2 专 家 系 统 的 基 本 结 构专 家 系 统 简 化 结 构 图 8.2 专 家 系 统 的 基 本 结 构神 经 网 络 专 家 系 统 的 基 本 结 构 8.2 专 家 系 统 的 基 本 结 构 8.2.1 数 据 库 及 其 管 理 系 统 ， 又 称 综 合 数 据 库 ， 存 储 ： 有 关 领 域 问 题 的 初 始 事 实 问 题 描 述 以 及 系 统 推 理 过 程 中 得 到 的 种 种 中 间 状 态 或 结 果 系 统 的 目 标 结 果 8.2.2 知 识 库 及 其 管 理 系 统 ： 专 家 系 统 的 知 识 存 储 器 ， 存 储 ： 被 求 解 问 题 的 相 关 领 域 内 的 原 理 性 知 识 或 一 些 相 关 的 事 实 专 家 的 经 验 性 知 识 8.2.3 知 识 获 取 机 构 ， 一 个 重 要 部 分 ： 负 责 系 统 的 知 识 获 取 由 一 组 程 序 组 成 基 本 任 务 是 从 知 识 工 程 师 那 里 获 得 知 识 或 训 练 数 据 把 得 到 的 知 识 送 入 知 识 库 中 ， 并 确 保 知 识 的 一 致 性 及 完 整 性8.2 专 家 系 统 的 基 本 结 构 8.2.4 推 理 机 ： 专 家 系 统 在 解 决 问 题 时 的 思 维 推 理 核 心 是 一 组 程 序 用 以 模 拟 领 域 专 家 思 维 过 程 使 整 个 专 家 系 统 能 够 以 逻 辑 方 式 进 行 问 题 求 解 。 8.2.5 解 释 器 人 与 机 接 口 相 连 的 部 件 负 责 对 专 家 系 统 的 行 为 进 行 解 释 ， 通 过 人 机 接 口 界 面 提 供 给 用 户 。 8.2.6 人 机 接 口 专 家 系 统 的 另 一 个 关 键 组 成 部 分 专 家 系 统 与 外 界 进 行 通 讯 与 交 互 的 桥 梁 由 一 组 程 序 与 相 应 的 硬 件 组 成 。8.2 专 家 系 统 的 基 本 结 构 利 用 某 种 手 段 从 知 识 源 中 获 取 专 家 系 统 实 现 问 题 求 解所 需 的 专 门 知 识 ， 并 以 某 种 形 式 在 计 算 机 中 存 储 ， 满 足 领域 问 题 求 解 的 需 求 。 一 般 包 括 知 识 抽 取 、 表 示 、 输 入 和 检测 等 几 项 工 作 。1、 知 识 抽 取 把 蕴 含 于 多 个 知 识 源 中 的 知 识 进 行 分 析 、 识 别 、 理 解 、遴 选 、 归 纳 等 处 理 后 抽 取 出 来 ， 用 于 知 识 库 的 建 立 ； 知 识 源 是 指 专 家 系 统 知 识 的 来 源 ， 包 括 领 域 专 家 、 技术 报 告 、 课 本 教 材 、 相 关 论 文 、 实 例 研 究 、 经 验 数 据 及 系统 本 身 的 运 行 实 践 等 。8.3 知 识 获 取 8.3.1 知 识 获 取 的 任 务 2、 知 识 的 表 示 将 知 识 转 换 为 计 算 机 能 够 识 别 或 运 用 的 形 式 。 先 由 知 识 工 程 师 对 知 识 源 中 的 知 识 进 行 分 析 和 抽 样 用 适 当 的 知 识 表 示 形 式 表 示 出 来 再 通 过 编 译 程 序 翻 译 成 计 算 机 可 识 别 或 应 用 的 内 部 编 码 。 3、 知 识 的 输 入 以 某 种 表 示 形 式 表 示 的 知 识 经 过 编 辑 、 编 译 送 入 知 识库 的 过 程 。 4、 知 识 的 检 测 知 识 检 测 的 主 要 任 务 是 保 证 知 识 库 的 一 致 性 和 完 整 性 。8.3 知 识 获 取 8.3.1 知 识 获 取 的 任 务 1、 人 工 知 识 获 取 通 过 知 识 工 程 师 对 知 识 源 中 的 数 据 进 行 分 析 处 理 ， 以 获 取知 识 的 一 种 途 径 。 领 域 专 家 阅 读 有 关 文 献 再 对 所 获 得 的 原 始 知 识 进 行 分 析 、 归 纳 、 整 理 、 总 结 ， 将每 一 条 知 识 用 自 然 语 言 的 形 式 表 达 出 来 ， 并 交 由 领 域 专 家 审 查 经 反 复 交 流 ， 最 后 把 所 总 结 的 每 条 知 识 确 定 下 来 再 将 每 条 知 识 用 适 当 的 知 识 表 示 方 法 表 示 出 来 ， 应 用 知 识编 辑 器 输 入 计 算 机 。 8.3.2 知 识 获 取 主 要 途 径8.3 知 识 获 取 在 从 领 域 专 家 那 里 获 取 知 识 时 一 般 采 用 如 下 的 技 术 步骤 ： （ 1） 现 场 观 察 （ 2） 问 题 讨 论 （ 3） 问 题 描 述 （ 4） 问 题 分 析 （ 5） 建 造 原 型 系 统 （ 6） 系 统 检 查 （ 7） 系 统 验 证 8.3.2 知 识 获 取 主 要 途 径8.3 知 识 获 取 8.3.2 知 识 获 取 主 要 途 径8.3 知 识 获 取2、 半 自 动 化 知 识 获 取 在 人 工 知 识 获 取 的 基 础 上 增 加 了 部 分 机 器 学 习 功 能 ， 使 专 家 系统 本 身 能 够 从 大 量 的 实 例 中 归 纳 出 某 些 知 识 。 不 是 纯 粹 的 人 工 知 识 获 取 ， 又 不 是 完 全 的 机 器 自 动 知 识 获 取 ，因 而 称 作 半 自 动 和 知 识 获 取 。（ 1） 智 能 知 识 编 辑 可 实 现 对 知 识 库 的 结 构 和 内 容 进 行 修 改 ， 是 目 前 建 造 专 家 系 统时 常 用 的 一 种 工 具 。 （ 2） 知 识 发 现 系 统 这 是 一 种 利 用 计 算 机 辅 助 以 获 取 知 识 的 系 统 ， 是 目前 机 器 学 习 领 域 研 究 的 主 要 内 容 。 这 种 系 统 能 够 ： 利 用 计 算 机 通 过 内 建 的 各 种 数 据 分 析 模 型 与 算 法 对 训 练 数 据 或 实 际 问 题 进 行 分 析 处 理 归 纳 、 总 结 或 发 现 一 些 尚 未 为 专 家 系 统 掌 握 或 认识 的 新 知 识 8.3.2 知 识 获 取 主 要 途 径8.3 知 识 获 取 8.3.2 知 识 获 取 主 要 途 径8.3 知 识 获 取3、 自 动 知 识 获 取 自 动 知 识 获 取 是 指 通 过 专 家 系 统 本 身 来 获 取 知 识 。 为此 ， 系 统 应 具 备 如 下 的 功 能 ： （ 1） 具 有 语 音 、 文 字 、 图 像 的 识 别 功 能 （ 2） 具 有 理 解 、 分 析 、 归 纳 的 能 力 （ 3） 具 有 从 自 身 运 行 过 程 中 学 习 的 能 力 1、 选 择 合 适 的 应 用 领 域 及 问 题 选 择 专 家 系 统 应 用 领 域 时 应 遵 循 的 一 些 原 则 。 (1)该 应 用 领 域 是 否 有 使 用 专 家 系 统 的 需 求 例 如 ： 中 医 诊 疗 方 面 ， 由 于 病 因 的 复 杂 性 ， 将 多 名 老 中 医 、 老 专家 的 诊 病 经 验 合 在 一 起 ， 开 发 一 个 中 医 诊 断 专 家 系 统 就 很 有 必 要 。8.4 专 家 系 统 的 设 计 与 建 造 8.4.1 开 发 专 家 系 统 的 基 本 要 求 8.4 专 家 系 统 的 设 计 与 建 造 8.4.1 开 发 专 家 系 统 的 基 本 要 求(2)所 涉 及 的 领 域 问 题 是 否 适 合 专 家 系 统 来 解 决 计 算 机 专 家 系 统 适 合 解 决 ： 迄 今 为 止 人 类 还 没 有 彻 底 掌 握 的 不 存 在 成 熟 算 法 且 主 要 靠 专 家 经 验 来 解 决 的 带 有 点 模 糊 性 的 领 域 问 题 (3)领 域 专 家 的 经 验 是 否 易 于 获 得 2、 建 造 专 家 系 统 可 行 性 可 行 性 问 题 包 括 经 济 可 行 性 、 技 术 可 行 性 、 操 作 可 行 性 等 。 (1)经 济 和 技 术 可 行 性 ： 主 要 考 虑 所 要 付 出 的 代 价 是 否 值 得 ， 所 需 技术 是 否 完 备 。以 下 几 种 情 况 是 不 合 适 的 ： 问 题 求 解 需 要 很 大 的 物 质 或 金 钱 代 价 ； 人 类 专 家 的 知 识 被 遗 忘 或 在 知 识 传 递 中 被 损 失 ； 领 域 专 家 的 知 识 或 经 验 非 常 少 ； 在 许 多 情 况 下 必 须 人 类 专 家 亲 临 现 场 解 决 。8.4 专 家 系 统 的 设 计 与 建 造 8.4.1 开 发 专 家 系 统 的 基 本 要 求 (2)操 作 可 行 性 操 作 可 行 性 是 指 当 其 他 条 件 具 备 之 后 ， 能 否 付 诸 实 施 。3、 领 域 专 家 积 极 参 与 4、 知 识 的 可 表 达 性 只 有 那 些 专 家 的 知 识 、 经 验 能 用 语 言 或 文 字 表 达 清楚 的 应 用 领 域 ， 才 适 合 开 发 专 家 系 统 。 8.4 专 家 系 统 的 设 计 与 建 造 8.4.1 开 发 专 家 系 统 的 基 本 要 求 应 用 领 域 选 择 与 可 行 性 分 析需 求 分 析原 型 设 计 与 开 发原 型 系 统 评 价最 终 系 统 设 计最 终 系 统 实 现系 统 测 试 与 评 价 系 统 维 护 8.4 专 家 系 统 的 设 计 与 建 造 8.4.2 专 家 系 统 建 造 步 骤 1、 应 用 领 域 选 择 与 可 行 性 分 析（ 1） 问 题 调 研 ； （ 2） 可 行 性 分 析 ； （ 3） 确定 最 终 开 发 专 家 系 统 的 应 用 领 域 及 要 解 决 的 问题 。2、 需 求 分 析 需 求 分 析 就 是 系 统 建 造 人 员 对 用 户 的 需求 进 行 详 尽 的 调 查 和 仔 细 的 分 析 ， 需 求 分 析 的好 坏 直 接 影 响 着 系 统 开 发 的 成 败 。 其 内 容 包 括 ： 目 标 与 任 务 描 述 、 数 据 与知 识 描 述 、 功 能 描 述 、 性 能 描 述 、 质 量 保 证 、时 间 与 进 度 要 求 等 。 8.4 专 家 系 统 的 设 计 与 建 造 8.4.2 专 家 系 统 建 造 步 骤 应 用 领 域 选 择 与 可 行 性 分 析需 求 分 析原 型 设 计 与 开 发原 型 系 统 评 价最 终 系 统 设 计最 终 系 统 实 现 系 统 测 试 与 评 价系 统 维 护 3、 原 型 设 计 与 开 发（ 1） 系 统 主 要 功 能 的 实 现 ， 暂 不 考 虑 系 统 的 处 理 效 率和 次 要 功 能 ；（ 2） 知 识 库 中 的 知 识 数 量 不 能 太 多 ， 但 所 需 的 知 识 类型 应 该 齐 全 ；（ 3） 对 系 统 的 实 现 方 法 与 知 识 库 的 构 建 方 法 、 推 理 方法 等 都 应 有 多 种 备 选 方 案 。 4、 原 型 评 价 由 用 户 、 领 域 专 家 、 知 识 工 程 师 和 系 统 编 程 人 员 共同 对 系 统 的 主 要 功 能 、 知 识 推 理 功 能 等 需 求 规 格 说 明书 中 的 主 要 指 标 进 行 测 试 及 评 价 。 8.4 专 家 系 统 的 设 计 与 建 造 8.4.2 专 家 系 统 建 造 步 骤 应 用 领 域 选 择 与 可 行 性 分 析需 求 分 析原 型 设 计 与 开 发原 型 系 统 评 价最 终 系 统 设 计最 终 系 统 实 现 系 统 测 试 与 评 价系 统 维 护 5、 最 终 系 统 设 计问 题 的 详 细 定 义 ； 确 定 项 目 规 划 ； 对 系 统 各 个方 面 进 行 设 计 ； 制 定 测 试 规 划 ； 制 定 产 品 规 划 ；提 出 实 施 规 划 等 。6、 最 终 系 统 实 现本 阶 段 依 据 最 终 系 统 设 计 说 明 书 对 专 家 系 统 进行 编 程 实 现 。 选 择 适 当 的 语 言 环 境 和 软 件 开 发工 具 ， 完 成 的 主 要 工 作 包 括 ： 原 型 系 统 修 改 ；系 统 实 现 ； 系 统 集 成 与 验 证 。 8.4 专 家 系 统 的 设 计 与 建 造 8.4.2 专 家 系 统 建 造 步 骤 应 用 领 域 选 择 与 可 行 性 分 析需 求 分 析原 型 设 计 与 开 发原 型 系 统 评 价最 终 系 统 设 计最 终 系 统 实 现 系 统 测 试 与 评 价系 统 维 护 7、 系 统 测 试 与 评 价 8、 系 统 维 护 与 完 善 主 要 的 工 作 是 ： 不 断 增 加 系 统 功 能 ； 不 断 修 改 系 统 ， 尤 其 是 扩 充 知 识 库 ， 使 其 更 完 备 ； 不 断 扩 大 系 统 应 用 领 域 ， 增 强 系 统 的 问 题 求 解 能 力 ； 修 改 系 统 ， 使 其 能 够 适 应 外 部 环 境 的 变 化 。8.4 专 家 系 统 的 设 计 与 建 造 8.4.2 专 家 系 统 建 造 步 骤 应 用 领 域 选 择 与 可 行 性 分 析需 求 分 析原 型 设 计 与 开 发原 型 系 统 评 价最 终 系 统 设 计最 终 系 统 实 现 系 统 测 试 与 评 价系 统 维 护 1. 专 家 系 统 的 评 价 方 法（ 1） “ 逸 事 ” 评 价 法 。 利 用 一 些 典 型 例 子 来 对 系 统 的性 能 进 行 说 明 ， 系 统 在 这 些 典 型 例 子 所 具 有 的 条 件 下 工作 性 能 良 好 。 对 于 这 些 例 子 以 外 的 其 他 情 况 ， 系 统 能 否很 好 的 工 作 并 不 知 道 。（ 2） 实 验 的 方 法 。 利 用 实 验 来 评 价 专 家 系 统 所 表 现 出的 性 能 。 这 种 方 法 看 起 来 似 乎 比 逸 事 方 法 优 越 ， 但 在 系统 实 现 上 难 度 较 大 ， 在 获 取 数 据 库 中 哪 些 有 代 表 性 的 实例 时 ， 也 常 常 会 遇 到 困 难 。8.5 专 家 系 统 的 评 价 2. 评 价 内 容（ 1） 知 识 库 中 知 识 是 否 完 备 。 （ 2） 知 识 的 表 示 方 法 与 组 织 方 法 是 否 适 当 。 （ 3） 系 统 的 推 理 是 否 正 确 。 （ 4） 系 统 的 解 释 功 能 是 否 完 全 与 合 理 。 （ 5） 用 户 界 面 如 何 。 （ 6） 系 统 的 效 率 如 何 。 （ 7） 系 统 的 可 维 护 性 如 何 。 （ 8） 系 统 的 效 益 如 何 。 8.5 专 家 系 统 的 评 价 常 用 的 专 家 系 统 开 发 工 具 和 环 境 可 分 为 4种 主 要 类 型 ： 语言 型 开 发 工 具 、 骨 架 型 开 发 工 具 、 通 用 型 开 发 工 具 、 开 发 环境 与 辅 助 型 开 发 工 具 。 8.6.1 语 言 型 开 发 工 具 通 用 程 序 设 计 语 言 的 主 要 代 表 有 C、 C+、 PASCAL、ADA等 ； 人 工 智 能 语 言 的 主 要 代 表 有 SMALLTALK、 LISP和PROLOG。 SMALLTALK是 面 向 对 象 型 的 语 言 ， LISP为 函 数型 语 言 ， 而 PROLOG则 是 逻 辑 型 语 言 。8.6 专 家 系 统 开 发 工 具 也 称 为 专 家 系 统 外 壳 或 框 架 型 开 发 工 具 ， 是 由 一 些 已经 成 熟 的 具 体 专 家 系 统 演 变 来 的 。 其 演 变 方 法 是 ： 抽 去 这 些 专 家 系 统 中 的 具 体 知 识 ， 保留 它 们 的 体 系 结 构 和 功 能 ， 再 把 领 域 专 用 的 界 面 改 为 通 用界 面 ， 这 样 就 可 得 到 相 应 的 专 家 系 统 外 壳 或 框 架 。 比 较 有 代 表 性 的 专 家 系 统 骨 架 型 开 发 工 具 主 要 有EMYCIN、 KAS及 EXPERT等 。 8.6.2 骨 架 型 开 发 工 具8.6 专 家 系 统 开 发 工 具 8.6.3 通 用 型 开 发 工 具 该 类 型 开 发 工 具 是 不 依 赖 于 任 何 已 有 专 家 系 统 ， 不针 对 任 何 具 体 领 域 ， 完 全 重 新 设 计 的 一 类 专 家 系 统 开 发 工具 。 这 类 型 工 具 的 典 型 代 表 是 OPS系 列 通 用 开 发 工 具 。OPS是 美 国 卡 内 基 -梅 隆 大 学 (CMU)的 J. McDermott, A. Newell等 人 1975年 利 用 LISP语 言 研 制 开 发 的 一 个 基 于 规则 的 通 用 型 专 家 系 统 开 发 工 具 。 最 有 代 表 性 的 版 本 是 OPS5。8.6 专 家 系 统 开 发 工 具 8.6.4 开 发 环 境 与 辅 助 型 开 发 工 具 开 发 环 境 是 指 帮 助 专 家 系 统 建 造 者 进 行 程 序设 计 的 系 统 环 境 ， 它 常 被 作 为 建 造 专 家 系 统 的 知识 工 程 语 言 的 一 部 分 。 早 期 的 开 发 环 境 又 称 支 撑 环 境 ， 规 模 较 小 ，功 能 也 比 较 少 ， 通 常 由 辅 助 调 试 工 具 、 知 识 库 编辑 器 、 输 入 /输 出 处 理 工 具 及 解 释 工 具 4个 典 型 部分 组 成 。8.6 专 家 系 统 开 发 工 具 8.6.4 开 发 环 境 与 辅 助 型 开 发 工 具 辅 助 型 专 家 系 统 开 发 工 具 则 是 由 一 些 程 序 模 块 组成 ， 用 来 帮 助 专 家 系 统 建 造 者 开 发 应 用 系 统 。 AGE、 TEIRESIAS、 ROUGET、 TIMM、EXPERTEASE、 SEEK、 MORE、 ETS等 都 是 辅 助 型工 具 程 序 的 典 型 。 AGE是 辅 助 进 行 系 统 结 构 设 计 的 典 型 程 序 ，TEIRESIAS是 辅 助 进 行 知 识 获 取 的 典 型 程 序 。8.6 专 家 系 统 开 发 工 具 8.7.1 新 一 代 专 家 系 统 应 具 备 的 特 征 一 般 来 说 ， 新 一 代 专 家 系 统 应 具 有 以 下 特 征 ： （ 1） 并 行 分 布 式 处 理 （ 2） 多 专 家 系 统 协 同 工 作 （ 3） 高 级 系 统 设 计 语 言 和 知 识 表 述 语 言 （ 4） 具 有 自 学 习 功 能 （ 5） 引 入 新 的 推 理 机 制 （ 6） 具 有 纠 错 和 自 完 善 能 力 （ 7） 先 进 的 智 能 人 机 接 口 8.7 新 一 代 专 家 系 统 的 发 展 8.7.2 分 布 式 专 家 系 统 分 布 式 专 家 系 统 具 有 分 布 处 理 的 特 征 ， 即 把 知 识 库 分布 到 一 个 计 算 机 网 络 的 不 同 节 点 上 ， 或 者 把 推 理 机 制 分 布到 计 算 机 网 络 的 不 同 节 点 上 ， 或 者 两 者 同 时 分 布 ， 当 要 求解 一 个 问 题 时 ， 将 该 问 题 分 解 为 若 干 个 子 问 题 ， 合 理 地 分布 到 各 个 处 理 机 上 去 求 解 。 （ 1） 任 务 分 布 （ 2） 知 识 分 布 （ 3） 系 统 各 部 分 间 的 接 口 设 计 （ 4） 系 统 结 构 设 计 （ 5） 系 统 各 模 块 间 的 驱 动 方 式 8.7 新 一 代 专 家 系 统 的 发 展 8.7.3 协 同 式 专 家 系 统 协 同 式 专 家 系 统 是 一 种 能 综 合 若 干 个 相 近 领 域 或一 个 领 域 的 多 个 方 面 的 分 专 家 系 统 相 互 协 作 的 “ 群 专 家系 统 ” 能 克 服 单 一 功 能 专 家 系 统 的 局 限 性 ， 由 多 个 分 专家 系 统 协 作 共 同 解 决 更 为 广 泛 领 域 中 的 问 题 。8.7 新 一 代 专 家 系 统 的 发 展 8.7.3 协 同 式 专 家 系 统协 同 式 专 家 系 统 和 分 布 式 专 家 系 统 ： 都 涉 及 到 多 个 分 专 家 系 统 或 子 专 家 系 统 分 布 式 专 家 系 统 的 着 眼 点 是 处 理 的 分 布 和 知 识 的 分 布 ，它 要 求 系 统 必 须 在 多 个 处 理 机 上 运 行 ； 协 同 式 专 家 系 统 则 强 调 的 是 分 系 统 之 间 的 协 同 合 作 ， 各分 专 家 系 统 也 可 以 在 同 一 个 处 理 机 上 运 行 。 在 设 计 协 同 式 专 家 系 统 时 ， 要 考 虑 以 下 的 一 些 问 题 ： （ 1） 任 务 分 解 （ 2） 公 共 知 识 提 取 （ 3） 通 信 方 式 （ 4） 裁 决 问 题 （ 5） 驱 动 方 式 8.7 新 一 代 专 家 系 统 的 发 展