专家系统人工智能

6.1 概 述6.2 基 于 规 则 的 专 家 系 统6.3 基 于 框 架 的 专 家 系 统6.4 基 于 模 型 的 专 家 系 统6.5 基 于 Web的 专 家 系 统6.6 新 型 专 家 系 统6.7 专 家 系 统 设 计6.8 专 家 系 统 开 发 工 具6.9 小 结 CISIC 2 Experts are people who are very familiar with solving specific types of problems. Expert system is an intelligent computer program that can perform 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 费 根 鲍 姆 把 专 家 系 统 定 义 为 一 个 应 用 知 识 和 推 理 过 程 来 求 解需 要 大 量 的 人 类 专 家 解 决 难 题 经 验 的 智 能 计 算 机 程 序 。专 家 系 统 是 一 个 具 有 大 量 的 专 门 知 识 与 经 验 的 程 序 系 统 ， 它应 用 人 工 智 能 技 术 和 计 算 机 技 术 ， 根 据 某 领 域 一 个 或 多 个 专家 提 供 的 知 识 和 经 验 ， 进 行 推 理 和 判 断 ， 模 拟 人 类 专 家 的 决策 过 程 ， 以 便 解 决 那 些 需 要 人 类 专 家 才 能 处 理 好 的 复 杂 问 题 。专 家 系 统 是 模 拟 人 类 专 家 解 决 领 域 问 题 的 计 算 机 程 序 系 统 。专 家 系 统 的 基 本 功 能 取 决 于 它 所 含 有 的 知 识 ， 因 此 也 把 专 家系 统 称 为 基 于 知 识 的 系 统 （ knowledge-based system） 。 CISIC 4 Feature of Expert System (ES) Heuristic 启 发 性专 家 系 统 要 解 决 的 问 题 ， 其 结 构 往 往 是 不 合 理 的 ，其 问 题 求 解 （ problem-solving） 知 识 不 仅 包 括理 论 知 识 和 常 识 ， 而 且 包 括 专 家 本 人 的 启 发 知 识 。 Use heuristic 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。问 题 求 解 过 程 中 知 识 应 用 的 合 理 性 可 由 检 验 专 家系 统 的 解 释 推 理 路 径 来 验 证 。 CISIC 6 Flexibility 灵 活 性Ability to extend and enrich the KB, and self-learning ability专 家 系 统 的 灵 活 性 是 指 它 的 扩 展 和 丰 富 知 识 库 的能 力 ， 以 及 改 善 非 编 程 状 态 下 的 系 统 性 能 ， 即 自学 习 能 力 。Reasoning Machine can select various relative knowledge from KB and construct problem solving 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 ask a question, as a human might CISIC 8 能 高 效 、 准 确 、 周 到 、 迅 速 和 不 知 疲 倦 地 工 作 。专 家 系 统 解 决 实 际 问 题 时 不 受 周 围 环 境 的 影 响 ， 也不 会 遗 漏 和 忘 记 。使 专 家 的 专 长 不 受 时 间 和 空 间 的 限 制 ， 以 便 推 广 珍贵 和 稀 缺 的 专 家 知 识 与 经 验 。专 家 系 统 能 促 进 各 领 域 的 发 展 ， 使 各 领 域 专 家 的 专业 知 识 和 经 验 得 到 总 结 和 精 炼 ， 能 够 广 泛 有 力 地 传播 专 家 的 知 识 、 经 验 和 能 力 。 CISIC 9 专 家 系 统 能 汇 集 多 领 域 专 家 的 知 识 和 经 验 以及 他 们 协 作 解 决 重 大 问 题 的 能 力 。军 事 专 家 系 统 的 水 平 是 一 个 国 家 国 防 现 代 化的 重 要 标 志 之 一 。专 家 系 统 的 研 制 和 应 用 ， 具 有 巨 大 的 经 济 效益 和 社 会 效 益 。研 究 专 家 系 统 能 够 促 进 整 个 科 学 技 术 的 发 展 。专 家 系 统 对 人 工 智 能 各 个 领 域 的 发 展 起 了 很大 的 促 进 作 用 ， 并 将 对 科 技 、 经 济 、 国 防 、教 育 、 社 会 和 人 民 生 活 产 生 极 其 深 远 的 影 响 。 CISIC 10 定 义 ： 指 专 家 系 统 各 组 成 部 分 的 构 造 方 法 和 组 织形 式专 家 系 统 结 构Fig 6.1 Simplified block diagram of expert systemExpertise K nowledge BaseInputor Query Reasoning Machine Answer CISIC 11图 6.2 理 想 专 家 系 统 的 结 构 图 接口用户事实规则计划议程中间解黑板知识库解释器执行器调度器协调器 CISIC 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规则 ; (3) HH规 则 CISIC 49 结 论 的 分 级 与 选 择询 问 问 题 的 策 略固 定 的 顺 序根 据 具 体 情 况 作 出 某 种 选 择决 策 的 解 释对 系 统 设 计 者 的 解 释对 系 统 使 用 者 的 解 释 CISIC 50 专 家 系 统 工 具 是 一 种 更 高 级 的 计 算 机 程 序设 计 语 言现 有 的 专 家 系 统 工 具 ， 主 要 分 为 骨 架 型 工具 、 语 言 型 工 具 、 构 造 辅 助 工 具 和 支 撑 环境 等 4类 CISIC 51 定 义 只 保 留 原 系 统 独 立 于 问 题 领 域 知 识 的 推 理机 部 分 形 成 的 工 具 称 为 骨 架优 点 使 用 方 便 ， 节 省 在 开 发 系 统 的 过 程 结 构 上的 时 间 ， 提 高 开 发 效 率 ， 交 互 性 好 ， 提 供 很 强 的对 结 果 进 行 解 释 的 功 能问 题 及 缺 点实 例 ： EMYCIN CISIC 52 与 骨 架 型 的 对 比 优 点 ： 结 构 变 化 范 围 广 泛 ， 表 示 灵 活 ， 所 适 应 的范 围 广 泛 。问 题 及 缺 点 ： 功 能 上 的 通 用 性 与 使 用 上 的 方 便 性的 矛 盾 造 成 一 些 问 题 和 缺 点实 例 ： OPS5、 CLIPS等 CISIC 53 主 要 分 两 类 设 计 辅 助 工 具 ， 知 识 获 取 辅 助 工具实 例 ： AGE系 统 、 TEIRESIAS4. 支 撑 环 境v支 撑 设 施 是 指 帮 助 进 行 程 序 设 计 的 工 具v四 个 典 型 组 件 ： 调 试 辅 助 工 具 、 输 入 输出 设 施 、 解 释 设 施 和 知 识 库 编 辑 器 。 CISIC 54 本 章 首 先 研 究 了 专 家 系 统 的 基 本 问 题接 着 讨 论 了 基 于 不 同 技 术 (规 则 、 框 架 、模 型 )建 立 的 专 家 系 统第 六 节 归 纳 了 新 型 专 家 系 统第 七 节 介 绍 了 专 家 系 统 的 设 计第 八 节 简 介 了 4种 主 要 开 发 工 具