动物识别专家系统设计文档

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1、设计文档一、设计目的1.理解并掌握基于规则系统的表示与推理2.学会编写小型的生产式系统，理解正向推理和反向推理的过程以及两者的区别二、系统描述这是一个用来识别老虎(tiger)、金钱豹(cheetah)、斑马(zebra)、长颈鹿(giraffe)、企鹅(penguin)、鸟它鸟(ostrich)和信天翁(albatross)等七种动物的产生式ES。井15条规则、可以识别七种动物，这些规则既少乂简单，可以改造他们，也可以加进新的规则，还可以用来识别其他东四的新规则来取代这些规则。三、运行环境PC机、V

2、isualprolog四、系统分析由上述规则可看出，虽然该系统是用来识别七种动物的，但在规则库中并没有简单地只设计七条规则，而是设计了15条，其基本方法是，首先根据一些比较简单的条件，如“有毛发”、“有羽毛”、“会飞”等条件将动物粗略分成哺乳动物、鸟、食肉动物三大类，然后随着条件的增加，逐步缩小分类范围，最后给出分别识别七种动物的规则。用此规则可形成各种动物的推理网络。图1为有关“长颈鹿”的规则形成的正向推理网络，同理可画出其它动物的推理网络。r7有暗斑点图1有关“长颈鹿”的规则形成的(正向)推理网络

3、在推理网络中，最高节点如“长颈鹿”为结论（正向推理）或假设（反向推理）节点。在正向推理情况下，该节点没冇输出线，当推理到本节点吋，推理就结束；中间节点既有输入线，乂有输出线，如节点“哺乳动物”，当推理到中间节点时，系统会自动将此中间结果存入综合数据库；终端节点也称为事实节点，如节点“长脖子”、“有毛发”等，这些节点没有输入线，该事实是否为真可通过人机接口询问用户，然后加入综合数据库中。R9RIORllR12R13R14R15方阁2动物识别系统的推理链结构五、系统结构图3V家系统原理图本系统采用产生式结

4、构，它包含三个主要部分：知识库、综合数据库和推理机。(1)知识库。在本系统当屮，知识库屮的知识用产生式规则來表示。本系统能够识别7种动物，知识库中共有以下15条规则：rl:IF该动物有毛发THEN该动物是哺乳动物r2:IF该动物有奶THEN该动物是哺乳动物r3:IF该动物有羽毛THEN该动物是鸟r4:IF该动物会飞AND会下蛋THEN该动物是鸟r5:IF该动物吃肉THEN该动物是食肉动物r6:TF该动物冇犬齿AND冇爪AND眼盯前方THEN该动物是食肉动物r7:IF该动物是哺乳动物AND有蹄THEN该

5、动物是有蹄类动物r8:IF该动物是哺乳动物AND嚼反刍THEN该动物是有蹄类动物r9:TF该动物是哺乳动物AND食肉AND是黄褐色AND冇黑色斑点，THEN该动物是金钱豹rlO:IF该动物是哺乳动物AND食肉AND是黄褐色AND有黑色条纹，THEN该动物是虎rll:IF该动物是有蹄类动物AND有长脖子AND有长腿AND有暗斑点THEN该动物是长颈鹿rl2:IF该动物是有蹄类动物AND有黑色条纹THEN该动物是斑马rl3:IF该动物是鸟AND不会飞AND有长脖子AND有长腿AND有黑白色THEN该动物是

6、鸵鸟rl4:IF该动物是鸟AND不会飞AND会游泳AND有黑白色THEN该动物是企鹅rl5:IF该动物是鸟AND善飞THEN该动物是信天翁⑵综合数据库。综合数据库用来存放问题求解过程中各种当前信息，例如问题的原始事实、中间结论及最终结论，它的内容是动态和不断变化的。⑶推理机。在本系统中，我们采用正向推理，并II是精确推理。推理过程如图3所示取出规卜阁4正昀推理流程阁六、PROLOG源程序#include@,,main.pronclassmainopencore"下面为谓词说明V►-databasexp

7、ositive(symbol'symbol).xnegative(symbolfsymbol).predicatesclasslnfo:core::classlnfo.%@shortClassinformationpredicate.%@detailThispredicaterepresentsinfomationpredicateofthisclass.%@endpredicatesrun:core::runnable.►run.animal—is(symbol).itjs(symbol).posi

8、tive(symbolfsymbol).negative(symbolzsymbol).clear_facts.remember(symbolrsymbol).ask(symbolrsymbol).endclassmainimplementmainopencoreconstantsclassName=nmain".classVersion=,,n.clausesclassInfo(classNamezclassVersion)./*下面为推理过程clau