面向对象专家系统的分析与其在温室栽培管理中的应用

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1、同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引．用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表誊者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任南本人承担。、签名：荆簪硼年弓后fp日第1章引言1．1专家系统人工智能(ArtificialIntelligence，AI)是指从各方面模拟人类智慧而形成的范围广泛的计算方法。人工智能与空间技术、原子能利用一起被誉为现代科学

2、技术在应用领域的三大重要标志。60年代中期作为人工智能的一个应用领域的专家系统(ExpertSystem，简称ES)的出现标志着人工智能从研究走向实用化。自1968年“专家系统和知识工程之父”E．Feigenbaum研制成功第一个专家系统DENDRAL以来，专家系统的研究经历了飞跃的发展，已广泛应用于化学分析、医疗诊断、地质勘探、气象预报：故障处理、语音识别、图象处理、过程控制、农业、经济和军事等各种领域，并已丌始产生巨大的经济效益。但无论是在理论上还是在技术上都还存在许多有待解决的问题，需要人们去探索、实践，在实践的过程中不断总结经验，提

3、出新的思想和方法，使专家系统的理沦与建造技术目臻完善【ll。1．1．1专家系统的产生与发展广义上，一般认为人工智能是用计算机模拟人类的智能行为，并开发相应理论与技术。狭义上，人工智能方法是指人工智能研究的一些核心内容，包括搜索技术、推理技术、知识表示、机器学习与人工智能语言等方面【2J。自从1956年人工智能诞生以后，研究者们做了大量的工作。人工智能工作者最初是致力于研究一种通用问题求解程序GPS(GeneralProblemSolver)，试图寻找一般的方法来模仿复杂的思维过程。然而，尽管取得了一些进展，但还没有实质性的突破，成果也主要表

4、现在一些具体问题的解决上。到60年代初，人工智能的研究便转向较具体的问题上，集中力量开发通用的方法或技术，主要是研究一般的方法来改进知识的表示和搜索，并使用它们来建立专用程序。到60年代中期，人工智能工作者已开始认识到：．问题的求解能力不仅仅取决于它使用的形式化体系和推理模式，而且取决于它所拥有的知识。1965年Stanford大学计算机系的Feigenbaum就提出要使程序能够达到很高的性能，以便付诸实第1章引言际使用，就必须把模仿人类思维规律的解题策略与大量的专门知识相结合。基于这种思想，他与遗传学家J．Lederberg、物理化学家c

5、．Dierassi等人合作研制出了根据化合物的分子式及其质谱数据帮助化学家推断分子结构的计算机程序系统DENDRAL(1968年基本完成)。DENDRAL系统的出现，标志着人工智能研究开始向实际应用阶段过渡：同时也标志着人工智能的一个新的研究领域一～专家系统的诞生。70年代被称为专家系统的成熟期。专家系统的观点逐渐被人们广泛接受，从而先后出现了一批卓有成效的专家系统，尤其突出的是在医疗领域。其中较具有代表性的专家系统有MYCIN、CASNET、INTERNIST、AM、HEARSAY、PROSPECTOR等。80年代以来，专家系统的研究进入

6、了一个新的阶段——商业化。此时，大批系统涌现，技术日臻完善，应用领域逐渐扩大，遍及医疗、化学工程、金融决策、地质勘探、军事和农、IE等诸多领域。20世纪90年代以后，专家系统理论研究集中于知识框架、知识表示、基于规则的系统、推理机制、基于实例推理等方法方面12“”J的研究，并将专家系统的研究和人工智能领域的人工神经元网络、模糊逻辑、遗传算法、智能体、图像处理等其他方法相结合【29“】。同时，面向对象的编程技术也逐渐引起专家系统建造者的关注I”I。1．1．2专家系统的结构及功能专家系统是在Al研究过程中产生的一门新兴学科，与以往的计算机程序系

7、统相比，它描述的既不是数值计算算法，也不是结构规范的数据库文件而是人类专家的知识，它通过“人——机”交互方式利用知识求解问题，从而获得新的知识。专家系统是在专家知识基础上建立起来的智能计算机系统，它具有大量的专家知识与经验，能运用这些知识通过推理，模拟专家解决问题的过程来解决一些复杂问题。传统的专家系统结构一般是以MYCIN系统为代表的基于规则的专家系统结构，包括知识库、数据库、推理机、人机界面、解释器、知识获取这6个部分，如图1．1所裂3J第1章引言／数据库I刘ll专家系统的基本结构知识库是领域知识的存储器。它存储专家经验、书本知识与常识

8、性知识，是专家系统的核心部分。知识库可以由事实性知识组成。知识是决定一个专家系统的主要因素。一个知识库必须具备良好的可用性、确实性和完善性。知识的确实性与完善性决定于领域专家，而