人工智能及其应用 教学课件 作者 孔月萍 周继chapter4_071103.ppt

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1、第四章专家系统内容提要：专家系统的基本概念及其特点专家系统的结构专家系统的设计方法专家系统的评价专家系统的开发工具VisualProlog语言1人工智能及其应用4.1专家系统的基本概念及其特点定义：专家系统(ExpertSystem)是一种智能计算机(软件)系统，它的智能化表现在能够模仿人类专家的思维来求解特定领域中的复杂问题。2人工智能及其应用专家系统的基本概念及其特点专家系统的特点：效率高，不受环境影响可解释推理过程有自学习能力擅长于解决不确定性问题3人工智能及其应用4.2专家系统的结构基本结构流行结构理想结构4人工智能及其应用专家系统基

2、本结构（如下图）知识库中存放系统求解问题所需要的知识;推理机负责使用知识库中的知识去解决实际问题。专家系统的基本结构5人工智能及其应用专家系统的流行结构专家系统的流行结构：如下页图所示。(1)知识库-以某种表示形式存储在计算机内知识的集合(2)推理机-用于记忆所采用规则和控制策略的程序(3)综合数据库-用于存放系统运行时所需要和新产生的所有信息(4)解释程序-回答用户提出的各种问题，并能跟踪和记录推理过程(5)知识获取程序-负责管理知识库的知识(6)人机接口-是专家系统与专家、知识工程师、用户间进行交互的界面6人工智能及其应用专家系统的流行结

3、构7人工智能及其应用专家系统的理想结构专家系统的理想结构(1)黑板：是一个分层的全局工作区，用来存储原始数据、中间结果和最终结果。包括计划、议程和中间解三部分。(2)推理机：包括调度器、执行器和协调器三个部分8人工智能及其应用4.3专家系统的设计方法适用领域开发步骤设计原则9人工智能及其应用适用领域几乎是人类活动的所有领域，工业、农业、商业、交通、教学等。原则上讲，凡是存在或需要专家的地方都可以建立和使用专家系统。10人工智能及其应用开发步骤初始知识库的设计包括以下5大步：(1)问题知识化(2)知识概念化(3)概念形式化(4)形式规则化(5)

4、规则合法化11人工智能及其应用设计原则(1)首先研究一小部分假设，使用一部分结论，只取那些确定可信的观察和肯定的规则。(2)挑选那些最有利于区别各个假设的观测。(3)在许多情况下，可以有许多方式来组合观测。(4)把并不具有很强的预测或区别能力的观测组合起来，以便改善这些观测的区别能力。(5)建立中间假设。(6)以各种事例来试验所设计的系统。12人工智能及其应用4.4专家系统的评价为什么要评价专家系统评价方法专家系统的评价内容13人工智能及其应用为什么要评价专家系统一个专家系统在建立之后，必须经过相当长时间的运行检验，不断对知识库等部件进行改进

5、，使系统日臻完善。通过考虑下述问题，对系统不断进行评价：(1)知识表达方法是否合适，或它是否需要扩展或修改。(2)系统能否进行正确的推理并提供正确的答案。(3)存入系统的知识是否与专家的知识一致。(4)用户和系统的相互交流是否方便。(5)用户需要系统提供什么方便以及要求系统具有何种能力。14人工智能及其应用评价方法秩事法：启发式地利用一组例子说明系统性能，并描述系统在哪些情况下工作良好。实验法：强调用实验来评价系统处理储存在数据库中问题事例时的性能。15人工智能及其应用评价专家系统的内容系统决定和建议的质量所用推理方法的正确性人机之间的对话质

6、量系统的效率成本效果16人工智能及其应用4.5专家系统的开发工具程序设计语言骨架型系统通用型系统支撑环境17人工智能及其应用程序设计语言Prolog语言是人工智能与专家系统领域最著名的逻辑程序设计语言。LISP即ListProcessor，是链表处理器。18人工智能及其应用骨架型系统骨架型系统是在一些获得成功应用的专家系统的基础上，抽去具体的知识内容，保留知识表达的外壳和推理机构，增强知识获取子系统的功能而形成的一种专用工具。如EMYCIN、KAS以及EXPERT等。19人工智能及其应用骨架型系统例：在EMYCIN骨架工具中，采用了逆向链深度

7、优先的控制策略，提供了专门的规则语言来表示领域知识，其规则的基本形式为：(IF〈前提〉THEN〈行为〉［ELSE〈行为〉］)当前提为真时，该规则将前提与一个行为结合起来，否则与另一个行为结合起来，并且可以用［-1，1］之间的数字表示在该前提下行为的信度。20人工智能及其应用骨架型系统如一条判断细菌类别的规则被表示为：PREMISE：[AND(SAMECNTXTSITEBLOOD)(NOTDEFINITECNTXTIDENT)(SAMECNTXTSTAINGRAMNEG)(SAMECNTXTMORPHROD)(SAMECNTXTBURNT)]A

8、CTION：(CONCLUDECNTXTIDENTPSEUDOMONASTALLY0.4)21人工智能及其应用通用型系统提供一种较为通用的知识表达语言。通用专家系统