人工智能及其应用 教学课件 作者 李长河 第7章专家系统.ppt

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1、第7章专家系统10/5/20211第7章专家系统李长河主编第7章专家系统7.1专家系统概述7.2专家系统的结构与工作原理7.3专家系统的产生式表示7.4专家系统的开发与建造7.5专家系统的评价7.6专家系统的开发工具7.7分布式专家系统与协同式专家系统7.8专家系统举例10/5/20212第7章专家系统李长河主编7.1专家系统概述迄今为止，关于什么是专家系统，目前尚无一个十分确切的定义。其一般公认定义：专家系统是一个具有智能的程序系统，其内部具有大量的专家水平的知识与经验；该系统能利用专家的知识与推理方法来解决专

2、门领域的问题；它能对自身所得出的结论做出清楚、明晰、合理的解释。简单地说，能够向用户提供关于某一领域中专家水平的决策与解释的智能模拟系统，称为专家系统。专家系统作为专家的功能主要是应用了人工智能领域的相关技术。7.1.1什么是专家系统？10/5/20213第7章专家系统李长河主编现实中有许多问题，都要依靠专门领域的专家来解决。专家对问题的推理和决策，除了依据他们的学识外，还要取决于个人实践经历中积累的经验和练就的直觉方法。其中，包括一些不确定的知识，从而以专家的决断，对问题给出权威的解答。一个专家系统必须满足的基

3、本条件是：①专家系统处理的是现实世界中原本应由专家分析和判断的复杂问题；②专家系统解决问题的模型和方案来自于专家的经验和推理方法；③专家系统应该得到和专家一致的判断结论与决策。本质上，专家系统只是一个高级的计算机智能程序系统。7.1.1什么是专家系统？10/5/20214第7章专家系统李长河主编专家系统（ExpertSystem)亦称专家咨询系统，它是一种智能计算机(软件)系统。顾名思义，专家系统就是能像人类专家一样解决困难、复杂的实际问题的计算机(软件)系统。对比专家，则专家系统也应具备以下四个要素：(1)应用

4、于某专门领域；(2)拥有专家级知识；(3)能模拟专家的思维；(4)能达到专家级水平。7.1.1什么是专家系统？7.1专家系统概述10/5/20215第7章专家系统李长河主编同一般的计算机应用系统（如数值计算、数据处理系统等）相比，专家系统具有下列性能：(1)具有高性能。现实世界中，以数学化公式为核心的知识仅约占8%，大部分问题都是非数学化的知识。专家系统善于解决那些不确定性的、非结构化的、没有算法解或虽有算法解但在现有的机器上无法实施的高难问题。7.1.2专家系统的性能7.1专家系统概述10/5/20216第7章

5、专家系统李长河主编(2)具有知识与实用性。从处理问题的方法看，专家系统则是靠知识和推理来解决问题（不像传统软件系统使用固定的算法来解决问题），所以，专家系统是基于知识的智能问题求解系统。其次，许多经典的人工智能程序往往是从纯学术技术目的出发研制的一种实验性研究工具，而专家系统解决的是人们在生产实践、科学研究、产品设计以及其它领域的实际问题，更多地强调实用。7.1.2专家系统的性能7.1专家系统概述10/5/20217第7章专家系统李长河主编(3)具有灵活性及可扩充性。从系统的结构来看，专家系统则强调知识与推理的分

6、离，因而系统具有很好的灵活性和可扩充性。其灵活性还表现为：由于知识库与推理机分离，使人们可把一个技术上成熟的专家系统变为一个专家系统工具，即只要抽去知识库中的知识就可使它变为一个专家系统外壳。当要建立另外一个其功能与之类似的专家系统时，只要把相应的知识装入到该外壳的知识库中就可以了。这就节省了耗时费工的开发工作。事实上，目前有一些专家系统开发工具就是这样得来的。例如，由专家系统MYCIN得到的构造工具EMYCIN；由PROSPECTOR得到的ES外壳KAS等。7.1.2专家系统的性能10/5/20218第7章专家

7、系统李长河主编(4)具有透明性。专家系统必须具有解释功能，能回答用户提出的问题，向用户解释它的决策动机和结论的推理过程，使用户能清楚地了解系统处理问题正确性，通过增强系统的透明度而取信于用户。例如，一个医疗诊断专家系统诊断某病人患有肺炎，而且必须用某种抗生素治疗，那么，这一专家系统应向病人解释为什么判断他患有肺炎，解释用该抗生素治疗的原因，就像一位医疗专家对病人详细解释病情一样。7.1.2专家系统的性能7.1专家系统概述10/5/20219第7章专家系统李长河主编(5)具有自学习及自修正能力。有些专家系统还具有“

8、自学习”能力，即不断对自己的知识进行扩充、完善和提炼。专家系统还能随时修正已有的知识或归纳出新的知识，适应新情况的需要，这一点是传统系统所无法比拟的。(6)具有专业和长效性。专家系统大量使用的是专家级水平的专门领域所谓“深知识”来决策，而不是一般系统那样多使用常识性知识，即所谓“浅知识”；专家系统不像人那样容易疲劳、遗忘，易受环境、情绪等的影响，它可始终如一地以专家级的高