第5章專(zhuān)家系統(tǒng)2023/2/61第5章專(zhuān)家系統(tǒng)

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述

5.2

專(zhuān)家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理

5.3

專(zhuān)家系統(tǒng)的產(chǎn)生式表示

5.4專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建造

5.5專(zhuān)家系統(tǒng)的評(píng)價(jià)

5.6專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具

5.7專(zhuān)家系統(tǒng)舉例

2023/2/62

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述迄今為止，關(guān)于什么是專(zhuān)家系統(tǒng)，目前尚無(wú)一個(gè)十分確切的定義。其一般公認(rèn)定義：專(zhuān)家系統(tǒng)是一個(gè)具有智能的程序系統(tǒng)，其內(nèi)部具有大量的專(zhuān)家水平的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)；該系統(tǒng)能利用專(zhuān)家的知識(shí)與推理方法來(lái)解決專(zhuān)門(mén)領(lǐng)域的問(wèn)題；它能對(duì)自身所得出的結(jié)論做出清楚、明晰、合理的解釋。簡(jiǎn)單地說(shuō)，能夠向用戶(hù)提供關(guān)于某一領(lǐng)域中專(zhuān)家水平的決策與解釋的智能模擬系統(tǒng)，稱(chēng)為專(zhuān)家系統(tǒng)。專(zhuān)家系統(tǒng)作為專(zhuān)家的功能主要是應(yīng)用了人工智能領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)。

5.1.1

什么是專(zhuān)家系統(tǒng)？2023/2/63現(xiàn)實(shí)中有許多問(wèn)題，都要依靠專(zhuān)門(mén)領(lǐng)域的專(zhuān)家來(lái)解決。專(zhuān)家對(duì)問(wèn)題的推理和決策，除了依據(jù)他們的學(xué)識(shí)外，還要取決于個(gè)人實(shí)踐經(jīng)歷中積累的經(jīng)驗(yàn)和練就的直覺(jué)方法。其中，包括一些不確定的知識(shí)，從而以專(zhuān)家的決斷，對(duì)問(wèn)題給出權(quán)威的解答。一個(gè)專(zhuān)家系統(tǒng)必須滿(mǎn)足的基本條件是：

①專(zhuān)家系統(tǒng)處理的是現(xiàn)實(shí)世界中原本應(yīng)由專(zhuān)家分析和判斷的復(fù)雜問(wèn)題；②

專(zhuān)家系統(tǒng)解決問(wèn)題的模型和方案來(lái)自于專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)和推理方法；③專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)該得到和專(zhuān)家一致的判斷結(jié)論與決策。本質(zhì)上，專(zhuān)家系統(tǒng)只是一個(gè)高級(jí)的計(jì)算機(jī)智能程序系統(tǒng)。

5.1.1

什么是專(zhuān)家系統(tǒng)？2023/2/64專(zhuān)家系統(tǒng)（ExpertSystem)亦稱(chēng)專(zhuān)家咨詢(xún)系統(tǒng)，它是一種智能計(jì)算機(jī)(軟件)系統(tǒng)。顧名思義，專(zhuān)家系統(tǒng)就是能像人類(lèi)專(zhuān)家一樣解決困難、復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題的計(jì)算機(jī)(軟件)系統(tǒng)。對(duì)比專(zhuān)家，則專(zhuān)家系統(tǒng)也應(yīng)具備以下四個(gè)要素：

(1)應(yīng)用于某專(zhuān)門(mén)領(lǐng)域；

(2)擁有專(zhuān)家級(jí)知識(shí)；

(3)能模擬專(zhuān)家的思維；

(4)能達(dá)到專(zhuān)家級(jí)水平。

5.1.1什么是專(zhuān)家系統(tǒng)？

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/65

同一般的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)（如數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等）相比，專(zhuān)家系統(tǒng)具有下列性能：

(1)具有高性能?，F(xiàn)實(shí)世界中，以數(shù)學(xué)化公式為核心的知識(shí)僅約占8%，大部分問(wèn)題都是非數(shù)學(xué)化的知識(shí)。專(zhuān)家系統(tǒng)善于解決那些不確定性的、非結(jié)構(gòu)化的、沒(méi)有算法解或雖有算法解但在現(xiàn)有的機(jī)器上無(wú)法實(shí)施的高難問(wèn)題。

5.1.2專(zhuān)家系統(tǒng)的性能

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/66(2)具有知識(shí)與實(shí)用性。

從處理問(wèn)題的方法看，專(zhuān)家系統(tǒng)則是靠知識(shí)和推理來(lái)解決問(wèn)題（不像傳統(tǒng)軟件系統(tǒng)使用固定的算法來(lái)解決問(wèn)題），所以，專(zhuān)家系統(tǒng)是基于知識(shí)的智能問(wèn)題求解系統(tǒng)。其次，

許多經(jīng)典的人工智能程序往往是從純學(xué)術(shù)技術(shù)目的出發(fā)研制的一種實(shí)驗(yàn)性研究工具，而專(zhuān)家系統(tǒng)解決的是人們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐、科學(xué)研究、產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及其它領(lǐng)域的實(shí)際問(wèn)題，更多地強(qiáng)調(diào)實(shí)用。5.1.2專(zhuān)家系統(tǒng)的性能

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/67(3)具有靈活性及可擴(kuò)充性。

從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來(lái)看，專(zhuān)家系統(tǒng)則強(qiáng)調(diào)知識(shí)與推理的分離，因而系統(tǒng)具有很好的靈活性和可擴(kuò)充性。其靈活性還表現(xiàn)為：由于知識(shí)庫(kù)與推理機(jī)分離，使人們可把一個(gè)技術(shù)上成熟的專(zhuān)家系統(tǒng)變?yōu)橐粋€(gè)專(zhuān)家系統(tǒng)工具，即只要抽去知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)就可使它變?yōu)橐粋€(gè)專(zhuān)家系統(tǒng)外殼。當(dāng)要建立另外一個(gè)其功能與之類(lèi)似的專(zhuān)家系統(tǒng)時(shí)，只要把相應(yīng)的知識(shí)裝入到該外殼的知識(shí)庫(kù)中就可以了。這就節(jié)省了耗時(shí)費(fèi)工的開(kāi)發(fā)工作。事實(shí)上，目前有一些專(zhuān)家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具就是這樣得來(lái)的。例如，由專(zhuān)家系統(tǒng)MYCIN得到的構(gòu)造工具EMYCIN；由PROSPECTOR得到的ES外殼KAS等。5.1.2專(zhuān)家系統(tǒng)的性能2023/2/68(4)具有透明性。專(zhuān)家系統(tǒng)必須具有解釋功能，能回答用戶(hù)提出的問(wèn)題，向用戶(hù)解釋它的決策動(dòng)機(jī)和結(jié)論的推理過(guò)程，使用戶(hù)能清楚地了解系統(tǒng)處理問(wèn)題正確性，通過(guò)增強(qiáng)系統(tǒng)的透明度而取信于用戶(hù)。例如，一個(gè)醫(yī)療診斷專(zhuān)家系統(tǒng)診斷某病人患有肺炎，而且必須用某種抗生素治療，那么，這一專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)向病人解釋為什么判斷他患有肺炎，解釋用該抗生素治療的原因，就像一位醫(yī)療專(zhuān)家對(duì)病人詳細(xì)解釋病情一樣。5.1.2專(zhuān)家系統(tǒng)的性能

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/69(5)具有自學(xué)習(xí)及自修正能力。有些專(zhuān)家系統(tǒng)還具有“自學(xué)習(xí)”能力，即不斷對(duì)自己的知識(shí)進(jìn)行擴(kuò)充、完善和提煉。專(zhuān)家系統(tǒng)還能隨時(shí)修正已有的知識(shí)或歸納出新的知識(shí)，適應(yīng)新情況的需要，這一點(diǎn)是傳統(tǒng)系統(tǒng)所無(wú)法比擬的。(6)具有專(zhuān)業(yè)和長(zhǎng)效性。專(zhuān)家系統(tǒng)大量使用的是專(zhuān)家級(jí)水平的專(zhuān)門(mén)領(lǐng)域所謂“深知識(shí)”來(lái)決策，而不是一般系統(tǒng)那樣多使用常識(shí)性知識(shí)，即所謂“淺知識(shí)”；專(zhuān)家系統(tǒng)不像人那樣容易疲勞、遺忘，易受環(huán)境、情緒等的影響，它可始終如一地以專(zhuān)家級(jí)的高水平求解問(wèn)題。5.1.2專(zhuān)家系統(tǒng)的性能2023/2/6105.1.3專(zhuān)家系統(tǒng)的特點(diǎn)與研究意義比較方面?zhèn)鹘y(tǒng)程序?qū)＜蚁到y(tǒng)編程思想編程方法處理對(duì)象執(zhí)行過(guò)程可修改性操作解釋結(jié)論依據(jù)某一算法知識(shí)使用和知識(shí)本身混合在一起數(shù)值量順序方式或批處理方式執(zhí)行難修改，需改動(dòng)整個(gè)程序并重新編譯

不能正確，不容許不確定性依據(jù)啟發(fā)式方式知識(shí)和知識(shí)的使用分離符號(hào)量人機(jī)交互方式執(zhí)行易修改，只需改動(dòng)知識(shí)庫(kù)可能滿(mǎn)意，容許不確定性表5-1專(zhuān)家系統(tǒng)特點(diǎn)及與傳統(tǒng)程序的區(qū)別

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/611

研究專(zhuān)家系統(tǒng)的意義還在于:專(zhuān)家系統(tǒng)不像人那樣容易疲勞、遺忘，易受環(huán)境、情緒的影響，它可始終如一地以專(zhuān)家級(jí)的高水平求解問(wèn)題。因此，從這個(gè)意義上講，專(zhuān)家系統(tǒng)可以超過(guò)專(zhuān)家本人。專(zhuān)家系統(tǒng)便于保存和大面積推廣各種專(zhuān)家的寶貴知識(shí)，更有效地發(fā)揮各種專(zhuān)業(yè)人才的作用，克服人類(lèi)專(zhuān)家供不應(yīng)求的矛盾。專(zhuān)家系統(tǒng)還可以綜合許多專(zhuān)家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，從而博采眾長(zhǎng)。專(zhuān)家系統(tǒng)作為一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，便于發(fā)揮計(jì)算機(jī)快速、準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)，在某些方面比專(zhuān)家更可靠、更靈活，可以不受時(shí)間、地域及人為因素的影響。另外，由于專(zhuān)家系統(tǒng)具有解釋功能，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者和領(lǐng)域?qū)＜揖涂煞奖愕卣页鱿到y(tǒng)隱含的錯(cuò)誤，便于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。

5.1.3專(zhuān)家系統(tǒng)的特點(diǎn)與研究意義

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/612

1.按用途分類(lèi)按用途分類(lèi)，專(zhuān)家系統(tǒng)可分為：診斷型、解釋型、預(yù)測(cè)型、決策型、設(shè)計(jì)型、規(guī)劃型、控制型、調(diào)度型等幾種類(lèi)型。

2.按輸出結(jié)果分類(lèi)按輸出結(jié)果分類(lèi)，專(zhuān)家系統(tǒng)可分為分析型和設(shè)計(jì)型。5.1.4專(zhuān)家系統(tǒng)的分類(lèi)

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/613

3.按知識(shí)分類(lèi)知識(shí)可分為確定性知識(shí)和不確定性知識(shí)，所以，按知識(shí)分類(lèi)，專(zhuān)家系統(tǒng)又可分為精確推理型和不精確推理型（如模糊專(zhuān)家系統(tǒng)）。

順便指出，關(guān)于知識(shí)處理的技術(shù)和方法已形成一個(gè)稱(chēng)為“知識(shí)工程”（KnowledgeEngineering）的學(xué)科領(lǐng)域。這就是說(shuō)，專(zhuān)家系統(tǒng)促使了知識(shí)工程的誕生和發(fā)展，知識(shí)工程又是為專(zhuān)家系統(tǒng)服務(wù)的。正是由于這二者的密切關(guān)系，所以，現(xiàn)在的“專(zhuān)家系統(tǒng)”與“知識(shí)工程”幾乎已成為同義語(yǔ)。

4.按技術(shù)分類(lèi)

按采用的技術(shù)分類(lèi)，專(zhuān)家系統(tǒng)可分為符號(hào)推理專(zhuān)家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)家系統(tǒng)。前面講的內(nèi)容均為基于符號(hào)推理5.1.4專(zhuān)家系統(tǒng)的分類(lèi)2023/2/614

5.按規(guī)模分類(lèi)

按規(guī)模分類(lèi)，可分為大型協(xié)同式專(zhuān)家系統(tǒng)和微專(zhuān)家系統(tǒng)。

6.按結(jié)構(gòu)分類(lèi)

按結(jié)構(gòu)分類(lèi)可分為集中式和分布式，單機(jī)型和網(wǎng)絡(luò)型(即網(wǎng)上專(zhuān)家系統(tǒng))。

5.1.4專(zhuān)家系統(tǒng)的分類(lèi)

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/6151.專(zhuān)家系統(tǒng)與知識(shí)系統(tǒng)專(zhuān)家系統(tǒng)能有效地解決問(wèn)題的主要原因在于它擁有知識(shí)，因?yàn)椤爸R(shí)就是力量”。但專(zhuān)家系統(tǒng)擁有的知識(shí)是專(zhuān)家知識(shí)，而且主要是經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)。由專(zhuān)家系統(tǒng)的出現(xiàn)和發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的一種稱(chēng)為知識(shí)系統(tǒng)（KnowledgeBasedSystem)的智能系統(tǒng)，其中的知識(shí)已不限于人類(lèi)專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，而可以是領(lǐng)域知識(shí)或通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)所獲得的知識(shí)等。所以，對(duì)于這種廣義的知識(shí)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，專(zhuān)家系統(tǒng)就是一種特殊的知識(shí)系統(tǒng)。5.1.5專(zhuān)家系統(tǒng)與知識(shí)工程

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/616

2.專(zhuān)家系統(tǒng)與知識(shí)工程由于專(zhuān)家系統(tǒng)是基于知識(shí)的系統(tǒng)，那么，建造專(zhuān)家系統(tǒng)就涉及到：（1）知識(shí)獲?。簭娜祟?lèi)專(zhuān)家那里或從實(shí)際問(wèn)題搜集、整理、歸納專(zhuān)家級(jí)知識(shí)（2）知識(shí)表示：以某種結(jié)構(gòu)形式表達(dá)所獲取的知識(shí)，并將其存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)之中（3）知識(shí)的組織與管理：知識(shí)庫(kù)建立與維護(hù)等

（4）知識(shí)的利用：使用知識(shí)進(jìn)行推理等一系列關(guān)于知識(shí)處理的技術(shù)和方法。5.1.5專(zhuān)家系統(tǒng)與知識(shí)工程

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/617

關(guān)于知識(shí)處理的技術(shù)和方法已形成一個(gè)稱(chēng)為“知識(shí)工程”（KnowledgeEngineering）的學(xué)科領(lǐng)域。這就是說(shuō)，專(zhuān)家系統(tǒng)促使了知識(shí)工程的誕生和發(fā)展，知識(shí)工程又是為專(zhuān)家系統(tǒng)服務(wù)的。正是由于這二者的密切關(guān)系，所以，現(xiàn)在的“專(zhuān)家系統(tǒng)”與“知識(shí)工程”幾乎已成為同義語(yǔ)。5.1.5專(zhuān)家系統(tǒng)與知識(shí)工程

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/618BACON3系統(tǒng)功能介紹：由一位美國(guó)學(xué)者P.W.Langley(蘭利)于1979年在CarnegieMellon(卡內(nèi)基-梅隆)大學(xué)提出的一個(gè)關(guān)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一個(gè)發(fā)現(xiàn)物理學(xué)中經(jīng)驗(yàn)性定理的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)，并以英國(guó)16世紀(jì)著名思想家和科學(xué)家培根命名。假設(shè)對(duì)應(yīng)一組系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)

X={XK}

得到一批輸出數(shù)據(jù)

Y={YKI},K,I=1,2,…

這批數(shù)據(jù)記錄真實(shí)、齊全，但數(shù)據(jù)排列順序被破壞了。如何分析呢？

5.1.6

一個(gè)關(guān)于專(zhuān)家系統(tǒng)的事例

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/619由于這批數(shù)據(jù)記錄真實(shí)、齊全，只是數(shù)據(jù)排列順序被破壞了，因此，首先應(yīng)恢復(fù)數(shù)據(jù)排列順序，再進(jìn)行系統(tǒng)分析：（1）將輸入、輸出數(shù)據(jù)分為兩組，各自按單調(diào)排列；（2）確定對(duì)應(yīng)輸入與輸出間的數(shù)據(jù)乘積，或比值，或某次方根，…等數(shù)學(xué)關(guān)系為一恒值常數(shù)；或引進(jìn)新的變量，繼續(xù)上述研究過(guò)程；（3）若確定對(duì)應(yīng)輸入輸出間的數(shù)據(jù)的某數(shù)學(xué)關(guān)系為一恒值常數(shù)，則結(jié)合數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)發(fā)生的原始環(huán)境，分析該常數(shù)的物理意義，從而總結(jié)出一般規(guī)律。

5.1.6

一個(gè)關(guān)于專(zhuān)家系統(tǒng)的事例

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/620按照這種思路和數(shù)學(xué)模型，人們很容易獲得關(guān)于物理學(xué)的很多定律。諸如：f=ma;

S=vt

U=RI

Q=CU

F=kX

E=Mc2

P=F/S2

(PxVx)/Tx=(P0V0)/T0=R(常數(shù))…等

5.1.6

一個(gè)關(guān)于專(zhuān)家系統(tǒng)的事例

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/621按照這種思路和數(shù)學(xué)模型，人們很容易獲得關(guān)于物理學(xué)的很多定律。諸如它能重新發(fā)現(xiàn)波義耳定律、歐姆定律、牛頓萬(wàn)有引力定律和開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律等。例如：如果給程序提供一系列氣體體積隨溫度、壓力變化的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)概括和歸納推理，可以得出理想氣體的波義耳定律。BACON系統(tǒng)的思想是利用一些算子反復(fù)構(gòu)造一些新的項(xiàng)，當(dāng)這些項(xiàng)中有一個(gè)是常數(shù)時(shí)，就得到概念“項(xiàng)=常數(shù)”。

5.1.6

一個(gè)關(guān)于專(zhuān)家系統(tǒng)的事例

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/622例如，對(duì)開(kāi)普勒定律：行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)周期為p與行星到太陽(yáng)的距離d有關(guān)，即有公式：

R=d3/p2其中R為常數(shù)。計(jì)算過(guò)程如表所示。

BACON3程序成功地模擬了人類(lèi)發(fā)現(xiàn)物理學(xué)上一些經(jīng)驗(yàn)性的簡(jiǎn)單定律，幫助人們概括出了物理實(shí)驗(yàn)中的一種客觀規(guī)律。進(jìn)一步發(fā)展推廣，BACON3甚至稍加改進(jìn)，還可用于非線(xiàn)性系統(tǒng)的研究上。因此，對(duì)于這項(xiàng)成果，學(xué)者們?cè)?jīng)給以很高評(píng)價(jià)，認(rèn)為可能拋磚引玉，導(dǎo)致歸納機(jī)的誕生。

5.1.6

一個(gè)關(guān)于專(zhuān)家系統(tǒng)的事例

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/623由上表，對(duì)開(kāi)普勒定律公式R=d3/p2發(fā)現(xiàn)過(guò)程為：①p和d都是遞增，并且非線(xiàn)性互相依賴(lài)，觸發(fā)建立新項(xiàng)d/p的算子。②d和d/p的遞增方向剛好相反，觸發(fā)建立新項(xiàng)（d/p）·d=d2/p的算子。③d/p和d2/p的遞增方向剛好相反，觸發(fā)建立新項(xiàng)（d/p）·d2/p=d3/p2的算子。④項(xiàng)d3/p2是常數(shù)，則得到行星運(yùn)動(dòng)定律。

5.1.6

一個(gè)關(guān)于專(zhuān)家系統(tǒng)的事例行星pDd/pd2/pd3/p2Mercury111．01．01．0Venus840．52．01．0Earth2790．333．01．0表

行星運(yùn)動(dòng)定律的發(fā)現(xiàn)2023/2/624２.預(yù)測(cè)型專(zhuān)家系統(tǒng)（expertsystemforprediction）這是根據(jù)現(xiàn)狀預(yù)測(cè)未來(lái)可能發(fā)生的情況的專(zhuān)家系統(tǒng)。諸如應(yīng)用于氣象預(yù)報(bào)、地震災(zāi)害預(yù)測(cè)、人口預(yù)測(cè)、工農(nóng)業(yè)產(chǎn)量估計(jì)及水文、經(jīng)濟(jì)、軍事形勢(shì)預(yù)測(cè)等方面。其特點(diǎn)為：

⑴系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化，而且可能是不準(zhǔn)確和不完全的。

⑵系統(tǒng)需要有適應(yīng)時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)模型，能夠從不完全和不準(zhǔn)確的信息中，得出預(yù)報(bào)，并達(dá)到要求的時(shí)效性。如臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)TYT專(zhuān)家系統(tǒng)就是一例。

5.1.7

專(zhuān)家系統(tǒng)的類(lèi)型

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/625３.診斷型專(zhuān)家系統(tǒng)（expertsystemfordiagnosis）根據(jù)診斷對(duì)象的表征現(xiàn)象，例如病人的臨床癥狀，機(jī)器故障的聲光現(xiàn)象等，推斷出該對(duì)象機(jī)能失常或發(fā)生故障的原因。診斷專(zhuān)家系統(tǒng)具有下列特點(diǎn)：

⑴能夠了解被診斷對(duì)象或客體各組成部分的特性以及它們之間的聯(lián)系。

⑵能夠區(qū)分一種現(xiàn)象及其所掩蓋的另一種現(xiàn)象。

⑶能夠向用戶(hù)提出測(cè)量的數(shù)據(jù)，并從不確切信息中得出盡可能正確的診斷。如著名的MYCIN系統(tǒng)，就能對(duì)傳染性疾病做出專(zhuān)家水平的診斷和治療選擇。

5.1.7

專(zhuān)家系統(tǒng)的類(lèi)型

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/626４.設(shè)計(jì)型專(zhuān)家系統(tǒng)（expertsystemfordesign）這是一種根據(jù)任務(wù)要求，計(jì)算出滿(mǎn)足設(shè)計(jì)問(wèn)題約束的目標(biāo)配置的系統(tǒng)。設(shè)計(jì)型專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)具有下列特點(diǎn)：⑴善于從多方面的約束中得到符合要求的設(shè)計(jì)結(jié)果。⑵系統(tǒng)需要檢索較大的可能解空間。⑶善于分析各種問(wèn)題，并處理好子問(wèn)題間的相互關(guān)系。⑷能夠試驗(yàn)性地構(gòu)造出可能設(shè)計(jì)，并易于對(duì)所得設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改。⑸能夠使用已被證明是正確的設(shè)計(jì)來(lái)解釋當(dāng)前的新設(shè)計(jì)。例如，DAC公司用來(lái)幫助用戶(hù)提出最佳計(jì)算機(jī)配置方案的R1系統(tǒng)。

5.1.7

專(zhuān)家系統(tǒng)的類(lèi)型

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/627５.規(guī)劃型專(zhuān)家系統(tǒng)（expertsystemforplanning）規(guī)劃型專(zhuān)家系統(tǒng)用來(lái)制訂行動(dòng)規(guī)劃一類(lèi)專(zhuān)家系統(tǒng)。諸如機(jī)器人動(dòng)作規(guī)劃、制訂生產(chǎn)規(guī)劃等。其具體特點(diǎn)有：

⑴所要規(guī)劃的目標(biāo)可能是動(dòng)態(tài)的或靜態(tài)的，因而需要對(duì)未來(lái)動(dòng)作做出預(yù)測(cè)。

⑵所涉及的問(wèn)題可能很復(fù)雜，要求系統(tǒng)能夠抓住重點(diǎn)，處理好各子目標(biāo)之間的關(guān)系和不確定的數(shù)據(jù)信息，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)性動(dòng)作得出可行規(guī)劃。

5.1.7

專(zhuān)家系統(tǒng)的類(lèi)型

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/628６.監(jiān)視型專(zhuān)家系統(tǒng)（expertsystemformonitoring）這是用來(lái)對(duì)某些行為、狀況進(jìn)行監(jiān)視，并與其正常情況進(jìn)行比較，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常發(fā)出告警或進(jìn)行干預(yù)的系統(tǒng)。如森林火警監(jiān)視、機(jī)場(chǎng)監(jiān)視等。監(jiān)視專(zhuān)家系統(tǒng)具有下列特點(diǎn)：

⑴系統(tǒng)應(yīng)具有快速反應(yīng)能力，在造成事故之前及時(shí)發(fā)出警報(bào)。

⑵系統(tǒng)發(fā)出的警報(bào)要有很高的準(zhǔn)確性。在需要發(fā)出警報(bào)時(shí)發(fā)警報(bào)，在不需要發(fā)出警報(bào)時(shí)不得輕易發(fā)警報(bào)（假警報(bào)）。

⑶系統(tǒng)能夠隨時(shí)間和條件的變化而動(dòng)態(tài)地處理其輸入信息。

5.1.7

專(zhuān)家系統(tǒng)的類(lèi)型

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/629７.控制型專(zhuān)家系統(tǒng)（expertsystemforcontrol）用以自適應(yīng)地管理受控對(duì)象，使之滿(mǎn)足預(yù)期要求的系統(tǒng)。其特點(diǎn)為：能夠解釋當(dāng)前情況，預(yù)測(cè)未來(lái)可能發(fā)生的情況；診斷可能發(fā)生的問(wèn)題及其原因，不斷修正計(jì)劃，控制系統(tǒng)的運(yùn)行。控制型專(zhuān)家系統(tǒng)具有解釋、預(yù)報(bào)、診斷、規(guī)劃和執(zhí)行等功能。８.調(diào)試型專(zhuān)家系統(tǒng)（expertsystemfordebugging）調(diào)試型專(zhuān)家系統(tǒng)的任務(wù)是對(duì)失靈的對(duì)象給出處理意見(jiàn)和方法。調(diào)試專(zhuān)家系統(tǒng)的特點(diǎn)是同時(shí)具有規(guī)劃、設(shè)計(jì)、預(yù)報(bào)和診斷等專(zhuān)家系統(tǒng)的功能。

5.1.7

專(zhuān)家系統(tǒng)的類(lèi)型

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/630９.教學(xué)型專(zhuān)家系統(tǒng)（expertsystemforinstruction）教學(xué)型專(zhuān)家系統(tǒng)能根據(jù)學(xué)生的知識(shí)點(diǎn)掌握情況、性情特點(diǎn)等，以最適當(dāng)?shù)慕贪负徒虒W(xué)方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)和輔導(dǎo)。教學(xué)專(zhuān)家系統(tǒng)的特點(diǎn)為：［１］同時(shí)具有診斷和調(diào)試等功能。［２］具有良好的人機(jī)界面。１０.維護(hù)型專(zhuān)家系統(tǒng)（expertsystemforrepair）系統(tǒng)能對(duì)發(fā)生故障的對(duì)象（系統(tǒng)或設(shè)備）進(jìn)行處理，使其恢復(fù)正常工作。該類(lèi)型專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)具有診斷、調(diào)試、計(jì)劃和執(zhí)行等功能。

5.1.7

專(zhuān)家系統(tǒng)的類(lèi)型

5.1

專(zhuān)家系統(tǒng)概述2023/2/631

5.２.１專(zhuān)家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)

5.２專(zhuān)家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理人機(jī)接口推理機(jī)解釋器知識(shí)獲取知識(shí)與數(shù)據(jù)庫(kù)

黑板圖7-３A專(zhuān)家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)知識(shí)庫(kù)推理機(jī)輸入或提問(wèn)答案專(zhuān)家知識(shí)

圖7-２專(zhuān)家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)用戶(hù)專(zhuān)家/知識(shí)工程師2023/2/632圖7―3B專(zhuān)家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

5.２專(zhuān)家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理2023/2/633專(zhuān)家系統(tǒng)須滿(mǎn)足的基本功能（共六大功能）:

⑴存儲(chǔ)問(wèn)題求解所需的專(zhuān)家知識(shí);⑵存儲(chǔ)具體領(lǐng)域內(nèi)的初始數(shù)據(jù)和推理過(guò)程中所涉及到的各種信息．如中間結(jié)果、目標(biāo)、子目標(biāo)、條件、假設(shè)等等。⑶根據(jù)當(dāng)前輸入的數(shù)據(jù)，利用已有的知識(shí)，按照一定的推理策略，去解決當(dāng)前問(wèn)題，并能控制、協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)。⑷能對(duì)推理過(guò)程、結(jié)論或系統(tǒng)自身做出必要的解釋?zhuān)缃忸}步驟、處理策略、選擇處理方法、求解某種問(wèn)題的能力、系統(tǒng)如何組織和管理其自身知識(shí)等。這樣既便于用戶(hù)的理解和接受，同時(shí)也便于系統(tǒng)的維護(hù)。

5.２.１專(zhuān)家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)2023/2/634⑸提供知識(shí)獲取、機(jī)器學(xué)習(xí)、修改、擴(kuò)充和完善等其它維護(hù)手段。這樣才能更有效地提高系統(tǒng)的問(wèn)題求解能力及準(zhǔn)確性。⑹提供一種人機(jī)接口，能分析、理解用戶(hù)的各種請(qǐng)求。其中，存放知識(shí)和使用知識(shí)是專(zhuān)家系統(tǒng)的兩個(gè)基本功能，用于實(shí)現(xiàn)該功能的知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)構(gòu)成了專(zhuān)家系統(tǒng)的兩個(gè)核心部件，如圖5-2所示。基于規(guī)則的專(zhuān)家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖7-3所示，一般包括知識(shí)與數(shù)據(jù)庫(kù)、推理機(jī)、黑板、人機(jī)接口、解釋器和知識(shí)獲取機(jī)等六部分。

5.２.１專(zhuān)家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)2023/2/635

7.２.１專(zhuān)家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)人機(jī)接口推理機(jī)解釋器知識(shí)獲取知識(shí)與數(shù)據(jù)庫(kù)

黑板圖5-３A專(zhuān)家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)知識(shí)庫(kù)推理機(jī)輸入或提問(wèn)答案專(zhuān)家知識(shí)

圖5-２專(zhuān)家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)用戶(hù)專(zhuān)家/知識(shí)工程師2023/2/636知識(shí)與數(shù)據(jù)庫(kù)：包括專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)和事實(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)兩部分，存儲(chǔ)著求解領(lǐng)域中問(wèn)題所需的專(zhuān)家知識(shí)及數(shù)據(jù)，它是專(zhuān)家系統(tǒng)的組成基礎(chǔ)。主要用途：用于存放相關(guān)領(lǐng)域或問(wèn)題的初始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、最終結(jié)論等。它能對(duì)知識(shí)和全局?jǐn)?shù)據(jù)施行存儲(chǔ)、管理，并以規(guī)則形式表達(dá)專(zhuān)家級(jí)知識(shí)。一類(lèi)是領(lǐng)域中的定義、事實(shí)和理論等，通常收錄于相關(guān)學(xué)術(shù)著作和教科書(shū)中；另一類(lèi)是專(zhuān)家個(gè)人在工作經(jīng)歷中所獲得的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等。這使得專(zhuān)家們?cè)阱e(cuò)綜復(fù)雜關(guān)鍵時(shí)刻，能臨機(jī)決斷，做出正確決策。特性：⑴它可被所有的規(guī)則訪(fǎng)問(wèn)；⑵規(guī)則之間的聯(lián)系只有通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)才能發(fā)生。

5.２.１專(zhuān)家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)2023/2/637推理機(jī)：推理機(jī)實(shí)際上就是一組計(jì)算機(jī)程序，它是專(zhuān)家系統(tǒng)的“思維”機(jī)構(gòu)，是構(gòu)成專(zhuān)家系統(tǒng)的核心部分。主要功能：協(xié)調(diào)控制整個(gè)系統(tǒng)，模擬領(lǐng)域?qū)＜业乃季S過(guò)程，控制并執(zhí)行對(duì)問(wèn)題的求解。它能根據(jù)當(dāng)前已知的事實(shí)，利用知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，按一定的推理方法和控制策略進(jìn)行推理，求得問(wèn)題的答案或證明某個(gè)假設(shè)的正確性?？傊R(shí)庫(kù)和推理機(jī)構(gòu)成了一個(gè)專(zhuān)家系統(tǒng)的基本框架。同時(shí)，這兩部分又是相輔相成、密切相關(guān)的。因?yàn)椴煌闹R(shí)表示有不同的推理方式，所以，推理機(jī)的推理方式和工作效率不僅與推理機(jī)本身的算法有關(guān)，還與知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)以及知識(shí)庫(kù)的組織有關(guān)。

5.２.１專(zhuān)家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)2023/2/638

黑板：

顧名思義，黑板是一種可讀、可刷新重寫(xiě)的裝置，用于描述記錄專(zhuān)家系統(tǒng)的中間推理過(guò)程、數(shù)據(jù)的變換與演算，又稱(chēng)為暫存器。許多專(zhuān)家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)把黑板并入數(shù)據(jù)庫(kù)中，但它只是系統(tǒng)運(yùn)行中間的一些動(dòng)態(tài)信息的集合，是系統(tǒng)運(yùn)行期間產(chǎn)生和變化的，因此，它只是數(shù)據(jù)庫(kù)中“動(dòng)態(tài)”變化的那一部分。有了黑板，便于進(jìn)行系統(tǒng)跟蹤、調(diào)試與解釋。

5.２.１專(zhuān)家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)2023/2/639解釋模塊（解釋器）：這是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)透明性的重要模塊。它負(fù)責(zé)回答用戶(hù)提出的各種問(wèn)題，解釋系統(tǒng)的推理過(guò)程，使系統(tǒng)向用戶(hù)透明。解釋程序模塊由一組程序構(gòu)成，它是專(zhuān)家系統(tǒng)區(qū)別于一般程序的重要特征之一。它可對(duì)推理路線(xiàn)和提問(wèn)的含義給出必要的清晰的解釋?zhuān)褂脩?hù)了解推理過(guò)程；并能跟蹤并記錄推理過(guò)程，也為系統(tǒng)維護(hù)提供了方便的手段。

5.２.１專(zhuān)家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)2023/2/640

知識(shí)獲取模塊：這是專(zhuān)家系統(tǒng)中能將某專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的事實(shí)性知識(shí)和領(lǐng)域?qū)＜宜赜械慕?jīng)驗(yàn)性知識(shí)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可利用的形式并送入知識(shí)庫(kù)的功能模塊。同時(shí)也負(fù)責(zé)知識(shí)庫(kù)中知識(shí)的修改、刪除和更新，并對(duì)知識(shí)庫(kù)的完整性和一致性進(jìn)行維護(hù)。知識(shí)獲取模塊是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)靈活性的主要部分，它使領(lǐng)域?qū)＜铱梢孕薷闹R(shí)庫(kù)而不必了解知識(shí)庫(kù)中知識(shí)的表示方法、知識(shí)庫(kù)的組織結(jié)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)上的細(xì)節(jié)問(wèn)題，這大大地提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)充性。

5.２.１專(zhuān)家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)2023/2/641

人機(jī)接口：人機(jī)接口負(fù)責(zé)把領(lǐng)域?qū)＜摇⒅R(shí)工程師或一般用戶(hù)輸入的信息轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)內(nèi)規(guī)范化的表示形式，然后把這些內(nèi)部表示交給相應(yīng)的模塊去處理。系統(tǒng)輸出的內(nèi)部信息也由人機(jī)接口轉(zhuǎn)換成用戶(hù)易于理解的外部表示形式顯示給用戶(hù)。

5.２.１專(zhuān)家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)2023/2/642求解過(guò)程大致有如下幾個(gè)步驟：根據(jù)用戶(hù)的問(wèn)題對(duì)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行搜索，尋找有關(guān)的知識(shí)。根據(jù)有關(guān)的知識(shí)和系統(tǒng)的控制策略形成解決問(wèn)題的途徑，即知識(shí)操作算子序列，從而構(gòu)成一個(gè)假設(shè)集合。對(duì)解決問(wèn)題的一組可能假設(shè)方案進(jìn)行排序，并挑選其中在某些準(zhǔn)則下為最優(yōu)的假設(shè)方案。根據(jù)挑選的解決問(wèn)題的假設(shè)方案去求解具體問(wèn)題。如果該方案不能真正解決問(wèn)題，則回溯到假設(shè)方案序列中的下一個(gè)假設(shè)方案，重復(fù)求解問(wèn)題。上述過(guò)程循環(huán)執(zhí)行，直到問(wèn)題已經(jīng)解決或所有可能的求解方案都不能解決問(wèn)題而宣告“本系統(tǒng)該問(wèn)題無(wú)解”為止。

5.２.２專(zhuān)家系統(tǒng)的工作原理2023/2/643

5.２.２專(zhuān)家系統(tǒng)的工作原理上述過(guò)程可用圖5-3來(lái)描述。YY目標(biāo)問(wèn)題分析根據(jù)目標(biāo)問(wèn)題集聚知識(shí)形成解決問(wèn)題的假設(shè)方案集選擇最優(yōu)方案執(zhí)行之對(duì)假設(shè)方案集進(jìn)行排序知識(shí)庫(kù)問(wèn)題已解決？選擇下一個(gè)方案并執(zhí)行還有其它方案？成功結(jié)束失敗結(jié)束NN2023/2/644

上面介紹的專(zhuān)家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，是專(zhuān)家系統(tǒng)的概念模型，或者說(shuō)是只強(qiáng)調(diào)知識(shí)和推理這一主要特征的專(zhuān)家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。但專(zhuān)家系統(tǒng)終究仍是一種計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。所以，它與其它應(yīng)用系統(tǒng)一樣是解決實(shí)際問(wèn)題的。而實(shí)際問(wèn)題往往是錯(cuò)綜復(fù)雜的，比如，可能需要多次推理或多路推理或多層推理才能解決，而知識(shí)庫(kù)也可能是多塊或多層的。

5２.3

專(zhuān)家系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)2023/2/645

專(zhuān)家系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)示例

總控處理模塊1專(zhuān)家模塊1…………專(zhuān)家模塊m處理模塊n2023/2/646地質(zhì)圖件繪制智能輔助系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2023/2/647

網(wǎng)絡(luò)與分布式結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，專(zhuān)家系統(tǒng)也可以設(shè)計(jì)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如“客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器”(Client/Server)結(jié)構(gòu)（如圖8―5(a)所示），或?yàn)g覽器/服務(wù)器(Browser/Server)結(jié)構(gòu)(如圖8-5(b)所示)。我們稱(chēng)后一種結(jié)構(gòu)的專(zhuān)家系統(tǒng)為網(wǎng)上專(zhuān)家系統(tǒng)。分布式結(jié)構(gòu)則是一種適合于分布式計(jì)算環(huán)境的專(zhuān)家系統(tǒng)。例如那些多學(xué)科、多專(zhuān)家聯(lián)合作業(yè)，協(xié)同解題的大型專(zhuān)家系統(tǒng)，就可以設(shè)計(jì)成分布式結(jié)構(gòu)。這類(lèi)專(zhuān)家系統(tǒng)也就稱(chēng)為分布式專(zhuān)家系統(tǒng)。

5.２.3

專(zhuān)家系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)2023/2/648

專(zhuān)家系統(tǒng)的客戶(hù)(機(jī))/服務(wù)器結(jié)構(gòu)及瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)知識(shí)庫(kù)推理機(jī)推理機(jī)知識(shí)庫(kù)人—機(jī)界面人—機(jī)界面客戶(hù)（機(jī)）Browser服務(wù)器WebServerInternet

5.２.3

專(zhuān)家系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)2023/2/649

7.３

專(zhuān)家系統(tǒng)的產(chǎn)生式表示為了針對(duì)指定的符號(hào)串產(chǎn)生替換運(yùn)算，美國(guó)數(shù)學(xué)家Post于1943年首次提出產(chǎn)生式系統(tǒng)(ProductionSystem)概念；后來(lái)，學(xué)者們又依據(jù)這種按指定方式產(chǎn)生輸出符號(hào)的思想，構(gòu)造了POST自動(dòng)機(jī)，明確地提出了一種用“規(guī)則”進(jìn)行信息加工的系統(tǒng)模型。隨后，產(chǎn)生式不斷發(fā)展。Markov提出了產(chǎn)生式系統(tǒng)的控制策略；Chomskey提出了文法分層概念和類(lèi)似產(chǎn)生式生成的語(yǔ)言重寫(xiě)規(guī)則；在此基礎(chǔ)上，計(jì)算機(jī)界學(xué)者成功地構(gòu)造了ALGOL60高級(jí)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言；20世紀(jì)七十年代，Newell和Simon等學(xué)者在對(duì)人類(lèi)認(rèn)知模型研究中，開(kāi)發(fā)了基于規(guī)則的產(chǎn)生式系統(tǒng)等。從此，產(chǎn)生式知識(shí)表示在人工智能中得到廣泛的應(yīng)用，尤其Feigenbaum等人運(yùn)用產(chǎn)生式知識(shí)表示，成功構(gòu)造了專(zhuān)家系統(tǒng)，取得了許多卓越的成就，推動(dòng)了人工智能發(fā)展。

7.３.１產(chǎn)生式的提出2023/2/650

5.３

專(zhuān)家系統(tǒng)的產(chǎn)生式表示產(chǎn)生式知識(shí)表示與人們很多的思維習(xí)性十分吻合。例如，自然界中廣泛使用的各種因果關(guān)系，還有人們關(guān)于判斷的思維方式等，都可以歸納為諸如：“條件→結(jié)論”或“原因→結(jié)果”、“前提→操作”、“情況→行為”等結(jié)構(gòu)，它們都是產(chǎn)生式的知識(shí)表達(dá)形式。例如：

⑴

天下雨，地上濕。（“原因→結(jié)果”結(jié)構(gòu)）⑵

如果把冰加熱到0o以上，冰就會(huì)溶化為水。（“條件→結(jié)論”結(jié)構(gòu)）⑶“夜來(lái)風(fēng)雨聲，花落知多少?！保ㄊ聦?shí)及其進(jìn)展結(jié)構(gòu)）⑷

若能找到一根合適的杠桿，就能撬起那座大山。（“前提→操作”

）⑸

“才飲長(zhǎng)沙水，又食武昌魚(yú)?！?/p>

（事實(shí)及其進(jìn)展結(jié)構(gòu)）⑹

剛才開(kāi)機(jī)了，意味著發(fā)出了捕獲目標(biāo)圖像的信號(hào)。（“情況→行為”）再如，人們好奇于“金剛石可在氧氣中燃燒而消失”的原因，就可用產(chǎn)生式知識(shí)表示的語(yǔ)言結(jié)構(gòu)來(lái)解釋?zhuān)阂驗(yàn)榻饎偸怯商荚咏M成的，所以再硬的金剛石也可燃燒成為CO2，變成氣體消失了。

5.３.１產(chǎn)生式的結(jié)構(gòu)形式2023/2/651

5.３

專(zhuān)家系統(tǒng)的產(chǎn)生式表示特點(diǎn)：產(chǎn)生式結(jié)構(gòu)形象、生動(dòng)，普遍存在，既符合客觀規(guī)律，又具有智能特性，極有挖掘研究?jī)r(jià)值。產(chǎn)生式還可以表現(xiàn)更復(fù)雜的情況：可把其表示為相互并立、分立、合成、嵌套等形式。例如，⑺四邊形∧四邊相等∧有一角是直角→正方形.⑻一個(gè)夏天∧甲到太白山游覽∧山上突然刮起寒風(fēng)∧甲僅僅身穿單衣∧冰雹雪花紛紛飄落→氣候太寒冷了∧甲渾身打哆嗦.

5.３.１產(chǎn)生式的結(jié)構(gòu)形式更復(fù)雜的情況還有：

⑼中國(guó)的首都是北京?！?023/2/652

5.３

專(zhuān)家系統(tǒng)的產(chǎn)生式表示

5.３.１產(chǎn)生式的結(jié)構(gòu)形式產(chǎn)生式的合成與分解：⑽設(shè)有規(guī)則R:((A∧B)∨(C∧D))∧((E∧F)∨G)→SR1:S1∧S2→SR2:S3∨S4

→S1R3:S5∨S6

→S2R4:A∧B

→S3

R5:C∧D

→S4

S3∨

S4S5∨S6S1∧S2R6:E∧F

→S5R7:G

→S62023/2/653

5.３

專(zhuān)家系統(tǒng)的產(chǎn)生式表示

5.３.2

產(chǎn)生式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換⑽設(shè)有規(guī)則R:((A∧B)∨(C∧D))∧((E∧F)∨G)→S產(chǎn)生式結(jié)構(gòu)可轉(zhuǎn)換為與/或樹(shù)結(jié)構(gòu)來(lái)表示：S3∨

S4S5∨S6S1∧S2SBA

S1S２

S3

S4

CDS5

S6

EF

G2023/2/654

7.３

專(zhuān)家系統(tǒng)的產(chǎn)生式表示產(chǎn)生式系統(tǒng)組成：由產(chǎn)生式規(guī)則(ProductionRules)、綜合數(shù)據(jù)庫(kù)(GlobalDatabase)和控制策略(ControlStrategy)三部分組成如圖。由圖可見(jiàn)，綜合數(shù)據(jù)庫(kù)、產(chǎn)生式規(guī)則是系統(tǒng)的具體知識(shí)與信息的存儲(chǔ)處理部件，是產(chǎn)生式系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分；控制策略是系統(tǒng)的協(xié)同處理機(jī)構(gòu)，是產(chǎn)生式系統(tǒng)的指揮控制中心。產(chǎn)生式系統(tǒng)的知識(shí)表示主要體現(xiàn)于綜合數(shù)據(jù)庫(kù)與產(chǎn)生式規(guī)則的各自表示。

5.３.3

產(chǎn)生式結(jié)構(gòu)與專(zhuān)家系統(tǒng)組成綜合數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)生式規(guī)則匹配事實(shí)

調(diào)用規(guī)則控制策略2023/2/655

5.３

專(zhuān)家系統(tǒng)的產(chǎn)生式表示產(chǎn)生式系統(tǒng)組成：由產(chǎn)生式規(guī)則(ProductionRules)、綜合數(shù)據(jù)庫(kù)(GlobalDatabase)和控制策略(ControlStrategy)三部分組成如圖。

5.３.3

產(chǎn)生式結(jié)構(gòu)與專(zhuān)家系統(tǒng)組成綜合數(shù)據(jù)庫(kù)

控制

匹配事實(shí)調(diào)用規(guī)則

產(chǎn)生式規(guī)則(庫(kù))

策略圖3產(chǎn)生式系統(tǒng)組成2023/2/656

5.3.3產(chǎn)生式結(jié)構(gòu)與專(zhuān)家系統(tǒng)組成

綜合數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)生式規(guī)則控制策略綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的建造知識(shí)與數(shù)據(jù)庫(kù)推理機(jī)解釋部分（解釋器）知識(shí)的獲取機(jī)構(gòu)專(zhuān)家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)表1專(zhuān)家系統(tǒng)與產(chǎn)生式結(jié)構(gòu)的關(guān)系

產(chǎn)生式系統(tǒng)組成2023/2/657

5.4

專(zhuān)家系統(tǒng)的建造與評(píng)價(jià)專(zhuān)家系統(tǒng)的性能需要從四方面來(lái)考慮：即方便性、有效性、可靠性和可維護(hù)性。專(zhuān)家系統(tǒng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則：由于考慮因素不同，角度不同，所給出的準(zhǔn)則也不同。為了使所設(shè)計(jì)的專(zhuān)家系統(tǒng)便于實(shí)現(xiàn)，專(zhuān)家系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般要求遵循以下基本原則：⑴知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)分離。這是設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)的基本原則。⑵盡量使用統(tǒng)一的知識(shí)表示方法。以便于系統(tǒng)對(duì)知識(shí)進(jìn)行統(tǒng)一的處理、解釋和管理。⑶推理機(jī)應(yīng)盡量簡(jiǎn)化。把啟發(fā)性知識(shí)也盡可能地獨(dú)立出來(lái)，這樣既便于推理機(jī)的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也便于對(duì)問(wèn)題的解釋。

5.4.１一般步驟與方法2023/2/658

5.4

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建造專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)步驟:

一般所采取的步驟是一個(gè)傳統(tǒng)程序開(kāi)發(fā)的循環(huán)形式，整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程如圖5所示,由一系列動(dòng)態(tài)過(guò)程組成。

5.4.１一般步驟與方法2023/2/659

5.4.１一般步驟與方法需求分析知識(shí)表示詳細(xì)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)編碼測(cè)試與評(píng)價(jià)管理與維護(hù)知識(shí)獲取初步設(shè)計(jì)圖7-5專(zhuān)家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的生存周期模型

5.4

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建造

在ES開(kāi)發(fā)中，最初：不可能被很好理解，定義也不可能很完整，則初期開(kāi)發(fā)過(guò)程只能自頂而下；過(guò)程中：在每一過(guò)程進(jìn)行中，往往又需要不斷反復(fù)回溯；以修改已進(jìn)行的過(guò)程。后期優(yōu)化：在過(guò)程的動(dòng)態(tài)反復(fù)進(jìn)行中，系統(tǒng)須不斷優(yōu)化，最終形成能滿(mǎn)足要求的實(shí)際系統(tǒng)。2023/2/660⑴需求分析。

在進(jìn)行構(gòu)思和設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)之前，首先必須搞清楚用戶(hù)需要一個(gè)什么樣的系統(tǒng)？要求具有什么功能？各項(xiàng)性能要求如何等。因此，需求分析做的好壞是系統(tǒng)最終成敗的一個(gè)關(guān)鍵，而且是專(zhuān)家系統(tǒng)的艱難開(kāi)發(fā)過(guò)程的第一關(guān)。知識(shí)工程師要花很多時(shí)間反復(fù)向未來(lái)的用戶(hù)和領(lǐng)域?qū)＜姨岢龈鞣N問(wèn)題，并共同討論解決各種問(wèn)題的方法，寫(xiě)出“需求分析報(bào)告”，根據(jù)專(zhuān)家與用戶(hù)們的評(píng)審意見(jiàn)，把需求分析報(bào)告改寫(xiě)成“系統(tǒng)規(guī)格說(shuō)明書(shū)”，并做出“系統(tǒng)開(kāi)發(fā)計(jì)劃”。

5.4.１一般步驟與方法

5.4

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建造2023/2/661知識(shí)獲取是專(zhuān)家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中最重要而困難的一步，被稱(chēng)為專(zhuān)家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的“瓶頸”。因此，在做了需求分析之后，就要開(kāi)始尋找該領(lǐng)域內(nèi)合適的專(zhuān)家以及相應(yīng)的資料來(lái)獲取知識(shí)。知識(shí)獲取需要知識(shí)工程師與領(lǐng)域?qū)＜业拿芮信浜虾椭С郑駝t是不可能成功的。從某種意義上來(lái)說(shuō)，知識(shí)是決定專(zhuān)家系統(tǒng)性能好壞的主要因素，知識(shí)獲取的成功幾乎就使系統(tǒng)成功了一半。這是一個(gè)反復(fù)進(jìn)行，不斷修改、擴(kuò)充；進(jìn)行需求分析，知識(shí)表示，詳細(xì)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)編碼、測(cè)試與評(píng)價(jià)，管理與維護(hù)的過(guò)程。

5.4.１一般步驟與方法⑵知識(shí)獲?。?023/2/662⑶知識(shí)表示：

在第3章中曾介紹了多種知識(shí)表示方法，不同的表示模式適合于表達(dá)不同類(lèi)型的知識(shí)。因此，根據(jù)所選定的領(lǐng)域范圍和所獲取的知識(shí)，選定或設(shè)計(jì)一、二種表示方法來(lái)最合適地表示相應(yīng)領(lǐng)域的知識(shí)是一項(xiàng)很重要的工作。值的指出的是，某些專(zhuān)家系統(tǒng)中的知識(shí)類(lèi)型比較多，單一知識(shí)表示模式有時(shí)很難實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的任務(wù)要求。因此，在具體建造專(zhuān)家系統(tǒng)時(shí)，可采用多種知識(shí)表示方法有機(jī)結(jié)合的方法。這樣，可對(duì)不同類(lèi)型的知識(shí)采用最合適的方法來(lái)表示，發(fā)揮各種方法的優(yōu)勢(shì)。

5.4.１一般步驟與方法

5.4

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建造2023/2/663⑷初步設(shè)計(jì)：

這個(gè)階段所要完成的任務(wù)是從宏觀上初步確定系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，進(jìn)行功能模塊的劃分，確定各功能模塊之間的相互關(guān)系（包括控制流和數(shù)據(jù)流等），畫(huà)出系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖，確定主要的用戶(hù)界面及相應(yīng)的設(shè)計(jì)報(bào)告或說(shuō)明書(shū)。在總的滿(mǎn)足需求分析的前提下，最終確定系統(tǒng)或模塊的性能指標(biāo)，作為下一步詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)要達(dá)到的目標(biāo)。

7.4.１一般步驟與方法

7.4

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建造2023/2/664該階段要根據(jù)各功能模塊任務(wù)和性能的要求，完成各模塊的具體方案設(shè)計(jì)。具體要求設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)、知識(shí)獲取、解釋和用戶(hù)接口的實(shí)現(xiàn)方案。程序結(jié)構(gòu)的模塊化設(shè)計(jì)是詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的主要方法。先將整個(gè)程序分解為若干模塊，每個(gè)模塊又分解為若干個(gè)子模塊，有的子模塊還可更進(jìn)一步分解。明確各模塊和子模塊的功能及其入口和出口，以便不同的程序員可明確分工，分別編寫(xiě)不同的模塊和子模塊。完成各模塊間接口的具體設(shè)計(jì)，要求界面清晰、互相聯(lián)系方便和高效。

5.4.１一般步驟與方法⑸詳細(xì)設(shè)計(jì)：2023/2/665

選擇合適的語(yǔ)言工具，這要根據(jù)具體情況而定，其中包括是否可能實(shí)現(xiàn)上面確定的詳細(xì)設(shè)計(jì)；軟件編程人員對(duì)語(yǔ)言或工具的熟練程度以及實(shí)現(xiàn)人員的水平；是否能表達(dá)所獲取的知識(shí)；可移植性和可維護(hù)性等?？蛇x擇使用某種“外殼”（Shell）來(lái)實(shí)現(xiàn)，將使這一工作變得簡(jiǎn)單，僅需按規(guī)定要求，把知識(shí)庫(kù)與外殼連接起來(lái)并作必要的測(cè)試即可。還必須采用某種知識(shí)處理語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)各功能模塊，對(duì)各功能模塊進(jìn)行詳細(xì)編碼與調(diào)試，并將這些模塊連接起來(lái)，再進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。

5.4.１一般步驟與方法⑹具體實(shí)現(xiàn)編碼。2023/2/666

功能模塊測(cè)試與評(píng)價(jià)，已在具體實(shí)現(xiàn)階段完成。而系統(tǒng)測(cè)試與評(píng)價(jià)的目的在于測(cè)試和評(píng)估整個(gè)系統(tǒng)的功能與性能，并進(jìn)行必要的修改以達(dá)到在需求分析階段確定的功能與性能指標(biāo)。系統(tǒng)的測(cè)試與評(píng)價(jià)必須有領(lǐng)域?qū)＜液陀脩?hù)參加，不僅要對(duì)程序編碼進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)也要對(duì)知識(shí)和推理進(jìn)行測(cè)試與評(píng)價(jià)，界面是否滿(mǎn)足用戶(hù)的要求等。方法：選用測(cè)試實(shí)例與專(zhuān)家的處理結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)不合理或不滿(mǎn)意，則由開(kāi)發(fā)人員具體修改，再進(jìn)行下一輪測(cè)試，如此循環(huán)往復(fù)，不斷完善，直到最終達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

5.4.１一般步驟與方法⑺系統(tǒng)測(cè)試與評(píng)價(jià)：2023/2/667

這是ES應(yīng)用中的重要環(huán)節(jié)。ES系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一定時(shí)間實(shí)際運(yùn)行后,將積累一些經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，并發(fā)現(xiàn)某些不足。因此，知識(shí)庫(kù)的知識(shí)要不斷增加與更新，以提高專(zhuān)家系統(tǒng)的適應(yīng)性和問(wèn)題求解能力。允許對(duì)其繼續(xù)進(jìn)行修改與維護(hù)，當(dāng)然這需要由豐富經(jīng)驗(yàn)的人員完成。

5.4.１一般步驟與方法⑻系統(tǒng)管理與維護(hù)：2023/2/668可見(jiàn)，ES開(kāi)發(fā)過(guò)程是一個(gè)漫長(zhǎng)的“設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試、修改、再設(shè)計(jì)、再實(shí)現(xiàn)、再測(cè)試、再修改、……”的不斷循環(huán)的反復(fù)過(guò)程。例如通過(guò)系統(tǒng)測(cè)試與評(píng)價(jià)，要檢查整個(gè)專(zhuān)家系統(tǒng)的正確性與實(shí)用性，以便于系統(tǒng)進(jìn)行修改與完善，或者是可以提供用戶(hù)使用。其次，上述各開(kāi)發(fā)階段往往是不能截然分開(kāi)的。例如，知識(shí)獲取和表示與實(shí)現(xiàn)過(guò)程互相滲透，密切相關(guān)。在測(cè)試中知識(shí)工程師們可能要不斷地修改系統(tǒng)的各個(gè)部分，也可能要不斷地修改已獲取的知識(shí)，從而有可能要重新形成規(guī)則，或需要重新設(shè)計(jì)知識(shí)表示方法，發(fā)現(xiàn)新概念或取消舊概念，甚至可能重新進(jìn)行需求分析。

5.4.１一般步驟與方法

5.4

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建造2023/2/669專(zhuān)家系統(tǒng)性能優(yōu)劣與知識(shí)的數(shù)量與質(zhì)量有關(guān)．一般而言，對(duì)專(zhuān)家系統(tǒng)知識(shí)表示有如下要求：⑴表示能力：能將問(wèn)題求解所需知識(shí)有效正確表達(dá)。⑵可理解性：所表達(dá)的知識(shí)簡(jiǎn)單、明了、易于理解。⑶可訪(fǎng)問(wèn)性：能夠有效地利用所表達(dá)的知識(shí)。⑷可擴(kuò)充性：能夠方便、靈活地對(duì)知識(shí)進(jìn)行擴(kuò)充。

5.4.２專(zhuān)家系統(tǒng)知識(shí)表示與知識(shí)描述

5.4

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建造2023/2/670

專(zhuān)家系統(tǒng)知識(shí)表示:已在AI領(lǐng)域中發(fā)展了多種知識(shí)表達(dá)方法。從實(shí)現(xiàn)的技術(shù)特征上大致分兩類(lèi)：

1）說(shuō)明性方法：可把大多數(shù)的知識(shí)可以表示為一個(gè)穩(wěn)定的事實(shí)集合。這種方法嚴(yán)密性強(qiáng)，易于模塊化，具有推理的完備性，但推理的效率比較低。

2）過(guò)程性方法：把知識(shí)表達(dá)為應(yīng)用該知識(shí)的過(guò)程。這種方法不易擴(kuò)充，但推理效率比較高。

究竟采用哪種方法好，要具體情況具體分析確定。

5.4.２專(zhuān)家系統(tǒng)知識(shí)表示與知識(shí)描述

5.4

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建造2023/2/671知識(shí)描述：選擇或設(shè)計(jì)某種知識(shí)表示形式，設(shè)計(jì)相應(yīng)的知識(shí)描述語(yǔ)言。要求該語(yǔ)言既要面向用戶(hù)，又要面向機(jī)器推理、機(jī)器知識(shí)的表示和運(yùn)用。即要求該描述語(yǔ)言既能為用戶(hù)提供一種方便、易懂的外部知識(shí)表達(dá)形式，又能將這種外部表示轉(zhuǎn)換成容易存儲(chǔ)、管理、運(yùn)用的內(nèi)部形式。

1）可用現(xiàn)有的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言作為知識(shí)描述語(yǔ)言，如PROLOG、LISP、C++等；

2）也可以選用專(zhuān)用的如產(chǎn)生式語(yǔ)言O(shè)PS、框架語(yǔ)言KPL等；

3）還可選擇現(xiàn)成的ES工具來(lái)描述，如KAS、EMYCIN等。當(dāng)然還可自行動(dòng)手設(shè)計(jì)等。

5.4.２專(zhuān)家系統(tǒng)知識(shí)表示與知識(shí)描述

5.4

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建造2023/2/672

知識(shí)庫(kù)是專(zhuān)家系統(tǒng)的核心，知識(shí)庫(kù)的質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的性能和效率。

1）知識(shí)庫(kù)的結(jié)構(gòu)：對(duì)知識(shí)庫(kù)設(shè)計(jì)，主要在于設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)的結(jié)構(gòu)及其知識(shí)組織形式。ES知識(shí)庫(kù)，一般取層次結(jié)構(gòu)或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)模式。

2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：該結(jié)構(gòu)模式是把知識(shí)按某種原則進(jìn)行分類(lèi)，然后分塊分層組織存放。諸如按元知識(shí)、專(zhuān)家知識(shí)、領(lǐng)域知識(shí)等分層組織，而每一塊和每一層還可以再分塊分層。這樣，整個(gè)知識(shí)庫(kù)就呈樹(shù)型或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種層次結(jié)構(gòu)，可方便知識(shí)的調(diào)度和搜索，加快推理速度，提高效率；采用分塊存放，便于更經(jīng)濟(jì)地利用知識(shí)庫(kù)空間。

5.4.３知識(shí)庫(kù)與知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)

5.4

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建造2023/2/673知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

知識(shí)庫(kù)的建立、刪除、重組及維護(hù)和知識(shí)的錄入、查詢(xún)、更新、優(yōu)化等，還有知識(shí)的完整性、一致性、冗余性檢查和安全保護(hù)等方面的工作都是對(duì)知識(shí)的管理，是提高整個(gè)系統(tǒng)性能和效率的保證，對(duì)知識(shí)的這些管理是由知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)來(lái)完成。

5.4.３知識(shí)庫(kù)與知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)

5.4

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建造2023/2/674知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中要做到下面三個(gè)方面：⑴知識(shí)操作功能設(shè)計(jì)。包括添加、刪除、修改、查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)等，這些功能可采用兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。①利用屏幕窗口，通過(guò)人機(jī)對(duì)話(huà)方式實(shí)現(xiàn)知識(shí)的增、刪、改、查等；②用全屏幕編輯方式，讓用戶(hù)直接用鍵盤(pán)按知識(shí)描述語(yǔ)言的語(yǔ)法格式編輯知識(shí)。⑵知識(shí)檢查功能設(shè)計(jì)。檢查知識(shí)的一致性、完整性、冗余性等。⑶知識(shí)庫(kù)操作設(shè)計(jì)。包括知識(shí)庫(kù)（文件）的建立、刪除、分解、合并等。其中知識(shí)庫(kù)的分解和合并功能類(lèi)似于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的投影、選擇和連接操作，實(shí)現(xiàn)的是知識(shí)庫(kù)的重組。因?yàn)殡S著系統(tǒng)的運(yùn)行，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)原先的知識(shí)組合不盡合理，從而需要使用分解與合并來(lái)重組。

5.4.３知識(shí)庫(kù)與知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)

5.4

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建造2023/2/675例如，①知識(shí)的一致性。所謂知識(shí)的一致性，就是知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)必須是相容的，即無(wú)矛盾。例如，下面的兩條規(guī)則r1：ifPthenQr2：ifPthen~Q它們就是矛盾的。再如，設(shè)有如下產(chǎn)生式規(guī)則r1：ifPthenQr2：ifQthenRr3：ifRthenSr4：ifPthenTr5：ifTthen~S

5.4.３知識(shí)庫(kù)與知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)

5.4

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建造2023/2/676

其中，r1，r2，r3是一條規(guī)則鏈；r4，r5是另一條規(guī)則鏈。它們有相同的初始條件，即P。此時(shí)，這兩條規(guī)則鏈也是矛盾的。那么，對(duì)于這樣的矛盾規(guī)則或矛盾規(guī)則鏈，不能讓它們共處同一個(gè)知識(shí)庫(kù)中，必須從中舍棄一個(gè)，具體需征求領(lǐng)域?qū)＜业囊庖?jiàn)。

②知識(shí)的完整性。所謂完整性，是指知識(shí)中的約束條件，應(yīng)為完整性約束。例如，小王身高x米，則必須滿(mǎn)足：x＜3；又如，弟弟今年m歲，哥哥今年n歲，則必須滿(mǎn)足m＜n。否則就破壞了知識(shí)的完整性。

5.4.３知識(shí)庫(kù)與知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)

5.4

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建造2023/2/677③知識(shí)的冗余性。所謂冗余性，就是指知識(shí)庫(kù)中存在多余的知識(shí)或者存在多余的約束條件。冗余性檢查就是檢查知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)是否存在冗余，并對(duì)冗余內(nèi)容進(jìn)行修改或刪除，使得系統(tǒng)中不存在冗余現(xiàn)象。例如，下面的三條規(guī)則r1：ifPthenQr2：ifQthenRr3：ifPthenR

若它們同時(shí)存在于一個(gè)知識(shí)庫(kù)中，則就出現(xiàn)了冗余。因?yàn)椋蓃1和r2就可推出r3。所以，r3實(shí)際是多余的。

5.4.３知識(shí)庫(kù)與知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)

5.4

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建造2023/2/678

其實(shí)推理機(jī)的設(shè)計(jì)，就是根據(jù)知識(shí)表達(dá)、知識(shí)推理方法和推理控制策略，設(shè)計(jì)具有求解專(zhuān)門(mén)問(wèn)題、進(jìn)行推理功能的自動(dòng)推理計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。推理機(jī)是一個(gè)較復(fù)雜的部件，其功能的強(qiáng)弱將直接影響到專(zhuān)家系統(tǒng)的性能，推理機(jī)的推理是基于知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)進(jìn)行的。所以，推理機(jī)就必須與知識(shí)庫(kù)及其知識(shí)相適應(yīng)、相配套。具體來(lái)講，就是推理機(jī)必須與知識(shí)庫(kù)的結(jié)構(gòu)、層次以及其中知識(shí)的具體表示形式等相協(xié)調(diào)、相匹配。否則，推理機(jī)與知識(shí)庫(kù)將無(wú)法接軌。

5.4.４推理機(jī)與解釋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

5.4

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建造2023/2/679

設(shè)計(jì)推理機(jī)時(shí)要考慮如下：⑴控制策略與推理方向選擇：

①數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制，即正向推理。其優(yōu)點(diǎn)是：用戶(hù)可主動(dòng)提供數(shù)據(jù)信息，適用于“解空間”大的問(wèn)題，如設(shè)計(jì)、管理。

②目標(biāo)驅(qū)動(dòng)控制，即反向推理。其優(yōu)點(diǎn)是：推理目的明確，便于推理過(guò)程解釋。

③混合控制，即數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與目標(biāo)驅(qū)動(dòng)相結(jié)合，由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)選擇目標(biāo)，而由目標(biāo)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行求解。

5.4.４推理機(jī)與解釋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

5.4

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建造2023/2/680⑵推理方法選擇與結(jié)合。

知識(shí)推理方法選擇與知識(shí)表達(dá)方法有關(guān)，表達(dá)方法的結(jié)合也導(dǎo)致推理方法的結(jié)合。啟發(fā)推理與算法推理相結(jié)合可以取長(zhǎng)補(bǔ)短。如：

①啟發(fā)推理：用于淺層知識(shí)、常識(shí)性知識(shí)、不確定知識(shí)推理等。

②算法推理：用于深層知識(shí)、數(shù)學(xué)模型、確定性邏輯推理等。

5.4.４推理機(jī)與解釋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

5.4

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建造2023/2/681⑶推理效果與推理效率：

①推理效果：即推理的正確性和有效性。對(duì)可解的問(wèn)題能求得解答，能正確地利用和選取知識(shí)，控制和中止推理過(guò)程，避免“死循環(huán)”。

②推理效率：即推理速度和求解時(shí)間的問(wèn)題。為了提高推理效率，要充分利用啟發(fā)信息，延緩或避免“組合爆炸”，降低推理和控制的代價(jià)（時(shí)間耗費(fèi)），實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)推理。另外，在設(shè)計(jì)推理機(jī)時(shí)，還要考慮是采用精確推理，還是不精確推理？是串行推理，還是并行推理？是單調(diào)推理，還是非單調(diào)推理？是用歸納法，還是用自然演繹法等問(wèn)題。

5.4.４推理機(jī)與解釋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

5.4

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建造2023/2/682解釋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：專(zhuān)家系統(tǒng)一般要求要有解釋功能，回答用戶(hù)在推理過(guò)程中“為什么”之類(lèi)的問(wèn)題及在推理結(jié)束后回答“怎么樣（得到結(jié)果）”之類(lèi)的問(wèn)題。從系統(tǒng)功能上講，一般是將解釋作為一個(gè)獨(dú)立的模塊來(lái)處理，但在結(jié)構(gòu)上，由于要解釋就必須對(duì)推理進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，因此，解釋機(jī)構(gòu)常與推理機(jī)的設(shè)計(jì)同時(shí)考慮和進(jìn)行。也就是說(shuō)，解釋機(jī)構(gòu)模塊應(yīng)作為推理機(jī)的一部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。

5.4.４推理機(jī)與解釋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

5.4

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建造2023/2/683系統(tǒng)向用戶(hù)提出各種問(wèn)題，請(qǐng)求用戶(hù)交互地給予回答。其目的是專(zhuān)家系統(tǒng)在執(zhí)行過(guò)程中對(duì)任何需要的而系統(tǒng)中不能自身解決的問(wèn)題都可求助于向用戶(hù)提問(wèn)。各種問(wèn)題求解結(jié)論的輸出（顯示、打印或繪圖等）可以是文字或圖表等。實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)要求的解釋信息的輸出。專(zhuān)家系統(tǒng)與知識(shí)工程師或領(lǐng)域?qū)＜业慕涌谶@里通常指知識(shí)獲取界面，其功能為：輸入知識(shí)，包括對(duì)知識(shí)庫(kù)內(nèi)容的插入、刪除和修改等，以便擴(kuò)充、更新知識(shí)庫(kù)；顯示知識(shí)庫(kù)的內(nèi)容，以便于進(jìn)行檢索和抽取，并對(duì)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行維護(hù)。

5.4.５人機(jī)界面設(shè)計(jì)

5.4

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建造2023/2/684

5.5

專(zhuān)家系統(tǒng)的評(píng)價(jià)

從本質(zhì)上講，ES的質(zhì)量取決于計(jì)算機(jī)工程師的水平、專(zhuān)家的水平以及他們合作的成功度。因此，評(píng)價(jià)一個(gè)專(zhuān)家系統(tǒng)幾乎與評(píng)價(jià)建造該系統(tǒng)的學(xué)者和專(zhuān)家水平等同?？梢?jiàn)這是一個(gè)非常困難的問(wèn)題。公正的評(píng)價(jià)只能通過(guò)實(shí)踐和時(shí)間來(lái)檢驗(yàn)。然而

一個(gè)好的ES的應(yīng)具有三大特性：

⑴啟發(fā)性；

⑵透明性；

⑶實(shí)用靈活性。評(píng)價(jià)一個(gè)ES系統(tǒng)，一般最重視的是符合率，而不是準(zhǔn)確率。2023/2/685

5.5

專(zhuān)家系統(tǒng)的評(píng)價(jià)

ES的評(píng)價(jià)包括對(duì)建造完成的專(zhuān)家系統(tǒng)各個(gè)性能指標(biāo)進(jìn)行全面測(cè)試，以檢查系統(tǒng)是否達(dá)到原先制定的性能標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)專(zhuān)家系統(tǒng)的評(píng)價(jià)，大致包括以下方面：

⑴評(píng)價(jià)系統(tǒng)的性能。

看其是否達(dá)到性能標(biāo)準(zhǔn)，具有領(lǐng)域?qū)＜业乃?，是否達(dá)到實(shí)用程度。

⑵評(píng)價(jià)系統(tǒng)的靈活性。

看知識(shí)庫(kù)的知識(shí)是否便于修改、擴(kuò)充。

⑶評(píng)價(jià)系統(tǒng)的易了解性。

即專(zhuān)家系統(tǒng)的解題過(guò)程和系統(tǒng)本身是否容易被用戶(hù)和系統(tǒng)維護(hù)人員了解。2023/2/686

5.5

專(zhuān)家系統(tǒng)的評(píng)價(jià)⑷評(píng)價(jià)系統(tǒng)的可用性。

主要從系統(tǒng)使用方法的簡(jiǎn)單易行，人機(jī)交互手段的直觀性、系統(tǒng)效率以及推廣應(yīng)用前景等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。

⑸評(píng)價(jià)系統(tǒng)的效益。

即系統(tǒng)的應(yīng)用能否產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，產(chǎn)出是否大于投入。

⑹評(píng)價(jià)系統(tǒng)的意義。

看系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)對(duì)促進(jìn)專(zhuān)家系統(tǒng)的發(fā)展和推廣是否有積極意義，系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展能否產(chǎn)生重大的影響。

上述評(píng)價(jià)內(nèi)容按次序形成一個(gè)由低到高的層次結(jié)構(gòu)，只有通過(guò)較低級(jí)的評(píng)價(jià)才能進(jìn)入較高級(jí)的評(píng)價(jià)。例如，若系統(tǒng)的性能很差，評(píng)價(jià)其它原則就失去了意義。

2023/2/687

5.5

專(zhuān)家系統(tǒng)的評(píng)價(jià)

專(zhuān)家系統(tǒng)的評(píng)價(jià)通常由3個(gè)階段組成：(1)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的評(píng)價(jià)。本階段從系統(tǒng)開(kāi)發(fā)初期直到系統(tǒng)完成，由參加系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的知識(shí)工程師和領(lǐng)域?qū)＜襾?lái)進(jìn)行。這里，領(lǐng)域?qū)＜谊P(guān)心的是系統(tǒng)的性能和解題效率，而知識(shí)工程師還要考慮系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)對(duì)系統(tǒng)工作情況的影響。(2)系統(tǒng)基本完成后的評(píng)價(jià)。由同行專(zhuān)家和專(zhuān)業(yè)人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行正式評(píng)價(jià)，其目的是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行較為廣泛而客觀的評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)的方法可以采用鑒定會(huì)或散發(fā)調(diào)查表的方法。(3)在用戶(hù)環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)。這一工作在專(zhuān)家系統(tǒng)鑒定后，主要由各種用戶(hù)在系統(tǒng)上運(yùn)行大量實(shí)例來(lái)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的性能和實(shí)用性，這是系統(tǒng)正式投入運(yùn)行之前必不可少的工作。

2023/2/688

5.5

專(zhuān)家系統(tǒng)的評(píng)價(jià)

通常評(píng)價(jià)專(zhuān)家系統(tǒng)可以使用兩種方法：1、“雙盲測(cè)試”法：這是一種比較客觀的方法。

(1)準(zhǔn)備測(cè)試集；

(2)雙盲解題；

(3)專(zhuān)家評(píng)議；

(4)

客觀比較；

(5)

用戶(hù)報(bào)告。2、“層次分析”評(píng)價(jià)法：

(1)明確評(píng)價(jià)目的，確定評(píng)價(jià)指標(biāo)；

(2)劃分層次，頂層(目的)，中層(指標(biāo))，低層(替代方案表)；

(3)逐層逐項(xiàng)測(cè)試比較；

(4)確定各層各項(xiàng)的加權(quán)系數(shù)；

(5)

總計(jì)評(píng)價(jià)比較的結(jié)果。2023/2/689

5.5

專(zhuān)家系統(tǒng)的評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)專(zhuān)家系統(tǒng)的性能主要依據(jù)兩方面意見(jiàn)：

(1)利用實(shí)際的反饋信息評(píng)價(jià)系統(tǒng)。

用實(shí)際反饋信息評(píng)價(jià)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是客觀，但是有些問(wèn)題在短期內(nèi)不易獲得實(shí)際反饋信息，故使用該法有局限性。

(2)同行專(zhuān)家的評(píng)議。

一種常用的方法是請(qǐng)同行專(zhuān)家評(píng)議專(zhuān)家系統(tǒng)所得的結(jié)論的正確性。另一種就是利用“雙盲測(cè)試法”，即系統(tǒng)和評(píng)議專(zhuān)家在互不知道對(duì)方結(jié)論的情況下，各自求解相同的問(wèn)題，然后比較結(jié)論，看是否一致。

由于評(píng)價(jià)專(zhuān)家系統(tǒng)的工作量比較大，現(xiàn)在已開(kāi)始借助一些評(píng)價(jià)工具來(lái)評(píng)價(jià)專(zhuān)家系統(tǒng)。例如，已研制成功用于分析似然推理算法準(zhǔn)確性的程序，用來(lái)比較系統(tǒng)計(jì)算的結(jié)果和實(shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的差別等。

2023/2/690

5.6

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具ES開(kāi)發(fā)工具是一類(lèi)程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它是在70年代中期開(kāi)始發(fā)展起來(lái)，迄今已有數(shù)以百計(jì)各式各樣的專(zhuān)家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具，主要有：智能程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、專(zhuān)家系統(tǒng)外殼、專(zhuān)家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境等類(lèi)型。作為專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具，它一般應(yīng)包括以下五個(gè)方面：（1）一種或多種固定的知識(shí)表示方法，并有相應(yīng)的內(nèi)部編碼形式。（2）具有知識(shí)編輯器，能以交互方式輸入知識(shí)并自動(dòng)建立知識(shí)庫(kù)。（3）具有知識(shí)庫(kù)維護(hù)和管理機(jī)制，處理知識(shí)庫(kù)中的矛盾、冗余和其它一些不一致性，以及知識(shí)的存儲(chǔ)、運(yùn)籌和調(diào)度。（4）提供一套或多套推理機(jī)制，與由知識(shí)編輯器建立的知識(shí)庫(kù)一起實(shí)現(xiàn)實(shí)際問(wèn)題的求解。（5）設(shè)置一個(gè)跟蹤解釋機(jī)制，幫助用戶(hù)理解系統(tǒng)求解的結(jié)論，并能便于定位知識(shí)庫(kù)中的錯(cuò)誤和不完善的問(wèn)題。2023/2/691ES程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言：一般分為AI專(zhuān)用語(yǔ)言、知識(shí)表示語(yǔ)言和通用型語(yǔ)言三大類(lèi)。1）面向人工智能的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言：如LISP、PROLOG等。特點(diǎn)：通用性強(qiáng)，與領(lǐng)域無(wú)關(guān)，用戶(hù)能根據(jù)需要自由地設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

5.6.１智能程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

5.6

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具2023/2/6922）知識(shí)表示語(yǔ)言：即通用型知識(shí)表達(dá)語(yǔ)言，諸如產(chǎn)生式語(yǔ)言系統(tǒng)OPS5；基于框架理論的知識(shí)表示語(yǔ)言FRL；還有一些集中了多種編程方式的知識(shí)表示語(yǔ)言，如LOOPS——一種面向?qū)ο蟆?shù)據(jù)、規(guī)則及其多知識(shí)表示的組合式語(yǔ)言。特點(diǎn)：不局限于任一特殊控制策略，廣泛適用于一般問(wèn)題；但受到語(yǔ)言結(jié)構(gòu)自身設(shè)計(jì)限制。

5.6.１智能程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

5.6

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具2023/2/6933）通用型語(yǔ)言：

由于面向?qū)ο蟮闹R(shí)表示方法特別適合于大型知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，被廣泛應(yīng)用于專(zhuān)家系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)中。如java、VC++等，都已成為廣泛使用的AI程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言之一。

5.6.１智能程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

5.6

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具2023/2/694

5.6

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具ES外殼和ES開(kāi)發(fā)環(huán)境比一般的計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言具有更強(qiáng)的功能，它們是一種更高級(jí)的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。專(zhuān)家系統(tǒng)外殼又稱(chēng)為骨架系統(tǒng)，是由已有的成功專(zhuān)家系統(tǒng)演化而來(lái)的。它抽出了原系統(tǒng)中具體領(lǐng)域知識(shí)，保留原系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)及推理機(jī)結(jié)構(gòu)基本骨架，所以稱(chēng)為“外殼”。

5.6.２專(zhuān)家系統(tǒng)外殼

2023/2/695

5.6

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具利用ES外殼作開(kāi)發(fā)工具，只要將新的領(lǐng)域知識(shí)填充到ES中去，就可以生成新的專(zhuān)家系統(tǒng)。ES外殼的知識(shí)庫(kù)結(jié)構(gòu)及管理機(jī)制、推理機(jī)結(jié)構(gòu)及控制機(jī)制、人機(jī)接口及輔助工具都可為新系統(tǒng)提供服務(wù)和支持。因此，使用這種工具開(kāi)發(fā)效率高，當(dāng)然限制也較多，故靈活性也差一些。

5.6.２專(zhuān)家系統(tǒng)外殼

2023/2/696EMYCIN專(zhuān)家系統(tǒng)外殼EMYCIN是由Stanford大學(xué)的VanMelle于1980年開(kāi)發(fā)的一個(gè)ES外殼，是由MYCIN抽去原有的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域知識(shí)，保留外殼而形成的。采用產(chǎn)生式規(guī)則表達(dá)知識(shí)，目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的反向推理控制策略，特別適用于診斷型ES的開(kāi)發(fā)。

5.6

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具

5.6.２專(zhuān)家系統(tǒng)外殼

2023/2/697EMYCIN可提供MYCIN所有的輔助工具，如：⑴推理解釋程序及可信度估算。⑵知識(shí)編輯程序及類(lèi)似英語(yǔ)的簡(jiǎn)化會(huì)話(huà)語(yǔ)言。⑶知識(shí)庫(kù)管理和維護(hù)手段。如一致性檢查、跟蹤、查錯(cuò)等。⑷系統(tǒng)測(cè)試實(shí)例。

5.6

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具

5.6.２專(zhuān)家系統(tǒng)外殼

2023/2/698KAS專(zhuān)家系統(tǒng)外殼KAS系統(tǒng)是由PROSPECTOR系統(tǒng)抽去原有的地質(zhì)勘探知識(shí)而形成的。它采用語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)和產(chǎn)生式規(guī)則相結(jié)合的知識(shí)表達(dá)方式，以及啟發(fā)式雙向推理控制策略。適用于開(kāi)發(fā)解釋型的專(zhuān)家咨詢(xún)系統(tǒng)。

5.6

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具

5.6.２專(zhuān)家系統(tǒng)外殼

2023/2/699KAS可提供的輔助工具，如:⑴知識(shí)編輯系統(tǒng)，用于知識(shí)獲取、修改與擴(kuò)充知識(shí)庫(kù)，可直接操作和反饋修改結(jié)果。

⑵推理解釋系統(tǒng)。

⑶用戶(hù)問(wèn)答系統(tǒng)。

⑷英語(yǔ)分析器。

5.6

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具

5.6.２專(zhuān)家系統(tǒng)外殼

2023/2/6100

EXPERT系統(tǒng)是由CASNET系統(tǒng)抽去原有醫(yī)學(xué)領(lǐng)域知識(shí)而形成的。適用于診斷、分類(lèi)的專(zhuān)家咨詢(xún)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。它采用產(chǎn)生式規(guī)則表達(dá)知識(shí)，有如下三種形式:FF規(guī)則；

FH規(guī)則和

HH規(guī)則。

5.6

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具

5.6.２專(zhuān)家系統(tǒng)外殼

2023/2/6101⑴FF規(guī)則：用于從已知的事實(shí)推知另一些事實(shí)的真值，從而可省去對(duì)后者的提問(wèn)，被FF規(guī)則推導(dǎo)出來(lái)的事實(shí)只取邏輯值和“不知道”值。例如

F(A，T)→F(B，F(xiàn))表示如果已知事實(shí)A為真，則事實(shí)B一定為假。

5.6

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具

5.6.２專(zhuān)家系統(tǒng)外殼

2023/2/6102

⑵FH規(guī)則：用于指出事實(shí)與假設(shè)之間的邏輯關(guān)系，并用一個(gè)可信度指出肯定或否定一個(gè)假設(shè)有多大把握。例如

F(A，0:50)&[2:F(B,T),F(C,T),F(D,F)]

→H(E,0.8)

它表示若第一個(gè)事實(shí)（A取值在0到50之間）成立,而后面三個(gè)事實(shí)（B為真，C為真，D為假）中有兩個(gè)成立，則假設(shè)E成立的可能性為0.8。

5.6

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具

5.6.２專(zhuān)家系統(tǒng)外殼

2023/2/6103⑶HH規(guī)則：用于指出假設(shè)與假設(shè)之間的推理關(guān)系，EXPERT規(guī)定出現(xiàn)在規(guī)則左部的假設(shè)的確定性程度需用一個(gè)數(shù)值區(qū)間來(lái)指出。例如

H(A，0.2:1)&H(B,0.1:1)→H(C,1)

它表示如果對(duì)假設(shè)A有0.2到1的把握，并且對(duì)假設(shè)B有0.1到1的把握程度，則可得出結(jié)論C，其把握程度為100%。

5.6

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具

5.6.２專(zhuān)家系統(tǒng)外殼

2023/2/6104

5.6

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具ES開(kāi)發(fā)環(huán)境是一種程序模塊組合下的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)輔助工具。它為ES的開(kāi)發(fā)提供多種支持。其基本思想：兼顧有效性和通用性，為用戶(hù)提供各種用于知識(shí)表達(dá)、推理，知識(shí)庫(kù)管理，推理機(jī)控制和有關(guān)輔助工具的預(yù)制構(gòu)件及用于組裝所需模塊；提供用戶(hù)要開(kāi)發(fā)ES的一套組合規(guī)則。

這樣，如果用戶(hù)掌握了組合規(guī)則，適當(dāng)選擇模塊，就可以方便地組裝成所需的專(zhuān)家系統(tǒng)。

5.6.３專(zhuān)家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境

2023/2/6105

5.6

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具目前，ES開(kāi)發(fā)環(huán)境主要有兩類(lèi)：

1）設(shè)計(jì)輔助工具：如AGE可幫助設(shè)計(jì)者開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；

2）知識(shí)獲取輔助工具：如TEIRESIAS，可幫助獲得和表達(dá)領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)。

5.6.３專(zhuān)家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境

2023/2/6106

5.6

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具AGE是由美國(guó)Stanford大學(xué)用INTERLISP語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的專(zhuān)家系統(tǒng)工具，該系統(tǒng)能幫助知識(shí)工程師設(shè)計(jì)并構(gòu)造專(zhuān)家系統(tǒng)。AGE給用戶(hù)提供了一整套、像積木塊那樣的組件，利用它能夠“裝配”成專(zhuān)家系統(tǒng)。它包括以下四個(gè)子系統(tǒng)：⑴設(shè)計(jì)子系統(tǒng)：在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面指導(dǎo)用戶(hù)使用組合規(guī)則的預(yù)組合模型。⑵編輯子系統(tǒng)：輔助用戶(hù)選用預(yù)制構(gòu)件模塊，裝入領(lǐng)域知識(shí)和控制信息，建造知識(shí)庫(kù)。⑶解釋子系統(tǒng)：執(zhí)行用戶(hù)的程序，進(jìn)行知識(shí)推理以求解問(wèn)題，并提供查錯(cuò)手段，建造推理機(jī)。⑷跟蹤子系統(tǒng)：為用戶(hù)開(kāi)發(fā)的專(zhuān)家系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行全面的跟蹤和測(cè)試。

5.6.３專(zhuān)家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境

2023/2/6107

5.6

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具TEIRESIAS：

知識(shí)獲取是專(zhuān)家系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)中的難題，而TEIRESIAS系統(tǒng)能幫助知識(shí)工程師把一個(gè)領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)植入知識(shí)庫(kù)，是一典型的知識(shí)獲取工具，它利用元知識(shí)來(lái)進(jìn)行知識(shí)獲取和管理。5.6.３專(zhuān)家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境

2023/2/6108

5.6

專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具TEIRESIAS系統(tǒng)具有下列功能：

⑴知識(shí)獲?。篢EIRESIAS能理解專(zhuān)家以特定的非口語(yǔ)化的自然語(yǔ)言表達(dá)的領(lǐng)域知識(shí)。

⑵知識(shí)庫(kù)調(diào)試：它能幫助用戶(hù)發(fā)現(xiàn)知識(shí)庫(kù)的缺陷、提出修改意見(jiàn)，用戶(hù)不必了解知識(shí)庫(kù)的細(xì)節(jié)就可方便地調(diào)試知識(shí)庫(kù)。

⑶推理指導(dǎo)：它能利用元知識(shí)對(duì)系統(tǒng)的推理進(jìn)行指導(dǎo)。

⑷系統(tǒng)維護(hù)：它可幫助專(zhuān)家查找系統(tǒng)診斷錯(cuò)誤的原因，并在專(zhuān)家指導(dǎo)下進(jìn)行修正或?qū)W習(xí)。

⑸運(yùn)行監(jiān)控：能對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和診斷推理過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。

5.6.３