動物識別專家系統(tǒng)1、專家系統(tǒng)的基本工作原理盡管專家系統(tǒng)有眾多類型，名稱各異，但基本原理框圖一致，如圖1所示。專家系統(tǒng)的核心是知識庫和推理機(jī)，其基本工作過程為：系統(tǒng)根據(jù)知識庫中的知識和用戶提供的事實進(jìn)行推理，不斷地由已知前提推出一些初步結(jié)論，并將這些初步結(jié)論作為中間結(jié)果存放在數(shù)據(jù)庫中，然后將其作為新的已知事實進(jìn)行下一步推理，往復(fù)循環(huán)，逐步逼近求解目標(biāo)。在這個過程中，系統(tǒng)可以通過人機(jī)接口不斷地與用戶交流，向用戶提問，或?qū)τ脩籼岢龅膯栴}做出解釋。知識庫是專家系統(tǒng)的知識存儲器用來存放求解問題的領(lǐng)域知識。推理機(jī)是專家系統(tǒng)中用來實現(xiàn)推理的程序。其主要功能是模擬領(lǐng)域?qū)＜业乃季S過程控制并執(zhí)行對問題的求解。它能根據(jù)當(dāng)前已知的事實，利用知識庫中的知識，按一定的推理方法和控制策略進(jìn)行推理，直到得出相應(yīng)的結(jié)論為止。它包括推理方法和控制策略兩個部分。大多數(shù)專家系統(tǒng)都采用人機(jī)對話的交互式解釋方法。知識獲取機(jī)構(gòu)主要實現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)。人機(jī)接口是領(lǐng)域?qū)＜摇⒅R工程師、一般用戶間進(jìn)行交互的界面，由一組程序及相應(yīng)的硬件組成，用于完成輸入輸出工作。2、動物識別專家系統(tǒng)在PROLOG下的實現(xiàn)和使用說明為了更好地闡明專家系統(tǒng)的基本工作原理，我們用PROLOG語言實現(xiàn)一個簡單的動物識別專家系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以識別老虎、金錢豹、斑馬、長頸鹿、鴕鳥、企鵝、海燕這7種動物1、知識庫在本系統(tǒng)當(dāng)中，知識庫中的知識用產(chǎn)生式規(guī)則來表示。本系統(tǒng)能夠識別7種動物，知識庫中共有以下15條規(guī)則。R1IF該動物有毛發(fā)THEN該動物是哺乳動物R2IF該動物有奶THEN該動物是哺乳動物R3IF該動物有羽毛THEN該動物是鳥R4IF該動物會飛AND會下蛋THEN該動物是鳥R5IF該動物吃肉THEN該動物是肉食動物R6IF該動物有犬齒AND有爪AND眼盯前方THEN該動物是肉食動物R7IF該動物是哺乳動物AND有蹄THEN該動物是有蹄類動物R8IF該動物是哺乳動物AND是嚼反芻動物THEN該動物是有蹄類動物R9IF該動物是哺乳動物AND是肉食動物AND是黃褐色們AND身上有暗斑點THEN該動物是金錢豹R10IF該動物是哺乳動物AND是肉食動物AND是黃褐色AND身上有黑色條紋THEN該動物是虎R11IF該動物是有蹄類動物AND有長脖子AND有長腿AND身上有暗斑點THEN該動物是長頸鹿R12IF該動物是有蹄類動物AND身上有黑色條紋THEN該動物是斑馬R13IF該動物是鳥AND有長脖子AND有長腿AND不會飛THEN該動物是鴕鳥R14IF該動物是鳥AND會游泳AND不會飛AND有黑白二色THEN該動物是企鵝R15IF該動物是鳥AND善飛THEN該動物是海燕在知識庫中，并非簡單地給每一種動物一條規(guī)則。首先，將動物粗略地分為哺乳動物、鳥、肉食動物3大類，然后逐步縮小分類范圍，最后給出識別7種動物的規(guī)則。2、 數(shù)據(jù)庫假設(shè)數(shù)據(jù)庫中存放以下事實：動物有暗斑，有長脖子，有長腿，有奶，有蹄。求解目標(biāo)：該動物是什么動物？3、 推理機(jī)的工作過程首先從規(guī)則庫中取出第一條規(guī)則R1,檢查其前提是否可與數(shù)據(jù)庫中的已知事實相匹配。R1的前提是/有毛發(fā)，但事實庫中沒有這一事實，故匹配失敗。接著取規(guī)則R2,它的前提可以與事實庫中的已知事實/有奶相匹配,R2被執(zhí)行，并將其結(jié)論/該動物是哺乳動物作為新的事實加入到數(shù)據(jù)庫中。此時，數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容變?yōu)椋簞游镉邪蛋?，有長脖子，有長腿，有奶，有蹄，是哺乳動物。再從規(guī)則庫中取R2,R3,R4,R5,R6進(jìn)行匹配，結(jié)果都匹配失敗。接著取R7,其前提與事實庫中的已知事實/是哺乳動物和/有蹄相匹配，因此R7被執(zhí)行，并將其結(jié)論/該動物是有蹄類動物作為新的事實加入到數(shù)據(jù)庫中。此時數(shù)據(jù)庫中內(nèi)容變?yōu)椋簞游镉邪蛋?，有長脖子，有長腿，有奶，有蹄，是哺乳動物，是有蹄類動物。最后，規(guī)則R8,R9,R10均匹配失敗。取R11,其前提/該動物是有蹄類動物AND有長脖子AND有長腿AND身上有暗斑點與事實庫中的已知事實相匹配,R11被執(zhí)行，并推出/該動物是長頸鹿。由于/長頸鹿已經(jīng)是目標(biāo)集合中的一個結(jié)論，即已推出最終結(jié)果，故問題求解過程結(jié)束4、 使用說明運行程序后根據(jù)提示，如果符合數(shù)據(jù)庫，就輸Ayes按下回車鍵，反之輸入^按下回車鍵，直到輸出結(jié)果例如：D:\TIP\BIN\IIN\32\0bj\goaU000.exedoesiteatmeatno一hasitpointed_teethnohasithair/eshasithooves/eshasitlong_neck/eshasitlong_legs/eshasittawny_color/eshasitdarkspots/es/□uranimalmaybea(n]giraffePleasepressthespacebartoExit!3、PROLOG源程序/*謂詞說明*/databasexpositive(symbol,symbol)xnegative(symbol,symbol)predicatesrunanimal_is(symbol)it_is(symbol)positive(symbol,symbol)negative(symbol,symbol)clear_factsremember(symbol,symbol,symbol)ask(symbol,symbol)/*推理過程*/clausesrun:-animal_is(X),!,write("\nYouranimalmaybea(n)",X),nl,nl,clear_facts.run:-write("\nUnabletodeterminewhat"),write("youranimalis.\n\n"),clear_facts.positive(X,Y):-xpositive(X,Y),!.positive(X,Y):-not(xnegative(X,Y)),ask(X,Y).negative(X,Y):-xnegative(X,Y),!.negative(X,Y):-not(xpositive(X,Y)),ask(X,Y).ask(X,Y):-write(X,"it",Y,*n"),readln(Reply),remember(X,Y,Reply).remember(X,Y,yes):-asserta(xpositive(X,Y)).remember(X,Y,no):-asserta(xnegative(X,Y)),fail.clear_facts:-retract(xpositive(_,_)),fail.clear_facts:-retract(xnegative(_,_)),fail.clear_facts:-write("\n\nPleasepressthespacebartoExit!"),readchar(_)./*為推理機(jī)提供知識*/animal_is(cheetah):-it_is(carnivore),positive(has,tawny_color),positive(has,black_spots).animal_is(tiger):-it_is(carnivore),positive(has,tawny_color),positive(has,black_stripes).animal_is(giraffe):-it_is(ungulate),positive(has,long_neck),positive(has,long_legs),positive(has,tawny_color),positive(has,dark_spots).animal_is(zebra):-it_is(ungulate),positive(has,white_color),positive(has,black_stripes).animal_is(ostrich):-it_is(bird),negative(does,fly),positive(has,long_neck),positive(has,long_legs),positive(has,black_and_white_color).animal_is(penguin):-it_is(bird),negative(does,fly),positive(does,swim),positive(has,black_and_white_color).animal_is(salangane):-it_is(bird),positive(does,fly_well).it_is(mammal):-positive(has,hair).it_is(mammal):-positive(does,give_milk).it_is(bird):-positive(has,feathers).it_is(bird):-positive(does,fly),positive(does,lay_eggs).it_is(carnivore):-positive(does,eat_meat).it_is(c