文档详情

《专家系统》PPT课件.ppt

枫**
实名认证
店铺
PPT
456.60KB
约49页
文档ID:577555403
《专家系统》PPT课件.ppt_第1页
1/49

ü专家系统是人工智能应用研究的一个重要分支专家系统是人工智能应用研究的一个重要分支ü20世纪世纪60年代末,年代末,Feigenbaum等人研制成功第一个专家等人研制成功第一个专家系统系统DENDRALü专家系统已被成功地运用到工业、农业、地质矿产业、科专家系统已被成功地运用到工业、农业、地质矿产业、科学技术、医疗、教育、军事等众多领域学技术、医疗、教育、军事等众多领域ü实现了人工智能从理论研究走向实际应用成为人工智能应实现了人工智能从理论研究走向实际应用成为人工智能应用研究中最活跃、也最有成效的一个重要领域用研究中最活跃、也最有成效的一个重要领域 8.1 8.1 专家系统概述专家系统概述 1.产生与发展过程产生与发展过程ü 1968年年世世界界上上的的第第一一个个专专家家系系统统DENDRAL在在Stanford大大学学研研发发成成功——专家系统的诞生专家系统的诞生ü 20世世纪纪60年年代代末末,,MIT开开始始研研究究用用于于解解决决复复杂杂微微积积分分运运算算和和数数学学推推导的专家系统导的专家系统MACSYMAüCarnegie Mellon 在在同同一一时时期期也也开开发发了了一一个个用用于于语语音音识识别别的的专专家家系系统统HEARSAY,,并相继研发成功并相继研发成功HEARSAY—II和和HEARSAY—III。

ü1974年年,,Pittsburgh大大学学研研制制成成功功内内科科病病诊诊断断咨咨询询系系统统INTERNIST,,并在以后对其不断完善,使之发展成专家系统并在以后对其不断完善,使之发展成专家系统CADUCEUS 8.1.1 专家系统的产生与发展专家系统的产生与发展 ü1976年,专家系统年,专家系统MYCIN由由Stanford的的E.H.Shortliffe开发成功开发成功: 设计目的:为细菌感染疾病提供抗菌剂治疗建议设计目的:为细菌感染疾病提供抗菌剂治疗建议 首次使用:知识库首次使用:知识库 推理方式:不确定性的表示和处理,采用了可信度的方法推理方式:不确定性的表示和处理,采用了可信度的方法ü1976年年,,Stanford大大学学的的R.O.Duda等等人人研研制制成成功功一一个个探探矿矿专专家家系系统统 ROSPECTOR 矿床模型按计算机能解释的形式编码矿床模型按计算机能解释的形式编码 利用这些模型进行推理利用这些模型进行推理 达到勘探评价、区域资源估值、钻井井位选择的目的达到勘探评价、区域资源估值、钻井井位选择的目的8.1 专家系统概述 8.1.1 专家系统的产生与发展专家系统的产生与发展 2. 专家系统的成就专家系统的成就ü由由DEC公公司司和和Carnegie Mellon大大学学合合作作研研发发的的专专家家系系统统XCON,,是是一一个个用用于于为为VAX计计算算机机系系统统制制定定硬硬件件配配置置方方案案的的商商用用系系统统,,创创造造了了巨大的经济效益。

巨大的经济效益üACE是是由由贝贝尔尔实实验验室室于于80年年代代初初开开发发的的一一个个用用于于设设备备错错误误诊诊断断的的专专家系统,用于定位和识别在网络中的故障点家系统,用于定位和识别在网络中的故障点üDELTA则则是是由由通通用用电电气气公公司司在在80年年代代中中期期开开发发的的错错误误诊诊断断系系统统,,以帮助维修人员发现在柴油发电机中的故障以帮助维修人员发现在柴油发电机中的故障8.1 专家系统概述 8.1.1 专家系统的产生与发展专家系统的产生与发展 3. 中国的情况中国的情况 我我国国专专家家系系统统的的研研发发起起步步于于20世世纪纪80年年代代,,开开发发成成功功了了许许多多具具有有实用价值的应用型专家系统实用价值的应用型专家系统8.1 专家系统概述 8.1.1 专家系统的产生与发展专家系统的产生与发展 4. 需要进一步研究并加以解决的问题需要进一步研究并加以解决的问题 知识的自动获取方法知识的自动获取方法 深层知识的表示和利用方法深层知识的表示和利用方法 分布式知识的处理方法分布式知识的处理方法 知识的完备性知识的完备性8.1 专家系统概述 8.1.1 专家系统的产生与发展专家系统的产生与发展 专家系统是专家系统是 一种具有大量专门知识与经验的智能程序系统一种具有大量专门知识与经验的智能程序系统 能运用某个领域一个或多个专家多年积累的经验和专能运用某个领域一个或多个专家多年积累的经验和专门知识,模拟领域专家求解问题时的思维过程,以解决该门知识,模拟领域专家求解问题时的思维过程,以解决该领域中的各种复杂问题领域中的各种复杂问题 也就是说,专家系统具有三个方面的含义:也就是说,专家系统具有三个方面的含义:8.1 专家系统概述8.1.2 专家系统的定义 Ø能运用专家知识和经验进行推理的启发式程序系统能运用专家知识和经验进行推理的启发式程序系统Ø 必必须须包包含含有有大大量量专专家家水水平平的的领领域域知知识识,,并并能能在在运运行行过过程程中不断地对这些知识进行更新。

中不断地对这些知识进行更新Ø 能应用人工智能技术模拟人类专家求解问题的推理过程能应用人工智能技术模拟人类专家求解问题的推理过程 8.1 专家系统概述8.1.2 专家系统的定义 1. 按专家系统特性和处理问题的类型分类按专家系统特性和处理问题的类型分类 F.Heyes-Roth等人按照专家系统的特性及处理问题等人按照专家系统的特性及处理问题的类型,将专家系统分为以下的类型,将专家系统分为以下10种类型 ((1)解释型:对已知信息和数据进行分析和推理,给出)解释型:对已知信息和数据进行分析和推理,给出相应解释的相应解释的 ((2))诊诊断断型型::根根据据输输入入系系统统的的有有关关被被诊诊断断对对象象的的信信息息,,推推断断出出产产生生故故障障的的原原因因,,给给出出排排除除故故障障方方法法的的一一类类专专家家系系统 8.1 专家系统概述8.1.3 专家系统的种类 ((3))设设计计型型::根根据据用用户户输输入入的的设设计计要要求求数数据据,,求求解解出出满满足设计要求的目标配置方案的一种专家系统足设计要求的目标配置方案的一种专家系统4))预预测测型型::通通过过对对过过去去知知识识以以及及当当前前的的事事实实与与数数据据进进行分析,推断未来情况的一类专家系统。

行分析,推断未来情况的一类专家系统5)规划型:根据给定的规划目标数据,制定出某个能)规划型:根据给定的规划目标数据,制定出某个能够达到目的的动作规划或行动步骤的一类专够达到目的的动作规划或行动步骤的一类专家系统8.1 专家系统概述8.1.3 专家系统的种类 ((6)监视型:这是一类用于对被检控对象进行实时地、)监视型:这是一类用于对被检控对象进行实时地、不断地观察,并能观察到情况及时做出适当不断地观察,并能观察到情况及时做出适当反应的专家系统反应的专家系统7))控控制制型型::用用来来对对一一个个受受控控对对象象或或客客体体的的行行为为进进行行适适当当的的调调节节与与管管理理,,以以使使其其满满足足预预期期要要求求的的一一类专家系统类专家系统8))调调试试型型::对对失失灵灵的的对对象象制制定定出出排排除除故故障障的的规规划划并并实实施排除的一类专家系统施排除的一类专家系统8.1 专家系统概述8.1.3 专家系统的种类 ((9)教教学学型型::是是一一类类可可根根据据学学生生学学习习的的特特点点,,制制定定适适当当的的教教学学计计划划和和教教学学方方法法,,以以对对学学生生进进行行教教学学和和辅导的的专专家系统。

家系统 (10)修修理理型型::对对发发生生故故障障的的系系统统或或设设备备进进行行处处理理,,使使其其恢复正常工作的一类专家系统恢复正常工作的一类专家系统 8.1 专家系统概述8.1.3 专家系统的种类 2、按系统的体系结构分类、按系统的体系结构分类 (1)集中式专家系统集中式专家系统 对对知知识识及及推推理理进进行行集集中中管管理理的的专专家家系系统统对对于于这这类类专专家家系系统统,,又又可可根根据据系系统统知知识识库库与与推推理理机机构构的的组组织织方方式式,,细细分为:分为: v层层次次式式结结构构专专家家系系统统::推推理理机机构构为为多多层层机机制制,,推推理理方方式式逐层推理;逐层推理;8.1 专家系统概述8.1.3 专家系统的种类 v深深—浅双层结构专家系统:知识库由两个子知识库构成,浅双层结构专家系统:知识库由两个子知识库构成,一个称为深层知识库,用于存放问题领域内的原理性知识,一个称为深层知识库,用于存放问题领域内的原理性知识,另一个称为浅层知识库,用于存放领域专家的经验知识另一个称为浅层知识库,用于存放领域专家的经验知识v 多多层层聚聚焦焦结结构构专专家家系系统统::知知识识库库中中的的知知识识按按动动态态分分层层组织的形式进行管理。

组织的形式进行管理v 黑黑板板结结构构类类型型的的专专家家系系统统::一一般般用用于于求求解解比比较较复复杂杂的的问题,通常具有多个知识库和多个推理机问题,通常具有多个知识库和多个推理机8.1 专家系统概述8.1.3 专家系统的种类 (2) 分布式专家系统分布式专家系统 将将知知识识库库或或/和和推推理理机机分分布布在在一一个个计计算算机机网网络络上上的的一一类类专专家家系系统 主主要要特特点点::系系统统中中的的知知识识库库及及推推理理机机在在逻逻辑辑上上和和物物理理上上都都采采用用一一种种分分布布结结构构,,其其各各机机构构间间通通过过计计算算机机网网络络实实现现互互连连,,并并在在求求解解问问题的过程中,相互通信、相互协作题的过程中,相互通信、相互协作3) 神经网络专家系统神经网络专家系统 采用人工神经网络技术进行建造,以神经网络为体系结构实现采用人工神经网络技术进行建造,以神经网络为体系结构实现知识表示和求解推理这种类型的专家系统目前尚处于研究阶段知识表示和求解推理这种类型的专家系统目前尚处于研究阶段4) 符号系统与神经网络相结合的专家系统符号系统与神经网络相结合的专家系统8.1 专家系统概述8.1.3 专家系统的种类 在总体上,专家系统还具有以下一些共同特点:在总体上,专家系统还具有以下一些共同特点:((1)启发性)启发性 ((2)透明性)透明性 ((3)灵活性)灵活性 ((4)交互性)交互性 ((5)推理有效性)推理有效性 ((6)复杂性)复杂性 ((7)实用性)实用性 ((8)知识的专门性)知识的专门性 ((9)易推广)易推广8.1 专家系统概述 8.1.4 专家系统的一般特点 8.2 专家系统的基本结构理想专家系统的结构图理想专家系统的结构图 8.2 专家系统的基本结构专家系统简化结构图专家系统简化结构图 8.2 专家系统的基本结构神经网络专家系统的基本结构神经网络专家系统的基本结构 8.2 专家系统的基本结构 8.2.1 数据库及其管理系统,又称综合数据库,存储:数据库及其管理系统,又称综合数据库,存储: 有关领域问题的初始事实有关领域问题的初始事实 问题描述以及系统推理过程中得到的种种中间状态或结果问题描述以及系统推理过程中得到的种种中间状态或结果 系统的目标结果系统的目标结果 8.2.2 知识库及其管理系统:专家系统的知识存储器,存储:知识库及其管理系统:专家系统的知识存储器,存储: 被求解问题的相关领域内的原理性知识或一些相关的事实被求解问题的相关领域内的原理性知识或一些相关的事实 专家的经验性知识专家的经验性知识 8.2.3 知识获取机构,一个重要部分:知识获取机构,一个重要部分: 负责系统的知识获取负责系统的知识获取 由一组程序组成由一组程序组成 基本任务是从知识工程师那里获得知识或训练数据基本任务是从知识工程师那里获得知识或训练数据 把得到的知识送入知识库中,并确保知识的一致性及完整性把得到的知识送入知识库中,并确保知识的一致性及完整性8.2 专家系统的基本结构 8.2.4 推理机:专家系统在解决问题时的思维推理核心推理机:专家系统在解决问题时的思维推理核心 是一组程序是一组程序 用以模拟领域专家思维过程用以模拟领域专家思维过程 使整个专家系统能够以逻辑方式进行问题求解。

使整个专家系统能够以逻辑方式进行问题求解 8.2.5 解释器解释器 人与机接口相连的部件人与机接口相连的部件 负责对专家系统的行为进行解释,通过人机接口界面提供给用户负责对专家系统的行为进行解释,通过人机接口界面提供给用户 8.2.6 人人—机接口机接口 专家系统的另一个关键组成部分专家系统的另一个关键组成部分 专家系统与外界进行通讯与交互的桥梁专家系统与外界进行通讯与交互的桥梁 由一组程序与相应的硬件组成由一组程序与相应的硬件组成8.2 专家系统的基本结构 利用某种手段从知识源中获取专家系统实现问题求解利用某种手段从知识源中获取专家系统实现问题求解所需的专门知识,并以某种形式在计算机中存储,满足领所需的专门知识,并以某种形式在计算机中存储,满足领域问题求解的需求一般包括知识抽取、表示、输入和检域问题求解的需求一般包括知识抽取、表示、输入和检测等几项工作测等几项工作1、知识抽取、知识抽取 把蕴含于多个知识源中的知识进行分析、识别、理解、把蕴含于多个知识源中的知识进行分析、识别、理解、遴选、归纳等处理后抽取出来,用于知识库的建立;遴选、归纳等处理后抽取出来,用于知识库的建立; 知识源是指专家系统知识的来源,包括领域专家、技知识源是指专家系统知识的来源,包括领域专家、技术报告、课本教材、相关论文、实例研究、经验数据及系术报告、课本教材、相关论文、实例研究、经验数据及系统本身的运行实践等。

统本身的运行实践等8.3 知识获取 8.3.1 知识获取的任务 2、知识的表示、知识的表示 将知识转换为计算机能够识别或运用的形式将知识转换为计算机能够识别或运用的形式 先由知识工程师对知识源中的知识进行分析和抽样先由知识工程师对知识源中的知识进行分析和抽样 用适当的知识表示形式表示出来用适当的知识表示形式表示出来 再通过编译程序翻译成计算机可识别或应用的内部编码再通过编译程序翻译成计算机可识别或应用的内部编码 3、知识的输入、知识的输入 以某种表示形式表示的知识经过编辑、编译送入知识以某种表示形式表示的知识经过编辑、编译送入知识库的过程库的过程 4、知识的检测、知识的检测 知识检测的主要任务是保证知识库的一致性和完整性知识检测的主要任务是保证知识库的一致性和完整性8.3 知识获取 8.3.1 知识获取的任务 1、人工知识获取、人工知识获取 通过知识工程师对知识源中的数据进行分析处理,以获取通过知识工程师对知识源中的数据进行分析处理,以获取知识的一种途径知识的一种途径 领域专家领域专家 阅读有关文献阅读有关文献 再对所获得的原始知识进行分析、归纳、整理、总结,将再对所获得的原始知识进行分析、归纳、整理、总结,将每一条知识用自然语言的形式表达出来,并交由领域专家审查每一条知识用自然语言的形式表达出来,并交由领域专家审查 经反复交流,最后把所总结的每条知识确定下来经反复交流,最后把所总结的每条知识确定下来 再将每条知识用适当的知识表示方法表示出来,应用知识再将每条知识用适当的知识表示方法表示出来,应用知识编辑器输入计算机。

编辑器输入计算机 8.3.2 知识获取主要途径8.3 知识获取 在从领域专家那里获取知识时一般采用如下的技术步在从领域专家那里获取知识时一般采用如下的技术步骤:骤: ((1)现场观察)现场观察 ((2)问题讨论)问题讨论 ((3)问题描述)问题描述 ((4))问题分析问题分析 ((5)建造原型系统)建造原型系统 ((6)系统检查)系统检查 ((7)系统验证)系统验证 8.3.2 知识获取主要途径8.3 知识获取 8.3.2 知识获取主要途径8.3 知识获取2、半自动化知识获取、半自动化知识获取 在人工知识获取的基础上增加了部分机器学习功能,使专家系在人工知识获取的基础上增加了部分机器学习功能,使专家系统本身能够从大量的实例中归纳出某些知识统本身能够从大量的实例中归纳出某些知识 不是纯粹的人工知识获取,又不是完全的机器自动知识获取,不是纯粹的人工知识获取,又不是完全的机器自动知识获取,因而称作半自动和知识获取因而称作半自动和知识获取1)智能知识编辑)智能知识编辑 可实现对知识库的结构和内容进行修改,是目前建造专家系统可实现对知识库的结构和内容进行修改,是目前建造专家系统时常用的一种工具。

时常用的一种工具 ((2)知识发现系统)知识发现系统 这是一种利用计算机辅助以获取知识的系统,是目这是一种利用计算机辅助以获取知识的系统,是目前机器学习领域研究的主要内容前机器学习领域研究的主要内容 这种系统能够:这种系统能够: 利用计算机通过内建的各种数据分析模型与算法利用计算机通过内建的各种数据分析模型与算法 对训练数据或实际问题进行分析处理对训练数据或实际问题进行分析处理 归纳、总结或发现一些尚未为专家系统掌握或认归纳、总结或发现一些尚未为专家系统掌握或认识的新知识识的新知识 8.3.2 知识获取主要途径8.3 知识获取 8.3.2 知识获取主要途径8.3 知识获取3、自动知识获取、自动知识获取 自动知识获取是指通过专家系统本身来获取知识自动知识获取是指通过专家系统本身来获取知识为为此,系统应具备如下的功能此,系统应具备如下的功能:: ((1)具有语音、文字、图像的识别功能)具有语音、文字、图像的识别功能 ((2)具有理解、分析、归纳的能力)具有理解、分析、归纳的能力 ((3)具有从自身运行过程中学习的能力)具有从自身运行过程中学习的能力 1、选择合适的应用领域及问题、选择合适的应用领域及问题 选择专家系统应用领域时应遵循的一些原则。

选择专家系统应用领域时应遵循的一些原则 (1)该应用领域是否有使用专家系统的需求该应用领域是否有使用专家系统的需求 例如:中医诊疗方面,由于病因的复杂性,将多名老中医、老专例如:中医诊疗方面,由于病因的复杂性,将多名老中医、老专家的诊病经验合在一起,开发一个中医诊断专家系统就很有必要家的诊病经验合在一起,开发一个中医诊断专家系统就很有必要8.4 专家系统的设计与建造 8.4.1 开发专家系统的基本要求 8.4 专家系统的设计与建造 8.4.1 开发专家系统的基本要求(2)所涉及的领域问题是否适合专家系统来解决所涉及的领域问题是否适合专家系统来解决 计算机专家系统适合解决:计算机专家系统适合解决: 迄今为止人类还没有彻底掌握的迄今为止人类还没有彻底掌握的 不存在成熟算法且主要靠专家经验来解决的不存在成熟算法且主要靠专家经验来解决的 带有点模糊性的领域问题带有点模糊性的领域问题 (3)领域专家的经验是否易于获得领域专家的经验是否易于获得 2、建造专家系统可行性、建造专家系统可行性 可行性问题包括经济可行性、技术可行性、操作可行性等。

可行性问题包括经济可行性、技术可行性、操作可行性等 (1)经济和技术可行性:主要考虑所要付出的代价是否值得,所需经济和技术可行性:主要考虑所要付出的代价是否值得,所需技术是否完备技术是否完备以下几种情况是不合适的:以下几种情况是不合适的: ①①问题求解需要很大的物质或金钱代价;问题求解需要很大的物质或金钱代价;    ②②人类专家的知识被遗忘或在知识传递中被损失;人类专家的知识被遗忘或在知识传递中被损失;    ③③领域专家的知识或经验非常少;领域专家的知识或经验非常少;    ④④在许多情况下必须人类专家亲临现场解决在许多情况下必须人类专家亲临现场解决8.4 专家系统的设计与建造 8.4.1 开发专家系统的基本要求 (2)操作可行性操作可行性 操作可行性是指当其他条件具备之后,能否付诸实施操作可行性是指当其他条件具备之后,能否付诸实施3、领域专家积极参与、领域专家积极参与 4、知识的可表达性、知识的可表达性 只有那些专家的知识、经验能用语言或文字表达清只有那些专家的知识、经验能用语言或文字表达清楚的应用领域,才适合开发专家系统楚的应用领域,才适合开发专家系统。

8.4 专家系统的设计与建造 8.4.1 开发专家系统的基本要求 应用领域选择与可行性分析应用领域选择与可行性分析需求分析需求分析原型设计与开发原型设计与开发原型系统评价原型系统评价最终系统设计最终系统设计最终系统实现最终系统实现系统测试与评价系统测试与评价系统维护系统维护8.4 专家系统的设计与建造 8.4.2 专家系统建造步骤 1、应用领域选择与可行性分析、应用领域选择与可行性分析((1)问题调研;()问题调研;(2)可行性分析;()可行性分析;(3)确)确定最终开发专家系统的应用领域及要解决的问定最终开发专家系统的应用领域及要解决的问题2、需求分析、需求分析 需求分析就是系统建造人员对用户的需需求分析就是系统建造人员对用户的需求进行详尽的调查和仔细的分析,需求分析的求进行详尽的调查和仔细的分析,需求分析的好坏直接影响着系统开发的成败好坏直接影响着系统开发的成败 其内容包括:目标与任务描述、数据与其内容包括:目标与任务描述、数据与知识描述、功能描述、性能描述、质量保证、知识描述、功能描述、性能描述、质量保证、时间与进度要求等时间与进度要求等 8.4 专家系统的设计与建造 8.4.2 专家系统建造步骤应用领域选择与可行性分析应用领域选择与可行性分析需求分析需求分析原型设计与开发原型设计与开发原型系统评价原型系统评价最终系统设计最终系统设计最终系统实现最终系统实现系统测试与评价系统测试与评价系统维护系统维护 3、原型设计与开发、原型设计与开发((1)系统主要功能的实现,暂不考虑系统的处理效率)系统主要功能的实现,暂不考虑系统的处理效率和次要功能;和次要功能;((2)知识库中的知识数量不能太多,但所需的知识类)知识库中的知识数量不能太多,但所需的知识类型应该齐全;型应该齐全;((3)对系统的实现方法与知识库的构建方法、推理方)对系统的实现方法与知识库的构建方法、推理方法等都应有多种备选方案。

法等都应有多种备选方案 4、原型评价、原型评价 由用户、领域专家、知识工程师和系统编程人员共由用户、领域专家、知识工程师和系统编程人员共同对系统的主要功能、知识推理功能等需求规格说明同对系统的主要功能、知识推理功能等需求规格说明书中的主要指标进行测试及评价书中的主要指标进行测试及评价 8.4 专家系统的设计与建造 8.4.2 专家系统建造步骤应用领域选择与可行性分析应用领域选择与可行性分析需求分析需求分析原型设计与开发原型设计与开发原型系统评价原型系统评价最终系统设计最终系统设计最终系统实现最终系统实现系统测试与评价系统测试与评价系统维护系统维护 5、最终系统设计、最终系统设计问题的详细定义;确定项目规划;对系统各个问题的详细定义;确定项目规划;对系统各个方面进行设计;制定测试规划;制定产品规划;方面进行设计;制定测试规划;制定产品规划;提出实施规划等提出实施规划等6、最终系统实现、最终系统实现本阶段依据最终系统设计说明书对专家系统进本阶段依据最终系统设计说明书对专家系统进行编程实现选择适当的语言环境和软件开发行编程实现选择适当的语言环境和软件开发工具,完成的主要工作包括:原型系统修改;工具,完成的主要工作包括:原型系统修改;系统实现;系统集成与验证。

系统实现;系统集成与验证 8.4 专家系统的设计与建造 8.4.2 专家系统建造步骤应用领域选择与可行性分析应用领域选择与可行性分析需求分析需求分析原型设计与开发原型设计与开发原型系统评价原型系统评价最终系统设计最终系统设计最终系统实现最终系统实现系统测试与评价系统测试与评价系统维护系统维护 7、系统测试与评价、系统测试与评价 8、系统维护与完善、系统维护与完善 主要的工作是:主要的工作是: 不断增加系统功能;不断增加系统功能; 不断修改系统,尤其是扩充知识库,使其更完备;不断修改系统,尤其是扩充知识库,使其更完备; 不断扩大系统应用领域,增强系统的问题求解能力;不断扩大系统应用领域,增强系统的问题求解能力; 修改系统,使其能够适应外部环境的变化修改系统,使其能够适应外部环境的变化8.4 专家系统的设计与建造 8.4.2 专家系统建造步骤应用领域选择与可行性分析应用领域选择与可行性分析需求分析需求分析原型设计与开发原型设计与开发原型系统评价原型系统评价最终系统设计最终系统设计最终系统实现最终系统实现系统测试与评价系统测试与评价系统维护系统维护 1. 专家系统的评价方法专家系统的评价方法((1))“逸逸事事”评评价价法法。

利利用用一一些些典典型型例例子子来来对对系系统统的的性性能能进进行行说说明明,,系系统统在在这这些些典典型型例例子子所所具具有有的的条条件件下下工工作作性性能能良良好好对对于于这这些些例例子子以以外外的的其其他他情情况况,,系系统统能能否否很好的工作并不知道很好的工作并不知道2)实验的方法利用实验来评价专家系统所表现出)实验的方法利用实验来评价专家系统所表现出的性能这种方法看起来似乎比逸事方法优越,但在系的性能这种方法看起来似乎比逸事方法优越,但在系统实现上难度较大,在获取数据库中哪些有代表性的实统实现上难度较大,在获取数据库中哪些有代表性的实例时,也常常会遇到困难例时,也常常会遇到困难8.5 专家系统的评价 2. 评价内容评价内容((1)知识库中知识是否完备知识库中知识是否完备 ((2)知识的表示方法与组织方法是否适当知识的表示方法与组织方法是否适当 ((3)系统的推理是否正确系统的推理是否正确 ((4)系统的解释功能是否完全与合理系统的解释功能是否完全与合理 ((5)用户界面如何用户界面如何 ((6)系统的效率如何系统的效率如何 ((7)系统的可维护性如何系统的可维护性如何 ((8)系统的效益如何。

系统的效益如何 8.5 专家系统的评价 常用的专家系统开发工具和环境可分为常用的专家系统开发工具和环境可分为4种主要类型:语种主要类型:语言型开发工具、骨架型开发工具、通用型开发工具、开发环言型开发工具、骨架型开发工具、通用型开发工具、开发环境与辅助型开发工具境与辅助型开发工具 8.6.1 语言型开发工具语言型开发工具 通用程序设计语言的主要代表有通用程序设计语言的主要代表有C、、C++、、PASCAL、、ADA等;等; 人工智能语言的主要代表有人工智能语言的主要代表有SMALLTALK、、LISP和和PROLOGSMALLTALK是面向对象型的语言,是面向对象型的语言,LISP为函数为函数型语言,而型语言,而PROLOG则是逻辑型语言则是逻辑型语言8.6 专家系统开发工具 也称为专家系统外壳或框架型开发工具,是由一些已也称为专家系统外壳或框架型开发工具,是由一些已经成熟的具体专家系统演变来的经成熟的具体专家系统演变来的 其演变方法是:抽去这些专家系统中的具体知识,保其演变方法是:抽去这些专家系统中的具体知识,保留它们的体系结构和功能,再把领域专用的界面改为通用留它们的体系结构和功能,再把领域专用的界面改为通用界面,这样就可得到相应的专家系统外壳或框架。

界面,这样就可得到相应的专家系统外壳或框架 比较有代表性的专家系统骨架型开发工具主要有比较有代表性的专家系统骨架型开发工具主要有EMYCIN、、KAS及及EXPERT等 8.6.2 骨架型开发工具8.6 专家系统开发工具 8.6.3 通用型开发工具通用型开发工具 该类型开发工具是不依赖于任何已有专家系统,不该类型开发工具是不依赖于任何已有专家系统,不针对任何具体领域,完全重新设计的一类专家系统开发工针对任何具体领域,完全重新设计的一类专家系统开发工具 这类型工具的典型代表是这类型工具的典型代表是OPS系列通用开发工具系列通用开发工具OPS是美国卡内基是美国卡内基-梅隆大学梅隆大学(CMU)的的J. McDermott, A. Newell等人等人1975年利用年利用LISP语言研制开发的一个基于规语言研制开发的一个基于规则的通用型专家系统开发工具则的通用型专家系统开发工具 最有代表性的版本是最有代表性的版本是OPS58.6 专家系统开发工具 8.6.4 开发环境与辅助型开发工具开发环境与辅助型开发工具 开发环境开发环境是指帮助专家系统建造者进行程序是指帮助专家系统建造者进行程序设计的系统环境,它常被作为建造专家系统的知设计的系统环境,它常被作为建造专家系统的知识工程语言的一部分。

识工程语言的一部分 早期的开发环境又称支撑环境,规模较小,早期的开发环境又称支撑环境,规模较小,功能也比较少,通常由辅助调试工具、知识库编功能也比较少,通常由辅助调试工具、知识库编辑器、输入辑器、输入/输出处理工具及解释工具输出处理工具及解释工具4个典型部个典型部分组成8.6 专家系统开发工具 8.6.4 开发环境与辅助型开发工具开发环境与辅助型开发工具 辅助型专家系统开发工具辅助型专家系统开发工具则是由一些程序模块组则是由一些程序模块组成,用来帮助专家系统建造者开发应用系统成,用来帮助专家系统建造者开发应用系统 AGE、、TEIRESIAS、、ROUGET、、TIMM、、EXPERTEASE、、SEEK、、MORE、、ETS等都是辅助型等都是辅助型工具程序的典型工具程序的典型 AGE是辅助进行系统结构设计的典型程序,是辅助进行系统结构设计的典型程序,TEIRESIAS是辅助进行知识获取的典型程序是辅助进行知识获取的典型程序8.6 专家系统开发工具 8.7.1 新一代专家系统应具备的特征新一代专家系统应具备的特征 一般来说,新一代专家系统应具有以下特征:一般来说,新一代专家系统应具有以下特征: ((1)并行分布式处理)并行分布式处理 ((2)多专家系统协同工作)多专家系统协同工作 ((3)高级系统设计语言和知识表述语言)高级系统设计语言和知识表述语言 ((4)具有自学习功能)具有自学习功能 ((5)引入新的推理机制)引入新的推理机制 ((6)具有纠错和自完善能力)具有纠错和自完善能力 ((7)先进的智能人-机接口)先进的智能人-机接口 8.7 新一代专家系统的发展 8.7.2 分布式专家系统分布式专家系统 分布式专家系统具有分布处理的特征,即把知识库分布分布式专家系统具有分布处理的特征,即把知识库分布到一个计算机网络的不同节点上,或者把推理机制分布到到一个计算机网络的不同节点上,或者把推理机制分布到计算机网络的不同节点上,或者两者同时分布,当要求解计算机网络的不同节点上,或者两者同时分布,当要求解一个问题时,将该问题分解为若干个子问题,合理地分布一个问题时,将该问题分解为若干个子问题,合理地分布到各个处理机上去求解。

到各个处理机上去求解 ((1)任务分布)任务分布 ((2)知识分布)知识分布 ((3)系统各部分间的接口设计)系统各部分间的接口设计 ((4)系统结构)系统结构设计设计 ((5)系统各模块间的驱动方式)系统各模块间的驱动方式 8.7 新一代专家系统的发展 8.7.3 协同式专家系统协同式专家系统 协协同同式式专专家家系系统统是是一一种种能能综综合合若若干干个个相相近近领领域域或或一一个个领领域域的的多多个个方方面面的的分分专专家家系系统统相相互互协协作作的的“群群专专家家系统系统” 能能克克服服单单一一功功能能专专家家系系统统的的局局限限性性,,由由多多个个分分专专家系统协作共同解决更为广泛领域中的问题家系统协作共同解决更为广泛领域中的问题8.7 新一代专家系统的发展 8.7.3 协同式专家系统协同式专家系统协同式专家系统和分布式专家系统:协同式专家系统和分布式专家系统: 都涉及到多个分专家系统或子专家系统都涉及到多个分专家系统或子专家系统 分分布布式式专专家家系系统统的的着着眼眼点点是是处处理理的的分分布布和和知知识识的的分分布布,,它要求系统必须在多个处理机上运行;它要求系统必须在多个处理机上运行; 协协同同式式专专家家系系统统则则强强调调的的是是分分系系统统之之间间的的协协同同合合作作,,各各分专家系统也可以在同一个处理机上运行。

分专家系统也可以在同一个处理机上运行 在设计协同式专家系统时,要考虑以下的一些问题:在设计协同式专家系统时,要考虑以下的一些问题: ((1))任任务务分分解解 ((2))公公共共知知识识提提取取 ((3))通通信信方方式式 ((4)裁决问题)裁决问题 ((5)驱动方式)驱动方式 8.7 新一代专家系统的发展 。

下载提示
相似文档
正为您匹配相似的精品文档
相关文档