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1、 我对专家系统的认识与理解一：什么是专家系统？ 所谓“专家”，一般都拥有某一特定领域的大量知识，以及丰富的经验。在解决问题时，专家们通常拥有一套独特的思维方式，能较圆满地解决一类困难问题，或向用户提出一些建设性的建议等。专家系统就是存储在磁盘上的专家经验和专业知识，是一个具有智能特点的计算机程序，它的智能化主要表现为能够在特定的领域内模仿人类专家思维来求解复杂问题。因此，专家系统必须包含领域专家的大量知识，拥有类似人类专家思维的推理能力，并能用这些知识来解决实际问题。例如，一个医学专家系统就能够像真正的专家一样，诊断病人的疾病，判别出病情的严重性，并给出相应的处方和治疗建议等。通常，先由专家系
2、统的开发者把人类专家从多年经验中积累起来的核心知识和技能存储到磁盘上，使用户用过户可以通过个人计算机或者网络系统来获得这些知识。查询者只需要讲所要咨询的问题通过形式语言录入到专家系统中，专家系统就是通过事先存储在计算机中的知识进行推理与演算后为相应的问题的答案与咨询与建议，答案与建议比较准确。专家系统的开发者通过专家系统开发工具建立相应的系统模型、搜索模型、知识表示模型和人机交互机制等，确定相应的搜索策略、问题与建议的指导性策略、专家系统的稳定性与准确性，防止给出错误的和误导性建议与指导方案。 如图1-1所示给出了专家系统的开发工具的功能，是专家尽快的设计与测试相应的专家系统，以便提高专家系统
3、的准确性、智能性与可移植性，确定某版本的最终专家系统。二：专家系统的构造专家系统的基本结构如图1-2所示，其中箭头方向为数据流动的方向。专家系统通常由人机交互界面、知识库、推理机、解释器、综合数据库、知识获取等6个部分构成。知识库用来存放专家提供的知识。专家系统的问题求解过程是通过知识库中的知识来模拟专家的思维方式的，因此，知识库是专家系统质量是否优越的关键所在，即知识库中知识的质量和数量决定着专家系统的质量水平。一般来说，专家系统中的知识库与专家系统程序是相互独立的，用户可以通过改变、完善知识库中的知识内容来提高专家系统的性能。知识库推理机学习系统（知识获取）人机交互界面综合数据库解释器图1
4、-2专家系统结构图人工智能中的知识表示形式有产生式、框架、语义网络等，而在专家系统中运用得较为普遍的知识是产生式规则。产生式规则以IFTHEN的形式出现，就像BASIC等编程语言里的条件语句一样，IF后面跟的是条件（前件），THEN后面的是结论（后件），条件与结论均可以通过逻辑运算AND、OR、NOT进行复合。在这里，产生式规则的理解非常简单：如果前提条件得到满足，就产生相应的动作或结论。例如，在“动物识别”专家系统中有这样一条规则：IF 能做单腿跳吗 = 否 AND 在苏格兰吗 = 是 AND 高度 = 大THEN 动物 = 马 在这条规则当中，IF后面的前件中包含三个条件，只有三个条件都得
5、到了满足，才能得出该动物是“马”。反之就得不出这个结论。产生式专家系统的知识库中包含了大量的规则，换言之，这里的知识库就是一个规则集。推理机针对当前问题的条件或已知信息，反复匹配知识库中的规则，获得新的结论，以得到问题求解结果。在这里，推理方式可以有正向和反向推理两种。正向推理是从前件匹配到结论，反向推理则先假设一个结论成立，看它的条件有没有得到满足。由此可见，推理机就如同专家解决问题的思维方式，知识库就是通过推理机来实现其价值的。人机界面是系统与用户进行交流时的界面。通过该界面，用户输入基本信息、回答系统提出的相关问题，并输出推理结果及相关的解释等。综合数据库专门用于存储推理过程中所需的原始
6、数据、中间结果和最终结论，往往是作为暂时的存储区。解释器能够根据用户的提问，对结论、求解过程做出说明，因而使专家系统更具有人情味。知识获取是专家系统知识库是否优越的关键，也是专家系统设计的“瓶颈”问题，通过知识获取，可以扩充和修改知识库中的内容，也可以实现自动学习功能。三：专家系统如何工作专家系统的基本工作流程是，用户通过人机界面回答系统的提问，推理机将用户输入的信息与知识库中各个规则的条件进行匹配，并把被匹配规则的结论存放到综合数据库中。最后，专家系统将得出最终结论呈现给用户。在这里，专家系统还可以通过解释器向用户解释以下问题：系统为什么要向用户提出该问题（Why）？计算机是如何得出最终结论
7、的（How）？领域专家或知识工程师通过专门的软件工具，或编程实现专家系统中知识的获取，不断地充实和完善知识库中的知识。四：专家系统的构造瓶颈：1）知识的表示知识这个词对我们来说仍是一个模糊的概念，只是从直觉上知道它的意义，但是知识怎样表示才能由计算机进行处理呢？目前的研究主要集中在知识的描述、编程以及相应的数学技巧方面。语义网络、框架和规则是三种常用的非程序用户常用的技术。语义网络能够反映不同个体之间的联系。如图1-3所示.图中，我们用线段来表示两个对象的“关系”，通常把关系表示在线段上方，关系例子如：A：A-KIND-OF(哺乳动物，动物)表示“哺乳动物是一种动物”；B： SKIN-COVE
8、R(毛发，哺乳动物)表示“哺乳动物的表皮是毛发”；C：ACTIVITY(产奶，哺乳动物)表示“产奶是哺乳动物的一种活动”。框架是一种数据结构，他可以用来表示那些已有的情况。每个框架都带着各种信息，有怎样使用框架的信息，有期望下一时刻发生什么事件的信息，有当期望满足时和不满足时应该做什么的信息等。框架具有划分复杂的领域、储存描述性数据和存储过程性知识的优点。 规则是一种简便的知识表示法。具有简洁性、模块性、规模恰当和描述性和过程性。2) 专家系统邻域的界定我们所常说的经验知识是指我们思维时所遵循的准则。在某个领域内，如何确定某个知识的表示是正确的和准确的是一个非常难的事情，以及在此知识的表示和推
9、理规则下，查询或搜索的范围扩大时，如何确保经过系统处理出来的结果是准确的和精确；或者若找出准确值和精确值，需要搜索很长的时间，或者进入死循环的话，如何避免这些问题，才是专家系统应该解决的基本问题。虽然各个专家已在某个领域内从事多年并且具有丰富的知识和经验，但是每人都有自己独特的见解，如何综合和抽象他们的知识和经验，确定一个非常强大的智能数据库，划分各个数据块直接相互关系到专家系统邻域的界定。专家系统领域界定的范围内准确性、可信性可用性到底有多高，而界定范围之外的准确定是否被忽视？由于邻域的模糊性和不确定性，知识表示的模糊性，使得系统的领域可能泛化并逐步扩大，从而使得系统领域的变得不确定，导致搜
10、索出结果的不准确性。3）专家系统的搜索策略虽然构造一给数据库算是比较容易，但是如何从浩瀚如海的数据库中提取出想要咨询和查询的知识关系到有没有合适的搜索算法和最佳搜索路径。虽然现在有些比较成熟的搜索算法和最佳及最优的路径的确定方案，但是如何在只是交叉仍具有最佳选择性关系到当前确认的搜索方案的适用性范围和准确性。尽管所要咨询的范围已经在知识库中，答案就是其中几个关系甚弱的数据块的组合，但是当前确定的搜索策略是先搜索关联度较高的，等到饱所有的搜索策略都是用后，才去搜索相关性甚弱的模块，这样会浪费很长的搜索时间，降低了专辑系统的即时性。每一种搜索策略都对应一定的搜索范围和应用范围，好的搜索策略关系到系
11、统灵敏性和灵活性。而这个“好”字，如何规定，可能关系到多个方面，如何统筹兼顾，优化搜索策略是专家系统开发者必须要优先考虑的问题，需要程序开发者的软件编程技巧、编程经验、数学思维和开放性思维。讲搜索出的结果进行解释，如何给出相应的指导性建议关系到专家系统对专业知识的综合理解能力的熟知程度。尽量提高系统给出结果和解释的准确性，防止歧义性建议，以免误解。 4）人机交互人机交互是一个非常复杂的软硬件系统。硬件系统关系到输入信息如何转换成计算机可以识别的信息，如何将系统处理和运算结果以使用者可以快速和无歧义识别。软件系统配合硬件系统，将用户咨询的信息准确的传递给专家系统，使得专家系统能够理解用户查询的主
12、题和咨询目的，以便于准确处理，然后将处理的结果以相应的专业化的知识表示和显示，使用户获得相应的准确性较高的建议和指导方法。专家系统也可以从其他数据库、电子表格、统计软件及其他信息采集器中检索数据，然后将处理的结果显示并保存以便用户以后查询或备用。四：总结专家系统应用(ExpertSystemApplication)是针对实际领域，建造专家系统，用来辅助或代替领域专家解决实际问题。专家系统是人工智能的重要分支，它是人工智能学者从探讨一般思维规律方法走向以专门知识信息处理为中心的转折点。随着专家系统的各个瓶颈逐渐被解决或被优化，使得专家系统成为真正意义上的专家系接近于实现。随着计算机技术的不断发展，最新技术的大规模使用，专家系统已经开始逐步向智能专家系统发展，为人们和社会的发展起到了强有力的推动作用，促进了工业的现代化和生产自动化，有力的提高了人们的物质生活和精神生活。目前，专家系统的应用几乎渗透到各行各业，成为一股不可或缺的强有力推动力。五：参考文献1.康师友人工智能技术导论（第二版）西安电子科技大学出版社20022. 谭东风 使用专家系统指南 国防科技大学出版社 19913. 王申康专家系统的结构和应用浙江大学出版社19944.专家系统方法http:/ 专家系统及其应用 林雪芬(浙江师范大学 教育技术系)
