第6章 专家系统.ppt
《第6章 专家系统.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第6章 专家系统.ppt(180页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、 CIE第6章专家系统第第6 6章专家系统章专家系统教学内容:教学内容:内容包括专家系统的定义、结内容包括专家系统的定义、结构、特点和类型、开发与设计构、特点和类型、开发与设计 、评价、评价 、开发工具、分布式专家系统与协同式专家开发工具、分布式专家系统与协同式专家系统。系统。教学重点:教学重点:专家系统的定义、结构、特点专家系统的定义、结构、特点和类型、开发与设计和类型、开发与设计 。2第第6 6章专家系统章专家系统教学难点:教学难点:专家系统的开发与设计专家系统的开发与设计 教学要求:教学要求:重点掌握专家系统的基本概念重点掌握专家系统的基本概念和设计,了解新型专家系统的一些概念和和设计,
2、了解新型专家系统的一些概念和类型,一般了解专家系统的开发工具以及类型,一般了解专家系统的开发工具以及评价方法。评价方法。3第第6 6章专家系统章专家系统v专家系统是人工智能应用研究的一个重要领域。它实专家系统是人工智能应用研究的一个重要领域。它实现了人工智能现了人工智能从理论研究走向实际应用,从一般思维从理论研究走向实际应用,从一般思维方法探讨转入专门知识运用方法探讨转入专门知识运用的重大突破。自的重大突破。自2 2OO世纪世纪7 7OO年代专家系统的开发获得成功以来,目前已被成年代专家系统的开发获得成功以来,目前已被成功地运用到科学技术、工业、农业、军事、医疗、教功地运用到科学技术、工业、农
3、业、军事、医疗、教育等众多领域,并已产生了巨大的社会效益和经济效育等众多领域,并已产生了巨大的社会效益和经济效益。益。4第第6 6章专家系统章专家系统v 6.1 6.1 专家系统概述专家系统概述v 6.2 6.2 专家系统的结构与工作原理专家系统的结构与工作原理 v 6.3 6.3 专家系统的产生式表示专家系统的产生式表示v 6.4 6.4 专家系统的开发与建造专家系统的开发与建造 v 6.5 6.5 专家系统的评价专家系统的评价 v 6.6 6.6 专家系统的开发工具专家系统的开发工具v 6.7 6.7 分布式专家系统与协同式专家系统分布式专家系统与协同式专家系统 v 6.8 6.8 专家系
4、统举例专家系统举例 5 迄今为止,关于什么是专家系统,目前尚无一个十分确切迄今为止,关于什么是专家系统,目前尚无一个十分确切迄今为止,关于什么是专家系统,目前尚无一个十分确切迄今为止,关于什么是专家系统,目前尚无一个十分确切的定义。的定义。的定义。的定义。其其其其一般公认定义:一般公认定义:一般公认定义:一般公认定义:专家系统是一个具有智能的程序系统;专家系统是一个具有智能的程序系统;专家系统是一个具有智能的程序系统;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;其内部具有大量的专家水平的知识与经验;其内部具有大量的专家水平的知识与经验;其内部具有大量的专家水平的知识
5、与经验;该系统能利用专家该系统能利用专家该系统能利用专家该系统能利用专家的知识与推理方法来解决专门领域的问题;的知识与推理方法来解决专门领域的问题;的知识与推理方法来解决专门领域的问题;的知识与推理方法来解决专门领域的问题;它能对自身所得出它能对自身所得出它能对自身所得出它能对自身所得出的结论做出清楚、明晰、合理的解释。的结论做出清楚、明晰、合理的解释。的结论做出清楚、明晰、合理的解释。的结论做出清楚、明晰、合理的解释。简单地说,简单地说,简单地说,简单地说,能够向用户提供关于某一领域中专家水平的决能够向用户提供关于某一领域中专家水平的决能够向用户提供关于某一领域中专家水平的决能够向用户提供关
6、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。策与解释的智能模拟系统,称为专家系统。策与解释的智能模拟系统,称为专家系统。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。关技术。关技术。关技术。6.16.1专家系统概述专家系统概述6.1.1 6.1.1 什么是专家系统什么是专家系统(Expert System)Expert System)6vv现实中有许多问题,都要依靠专门领域的专家
7、来解决。专家现实中有许多问题,都要依靠专门领域的专家来解决。专家现实中有许多问题,都要依靠专门领域的专家来解决。专家现实中有许多问题,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,还要取决于对问题的推理和决策,除了依据他们的学识外,还要取决于对问题的推理和决策,除了依据他们的学识外,还要取决于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,包括个人实践经历中积累的经验和练就的直觉方法。其中,包括个人实践经历中积累的经验和练就的直觉方法。其中,包括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
8、,从而以专家的决断,对问题给出权威的一些不确定的知识,从而以专家的决断,对问题给出权威的一些不确定的知识,从而以专家的决断,对问题给出权威的一些不确定的知识,从而以专家的决断,对问题给出权威的解答。解答。解答。解答。一个专家系统必须满足的一个专家系统必须满足的一个专家系统必须满足的一个专家系统必须满足的基本条件基本条件基本条件基本条件是:是:是:是: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;杂问题;杂问题;杂问题;专家系统
9、存贮有大量专家级水平的知识;专家系统存贮有大量专家级水平的知识;专家系统存贮有大量专家级水平的知识;专家系统存贮有大量专家级水平的知识;ESESESES解决问题的模型和方案来自于专家的经验和推理方法;解决问题的模型和方案来自于专家的经验和推理方法;解决问题的模型和方案来自于专家的经验和推理方法;解决问题的模型和方案来自于专家的经验和推理方法;专家系统应该得到和专家一致的判断结论与决策。专家系统应该得到和专家一致的判断结论与决策。专家系统应该得到和专家一致的判断结论与决策。专家系统应该得到和专家一致的判断结论与决策。vv本质上,专家系统只是一个高级的计算机智能程序系统。本质上,专家系统只是一个高
10、级的计算机智能程序系统。本质上,专家系统只是一个高级的计算机智能程序系统。本质上,专家系统只是一个高级的计算机智能程序系统。6.16.1专家系统概述专家系统概述6.1.1 6.1.1 什么是专家系统什么是专家系统(Expert System)Expert System)7vv换一角度来说,专家系统应具备换一角度来说,专家系统应具备换一角度来说,专家系统应具备换一角度来说,专家系统应具备四个要素四个要素四个要素四个要素:(1)(1)(1)(1)应用于某专门领域;应用于某专门领域;应用于某专门领域;应用于某专门领域;(2)(2)(2)(2)拥有专家级知识;拥有专家级知识;拥有专家级知识;拥有专家级
11、知识;(3)(3)(3)(3)能模拟专家的思维;能模拟专家的思维;能模拟专家的思维;能模拟专家的思维;(4)(4)(4)(4)能达到专家级水平。能达到专家级水平。能达到专家级水平。能达到专家级水平。6.16.1专家系统概述专家系统概述6.1.1 6.1.1 什么是专家系统什么是专家系统(Expert System)Expert System)vv专专专专家家家家系系系系统统统统(Expert Expert Expert Expert System)System)System)System)亦亦亦亦称称称称专专专专家家家家咨咨咨咨询询询询系系系系统统统统,它它它它是是是是一一一一种种种种智智智智
12、能能能能计计计计算算算算机机机机(软软软软件件件件)系系系系统统统统。顾顾顾顾名名名名思思思思义义义义,专专专专家家家家系系系系统统统统就就就就是是是是能能能能像像像像人人人人类类类类专专专专家一样解决困难、复杂的实际问题的计算机家一样解决困难、复杂的实际问题的计算机家一样解决困难、复杂的实际问题的计算机家一样解决困难、复杂的实际问题的计算机(软件软件软件软件)系统。系统。系统。系统。8 同同一一般般的的计计算算机机应应用用系系统统(如如数数值值计计算算、数数据据处处理系统等理系统等)相比相比,专家系统具有下列性能专家系统具有下列性能(6 6 6 6点点点点):(1)(1)(1)(1)具具具具
13、有有有有高高高高性性性性能能能能。现现实实世世界界中中,以以数数学学化化公公式式为为核核心心的的知知识识仅仅约约占占8%8%,大大部部分分问问题题都都是是非非数数学学化化的的知知识识。专专家家系系统统善善于于解解决决那那些些不不确确定定性性的的、非非结结构构化化的的、没没有有算算法法解解或或虽虽有有算算法法解解但但在在现现有有的的机机器器上上无无法实施的高难问题。法实施的高难问题。6.1.2 6.1.2 专家系统的性能专家系统的性能 6.16.1专家系统概述专家系统概述9 (2)(2)(2)(2)具具具具有有有有知知知知识识识识与与与与实实实实用用用用性性性性。从从处处理理问问题题的的方方法法
14、看看,专专家家系系统统则则是是靠靠知知识识和和推推理理来来解解决决问问题题(不不像像传传统统软软件件系系统统使使用用固固定定的的算算法法来来解解决决问问题题),所所以以,专专家家系系统统是是基基于于知知识识的的智智能能问问题题求求解解系系统统。其其次次,许许多多经经典典的的人人工工智智能能程程序序往往往往是是从从纯纯学学术术技技术术目目的的出出发发研研制制的的一一种种实实验验性性研研究究工工具具,而而专专家家系系统统解解决决的的是是人人们们在在生生产产实实践践、科科学学研研究究、产产品品设设计计以以及及其其它它领领域域的的实实际际问问题题,更更多多地强调实用。地强调实用。6.16.1专家系统概
15、述专家系统概述6.1.2 6.1.2 专家系统的性能专家系统的性能10 (3)(3)(3)(3)具具具具有有有有灵灵灵灵活活活活性性性性及及及及可可可可扩扩扩扩充充充充性性性性。从从系系统统结结构构来来看看,专专家家系系统统强强调调知知识识与与推推理理的的分分离离,使使系系统统具具有有良良好好灵灵活活性性与与可可扩扩充充性性。其其表表现现为为:人人们们可可把把一一个个技技术术上上成成熟熟的的专专家家系系统统变变为为一一个个ESES工工具具,即即只只要要替替换换知知识识库库中中的的具具体体内内容容就就可可使使它它变变为为一一个个专专家家系系统统外外壳壳。当当要要建建立立另另一一个个功功能能与与之
16、之类类似似的的ESES时时,只只要要把把相相应应的的知知识识装装入入该该外外壳壳知知识识库库中中即即可可实实现现。将将大大大大节节省省耗耗时时费费工工的的开开发发工工作作。事事实实上上,目目前前有有一一些些ESES开开发发工工具具就就是是这这样样得得来来的的。例例如如,由由专专家家系系统统MYCINMYCIN得得到的构造工具到的构造工具EMYCIN;EMYCIN;由由PROSPECTORPROSPECTOR得到外壳得到外壳KASKAS等。等。6.16.1专家系统概述专家系统概述6.1.2 6.1.2 专家系统的性能专家系统的性能11 (4)(4)(4)(4)具具具具有有有有透透透透明明明明性性
17、性性。专专家家系系统统必必须须具具有有解解释释功功能能,能能回回答答用用户户提提出出的的问问题题,向向用用户户解解释释它它的的决决策策动动机机和和结结论论的的推推理理过过程程,使使用用户户能能清清楚楚地地了了解解系系统统处处理理问问题题正正确确性性,通过增强系统的透明度而取信于用户。通过增强系统的透明度而取信于用户。6.16.1专家系统概述专家系统概述6.1.2 6.1.2 专家系统的性能专家系统的性能 例如,例如,一个医疗诊断专家系统诊断某病人患有肺炎,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,这一专家系统应向而且必须用某种抗生素治疗,那么,这一专家系统应向病人
18、解释为什么判断他患有肺炎,解释用该抗生素治疗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。的原因,就像一位医疗专家对病人详细解释病情一样。12 (5)(5)具具有有自自学学习习及及自自修修正正能能力力。有有些些专专家家系系统统还还具具有有“自自学学习习”能能力力,即即不不断断对对自自己己的的知知识识进进行行扩扩充充、完完善善和和提提炼炼。专专家家系系统统还还能能随随时时修修正正已已有有的的知知识识或或归归纳纳出出新新的的知知识识,适适应应新新情情况况的的需要,这一点是传统系统所无法比拟的。需要,这一点是传统系统所无法比拟的。6.16.1专家系统
19、概述专家系统概述6.1.2 6.1.2 专家系统的性能专家系统的性能13 (6)(6)(6)(6)具具具具有有有有专专专专业业业业知知知知识识识识和和和和长长长长效效效效性性性性。专专专专家家家家系系系系统统统统大大大大量量量量使使使使用用用用的的的的是是是是专专专专家家家家级级级级水水水水平平平平的的的的专专专专门门门门领领领领域域域域所所所所谓谓谓谓“深深深深知知知知识识识识”来来来来决决决决策策策策,而而而而不不不不是是是是一一一一般般般般系系系系统统统统那那那那样样样样多多多多使使使使用用用用常常常常识识识识性性性性知知知知识识识识,即即即即所所所所谓谓谓谓“浅浅浅浅知知知知识识识识”
20、:专专专专家家家家系系系系统统统统不不不不像像像像人人人人那那那那样样样样容容容容易易易易疲疲疲疲劳劳劳劳、遗遗遗遗忘忘忘忘,易易易易受受受受环环环环境境境境、情情情情绪绪绪绪等等等等的的的的影影影影响响响响,它它它它可可可可始始始始终终终终如如如如一一一一地地地地以以以以专专专专家家家家级级级级的高水平求解问题。的高水平求解问题。的高水平求解问题。的高水平求解问题。6.16.1专家系统概述专家系统概述6.1.2 6.1.2 专家系统的性能专家系统的性能14 6.1.3 6.1.3 专家系统的特点与研究意义专家系统的特点与研究意义比较方面比较方面比较方面比较方面传传传传 统统统统 程程程程 序
21、序序序专专专专 家家家家 系系系系 统统统统编程思想编程思想编程思想编程思想编程方法编程方法编程方法编程方法处理对象处理对象处理对象处理对象执行过程执行过程执行过程执行过程可修改性可修改性可修改性可修改性操作解释操作解释操作解释操作解释结结结结 论论论论依据某一算法依据某一算法知识使用和知识本身混合在一起知识使用和知识本身混合在一起知识使用和知识本身混合在一起知识使用和知识本身混合在一起数值量数值量顺序方式或批处理方式执行顺序方式或批处理方式执行顺序方式或批处理方式执行顺序方式或批处理方式执行难修改难修改,需改动程序并重新编译需改动程序并重新编译不能不能不能不能正确,不容许不确定性正确,不容许
22、不确定性依据启发式方式依据启发式方式知识和知识的使用分离知识和知识的使用分离知识和知识的使用分离知识和知识的使用分离符号量符号量人机交互方式执行人机交互方式执行人机交互方式执行人机交互方式执行易修改易修改,只需改动知识库只需改动知识库可能可能可能可能满意,容许不确定性满意,容许不确定性表表6-1 6-1 专家系统特点及与传统程序的区别专家系统特点及与传统程序的区别 6.16.1专家系统概述专家系统概述15v专家系统不像人那样容易疲劳、遗忘专家系统不像人那样容易疲劳、遗忘,它不受环境、情绪、和寿它不受环境、情绪、和寿命的影响命的影响,可始终如一地以专家级的高水平来求解问题。可始终如一地以专家级的
23、高水平来求解问题。故从这故从这个意义上讲个意义上讲,专家系统效率远胜与专家本人。专家系统效率远胜与专家本人。vESES便于保存和大面积推广专家的宝贵知识便于保存和大面积推广专家的宝贵知识,更有效地发挥各种专更有效地发挥各种专业人才的作用业人才的作用;专家系统甚至可综合许多专家的知识与经验专家系统甚至可综合许多专家的知识与经验,从从而博取百家之长而博取百家之长,其水平可以超过个体专家。其水平可以超过个体专家。vESES作为一种计算机系统作为一种计算机系统,便于发挥计算机快速、准确的优势便于发挥计算机快速、准确的优势;甚甚至比专家更可靠、更灵活至比专家更可靠、更灵活,可以不受时间、地域及人为因素的
24、影可以不受时间、地域及人为因素的影响。响。v由于由于专家系统具有解释功能专家系统具有解释功能,系统设计者和领域专家就可方便地系统设计者和领域专家就可方便地找出系统隐含的错误找出系统隐含的错误,便于系统维护。便于系统维护。6.16.1专家系统概述专家系统概述 6.1.3 6.1.3 6.1.3 6.1.3 专家系统的特点与研究意义专家系统的特点与研究意义专家系统的特点与研究意义专家系统的特点与研究意义16v1.1.1.1.按求解问题性质分类按求解问题性质分类按求解问题性质分类按求解问题性质分类 按按用用途途分分类类,专专家家系系统统可可分分为为:诊诊断断型型、解解释释型型、预预测测型型、决决策策
25、型型、设设计计型型、规规划划型型、控控制制型型、调调度度型型等几种类型。等几种类型。v2.2.按输出结果分类按输出结果分类 按输出结果分类,专家系统可分为按输出结果分类,专家系统可分为分析型分析型和和设计型设计型。6.1.4 6.1.4 专家系统的分类专家系统的分类 6.16.1专家系统概述专家系统概述17v 3.3.按知识分类按知识分类 知知识识可可分分为为确确定定性性知知识识和和不不确确定定性性知知识识,所所以以,按按知知识识分分类类,专专家家系系统统又又可可分分为为精精确确推推理理型型和和不不精精确推理型(如模糊专家系统)的专家系统。确推理型(如模糊专家系统)的专家系统。v 4.4.4.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第6章 专家系统
限制150内