智能工程及其在水利工程中的應(yīng)用課件

智能工程及其

在水利工程中的應(yīng)用/智能工程及其

在水利工程中的應(yīng)用http://www.shu主要內(nèi)容一、智能工程的概念二、知識的獲取及表達(dá)三、知識的運(yùn)用四、專家系統(tǒng)五、應(yīng)用實(shí)例主要內(nèi)容一、智能工程的概念主要內(nèi)容一、智能工程的概念二、知識的獲取及表達(dá)三、知識的運(yùn)用四、專家系統(tǒng)五、應(yīng)用實(shí)例主要內(nèi)容一、智能工程的概念智能工程是一門關(guān)于知識的自動化處理和應(yīng)用技術(shù)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)科。一、智能工程的概念智能工程的定義

理論知識

數(shù)值模型

經(jīng)驗(yàn)知識

符號模型……自動化處理與應(yīng)用計(jì)算機(jī)對知識進(jìn)行獲取、表達(dá)、集成、管理、協(xié)調(diào)及使用，即利用具有一定智能的計(jì)算機(jī)來代替人腦的部分功能，以達(dá)到?jīng)Q策自動化的目的。智能工程是一門關(guān)于知識的自動化處理和應(yīng)用技術(shù)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)科開放性透明性繼承性集成性易于與其他智能系統(tǒng)交換信息和集成系統(tǒng)內(nèi)部的知識易于擴(kuò)展（知識庫的修改和完善等）使用戶對復(fù)雜系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)及其功能有所了解用戶能獲取進(jìn)程執(zhí)行的有關(guān)信息（進(jìn)度、中間結(jié)果等）對出錯(cuò)信息的跟蹤與解釋便于繼承以往的軟件成果能為現(xiàn)在或今后在不同環(huán)境和背景下開發(fā)的軟件提供繼承知識內(nèi)容和形式的集成智能軟件系統(tǒng)與環(huán)境的集成復(fù)雜軟件系統(tǒng)集成的結(jié)構(gòu)一、智能工程的概念智能工程的原則開放性易于與其他智能系統(tǒng)交換信息和集成使用戶對復(fù)雜系統(tǒng)的總體知識的獲取知識的表達(dá)知識的集成知識的協(xié)調(diào)與管理智能化人—機(jī)界面智能工程的研究內(nèi)容一、智能工程的概念知識的獲取智能工程的研究內(nèi)容一、智能工程的概念多任務(wù)和多功能的集成多領(lǐng)域多學(xué)科知識的集成知識的集成數(shù)值計(jì)算與推理方法的集成多介質(zhì)信息處理的集成知識的協(xié)調(diào)和管理不同型號的計(jì)算機(jī)及其它硬設(shè)備不同語言環(huán)境支持的軟件系統(tǒng)之間通訊問題子系統(tǒng)間的決策沖突不同領(lǐng)域?qū)＜业臎Q策沖突沖突決策問題根據(jù)系統(tǒng)目標(biāo)將各種任務(wù)分給不同的子系統(tǒng)對任務(wù)執(zhí)行情況進(jìn)行檢測和控制任務(wù)分配問題一、智能工程的概念多任務(wù)和多功能的集成多領(lǐng)域多學(xué)科知識的集成知識的集成數(shù)值計(jì)算智能化的人—機(jī)界面一、智能工程的概念面向復(fù)雜問題的集成化智能軟件系統(tǒng)，在它的建立、發(fā)展、完善和使用的過程中，都需要有人類專家的參與。因此，一種非常便于使用、靈活友好、具有一定智能（如對手跡和語音的識別功能、解釋功能、咨詢功能）的人—機(jī)界面是必須的，它將起到橋梁的作用，把人和機(jī)器溝通聯(lián)系起來，使人真正成為自動化決策過程中的一個(gè)重要部分，作為最具有創(chuàng)造性的知識源，在智能化人--機(jī)系統(tǒng)中起到關(guān)鍵決策的作用。智能化的人—機(jī)界面一、智能工程的概念面向復(fù)雜問題的集1、方便靈活、多種介質(zhì)信息的輸入輸出方式2、設(shè)立用戶密級3、獨(dú)立的專家系統(tǒng)數(shù)值、符號、圖形、圖像無經(jīng)驗(yàn)用戶專家用戶咨詢、幫助、解釋、跟蹤智能化的人—機(jī)界面一、智能工程的概念1、方便靈活、多種介質(zhì)信息的輸入輸出方式2、設(shè)立用戶密級3、人工智能智能工程重要基礎(chǔ)貢獻(xiàn)理論成果利用計(jì)算機(jī)模擬人的智能利用具有智能的計(jì)算機(jī)（硬件和軟件）解決實(shí)際問題理論研究為導(dǎo)向工程實(shí)際應(yīng)用導(dǎo)向注重研究智能活動過程的機(jī)理，具有嚴(yán)格的邏輯性和推理，注重普遍適用性注重研究智能活動過程的機(jī)理，具有嚴(yán)格的邏輯性和推理，注重普遍適用性一、智能工程的概念智能工程與人工智能的區(qū)別和聯(lián)系人工智能智能工程重要基礎(chǔ)貢獻(xiàn)理論成果利用計(jì)算機(jī)模擬人的智能利主要內(nèi)容一、智能工程的概念二、知識的獲取及表達(dá)三、知識的運(yùn)用四、專家系統(tǒng)五、應(yīng)用實(shí)例主要內(nèi)容一、智能工程的概念知識的獲取知識的概念：知識是人們在社會實(shí)踐和生產(chǎn)實(shí)踐中對各種信息經(jīng)過去粗取精、去偽存真、由表及里、由此及彼而形成的各種對于客觀事物規(guī)律性的認(rèn)識。知識的分類：描述性知識判斷性知識過程性知識對象級知識元級知識按作用分：按作用分：二、知識的獲取與表達(dá)知識的獲取知識的概念：知識是人們在社會實(shí)踐和生產(chǎn)實(shí)踐中對各知識的獲取知識的來源：知識獲取方法：人工知識獲取機(jī)器學(xué)習(xí)二、知識的獲取與表達(dá)知識的獲取知識的來源：知識獲取方法：人工知識獲取二、知識的獲人工知識的獲取人工知識獲取的基本模式二、知識的獲取與表達(dá)人工知識的獲取人工知識獲取的基本模式二、知識的獲取與表達(dá)人工知識的獲取知識獲取的步驟二、知識的獲取與表達(dá)人工知識的獲取知識獲取的步驟二、知識的獲取與表達(dá)機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)的基本模型二、知識的獲取與表達(dá)知識源學(xué)習(xí)機(jī)推理機(jī)知識庫專家系統(tǒng)專家、書本、數(shù)據(jù)庫機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)的基本模型二、知識的獲取與表達(dá)知識源學(xué)習(xí)機(jī)推機(jī)器學(xué)習(xí)二、知識的獲取與表達(dá)機(jī)械式學(xué)習(xí)基于解釋的學(xué)習(xí)基于事例的學(xué)習(xí)基于概念的學(xué)習(xí)基于類比的學(xué)習(xí)基于決策樹的歸納學(xué)習(xí)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)……機(jī)器學(xué)習(xí)二、知識的獲取與表達(dá)機(jī)械式學(xué)習(xí)知識的表達(dá)當(dāng)知識從知識源經(jīng)知識獲取形成條理化的知識后，它必須輸入計(jì)算機(jī)內(nèi)部以某種方式被表達(dá)出來才能被利用，研究將知識用什么方式在系統(tǒng)中進(jìn)行表達(dá)，并以什么結(jié)構(gòu)存儲可以在智能系統(tǒng)在運(yùn)行過程中能被推理機(jī)利用的問題就是知識表達(dá)的研究內(nèi)容。二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)當(dāng)知識從知識源經(jīng)知識獲取形成條理化的知識后二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)知識表達(dá)的典型方法：規(guī)則式（產(chǎn)生式）知識表達(dá)基于框架的知識表達(dá)語義網(wǎng)絡(luò)知識表達(dá)邏輯表達(dá)法過程表示面向?qū)ο蟊硎径?、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)知識表達(dá)的典型方法：規(guī)則式（產(chǎn)規(guī)則式（產(chǎn)生式）知識表達(dá)二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)規(guī)則式（產(chǎn)生式）知識表達(dá)二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)基于框架的知識表達(dá)二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)基于框架的知識表達(dá)二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)語義網(wǎng)絡(luò)知識表達(dá)二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)語義網(wǎng)絡(luò)知識表達(dá)二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)邏輯表達(dá)法二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)基于數(shù)理邏輯（一階謂詞演算）的知識邏輯表達(dá)法二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)基于數(shù)理邏輯（一階謂過程表示二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)過程表示二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)面向?qū)ο蟊硎径?、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)面向?qū)ο笫且环N軟件開發(fā)技術(shù)，由于具有良好的封裝性、繼承性和多態(tài)性，作為知識的一種描述方法，也被人工智能廣泛地使用。類是面向?qū)ο蟮囊粋€(gè)基本概念，類是對象的抽象，它由一組變量和一組操作封裝而成，描述了一組具有相同屬性和操作的對象。類Ⅰ：屬性+方法類Ⅱ：屬性+方法……面向?qū)ο蟊硎径⒅R的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)面向?qū)ο笫且环N主要內(nèi)容一、智能工程的概念二、知識的獲取及表達(dá)三、知識的運(yùn)用四、專家系統(tǒng)五、應(yīng)用實(shí)例主要內(nèi)容一、智能工程的概念三、知識的運(yùn)用知識的重要運(yùn)用----推理推理是人們求解問題的主要思維方法，而智能系統(tǒng)的推理行為則由推理機(jī)完成。推理機(jī)是智能系統(tǒng)必不可少的一個(gè)組件，其基本任務(wù)就是在一定控制策略指導(dǎo)下，搜索知識庫中可用的知識，與事實(shí)庫中的事實(shí)匹配，產(chǎn)生或論證新的事實(shí)，獲得問題的解。推理機(jī)設(shè)計(jì)的兩個(gè)重要內(nèi)容：推理方法推理控制策略三、知識的運(yùn)用知識的重要運(yùn)用----推理推理是人們求推理方法：研究前提與結(jié)論之間的種種邏輯關(guān)系及其信

息傳遞規(guī)律推理控制策略：指導(dǎo)推理過程中進(jìn)行搜索的策略初始狀態(tài)空間目標(biāo)狀態(tài)空間搜索求解定義規(guī)則問題的解控制策略（推理策略和搜索策略）三、知識的運(yùn)用知識的重要運(yùn)用----推理推理方法：研究前提與結(jié)論之間的種種邏輯關(guān)系及其信初始狀態(tài)空間三、知識的運(yùn)用推理方法演繹推理和歸納推理演繹推理是從已知的判斷出發(fā)，通過演繹推出結(jié)論的一種推理方式，是一種由一般到個(gè)別的推理，相反，歸納推理是從個(gè)別到一般的推理。形式邏輯推理根據(jù)謂詞邏輯進(jìn)行推理，依賴于嚴(yán)密的邏輯學(xué)聯(lián)想型推理在語義網(wǎng)絡(luò)表達(dá)的知識中，利用結(jié)構(gòu)關(guān)系及上層到下層概念的繼承性進(jìn)行推理不精確推理用于求解具有不精確知識的問題，主要理論基礎(chǔ)是概率論三、知識的運(yùn)用推理方法演繹推理和歸納推理形式邏輯推理聯(lián)想型推三、知識的運(yùn)用盲目搜索（無信息搜索）啟發(fā)式搜索博弈樹搜索遺傳算法模擬退火算法免疫算法搜索技術(shù)傳統(tǒng)的搜索技術(shù)（解決簡單問題）智能的搜索算法（解決復(fù)雜問題）三、知識的運(yùn)用盲目搜索（無信息搜索）搜索技術(shù)傳統(tǒng)的搜索技術(shù)智主要內(nèi)容一、智能工程的概念二、知識的獲取及表達(dá)三、知識的運(yùn)用四、專家系統(tǒng)五、應(yīng)用實(shí)例主要內(nèi)容一、智能工程的概念專家系統(tǒng)是智能工程的一個(gè)重要分支，是人工智能理論的實(shí)際應(yīng)用，是從一般思維方法探討轉(zhuǎn)入專門知識運(yùn)用的重大突破。專家系統(tǒng)可視為一類具有專門知識和經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算機(jī)智能程序系統(tǒng)，具有與專家同等解決問題能力的水平。專家系統(tǒng)把知識和系統(tǒng)中其它部分分離開來，它強(qiáng)調(diào)的是知識而不是方法。這主要是由于：一方面，很多有意義但是比較困難的問題沒有易于實(shí)現(xiàn)的、基于算法的解決方案；另一方面，專家系統(tǒng)知識相對比較缺乏，并且只有當(dāng)人類專家擁有豐富的知識時(shí)，才可以解決大量的問題。知識在專家系統(tǒng)中具有非常重要的地位。四、專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)是智能工程的一個(gè)重要分支，是人工智能理論的實(shí)際應(yīng)用，專家系統(tǒng)也稱為知識庫專家系統(tǒng)，是基于知識庫的知識利用系統(tǒng)，是人工智能的應(yīng)用工程——“知識工程”的典型代表。一般說來，一個(gè)專家系統(tǒng)應(yīng)具備以下三個(gè)要素：①具備某個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的專家級知識；②能模擬專家的思維；③能達(dá)到專家級的解題水平。四、專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)也稱為知識庫專家系統(tǒng)，是基于知識庫的知識利用系統(tǒng)，是推理機(jī)人機(jī)接口知識獲取咨詢解釋數(shù)據(jù)庫知識庫專家用戶用于存放系統(tǒng)求解問題所需要的領(lǐng)域?qū)ｉT知識。用于存放原始數(shù)據(jù)和推理過程中得到的各種中間信息。用來控制、協(xié)調(diào)整個(gè)專家系統(tǒng)工作的一組程序。為知識庫的建立、修改和擴(kuò)充提供手段。負(fù)責(zé)對推理出的結(jié)果作出必要的解釋。為用戶提供直觀方便的人機(jī)交互手段。四、專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)推理機(jī)人機(jī)接

專家系統(tǒng)是具有某個(gè)領(lǐng)域?qū)＜壹壷R的系統(tǒng)，要研制和開發(fā)一個(gè)專家系統(tǒng)是一件復(fù)雜、困難和費(fèi)時(shí)的工作。人們已經(jīng)研制出一些比較通用的工具，作為設(shè)計(jì)和開發(fā)專家系統(tǒng)的輔助手段和環(huán)境，以提高專家系統(tǒng)的開發(fā)效率、質(zhì)量和自動化程度。這種開發(fā)工具或環(huán)境，就稱為專家系統(tǒng)開發(fā)工具。（例如機(jī)器人仿真、matlab、simulink、組態(tài)軟件、管理信息系統(tǒng)開發(fā)工具）?？梢岳斫獬砷_發(fā)專家系統(tǒng)用的組態(tài)軟件?，F(xiàn)有的專家系統(tǒng)開發(fā)工具，主要分成以下四類：骨架系統(tǒng)（又稱外殼）、語言型工具、輔助工具和支撐環(huán)境。

四、專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)的開發(fā)工具專家系統(tǒng)是具有某個(gè)領(lǐng)域?qū)＜壹壷R的系統(tǒng)，要研制四主要內(nèi)容一、智能工程的概念二、知識的獲取及表達(dá)三、知識的運(yùn)用四、專家系統(tǒng)五、應(yīng)用實(shí)例主要內(nèi)容一、智能工程的概念數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在大壩安全決策支持系統(tǒng)中的應(yīng)用在大壩安全監(jiān)控領(lǐng)域，一座大壩上布置的監(jiān)測點(diǎn)個(gè)數(shù)以千記，各監(jiān)測點(diǎn)年復(fù)一年的觀測所采集和累計(jì)的數(shù)據(jù)是海量的。壩體、庫水、壩基、氣溫、降雨、地震等等針對水利行業(yè)海量的數(shù)據(jù)，我們應(yīng)該如何利用現(xiàn)代的信息技術(shù)去進(jìn)行采集、存貯、傳輸、處理呢？五、應(yīng)用實(shí)例數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在大壩安全決策支持系統(tǒng)中的應(yīng)用五、應(yīng)用實(shí)例數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)基于多方面的技術(shù)，如數(shù)據(jù)庫技術(shù)、統(tǒng)計(jì)科學(xué)、模式識別、知識庫、信息索引技術(shù)、高性能計(jì)算以及數(shù)據(jù)的可視化等，高度自動化地分析原有的數(shù)據(jù)，并做出歸納性的推理，從中挖掘出潛在的模式，預(yù)測目標(biāo)的行為，為決策提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。確切的說，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是利用人工智能技術(shù)為決策提供支持的過程，屬于智能工程。五、應(yīng)用實(shí)例數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)基于多方面的技術(shù)，如數(shù)據(jù)庫技術(shù)、統(tǒng)計(jì)科學(xué)、模式識數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的步驟以一個(gè)具體的例子說明分析大壩垂直位移測值序列在2001年產(chǎn)生突變的物理成因。五、應(yīng)用實(shí)例數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的步驟以一個(gè)具體的例子說明五、應(yīng)用實(shí)例數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的步驟定義問題：了解相關(guān)領(lǐng)域的有關(guān)情況，熟悉背景知識，弄清需求。分析測點(diǎn)異常測值的物理成因。集成數(shù)據(jù)：根據(jù)需求從數(shù)據(jù)庫中提取相關(guān)數(shù)據(jù)。將有關(guān)大壩的數(shù)據(jù)（如監(jiān)測量測值、日常巡查數(shù)據(jù)、大壩設(shè)計(jì)及竣工數(shù)據(jù)、大壩運(yùn)行情況數(shù)據(jù)等）以及環(huán)境量測值（如庫水位、氣溫、降雨、地震等）集成在數(shù)據(jù)庫中。預(yù)處理數(shù)據(jù)：對數(shù)據(jù)進(jìn)行再加工，檢查數(shù)據(jù)的完整性和一致性，對丟失的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充。挖掘數(shù)據(jù)：運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘的方法，從數(shù)據(jù)中提取用戶所需的知識，這些知識可用一種特定的方式表示。評價(jià)或解釋：利用可視化工具將發(fā)現(xiàn)的知識以用戶能理解和觀察的方式呈現(xiàn)?？裳h(huán)至滿意。環(huán)境量測值在這個(gè)區(qū)間內(nèi)變化平穩(wěn)，在沉降值發(fā)生突變的2001年沒有突變；大壩設(shè)計(jì)及竣工數(shù)據(jù)、大壩運(yùn)行情況數(shù)據(jù)都很平穩(wěn)等等；在日常巡查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)2001年該壩所在地曾發(fā)生過幾次有感地震。數(shù)據(jù)挖掘的結(jié)果表明，此次突變的原因極有可能是發(fā)生區(qū)域性特殊荷載（地震）所致。五、應(yīng)用實(shí)例數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的步驟定義問題：了解相關(guān)領(lǐng)域的有關(guān)情況，熟悉背景數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)具有對水情信息采集，防汛抗旱信息自動接收、處理及汛情分析、山洪災(zāi)害預(yù)報(bào)、調(diào)度、災(zāi)情評估以及旱情預(yù)測等分析計(jì)算的功能。五、應(yīng)用實(shí)例數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)具有對水情信息采集，防汛抗旱信息自動接收、處理及請批評指正??！謝謝??！請批評指正！！智能工程及其

在水利工程中的應(yīng)用/智能工程及其

在水利工程中的應(yīng)用http://www.shu主要內(nèi)容一、智能工程的概念二、知識的獲取及表達(dá)三、知識的運(yùn)用四、專家系統(tǒng)五、應(yīng)用實(shí)例主要內(nèi)容一、智能工程的概念主要內(nèi)容一、智能工程的概念二、知識的獲取及表達(dá)三、知識的運(yùn)用四、專家系統(tǒng)五、應(yīng)用實(shí)例主要內(nèi)容一、智能工程的概念智能工程是一門關(guān)于知識的自動化處理和應(yīng)用技術(shù)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)科。一、智能工程的概念智能工程的定義

理論知識

數(shù)值模型

經(jīng)驗(yàn)知識

符號模型……自動化處理與應(yīng)用計(jì)算機(jī)對知識進(jìn)行獲取、表達(dá)、集成、管理、協(xié)調(diào)及使用，即利用具有一定智能的計(jì)算機(jī)來代替人腦的部分功能，以達(dá)到?jīng)Q策自動化的目的。智能工程是一門關(guān)于知識的自動化處理和應(yīng)用技術(shù)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)科開放性透明性繼承性集成性易于與其他智能系統(tǒng)交換信息和集成系統(tǒng)內(nèi)部的知識易于擴(kuò)展（知識庫的修改和完善等）使用戶對復(fù)雜系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)及其功能有所了解用戶能獲取進(jìn)程執(zhí)行的有關(guān)信息（進(jìn)度、中間結(jié)果等）對出錯(cuò)信息的跟蹤與解釋便于繼承以往的軟件成果能為現(xiàn)在或今后在不同環(huán)境和背景下開發(fā)的軟件提供繼承知識內(nèi)容和形式的集成智能軟件系統(tǒng)與環(huán)境的集成復(fù)雜軟件系統(tǒng)集成的結(jié)構(gòu)一、智能工程的概念智能工程的原則開放性易于與其他智能系統(tǒng)交換信息和集成使用戶對復(fù)雜系統(tǒng)的總體知識的獲取知識的表達(dá)知識的集成知識的協(xié)調(diào)與管理智能化人—機(jī)界面智能工程的研究內(nèi)容一、智能工程的概念知識的獲取智能工程的研究內(nèi)容一、智能工程的概念多任務(wù)和多功能的集成多領(lǐng)域多學(xué)科知識的集成知識的集成數(shù)值計(jì)算與推理方法的集成多介質(zhì)信息處理的集成知識的協(xié)調(diào)和管理不同型號的計(jì)算機(jī)及其它硬設(shè)備不同語言環(huán)境支持的軟件系統(tǒng)之間通訊問題子系統(tǒng)間的決策沖突不同領(lǐng)域?qū)＜业臎Q策沖突沖突決策問題根據(jù)系統(tǒng)目標(biāo)將各種任務(wù)分給不同的子系統(tǒng)對任務(wù)執(zhí)行情況進(jìn)行檢測和控制任務(wù)分配問題一、智能工程的概念多任務(wù)和多功能的集成多領(lǐng)域多學(xué)科知識的集成知識的集成數(shù)值計(jì)算智能化的人—機(jī)界面一、智能工程的概念面向復(fù)雜問題的集成化智能軟件系統(tǒng)，在它的建立、發(fā)展、完善和使用的過程中，都需要有人類專家的參與。因此，一種非常便于使用、靈活友好、具有一定智能（如對手跡和語音的識別功能、解釋功能、咨詢功能）的人—機(jī)界面是必須的，它將起到橋梁的作用，把人和機(jī)器溝通聯(lián)系起來，使人真正成為自動化決策過程中的一個(gè)重要部分，作為最具有創(chuàng)造性的知識源，在智能化人--機(jī)系統(tǒng)中起到關(guān)鍵決策的作用。智能化的人—機(jī)界面一、智能工程的概念面向復(fù)雜問題的集1、方便靈活、多種介質(zhì)信息的輸入輸出方式2、設(shè)立用戶密級3、獨(dú)立的專家系統(tǒng)數(shù)值、符號、圖形、圖像無經(jīng)驗(yàn)用戶專家用戶咨詢、幫助、解釋、跟蹤智能化的人—機(jī)界面一、智能工程的概念1、方便靈活、多種介質(zhì)信息的輸入輸出方式2、設(shè)立用戶密級3、人工智能智能工程重要基礎(chǔ)貢獻(xiàn)理論成果利用計(jì)算機(jī)模擬人的智能利用具有智能的計(jì)算機(jī)（硬件和軟件）解決實(shí)際問題理論研究為導(dǎo)向工程實(shí)際應(yīng)用導(dǎo)向注重研究智能活動過程的機(jī)理，具有嚴(yán)格的邏輯性和推理，注重普遍適用性注重研究智能活動過程的機(jī)理，具有嚴(yán)格的邏輯性和推理，注重普遍適用性一、智能工程的概念智能工程與人工智能的區(qū)別和聯(lián)系人工智能智能工程重要基礎(chǔ)貢獻(xiàn)理論成果利用計(jì)算機(jī)模擬人的智能利主要內(nèi)容一、智能工程的概念二、知識的獲取及表達(dá)三、知識的運(yùn)用四、專家系統(tǒng)五、應(yīng)用實(shí)例主要內(nèi)容一、智能工程的概念知識的獲取知識的概念：知識是人們在社會實(shí)踐和生產(chǎn)實(shí)踐中對各種信息經(jīng)過去粗取精、去偽存真、由表及里、由此及彼而形成的各種對于客觀事物規(guī)律性的認(rèn)識。知識的分類：描述性知識判斷性知識過程性知識對象級知識元級知識按作用分：按作用分：二、知識的獲取與表達(dá)知識的獲取知識的概念：知識是人們在社會實(shí)踐和生產(chǎn)實(shí)踐中對各知識的獲取知識的來源：知識獲取方法：人工知識獲取機(jī)器學(xué)習(xí)二、知識的獲取與表達(dá)知識的獲取知識的來源：知識獲取方法：人工知識獲取二、知識的獲人工知識的獲取人工知識獲取的基本模式二、知識的獲取與表達(dá)人工知識的獲取人工知識獲取的基本模式二、知識的獲取與表達(dá)人工知識的獲取知識獲取的步驟二、知識的獲取與表達(dá)人工知識的獲取知識獲取的步驟二、知識的獲取與表達(dá)機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)的基本模型二、知識的獲取與表達(dá)知識源學(xué)習(xí)機(jī)推理機(jī)知識庫專家系統(tǒng)專家、書本、數(shù)據(jù)庫機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)的基本模型二、知識的獲取與表達(dá)知識源學(xué)習(xí)機(jī)推機(jī)器學(xué)習(xí)二、知識的獲取與表達(dá)機(jī)械式學(xué)習(xí)基于解釋的學(xué)習(xí)基于事例的學(xué)習(xí)基于概念的學(xué)習(xí)基于類比的學(xué)習(xí)基于決策樹的歸納學(xué)習(xí)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)……機(jī)器學(xué)習(xí)二、知識的獲取與表達(dá)機(jī)械式學(xué)習(xí)知識的表達(dá)當(dāng)知識從知識源經(jīng)知識獲取形成條理化的知識后，它必須輸入計(jì)算機(jī)內(nèi)部以某種方式被表達(dá)出來才能被利用，研究將知識用什么方式在系統(tǒng)中進(jìn)行表達(dá)，并以什么結(jié)構(gòu)存儲可以在智能系統(tǒng)在運(yùn)行過程中能被推理機(jī)利用的問題就是知識表達(dá)的研究內(nèi)容。二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)當(dāng)知識從知識源經(jīng)知識獲取形成條理化的知識后二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)知識表達(dá)的典型方法：規(guī)則式（產(chǎn)生式）知識表達(dá)基于框架的知識表達(dá)語義網(wǎng)絡(luò)知識表達(dá)邏輯表達(dá)法過程表示面向?qū)ο蟊硎径?、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)知識表達(dá)的典型方法：規(guī)則式（產(chǎn)規(guī)則式（產(chǎn)生式）知識表達(dá)二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)規(guī)則式（產(chǎn)生式）知識表達(dá)二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)基于框架的知識表達(dá)二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)基于框架的知識表達(dá)二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)語義網(wǎng)絡(luò)知識表達(dá)二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)語義網(wǎng)絡(luò)知識表達(dá)二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)邏輯表達(dá)法二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)基于數(shù)理邏輯（一階謂詞演算）的知識邏輯表達(dá)法二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)基于數(shù)理邏輯（一階謂過程表示二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)過程表示二、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)面向?qū)ο蟊硎径?、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)面向?qū)ο笫且环N軟件開發(fā)技術(shù)，由于具有良好的封裝性、繼承性和多態(tài)性，作為知識的一種描述方法，也被人工智能廣泛地使用。類是面向?qū)ο蟮囊粋€(gè)基本概念，類是對象的抽象，它由一組變量和一組操作封裝而成，描述了一組具有相同屬性和操作的對象。類Ⅰ：屬性+方法類Ⅱ：屬性+方法……面向?qū)ο蟊硎径?、知識的獲取與表達(dá)知識的表達(dá)面向?qū)ο笫且环N主要內(nèi)容一、智能工程的概念二、知識的獲取及表達(dá)三、知識的運(yùn)用四、專家系統(tǒng)五、應(yīng)用實(shí)例主要內(nèi)容一、智能工程的概念三、知識的運(yùn)用知識的重要運(yùn)用----推理推理是人們求解問題的主要思維方法，而智能系統(tǒng)的推理行為則由推理機(jī)完成。推理機(jī)是智能系統(tǒng)必不可少的一個(gè)組件，其基本任務(wù)就是在一定控制策略指導(dǎo)下，搜索知識庫中可用的知識，與事實(shí)庫中的事實(shí)匹配，產(chǎn)生或論證新的事實(shí)，獲得問題的解。推理機(jī)設(shè)計(jì)的兩個(gè)重要內(nèi)容：推理方法推理控制策略三、知識的運(yùn)用知識的重要運(yùn)用----推理推理是人們求推理方法：研究前提與結(jié)論之間的種種邏輯關(guān)系及其信

息傳遞規(guī)律推理控制策略：指導(dǎo)推理過程中進(jìn)行搜索的策略初始狀態(tài)空間目標(biāo)狀態(tài)空間搜索求解定義規(guī)則問題的解控制策略（推理策略和搜索策略）三、知識的運(yùn)用知識的重要運(yùn)用----推理推理方法：研究前提與結(jié)論之間的種種邏輯關(guān)系及其信初始狀態(tài)空間三、知識的運(yùn)用推理方法演繹推理和歸納推理演繹推理是從已知的判斷出發(fā)，通過演繹推出結(jié)論的一種推理方式，是一種由一般到個(gè)別的推理，相反，歸納推理是從個(gè)別到一般的推理。形式邏輯推理根據(jù)謂詞邏輯進(jìn)行推理，依賴于嚴(yán)密的邏輯學(xué)聯(lián)想型推理在語義網(wǎng)絡(luò)表達(dá)的知識中，利用結(jié)構(gòu)關(guān)系及上層到下層概念的繼承性進(jìn)行推理不精確推理用于求解具有不精確知識的問題，主要理論基礎(chǔ)是概率論三、知識的運(yùn)用推理方法演繹推理和歸納推理形式邏輯推理聯(lián)想型推三、知識的運(yùn)用盲目搜索（無信息搜索）啟發(fā)式搜索博弈樹搜索遺傳算法模擬退火算法免疫算法搜索技術(shù)傳統(tǒng)的搜索技術(shù)（解決簡單問題）智能的搜索算法（解決復(fù)雜問題）三、知識的運(yùn)用盲目搜索（無信息搜索）搜索技術(shù)傳統(tǒng)的搜索技術(shù)智主要內(nèi)容一、智能工程的概念二、知識的獲取及表達(dá)三、知識的運(yùn)用四、專家系統(tǒng)五、應(yīng)用實(shí)例主要內(nèi)容一、智能工程的概念專家系統(tǒng)是智能工程的一個(gè)重要分支，是人工智能理論的實(shí)際應(yīng)用，是從一般思維方法探討轉(zhuǎn)入專門知識運(yùn)用的重大突破。專家系統(tǒng)可視為一類具有專門知識和經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算機(jī)智能程序系統(tǒng)，具有與專家同等解決問題能力的水平。專家系統(tǒng)把知識和系統(tǒng)中其它部分分離開來，它強(qiáng)調(diào)的是知識而不是方法。這主要是由于：一方面，很多有意義但是比較困難的問題沒有易于實(shí)現(xiàn)的、基于算法的解決方案；另一方面，專家系統(tǒng)知識相對比較缺乏，并且只有當(dāng)人類專家擁有豐富的知識時(shí)，才可以解決大量的問題。知識在專家系統(tǒng)中具有非常重要的地位。四、專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)是智能工程的一個(gè)重要分支，是人工智能理論的實(shí)際應(yīng)用，專家系統(tǒng)也稱為知識庫專家系統(tǒng)，是基于知識庫的知識利用系統(tǒng)，是人工智能的應(yīng)用工程——“知識工程”的典型代表。一般說來，一個(gè)專家系統(tǒng)應(yīng)具備以下三個(gè)要素：①具備某個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的專家級知識；②能模擬專家的思維；③能達(dá)到專家級的解題水平。四、專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)也稱為知識庫專家系統(tǒng)，是基于知識庫的知識利用系統(tǒng)，是推理機(jī)人機(jī)接口知識獲取咨詢解釋數(shù)據(jù)庫知識庫專家用戶用于存放系統(tǒng)求解問題所需要的領(lǐng)域?qū)ｉT知識。用于存放原始數(shù)據(jù)和推理過程中得到的各種中間信息。用來控制、協(xié)調(diào)整個(gè)專家系統(tǒng)工作的一組程序。為知識庫的建立、修改和擴(kuò)充提供手段。負(fù)責(zé)對推理出的結(jié)果作出必要的解釋。為用戶提供直觀方便的人機(jī)交互手段。四、專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)推理機(jī)人機(jī)接

專家系統(tǒng)是具有某個(gè)領(lǐng)域?qū)＜壹壷R的系統(tǒng)，要研制和開發(fā)一個(gè)專家系統(tǒng)是一件復(fù)雜、困難和費(fèi)時(shí)的工作。人們已經(jīng)研制出一些比較通用的工具，作為設(shè)計(jì)和開發(fā)專家系統(tǒng)的輔助手段和環(huán)境，以提高專家系統(tǒng)的開發(fā)效率、質(zhì)量和自動化程度。這種開發(fā)工具或環(huán)境，就稱為專家系統(tǒng)開發(fā)工具。（例如機(jī)器人仿真、matlab、simulink、組態(tài)軟件、管理信息系統(tǒng)開發(fā)工具）?？梢岳斫獬砷_發(fā)專家系統(tǒng)用的組態(tài)軟件?，F(xiàn)有的專家系統(tǒng)開發(fā)工具，主要分成以下四類：骨架系統(tǒng)（又稱外殼）、語言型工具、輔助工具和支撐環(huán)