新編-第六章-專家系統(tǒng)課件

第六章專家系統(tǒng)6.1專家系統(tǒng)的基本概念6.2專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)6.3知識表示6.4機器推理6.5專家系統(tǒng)的開發(fā)6.6專家系統(tǒng)應(yīng)用中的問題2022/12/211第六章專家系統(tǒng)6.1專家系統(tǒng)的基本概念2022/126.1專家系統(tǒng)的基本概念6.1.1專家系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展6.1.2專家系統(tǒng)的作用和意義6.1.3專家系統(tǒng)的特點2022/12/2126.1專家系統(tǒng)的基本概念6.1.1專家系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展26.2專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)6.2.1專家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)6.2.2黑板結(jié)構(gòu)2022/12/2136.2專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)6.2.1專家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)20226.3知識表示6.3.1知識表示的基本問題6.3.2一階謂詞邏輯6.3.3產(chǎn)生式系統(tǒng)6.3.4框架理論6.3.5語義網(wǎng)絡(luò)6.3.6元知識2022/12/2146.3知識表示6.3.1知識表示的基本問題2022/126.4機器推理6.4.1人類推理的基本類型6.4.2謂詞邏輯的演繹推理6.4.3產(chǎn)生式規(guī)則推理6.4.4語義網(wǎng)絡(luò)推理6.4.5框架推理6.4.6控制策略2022/12/2156.4機器推理6.4.1人類推理的基本類型2022/126.5專家系統(tǒng)的開發(fā)6.5.1專家系統(tǒng)的開發(fā)過程6.5.2專家系統(tǒng)開發(fā)工具2022/12/2166.5專家系統(tǒng)的開發(fā)6.5.1專家系統(tǒng)的開發(fā)過程20226.1專家系統(tǒng)的基本概念專家系統(tǒng)（ExpertSystem，簡稱ES）是一種計算機信息系統(tǒng)。其主要任務(wù)是研究怎樣使計算機模仿人腦所從事的推理、學(xué)習(xí)，思考、規(guī)劃等思維活動，解決需要人類專家才能處理的復(fù)雜問題，如醫(yī)療診斷、氣象預(yù)報、運輸調(diào)度和管理決策等。所以，專家系統(tǒng)是一個具有大量專門知識與經(jīng)驗的系統(tǒng)，它應(yīng)用人工智能技術(shù)，根據(jù)一個或多個人類專家提供的特殊領(lǐng)域知識、經(jīng)驗進行推理和判斷，模擬人類專家做決定的過程，解決需要專家決定的復(fù)雜問題。從實用角度看，專家系統(tǒng)是一門工程學(xué)科：它以知識為研究對象，研究知識的獲取、知識的表示方法和知識的使用。2022/12/2176.1專家系統(tǒng)的基本概念專家系統(tǒng)（ExpertSyste1970年，匹茲堡大學(xué)開發(fā)了一個輔助醫(yī)生診斷內(nèi)科疾病的專家系統(tǒng)CADAUCEUS。經(jīng)過不斷的完善，七年之后，這一系統(tǒng)共有100，000條規(guī)則，約占該領(lǐng)域全部知識的85%。在診斷過程中，該系統(tǒng)首先用自底向上的策略分析病例，然后轉(zhuǎn)向自頂向下的策略進行診斷。1971年，麻省理工學(xué)院計算機實驗室開發(fā)成功了專家系統(tǒng)MACSYMA，這是一個數(shù)學(xué)領(lǐng)域的專家系統(tǒng)。在早期的專家系統(tǒng)中，它的規(guī)模最大，有30萬行LISP程序，開發(fā)該系統(tǒng)歷時約100個人年。6.1.1專家系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展2022/12/2181970年，匹茲堡大學(xué)開發(fā)了一個輔助醫(yī)生診斷內(nèi)科疾病的專家系1972年，在專家系統(tǒng)發(fā)展歷史上具有十分重要地位的系統(tǒng)MYCIN在斯坦福大學(xué)投入了開發(fā)。MYCIN對知識表示、搜索策略、人機界面、知識獲取和開發(fā)工具等一系列專家系統(tǒng)中的重大課題都有杰出的貢獻，為以后專家系統(tǒng)的開發(fā)提供了一個通用的框架。MYCIN系統(tǒng)用于診斷和治療細菌感染血液病，它的知識庫是以產(chǎn)生式規(guī)則為基礎(chǔ)，約有400條規(guī)則。MYCIN系統(tǒng)首次使用了獲取知識的工具TIERESIAL，它通過元知識來增加和更新知識，TIERESIAL同專家系統(tǒng)的界面是一個自然語言的子集。這些系統(tǒng)都達到了領(lǐng)域?qū)＜业乃健?.1.1專家系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展2022/12/2191972年，在專家系統(tǒng)發(fā)展歷史上具有十分重要地位的系統(tǒng)MYC1978年前后，從MYCIN系統(tǒng)中逐漸發(fā)展出了EMYCIN(EmptyMYCIN)系統(tǒng)，它包括全部了MYCIN中的邏輯結(jié)構(gòu)，但沒有專門的知識。因而，它是一個通用的專家系統(tǒng)。從此，專家系統(tǒng)外殼，這一專家系統(tǒng)的開發(fā)工具產(chǎn)生了。專家系統(tǒng)外殼包含有全部的邏輯結(jié)構(gòu)和推理策略，但沒有具體的領(lǐng)域知識。用EMYCIN系統(tǒng)作為開發(fā)工具而研制的第一個專家系統(tǒng)是PUFF。該系統(tǒng)是一個肺功能疾病診斷系統(tǒng)。它以EMYCIN作外殼，輸入了有關(guān)肺功能疾病的知識。測試儀器測出一個人的肺活量以及肺向血液釋放氧氣和從血液回收二氧化碳的功能，這些數(shù)據(jù)可以幫助肺功能疾病診斷。系統(tǒng)直接從測試儀器獲取數(shù)據(jù)，并向大夫提供經(jīng)過分析后的意見。6.1.1專家系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展2022/12/21101978年前后，從MYCIN系統(tǒng)中逐漸發(fā)展出了EMYCIN20世紀70年代后期，斯坦福研究所研制了一個地質(zhì)勘探專家系統(tǒng)。這是一個基于規(guī)則的系統(tǒng)，但其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采用了語義網(wǎng)絡(luò)方法。同前面介紹的專家系統(tǒng)一樣，這個系統(tǒng)是地質(zhì)專家和人工智能專家合作的產(chǎn)物。它通過分析地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)來確定礦藏分布，選擇鉆井井位。由于70年代專家系統(tǒng)研究和應(yīng)用的成功，20世紀80年代以后，專家系統(tǒng)在眾多的領(lǐng)域得到更為廣泛的應(yīng)用。6.1.1專家系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展2022/12/211120世紀70年代后期，斯坦福研究所研制了一個地質(zhì)勘探專家系統(tǒng)6.1.2專家系統(tǒng)的作用和意義目前，專家系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，在解決實際問題中所起的作用也越來越大。專家系統(tǒng)的迅速發(fā)展是由于它具有以下作用和意義。專家系統(tǒng)能夠高效、準確、全面、迅速且不疲倦地工作；專家系統(tǒng)解決實際問題時不受周圍環(huán)境的影響；專家系統(tǒng)使專家的專長不受時間和空間的限制；專家系統(tǒng)促進了領(lǐng)域的發(fā)展；專家系統(tǒng)匯集許多領(lǐng)域?qū)＜业闹R與經(jīng)驗。2022/12/21126.1.2專家系統(tǒng)的作用和意義目前，專家系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來6.1.3專家系統(tǒng)的特點啟發(fā)性：家系統(tǒng)主要用來解決需要人類專家求解的問題，如醫(yī)生對患者進行診斷。這些問題難于形式化和轉(zhuǎn)換成計算問題。同時，領(lǐng)域知識通常具有多義性或不確定性，專家的作用正是利用其經(jīng)驗來使用知識，排除結(jié)論的多義性及不確定性。所以，專家系統(tǒng)能運用人類專家的知識經(jīng)驗進行評硨團卸稀透明性：由于專家系統(tǒng)所求解的問題具有多義性及不確定性，所以需要專家系統(tǒng)能解釋本身的推理過程，回答用戶對結(jié)論所提出的問題。靈活性：人類專家的知識的經(jīng)驗不是靜止的，而是不斷豐富，不斷增長的。專家系統(tǒng)也是一樣，它通過其知識獲取機制，能不斷地豐富、校正知識，從而更好地工作。2022/12/21136.1.3專家系統(tǒng)的特點啟發(fā)性：家系統(tǒng)主要用來解決需要人類專家系統(tǒng)的類型解釋專家系統(tǒng)預(yù)測專家系統(tǒng)診斷專家系統(tǒng)設(shè)計專家系統(tǒng)規(guī)劃專家系統(tǒng)監(jiān)視專家系統(tǒng)控制專家系統(tǒng)調(diào)試專家系統(tǒng)教學(xué)專家系統(tǒng)修理專家系統(tǒng)2022/12/2114專家系統(tǒng)的類型解釋專家系統(tǒng)監(jiān)視專家系統(tǒng)2022/12/171解釋專家系統(tǒng)任務(wù)通過對過去和現(xiàn)在已知狀況的分析，推斷未來可能發(fā)生的情況特點數(shù)據(jù)量很大，常不準確、有錯誤、不完全能從不完全的信息中得出解釋，并能對數(shù)據(jù)做出某些假設(shè)，推理過程可能很復(fù)雜和很長例子語音理解、圖象分析、系統(tǒng)監(jiān)視、化學(xué)結(jié)構(gòu)分析和信號解釋等。2022/12/2115解釋專家系統(tǒng)任務(wù)通過對過去和現(xiàn)在已知狀況的分析，推斷未來可預(yù)測專家系統(tǒng)任務(wù)通過對已知信息和數(shù)據(jù)的分析與解釋，確定它們的涵義。特點系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)隨時間變化，且可能是不準確和不完全，系統(tǒng)需要有適應(yīng)時間變化的動態(tài)模型例子有氣象預(yù)報、軍事預(yù)測、人口預(yù)測、交通預(yù)測、經(jīng)濟預(yù)測和谷物產(chǎn)量預(yù)測等2022/12/2116預(yù)測專家系統(tǒng)任務(wù)通過對已知信息和數(shù)據(jù)的分析與解釋，確定它診斷專家系統(tǒng)任務(wù)根據(jù)觀察到的情況(數(shù)據(jù))來推斷出某個對象機能失常(即故障)的原因特點能夠了解被診斷對象或客體各組成部分的特性以及它們之間的聯(lián)系，能夠區(qū)分一種現(xiàn)象及其所掩蓋的另一種現(xiàn)象，能夠向用戶提出測量的數(shù)據(jù)，并從不確切信息中得出盡可能正確的診斷例子醫(yī)療診斷、電子機械和軟件故障診斷以及材料失效診斷等。2022/12/2117診斷專家系統(tǒng)任務(wù)根據(jù)觀察到的情況(數(shù)據(jù))來推斷出某個對象設(shè)計專家系統(tǒng)任務(wù)尋找出某個能夠達到給定目標的動作序列或步驟。特點從多種約束中得到符合要求的設(shè)計；系統(tǒng)需要檢索較大的可能解空間；能試驗性地構(gòu)造出可能設(shè)計；易于修改；能夠使用已有設(shè)計來解釋當(dāng)前新的設(shè)計。例子

VAX計算機結(jié)構(gòu)設(shè)計專家系統(tǒng)等。2022/12/2118設(shè)計專家系統(tǒng)任務(wù)尋找出某個能夠達到給定目標的動作序列或步規(guī)劃專家系統(tǒng)任務(wù)尋找出某個能夠達到給定目標的動作序列或步驟。特點所要規(guī)劃的目標可能是動態(tài)的或靜態(tài)的，需要對未來動作做出預(yù)測，所涉及的問題可能很復(fù)雜。例子軍事指揮調(diào)度系統(tǒng)、ROPES機器人規(guī)劃專家系統(tǒng)、汽車和火車運行調(diào)度專家系統(tǒng)等。2022/12/2119規(guī)劃專家系統(tǒng)任務(wù)尋找出某個能夠達到給定目標的動作序列或步監(jiān)視專家系統(tǒng)任務(wù)對系統(tǒng)、對象或過程的行為進行不斷觀察，并把觀察到的行為與其應(yīng)當(dāng)具有的行為進行比較，以發(fā)現(xiàn)異常情況，發(fā)出警報。特點系統(tǒng)具有快速反應(yīng)能力，發(fā)出的警報要有很高的準確性，能夠動態(tài)地處理其輸入信息。例子粘蟲測報專家系統(tǒng)。2022/12/2120監(jiān)視專家系統(tǒng)任務(wù)對系統(tǒng)、對象或過程的行為進行不斷觀察，并把控制專家系統(tǒng)任務(wù)自適應(yīng)地管理一個受控對象或客體的全面行為，使之滿足預(yù)期要求。特點控制專家系統(tǒng)具有解釋、預(yù)報、診斷、規(guī)劃和執(zhí)行等多種功能。例子空中交通管制、商業(yè)管理、自主機器人控制、作戰(zhàn)管理、生產(chǎn)過程控制和質(zhì)量控制等。2022/12/2121控制專家系統(tǒng)任務(wù)自適應(yīng)地管理一個受控對象或客體的全面行為調(diào)試專家系統(tǒng)任務(wù)對失靈的對象給出處理意見和方法。特點同時具有規(guī)劃、設(shè)計、預(yù)報和診斷等專家系統(tǒng)的功能。例子在這方面的實例還比較少見。2022/12/2122調(diào)試專家系統(tǒng)任務(wù)對失靈的對象給出處理意見和方法。2022教學(xué)專家系統(tǒng)任務(wù):教學(xué)專家系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)學(xué)生的特點、弱點和基礎(chǔ)知識，以最適當(dāng)?shù)慕贪负徒虒W(xué)方法對學(xué)生進行教學(xué)和輔導(dǎo)。特點

(1)同時具有診斷和調(diào)試等功能。

(2)具有良好的人機界面。例子

MACSYMA符號積分與定理證明系統(tǒng)，計算機程序設(shè)計語言和物理智能計算機輔助教學(xué)系統(tǒng)以及聾啞人語言訓(xùn)練專家系統(tǒng)等。2022/12/2123教學(xué)專家系統(tǒng)任務(wù):教學(xué)專家系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)學(xué)生的特點、弱點修理專家系統(tǒng)任務(wù)對發(fā)生故障的對象(系統(tǒng)或設(shè)備)進行處理，使其恢復(fù)正常工作。修理專家系統(tǒng)具有診斷、調(diào)試、計劃和執(zhí)行等功能。例子美國貝爾實驗室的ACI電話和有線電視維護修理系統(tǒng)。此外，還有決策專家系統(tǒng)和咨詢專家系統(tǒng)等。2022/12/2124修理專家系統(tǒng)任務(wù)對發(fā)生故障的對象(系統(tǒng)或設(shè)備)進行處理，Questions1．能根據(jù)學(xué)生的特點、弱點和基礎(chǔ)知識，以最適當(dāng)?shù)慕贪负徒虒W(xué)方法對學(xué)生進行教學(xué)和輔導(dǎo)的專家系統(tǒng)是：A．解釋專家系統(tǒng)B．調(diào)試專家系統(tǒng)C．監(jiān)視專家系統(tǒng)D．教學(xué)專家系統(tǒng)2．用于尋找出某個能夠達到給定目標的動作序列或步驟的專家系統(tǒng)是：A．設(shè)計專家系統(tǒng)B．診斷專家系統(tǒng)C．預(yù)測專家系統(tǒng)D．規(guī)劃專家系統(tǒng)3．能對發(fā)生故障的對象（系統(tǒng)或設(shè)備）進行處理，使其恢復(fù)正常工作的專家系統(tǒng)是：A．修理專家系統(tǒng)B．診斷專家系統(tǒng)C．調(diào)試專家系統(tǒng)D．規(guī)劃專家系統(tǒng)4．能通過對過去和現(xiàn)在已知狀況的分析，推斷未來可能發(fā)生的情況的專家系統(tǒng)是：A．修理專家系統(tǒng)B．預(yù)測專家系統(tǒng)C．調(diào)試專家系統(tǒng)D．規(guī)劃專家系統(tǒng)2022/12/2125Questions1．能根據(jù)學(xué)生的特點、弱點和基礎(chǔ)知識，以最6.2.1專家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)知識庫知識庫管理系統(tǒng)推理機數(shù)據(jù)庫知識獲取與學(xué)習(xí)系統(tǒng)解釋系統(tǒng)用戶接口2022/12/21266.2.1專家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)知識庫2022/12/17266.2.2黑板結(jié)構(gòu)1976年，F(xiàn).HayesRoth，V.R.Lesser，L.D.Erman等人研制出了HEARSAYⅡ系統(tǒng)。HEARSAYⅡ是一個用于語音識別的專家系統(tǒng)。該系統(tǒng)首次采用了黑板結(jié)構(gòu)。此后，黑板結(jié)構(gòu)得到了廣泛的應(yīng)用，并發(fā)展成為一種流行的系統(tǒng)構(gòu)造技術(shù)。黑板結(jié)構(gòu)是一種模擬人類專家解決問題過程的方法。人類在解決復(fù)雜問題時，往往需要多名來自不同領(lǐng)域的專家，這些專家聚集在一起，對問題的某一方面發(fā)表各自的看法，每個專家可以把自己的解決方案寫在黑板上。這樣，其他專家都可看到，并能參與討論，使用有關(guān)的結(jié)果。最后，通過綜合每個專家對局部問題的求解，最終解決整個問題。2022/12/21276.2.2黑板結(jié)構(gòu)1976年，F(xiàn).HayesRoth，V知識源黑板控制黑板結(jié)構(gòu)系統(tǒng)2022/12/2128知識源黑板結(jié)構(gòu)系統(tǒng)2022/12/1728層次K層次2KSnKS2KS1

監(jiān)督程序調(diào)度程序控制數(shù)據(jù)庫調(diào)度隊列層次2層次1黑板結(jié)構(gòu)系統(tǒng)2022/12/2129層次KKSnKS2KS1監(jiān)督程序調(diào)度程序控制數(shù)據(jù)庫調(diào)度隊6.3知識表示知識表示所要解決的問題是將已獲得的有關(guān)領(lǐng)域的知識以計算機內(nèi)部數(shù)據(jù)的形式加以合理地描述、存儲，以使系統(tǒng)能有效地利用這些知識。知識表示是研究用機器表示知識的可行性、有效性的一般方法，是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與控制結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一體，在知識表示中，既要考慮知識的存儲，又要考慮知識的使用。知識表示可看成是一組描述事物的約定，以把人類知識轉(zhuǎn)換成計算機能處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。2022/12/21306.3知識表示知識表示所要解決的問題是將已獲得的有關(guān)領(lǐng)域的知識表示知識表示的基本問題一階謂詞邏輯產(chǎn)生式系統(tǒng)框架理論語義網(wǎng)絡(luò)元知識2022/12/2131知識表示知識表示的基本問題2022/12/17316.4機器推理人類推理的基本類型謂詞邏輯的演繹推理產(chǎn)生式規(guī)則推理語義網(wǎng)絡(luò)推理框架推理控制策略2022/12/21326.4機器推理人類推理的基本類型2022/12/1732第六章專家系統(tǒng)6.1專家系統(tǒng)的基本概念6.2專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)6.3知識表示6.4機器推理6.5專家系統(tǒng)的開發(fā)6.6專家系統(tǒng)應(yīng)用中的問題2022/12/2133第六章專家系統(tǒng)6.1專家系統(tǒng)的基本概念2022/126.1專家系統(tǒng)的基本概念6.1.1專家系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展6.1.2專家系統(tǒng)的作用和意義6.1.3專家系統(tǒng)的特點2022/12/21346.1專家系統(tǒng)的基本概念6.1.1專家系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展26.2專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)6.2.1專家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)6.2.2黑板結(jié)構(gòu)2022/12/21356.2專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)6.2.1專家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)20226.3知識表示6.3.1知識表示的基本問題6.3.2一階謂詞邏輯6.3.3產(chǎn)生式系統(tǒng)6.3.4框架理論6.3.5語義網(wǎng)絡(luò)6.3.6元知識2022/12/21366.3知識表示6.3.1知識表示的基本問題2022/126.4機器推理6.4.1人類推理的基本類型6.4.2謂詞邏輯的演繹推理6.4.3產(chǎn)生式規(guī)則推理6.4.4語義網(wǎng)絡(luò)推理6.4.5框架推理6.4.6控制策略2022/12/21376.4機器推理6.4.1人類推理的基本類型2022/126.5專家系統(tǒng)的開發(fā)6.5.1專家系統(tǒng)的開發(fā)過程6.5.2專家系統(tǒng)開發(fā)工具2022/12/21386.5專家系統(tǒng)的開發(fā)6.5.1專家系統(tǒng)的開發(fā)過程20226.1專家系統(tǒng)的基本概念專家系統(tǒng)（ExpertSystem，簡稱ES）是一種計算機信息系統(tǒng)。其主要任務(wù)是研究怎樣使計算機模仿人腦所從事的推理、學(xué)習(xí)，思考、規(guī)劃等思維活動，解決需要人類專家才能處理的復(fù)雜問題，如醫(yī)療診斷、氣象預(yù)報、運輸調(diào)度和管理決策等。所以，專家系統(tǒng)是一個具有大量專門知識與經(jīng)驗的系統(tǒng)，它應(yīng)用人工智能技術(shù)，根據(jù)一個或多個人類專家提供的特殊領(lǐng)域知識、經(jīng)驗進行推理和判斷，模擬人類專家做決定的過程，解決需要專家決定的復(fù)雜問題。從實用角度看，專家系統(tǒng)是一門工程學(xué)科：它以知識為研究對象，研究知識的獲取、知識的表示方法和知識的使用。2022/12/21396.1專家系統(tǒng)的基本概念專家系統(tǒng)（ExpertSyste1970年，匹茲堡大學(xué)開發(fā)了一個輔助醫(yī)生診斷內(nèi)科疾病的專家系統(tǒng)CADAUCEUS。經(jīng)過不斷的完善，七年之后，這一系統(tǒng)共有100，000條規(guī)則，約占該領(lǐng)域全部知識的85%。在診斷過程中，該系統(tǒng)首先用自底向上的策略分析病例，然后轉(zhuǎn)向自頂向下的策略進行診斷。1971年，麻省理工學(xué)院計算機實驗室開發(fā)成功了專家系統(tǒng)MACSYMA，這是一個數(shù)學(xué)領(lǐng)域的專家系統(tǒng)。在早期的專家系統(tǒng)中，它的規(guī)模最大，有30萬行LISP程序，開發(fā)該系統(tǒng)歷時約100個人年。6.1.1專家系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展2022/12/21401970年，匹茲堡大學(xué)開發(fā)了一個輔助醫(yī)生診斷內(nèi)科疾病的專家系1972年，在專家系統(tǒng)發(fā)展歷史上具有十分重要地位的系統(tǒng)MYCIN在斯坦福大學(xué)投入了開發(fā)。MYCIN對知識表示、搜索策略、人機界面、知識獲取和開發(fā)工具等一系列專家系統(tǒng)中的重大課題都有杰出的貢獻，為以后專家系統(tǒng)的開發(fā)提供了一個通用的框架。MYCIN系統(tǒng)用于診斷和治療細菌感染血液病，它的知識庫是以產(chǎn)生式規(guī)則為基礎(chǔ)，約有400條規(guī)則。MYCIN系統(tǒng)首次使用了獲取知識的工具TIERESIAL，它通過元知識來增加和更新知識，TIERESIAL同專家系統(tǒng)的界面是一個自然語言的子集。這些系統(tǒng)都達到了領(lǐng)域?qū)＜业乃健?.1.1專家系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展2022/12/21411972年，在專家系統(tǒng)發(fā)展歷史上具有十分重要地位的系統(tǒng)MYC1978年前后，從MYCIN系統(tǒng)中逐漸發(fā)展出了EMYCIN(EmptyMYCIN)系統(tǒng)，它包括全部了MYCIN中的邏輯結(jié)構(gòu)，但沒有專門的知識。因而，它是一個通用的專家系統(tǒng)。從此，專家系統(tǒng)外殼，這一專家系統(tǒng)的開發(fā)工具產(chǎn)生了。專家系統(tǒng)外殼包含有全部的邏輯結(jié)構(gòu)和推理策略，但沒有具體的領(lǐng)域知識。用EMYCIN系統(tǒng)作為開發(fā)工具而研制的第一個專家系統(tǒng)是PUFF。該系統(tǒng)是一個肺功能疾病診斷系統(tǒng)。它以EMYCIN作外殼，輸入了有關(guān)肺功能疾病的知識。測試儀器測出一個人的肺活量以及肺向血液釋放氧氣和從血液回收二氧化碳的功能，這些數(shù)據(jù)可以幫助肺功能疾病診斷。系統(tǒng)直接從測試儀器獲取數(shù)據(jù)，并向大夫提供經(jīng)過分析后的意見。6.1.1專家系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展2022/12/21421978年前后，從MYCIN系統(tǒng)中逐漸發(fā)展出了EMYCIN20世紀70年代后期，斯坦福研究所研制了一個地質(zhì)勘探專家系統(tǒng)。這是一個基于規(guī)則的系統(tǒng)，但其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采用了語義網(wǎng)絡(luò)方法。同前面介紹的專家系統(tǒng)一樣，這個系統(tǒng)是地質(zhì)專家和人工智能專家合作的產(chǎn)物。它通過分析地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)來確定礦藏分布，選擇鉆井井位。由于70年代專家系統(tǒng)研究和應(yīng)用的成功，20世紀80年代以后，專家系統(tǒng)在眾多的領(lǐng)域得到更為廣泛的應(yīng)用。6.1.1專家系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展2022/12/214320世紀70年代后期，斯坦福研究所研制了一個地質(zhì)勘探專家系統(tǒng)6.1.2專家系統(tǒng)的作用和意義目前，專家系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，在解決實際問題中所起的作用也越來越大。專家系統(tǒng)的迅速發(fā)展是由于它具有以下作用和意義。專家系統(tǒng)能夠高效、準確、全面、迅速且不疲倦地工作；專家系統(tǒng)解決實際問題時不受周圍環(huán)境的影響；專家系統(tǒng)使專家的專長不受時間和空間的限制；專家系統(tǒng)促進了領(lǐng)域的發(fā)展；專家系統(tǒng)匯集許多領(lǐng)域?qū)＜业闹R與經(jīng)驗。2022/12/21446.1.2專家系統(tǒng)的作用和意義目前，專家系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來6.1.3專家系統(tǒng)的特點啟發(fā)性：家系統(tǒng)主要用來解決需要人類專家求解的問題，如醫(yī)生對患者進行診斷。這些問題難于形式化和轉(zhuǎn)換成計算問題。同時，領(lǐng)域知識通常具有多義性或不確定性，專家的作用正是利用其經(jīng)驗來使用知識，排除結(jié)論的多義性及不確定性。所以，專家系統(tǒng)能運用人類專家的知識經(jīng)驗進行評硨團卸稀透明性：由于專家系統(tǒng)所求解的問題具有多義性及不確定性，所以需要專家系統(tǒng)能解釋本身的推理過程，回答用戶對結(jié)論所提出的問題。靈活性：人類專家的知識的經(jīng)驗不是靜止的，而是不斷豐富，不斷增長的。專家系統(tǒng)也是一樣，它通過其知識獲取機制，能不斷地豐富、校正知識，從而更好地工作。2022/12/21456.1.3專家系統(tǒng)的特點啟發(fā)性：家系統(tǒng)主要用來解決需要人類專家系統(tǒng)的類型解釋專家系統(tǒng)預(yù)測專家系統(tǒng)診斷專家系統(tǒng)設(shè)計專家系統(tǒng)規(guī)劃專家系統(tǒng)監(jiān)視專家系統(tǒng)控制專家系統(tǒng)調(diào)試專家系統(tǒng)教學(xué)專家系統(tǒng)修理專家系統(tǒng)2022/12/2146專家系統(tǒng)的類型解釋專家系統(tǒng)監(jiān)視專家系統(tǒng)2022/12/171解釋專家系統(tǒng)任務(wù)通過對過去和現(xiàn)在已知狀況的分析，推斷未來可能發(fā)生的情況特點數(shù)據(jù)量很大，常不準確、有錯誤、不完全能從不完全的信息中得出解釋，并能對數(shù)據(jù)做出某些假設(shè)，推理過程可能很復(fù)雜和很長例子語音理解、圖象分析、系統(tǒng)監(jiān)視、化學(xué)結(jié)構(gòu)分析和信號解釋等。2022/12/2147解釋專家系統(tǒng)任務(wù)通過對過去和現(xiàn)在已知狀況的分析，推斷未來可預(yù)測專家系統(tǒng)任務(wù)通過對已知信息和數(shù)據(jù)的分析與解釋，確定它們的涵義。特點系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)隨時間變化，且可能是不準確和不完全，系統(tǒng)需要有適應(yīng)時間變化的動態(tài)模型例子有氣象預(yù)報、軍事預(yù)測、人口預(yù)測、交通預(yù)測、經(jīng)濟預(yù)測和谷物產(chǎn)量預(yù)測等2022/12/2148預(yù)測專家系統(tǒng)任務(wù)通過對已知信息和數(shù)據(jù)的分析與解釋，確定它診斷專家系統(tǒng)任務(wù)根據(jù)觀察到的情況(數(shù)據(jù))來推斷出某個對象機能失常(即故障)的原因特點能夠了解被診斷對象或客體各組成部分的特性以及它們之間的聯(lián)系，能夠區(qū)分一種現(xiàn)象及其所掩蓋的另一種現(xiàn)象，能夠向用戶提出測量的數(shù)據(jù)，并從不確切信息中得出盡可能正確的診斷例子醫(yī)療診斷、電子機械和軟件故障診斷以及材料失效診斷等。2022/12/2149診斷專家系統(tǒng)任務(wù)根據(jù)觀察到的情況(數(shù)據(jù))來推斷出某個對象設(shè)計專家系統(tǒng)任務(wù)尋找出某個能夠達到給定目標的動作序列或步驟。特點從多種約束中得到符合要求的設(shè)計；系統(tǒng)需要檢索較大的可能解空間；能試驗性地構(gòu)造出可能設(shè)計；易于修改；能夠使用已有設(shè)計來解釋當(dāng)前新的設(shè)計。例子

VAX計算機結(jié)構(gòu)設(shè)計專家系統(tǒng)等。2022/12/2150設(shè)計專家系統(tǒng)任務(wù)尋找出某個能夠達到給定目標的動作序列或步規(guī)劃專家系統(tǒng)任務(wù)尋找出某個能夠達到給定目標的動作序列或步驟。特點所要規(guī)劃的目標可能是動態(tài)的或靜態(tài)的，需要對未來動作做出預(yù)測，所涉及的問題可能很復(fù)雜。例子軍事指揮調(diào)度系統(tǒng)、ROPES機器人規(guī)劃專家系統(tǒng)、汽車和火車運行調(diào)度專家系統(tǒng)等。2022/12/2151規(guī)劃專家系統(tǒng)任務(wù)尋找出某個能夠達到給定目標的動作序列或步監(jiān)視專家系統(tǒng)任務(wù)對系統(tǒng)、對象或過程的行為進行不斷觀察，并把觀察到的行為與其應(yīng)當(dāng)具有的行為進行比較，以發(fā)現(xiàn)異常情況，發(fā)出警報。特點系統(tǒng)具有快速反應(yīng)能力，發(fā)出的警報要有很高的準確性，能夠動態(tài)地處理其輸入信息。例子粘蟲測報專家系統(tǒng)。2022/12/2152監(jiān)視專家系統(tǒng)任務(wù)對系統(tǒng)、對象或過程的行為進行不斷觀察，并把控制專家系統(tǒng)任務(wù)自適應(yīng)地管理一個受控對象或客體的全面行為，使之滿足預(yù)期要求。特點控制專家系統(tǒng)具有解釋、預(yù)報、診斷、規(guī)劃和執(zhí)行等多種功能。例子空中交通管制、商業(yè)管理、自主機器人控制、作戰(zhàn)管理、生產(chǎn)過程控制和質(zhì)量控制等。2022/12/2153控制專家系統(tǒng)任務(wù)自適應(yīng)地管理一個受控對象或客體的全面行為調(diào)試專家系統(tǒng)任務(wù)對失靈的對象給出處理意見和方法。特點同時具有規(guī)劃、設(shè)計、預(yù)報和診斷等專家系統(tǒng)的功能。例子在這方面的實例還比較少見。2022/12/2154調(diào)試專家系統(tǒng)任務(wù)對失靈的對象給出處理意見和方法。2022教學(xué)專家系統(tǒng)任務(wù):教學(xué)專家系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)學(xué)生的特點、弱點和基礎(chǔ)知識，以最適當(dāng)?shù)慕贪负徒虒W(xué)方法對學(xué)生進行教學(xué)和輔導(dǎo)。特點

(1)同時具有診斷和調(diào)試等功能。

(2)具有良好的人機界面。例子

MACSYMA符號積分與定理證明系統(tǒng)，計算機程序設(shè)計語言和物理智能計算機輔助教學(xué)系統(tǒng)以及聾啞人語言訓(xùn)練專家系統(tǒng)等。2022/12/2155教學(xué)專家系統(tǒng)任務(wù):教學(xué)專家系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)學(xué)生的特點、弱點修理專家系統(tǒng)任務(wù)對發(fā)生故障的對象(系統(tǒng)或設(shè)備)進行處理，使其恢復(fù)正常工作。修理專家系統(tǒng)具有診斷、調(diào)試、計劃和執(zhí)行等功能。例子美國貝爾實驗室的ACI電話和有線電視維護修理系統(tǒng)。此外，還有決策專家系統(tǒng)和咨詢專家系統(tǒng)等。2022/12/2156修理專家系統(tǒng)任務(wù)對發(fā)生故障的對象(系統(tǒng)或設(shè)備)進行處理，Questions1．能根據(jù)學(xué)生的特點、弱點和基礎(chǔ)知識，以最適當(dāng)?shù)慕贪负徒虒W(xué)方法對學(xué)生進行教學(xué)和輔導(dǎo)的專家系統(tǒng)是：A．解釋專家系統(tǒng)B．調(diào)試專家系統(tǒng)C．監(jiān)視專家系統(tǒng)D．教學(xué)專家系統(tǒng)2．用于尋找出某個能夠達到給定目標的動作序列或步驟的專家系統(tǒng)是：A．設(shè)計專家系統(tǒng)B．診斷專家系統(tǒng)C．預(yù)測專家系統(tǒng)D．規(guī)劃專家系統(tǒng)3．能對發(fā)生故障