Artificial-Intelligence演示专家系统.pptx

第四章第四章 专家系统专家系统 专家系统是人工智能应用研究的主要领域。上世专家系统是人工智能应用研究的主要领域。上世纪纪70年代中期，专家系统的开发获得成功。年代中期，专家系统的开发获得成功。专家系统实质上为一计算机程序，它能够以人类专家系统实质上为一计算机程序，它能够以人类专家的水平完成特别困难的某一专业领域的任务。在专家的水平完成特别困难的某一专业领域的任务。在设计专家系统时，知识工程师的任务就是使计算机尽设计专家系统时，知识工程师的任务就是使计算机尽可能模拟人类专家解决某些实际问题的决策和工作过可能模拟人类专家解决某些实际问题的决策和工作过程，即模仿人类专家如何运用他们的知识和经验来解程，即模仿人类专家如何运用他们的知识和经验来解决所面临问题的方法、技巧和步骤。决所面临问题的方法、技巧和步骤。第一节第一节 产生式系统产生式系统 一、产生式系统的基本概念一、产生式系统的基本概念 1.1.引言引言 产产生生式式系系统统（Production Production systemsystem）首首先先由由波波斯斯特特（PostPost）于于 19431943年年 提提 出出 的的 产产 生生 式式 规规 则则（Production Production rulerule）而而得得名名，他他们们用用这这种种规规则则对对符符号号串串进进行行置置换换运运算算，后后来来，美美国国的的纽纽厄厄尔尔和和西西蒙蒙利利用用这这个个原原理理建建立立了了一一个个人人类类的的认认知知模模型型（19651965年年），同同年年，斯斯坦坦福福大大学学利利用用产产生生式式系系统统结结构构设设计计出出第第一一个专家系统个专家系统DENDRALDENDRAL。产生式系统用来描述若干个不同的以一个基产生式系统用来描述若干个不同的以一个基本概念为基础的系统。这个基本概念就是产生式本概念为基础的系统。这个基本概念就是产生式规则或产生式条件和操作对象的概念。规则或产生式条件和操作对象的概念。在产生式系统中，论域的知识分为两部份：在产生式系统中，论域的知识分为两部份：事实：事实：用于表示静态知识，如事物、事件和用于表示静态知识，如事物、事件和 它们之间的关系；它们之间的关系；规则：规则：用于表示推理过程和行为。用于表示推理过程和行为。近年来，产生式系统有如下一些成果：近年来，产生式系统有如下一些成果：模糊产生式系统模糊产生式系统 动态模糊产生式系统（请参阅李凡长等人的动态模糊产生式系统（请参阅李凡长等人的相关文献）。相关文献）。2 2、产生式系统的构成、产生式系统的构成控制策略控制策略规则库规则库总数据库总数据库（1 1）总数据库：用来存放与求解问题有关的数据。）总数据库：用来存放与求解问题有关的数据。例如：当一个病人需要诊断时，它可能包括该例如：当一个病人需要诊断时，它可能包括该病人病情的数据。病人病情的数据。D=f1D=f1，fn fn（2 2）产生式规则库：主要存放问题求解中的规则，）产生式规则库：主要存放问题求解中的规则，如果如果A A则则B B 即：即：IF A then BIF A then B 例：如果某动物是哺乳动物，并且吃肉，那么这例：如果某动物是哺乳动物，并且吃肉，那么这种动物称为肉食动物。种动物称为肉食动物。IF the animal is a mammal AND it eats MeatIF the animal is a mammal AND it eats Meat THEN it is a carnivores.THEN it is a carnivores.（3 3）控制策略：其作用是说明下一步应该选用什）控制策略：其作用是说明下一步应该选用什么规则，也就是说如何应用规则。通常从选择规么规则，也就是说如何应用规则。通常从选择规则到执行操作分三步，则到执行操作分三步，匹配；匹配；冲突解决；冲突解决；操作。操作。*匹配匹配：把当前数据库和规则的条件部分相匹配。：把当前数据库和规则的条件部分相匹配。如果两者完全匹配，则把这条规则称为触发规如果两者完全匹配，则把这条规则称为触发规则。则。当按规则的操作部分去执行时，称这条规则为当按规则的操作部分去执行时，称这条规则为启用规则。启用规则。注意：注意：被触发的规则不一定总是启用规则，因被触发的规则不一定总是启用规则，因为有可能同时有几条规则部分被满足，这就要冲突为有可能同时有几条规则部分被满足，这就要冲突解决。解决。DR Cf1,fn Cr1,rm*冲突解决：冲突解决：当有一个以上的规则条件部分和当前数据库相匹当有一个以上的规则条件部分和当前数据库相匹配时，就需要解决首先使用哪一条规则配时，就需要解决首先使用哪一条规则冲突解冲突解决。决。1 1）专一性排序）专一性排序 如如果果某某一一规规则则的的条条件件部部分分比比另另一一条条规规则则的的条条件件部部分分所所规规定的情况更为专门，则这条规则有较高的优先权。定的情况更为专门，则这条规则有较高的优先权。2 2）规则排序）规则排序 如如果果规规则则编编排排顺顺序序就就表表示示了了启启用用的的优优先先级级，则则称称之之为为排排序。序。3 3）数据排序）数据排序 把把规规则则条条件件部部分分的的所所有有条条件件按按优优先先级级次次序序编编排排起起来来，运运行时首先使用在条件部分包含较高优先级数据的规则。行时首先使用在条件部分包含较高优先级数据的规则。4 4）规模排序）规模排序 按规则的条件部分的规模排列优先级，优先使用被满足的按规则的条件部分的规模排列优先级，优先使用被满足的条件较多的规则。条件较多的规则。5 5）就近排序）就近排序 把最近使用的规则放在最优先的位置。把最近使用的规则放在最优先的位置。6 6）上下文限制）上下文限制 把把产产生生式式规规则则按按他他们们所所描描述述的的上上下下文文分分组组，也也就就是是说说按按上上下下文文对对规规则则分分组组，在在某某种种上上下下文文条条件件下下，只只能能从从与与其其相相对对应应的的那那组规则中选择可应用的规则。组规则中选择可应用的规则。7 7）使用次数排序）使用次数排序 把使用频率较高的排在前面。把使用频率较高的排在前面。*操作：操作：执行规则的操作部分，经过修改以后，当前执行规则的操作部分，经过修改以后，当前 数据库将被修改。数据库将被修改。二、二、产生式系统的求解问题策略产生式系统的求解问题策略1.1.正向推理正向推理 正向推理，是指从初始状态开始，在规则的控制正向推理，是指从初始状态开始，在规则的控制下向目标状态一步步移动，直至到达目标状态，其基下向目标状态一步步移动，直至到达目标状态，其基本过程可描述为：本过程可描述为：初状初状P1状态状态P2 目标目标Gr1rn例：已知两个三角形的两边和夹角相等，证明这两例：已知两个三角形的两边和夹角相等，证明这两个三角形全等。个三角形全等。设设 :1 1 的三边为的三边为S S1 1，S S2 2，S S3 3，S S1 1和和S S2 2的夹角为的夹角为2 2 的三边为的三边为P P1 1，P P2 2，P P3 3，P P1 1和和P P2 2的夹角为的夹角为用产生式表示为用产生式表示为:If S1=PIf S1=P1 1SS2 2=P=P2 2=THEN S=THEN S3 3=P=P3 3If SIf S3 3=P=P3 3 THEN THEN 1 1 2 22.2.逆向推理：逆向推理：逆向推理是指从目标状态出发，推到初始状态逆向推理是指从目标状态出发，推到初始状态3.3.双向推理：双向推理：目目 标标 状状态态初初 始始 状状态态初始状态初始状态目标状态目标状态实例实例 一个用于动物识别的系统一个用于动物识别的系统设该系统可以识别老虎、金钱豹、斑马、长颈鹿、企鹅、信天翁这六种动物设该系统可以识别老虎、金钱豹、斑马、长颈鹿、企鹅、信天翁这六种动物规则库：规则库：R1:IF 该动物有毛发该动物有毛发 THEN 该动物是哺乳动物该动物是哺乳动物R2:IF 该动物有奶该动物有奶 THEN 该动物是哺乳动物该动物是哺乳动物R3:IF 该动物有羽毛该动物有羽毛 THEN 该动物是鸟该动物是鸟R4:IF 该动物会飞该动物会飞 AND 会下蛋会下蛋 THEN 该动物是鸟该动物是鸟R5:IF 该动物吃肉该动物吃肉 THEN 该动物是肉食动物该动物是肉食动物R6:IF 该动物有犬齿该动物有犬齿 AND 有爪有爪 AND 眼睛盯前方眼睛盯前方 THEN 该动物是肉食动物该动物是肉食动物R7:IF 该动物是哺乳动物该动物是哺乳动物 AND 有蹄有蹄 THEN 该动物是有蹄类动物该动物是有蹄类动物R8:IF 该动物是哺乳动物该动物是哺乳动物 AND 是嚼反刍动物是嚼反刍动物 THEN 该动物是有蹄类动物该动物是有蹄类动物R9:IF 该动物是哺乳动物该动物是哺乳动物 AND 是肉食动物是肉食动物 AND 是黄褐色是黄褐色 AND 身上有暗斑点身上有暗斑点 THEN 该动物是金钱该动物是金钱豹豹R10:IF 该动物是哺乳动物该动物是哺乳动物 AND 是肉食动物是肉食动物 AND 是黄褐色是黄褐色 AND 身上有黑色条纹身上有黑色条纹 THEN 该动物是该动物是虎虎R11:IF 该动物是有蹄类动物该动物是有蹄类动物 AND 有长脖子有长脖子 AND 有长腿有长腿 AND 身上有暗斑点身上有暗斑点 THEN 该动物是长颈该动物是长颈鹿鹿R12:IF 该动物是有蹄类动物该动物是有蹄类动物 AND身上有黑色条纹身上有黑色条纹 THEN 该动物是斑马该动物是斑马R13:IF 该动物是鸟该动物是鸟 AND 有长脖子有长脖子 AND 有长腿有长腿 AND 不会飞不会飞 THEN 该动物是鸵鸟该动物是鸵鸟R14:IF 该动物是鸟该动物是鸟AND 会游泳会游泳 AND 不会飞不会飞 AND 有黑白二色有黑白二色 THEN 该动物是企鹅该动物是企鹅R15:IF 该动物是鸟该动物是鸟AND 善飞善飞 THEN 该动物是信天翁该动物是信天翁规则库规则库三、产生式系统的评价三、产生式系统的评价（1 1）有丰富的表达知识能力；）有丰富的表达知识能力；（2 2）对结构化的知识表达方便灵活且易于增加、）对结构化的知识表达方便灵活且易于增加、删除；删除；（3 3）能表达动作，其结构事实上等价于图灵机；）能表达动作，其结构事实上等价于图灵机；（4 4）推理方向可逆，推理机制多样性；）推理方向可逆，推理机制多样性；（5 5）该方法类似于人的思维过程，有利于人工）该方法类似于人的思维过程，有利于人工 智能目标的实现。智能目标的实现。四、产生式系统的应用四、产生式系统的应用例例:传教士和野人问题传教士和野人问题（Missionaries and cannibalsMissionaries and cannibals）有有N个个传传教教士士和和N个个野野人人来来到到河河边边准准备备渡渡河河（传传教教士士和和野野人人都都会会划划船船），河河岸岸有有一一条条船船，每每次次至至多多可可供供K个个乘乘渡渡，问问传传教教士士为为了了安安全全起起见见，应应如如何何规规划划摆摆渡渡方方案案，使使得得任任何何时时刻刻，河河岸岸两两边边以以及及船船上上的的野野人人数数目目总总数数不不超超过过传传教教土土的的数数目目，即即求求解解传传教教士士和和野野人人从从左左岸岸全全部部摆摆渡渡到到右右岸岸的的过过程程中中，任任何何时时刻刻满满足足M（传传教教士士数数）C（野野人人数数）和和M+CK的摆渡方案。的摆渡方案。设设N=3 K=2，则给定问题的状态图如下：，则给定问题的状态图如下：图中的图中的L和和R表示左岸和右岸，表示左岸和右岸，B=0或或1分别分别表示无船和有船，约束条件是：两岸上表示无船和有船，约束条件是：两岸上MCC，船上船上M+C2M+C2。LRM30C30B10LRM03C03B01初始状态目标状态（1 1）综合数据库）综合数据库(4_64_6网工网工)用三元组表示，即（用三元组表示，即（M ML L，C CL L，B BL L）其中）其中0M0ML L，C CL L33，B BL L0,10,1，此时问题描述简化为，此时问题描述简化为:（3 3，3 3，1 1）（0 0，0 0，0 0）N=3的的MC问题，状态空间的总状态数为：问题，状态空间的总状态数为：442=32 根据约束条件的要求，可以看出只有根据约束条件的要求，可以看出只有20个合法状个合法状态，进一步分析后，又发现有态，进一步分析后，又发现有4个状态实际上是不可能个状态实际上是不可能达到的，因此实际问题空间仅由达到的，因此实际问题空间仅由16个状态构成。个状态构成。（ML CL BL）（0 0 1）达不到达不到 （0 1 1）（0 2 1）（0 3 1）（1 0 1）不合法不合法 （1 1 1）（1 2 1）不合法不合法 （1 3 1）不合法不合法 （2 0 1）不合法不合法 （2 1 1）不合法不合法（2 2 1）（2 3 1）不合法不合法 （3 0 1）达不到达不到 （ML CL BL）（3 1 1）（3 2 1）（3 3 1）（0 0 0）（0 1 0）（0 2 0）（0 3 0）达不到达不到 （1 0 0）不合法）不合法（1 1 0）（1 2 0）不合法）不合法（1 3 0）不合法）不合法（2 0 0）不合法）不合法（2 1 0）不合法）不合法（ML CL BL）（2 2 0）（2 3 0）不合法）不合法（3 0 0）（3 1 0）（3 2 0）（3 3 0）达不到）达不到（2）规则集合：）规则集合：Pmc操作规定从左岸向右岸；操作规定从左岸向右岸；qmc操作规定从右岸向左岸。操作规定从右岸向左岸。船上人有船上人有5种组合，因而组成种组合，因而组成10条规则集合：条规则集合：if(ML，CL，BL=1)then (ML-1，CL，BL-1)：（P10）if(ML，CL，BL=1)then (ML，CL-1，BL-1)：（P01）if(ML，CL，BL=1)then (ML-1，CL-1，BL-1)：（P11）if(ML，CL，BL=1)then (ML-2，CL，BL-1)：（P20）if(ML，CL，BL=1)then (ML，CL-2，BL-1)：（P02）if(ML，CL，BL=0)then (ML+1，CL，BL+1)：（q10）if(ML，CL，BL=0)then (ML，CL+1，BL+1)：（q01）if(ML，CL，BL=0)then (ML+1，CL+1，BL+1)：（：（q11）if(ML，CL，BL=0)then (ML+2，CL，BL+1)：（q20）if(ML，CL，BL=0)then (ML，CL+2，BL+1)：（q02）（3 3 1）（2 2 0）（3 1 0）（3 2 1）（3 0 0）（3 1 1）（1 1 0）（2 2 1）（0 2 0）（0 3 1）（0 1 0）（0 2 1）（0 2 1）（1 1 1）（0 0 0）P02P11q10q01p02q01P20q11P20q01P02q01q01q10P02P11P02初始P01(3 2 0)可以这样过河：可以这样过河：1 先让一个传教士和一个野人过，先让一个传教士和一个野人过，再由一个传教士把船开回来；再由一个传教士把船开回来；2 让传教士再把一让传教士再把一个野人度过河去，再由传教士把船开回来；这时个野人度过河去，再由传教士把船开回来；这时 河对岸有两个野人没过河的有三个传教士和一河对岸有两个野人没过河的有三个传教士和一个野人个野人 3 让两个传教士过河，并且都留在河对让两个传教士过河，并且都留在河对岸让一个野人把船开回岸让一个野人把船开回 来（这时如果野人不来（这时如果野人不上岸，野人人数就不会超过传教士人数；如上岸，野人人数就不会超过传教士人数；如 果这果这也算超过的话，那就没办法了）也算超过的话，那就没办法了）4 让野人把最让野人把最后的一个传教士度过对岸；再由野人把船开回来后的一个传教士度过对岸；再由野人把船开回来这这 时河对岸有一个野人和三个传教士；时河对岸有一个野人和三个传教士；5 最后最后两个野人一起过河两个野人一起过河 设有设有3个传教士（个传教士（Missionaries）和）和3个野人个野人(Cannibals)来到河边，打算乘一只船从右岸渡到左岸去。该船的最大来到河边，打算乘一只船从右岸渡到左岸去。该船的最大负荷能力为两个人（负荷能力为两个人（k=2）。在任何情况下：如果野人人）。在任何情况下：如果野人人数超过传教士人数，那么野人就会把传教士吃掉。他们怎数超过传教士人数，那么野人就会把传教士吃掉。他们怎样才能用这条船安全地把所有人都渡过河去呢？（提示：样才能用这条船安全地把所有人都渡过河去呢？（提示：用状态空间来描述，其综合数据库：用三元数组表示。即用状态空间来描述，其综合数据库：用三元数组表示。即（MR，CR，LR），其中），其中0MR，CR3,k=2;LR 0,1(0-船在左岸船在左岸,1-船在右岸船在右岸)此时问题描述简化为：此时问题描述简化为：（3，3，1）（0，0，0）请分析给出（请分析给出（1）完整的规）完整的规则集合则集合（2）符合规则的状态数量是多少？分别就）符合规则的状态数量是多少？分别就“达不达不到到”和和“不合法不合法”状态给予说明？状态给予说明？（3）渡法说明（做出）渡法说明（做出推理图）推理图）（18分）分）（2-2）若）若0MR，CR4;k=2；别的；别的条件同（条件同（2-1）；解如何？做图说明。）；解如何？做图说明。我来试着回答一下前三问我来试着回答一下前三问:(1)完整的规则集合完整的规则集合 if(MR,CR,LR=1)then(MR-1,CR,LR-1);if(MR,CR,LR=1)then(MR,CR-1,LR-1);if(MR,CR,LR=1)then(MR-1,CR-1,LR-1);if(MR,CR,LR=1)then(MR-2,CR,LR-1);if(MR,CR,LR=1)then(MR,CR-2,LR-1);if(MR,CR,LR=0)then(MR+1,CR,LR+1);if(MR,CR,LR=0)then(MR,CR+1,LR+1);if(MR,CR,LR=0)then(MR+1,CR+1,LR+1);if(MR,CR,LR=0)then(MR+2,CR,LR+1);if(MR,CR,LR=0)then(MR,CR+2,LR+1);(2)状态空间的总状状态空间的总状态数为态数为442=32，只有，只有20个合法状态，其中有个合法状态，其中有4个合法状态达不到，最终解个合法状态达不到，最终解空间由空间由16个状态组成，下面给出说明个状态组成，下面给出说明(MR,CR,LR)(MR,CR,LR)(0 0 1)达达不到不到(0 0 0)(0 1 1)(0 1 0)(0 2 1)(0 2 0)(0 3 1)(0 3 0)达不到达不到(1 0 1)不合法不合法(1 0 0)不合法不合法(1 1 1)(1 1 0)(1 2 1)不合法不合法(1 2 0)不合法不合法(1 3 1)不合法不合法(1 3 0)不合法不合法(2 0 1)不合法不合法(2 0 0)不合法不合法(2 1 1)不合法不合法(2 1 0)不合法不合法(2 2 1)(2 2 0)(2 3 1)不合法不合法(2 3 0)不合法不合法(3 0 1)达不到达不到(3 0 0)(3 1 1)(3 1 0)(3 2 1)(3 2 0)(3 3 1)(3 3 0)达不到达不到(3)2个野人去，个野人去，1个野人回个野人回 2个野人去，个野人去，1个野人个野人回回 2个传教士去，个传教士去，1个野人与个野人与1个传教士回个传教士回 2个传教士去，个传教士去，1个野人回个野人回 2个野人个野人去，去，1个野人回个野人回 2个野人去，完成个野人去，完成 不合法的状态和重复状态，我都没画出，你不合法的状态和重复状态，我都没画出，你可以自己加一下，也可以结合图可以自己加一下，也可以结合图 说明一下说明一下 第二节第二节 专家系统简介专家系统简介(4_6(4_6计科计科123)123)一、专家系统的定义和类型一、专家系统的定义和类型(4_13网工网工)专家系统是一个智能计算机程序系统，其内部专家系统是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域的问题。简而言之，域的问题。简而言之，专家系统是一种模拟人类专专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。家解决领域问题的计算机程序系统。按照专家系统所求问题的性质，可分为以下几类：按照专家系统所求问题的性质，可分为以下几类：（1 1）解释专家系统解释专家系统 通过对已知信息和数据的分析和解释，确定其通过对已知信息和数据的分析和解释，确定其含义。如语音理解、卫星云图分析、化学结构分析等。含义。如语音理解、卫星云图分析、化学结构分析等。（2 2）预测专家系统预测专家系统 通过对过去和现在已知状况的分析，推断未来通过对过去和现在已知状况的分析，推断未来可能发生的情况。如气象预报、军事预测等。可能发生的情况。如气象预报、军事预测等。（3 3）诊断专家系统诊断专家系统 根据观察到的数据来推断某个对象机能失常根据观察到的数据来推断某个对象机能失常的原因，如医疗诊断，集成电路故障诊断等。的原因，如医疗诊断，集成电路故障诊断等。（4 4）设计专家系统设计专家系统 根据任务设计要求，求出满足设计问题约束根据任务设计要求，求出满足设计问题约束的目标配置。如集成电路设计、土木工程设计等。的目标配置。如集成电路设计、土木工程设计等。（5 5）规划专家系统规划专家系统 寻找某个能达到给定目标的动作序列或步骤。寻找某个能达到给定目标的动作序列或步骤。如机器人规划、交通运输调度等。如机器人规划、交通运输调度等。（6 6）监视专家系统监视专家系统 对系统、对象或过程的行为进行不断观察，并对系统、对象或过程的行为进行不断观察，并把观测的行为与其应当具有的行为进行比较，以发把观测的行为与其应当具有的行为进行比较，以发现异常，发出警报。如生产监视、防空监视等。现异常，发出警报。如生产监视、防空监视等。（7 7）控制专家系统控制专家系统 自适应地管理一个受控对象或客体的全面行为，自适应地管理一个受控对象或客体的全面行为，使之满足预期要求。如空中交通管制、生产调度等。使之满足预期要求。如空中交通管制、生产调度等。二、专家系统的特点二、专家系统的特点1.专家系统的优点专家系统的优点（1 1）专家系统能够高效率、准确、及时和不知疲倦）专家系统能够高效率、准确、及时和不知疲倦 地工作。地工作。（2 2）专家系统解决实际问题时不受周围环境的影响，）专家系统解决实际问题时不受周围环境的影响，也不可能遗漏忘记。也不可能遗漏忘记。（3 3）专家系统使人类专家的经验不受时空的限制，）专家系统使人类专家的经验不受时空的限制，以便推广和交流。以便推广和交流。（4 4）专家系统的研制和应用具有巨大的社会效益和）专家系统的研制和应用具有巨大的社会效益和 经济效益。经济效益。（5 5）研制专家系统能促进各个领域科学技术的发展。）研制专家系统能促进各个领域科学技术的发展。2.专家系统的缺陷专家系统的缺陷（1 1）知识获取的）知识获取的“瓶颈瓶颈”问题问题 不仅要求知识工程师应具备一定的领域知识，而且还得具备较高的计算机水不仅要求知识工程师应具备一定的领域知识，而且还得具备较高的计算机水平知识。平知识。（2 2）知识的）知识的“窄台阶窄台阶”问题问题 一个专家系统一般只能应用在某个相当窄的知识领域内，去求解预定的专门一个专家系统一般只能应用在某个相当窄的知识领域内，去求解预定的专门问题、一旦超出预定范围，专家系统就无法求解。问题、一旦超出预定范围，专家系统就无法求解。（3 3）不具备并行分布功能）不具备并行分布功能 集中式专家系统只能在单个处理机上运行，不具备把一个专家系统的功能分集中式专家系统只能在单个处理机上运行，不具备把一个专家系统的功能分解后，分布到多个处理机上去并行工作的能力。解后，分布到多个处理机上去并行工作的能力。（4 4）不具备多专家协同能力）不具备多专家协同能力 单专家式专家系统只能模拟单一领域的单个专家的功能，不能实现相近领域单专家式专家系统只能模拟单一领域的单个专家的功能，不能实现相近领域或同一领域不同方面的多个分专家系统的协作问题求解。或同一领域不同方面的多个分专家系统的协作问题求解。（5 5）系统适应能力较差）系统适应能力较差 一般不具备自我学习能力和在系统运行过程中的自我完善、发展和创新能力。一般不具备自我学习能力和在系统运行过程中的自我完善、发展和创新能力。（6 6）处理不确定问题的能力较差）处理不确定问题的能力较差 专家系统尽管可采用可信度、主观专家系统尽管可采用可信度、主观BayesBayes方法等处理不精确问题，但在归纳推方法等处理不精确问题，但在归纳推理、模糊推理、非完备推理等方面的能力较差。理、模糊推理、非完备推理等方面的能力较差。（7 7）与主流信息技术脱节）与主流信息技术脱节 专家系统基本上是一种信息孤岛，与主流信息技术，如专家系统基本上是一种信息孤岛，与主流信息技术，如WebWeb技术、数据库技术技术、数据库技术等脱节。等脱节。3.专家系统的结构专家系统的结构知识库知识库 是专家系统的知识存储器，用来存放求解问题的领域知识。是专家系统的知识存储器，用来存放求解问题的领域知识。事实性知识。领域中的事实事实性知识。领域中的事实启发性知识。是领域专家在长期工作实践中积累起来的经验总结。启发性知识。是领域专家在长期工作实践中积累起来的经验总结。数据库数据库 也称为全局数据库或综合数据库，用来存储有关领域问题的也称为全局数据库或综合数据库，用来存储有关领域问题的事实、数据、初始状态（证据）和推理过程中得到的各种中事实、数据、初始状态（证据）和推理过程中得到的各种中间状态及目标等。间状态及目标等。如，在医疗专家系统中，数据库存放的仅如，在医疗专家系统中，数据库存放的仅是当前患者的情况，如姓名、年龄、症状等，以及推理过程是当前患者的情况，如姓名、年龄、症状等，以及推理过程中得到的一些中间结果、病情等。中得到的一些中间结果、病情等。推理机推理机 是一组用来控制、协调整个专家系统的程序。是一组用来控制、协调整个专家系统的程序。根据数据库当前输入的数据，利用知识库中的知识，按一定的推理策略，根据数据库当前输入的数据，利用知识库中的知识，按一定的推理策略，去求解当前的问题，解释外部输入的事实和数据，推导出结论并向用户去求解当前的问题，解释外部输入的事实和数据，推导出结论并向用户提示等。提示等。解释模块解释模块 专家系统应该能以用户便于接受的方式解释自己的推理过程。专家系统应该能以用户便于接受的方式解释自己的推理过程。知识获取模块知识获取模块 知识获取应该是专家系统的一项重要功能，但由于目前专家系统的学习知识获取应该是专家系统的一项重要功能，但由于目前专家系统的学习能力较差，多数专家系统的知识获取模块的主要任务是为修改知识库中能力较差，多数专家系统的知识获取模块的主要任务是为修改知识库中的原有知识和扩充新知识提供相应手段。的原有知识和扩充新知识提供相应手段。人机接口人机接口 是专家系统的另一个关键组成部分，它作为为专家系统与外界的接口，是专家系统的另一个关键组成部分，它作为为专家系统与外界的接口，主要用于系统和外界之间的通信与信息交换。主要用于系统和外界之间的通信与信息交换。三、专家系统的开发三、专家系统的开发1.1.开发过程开发过程（1 1）问题定义与系统分析）问题定义与系统分析 即对要解决的领域问题，确定问题的定义方式，要完成的主要任即对要解决的领域问题，确定问题的定义方式，要完成的主要任务、包含的主要数据、子任务的分解等。务、包含的主要数据、子任务的分解等。（2 2）知识获取）知识获取 泛指把领域专家解决问题的经验和知识变为专家系统解决问题所泛指把领域专家解决问题的经验和知识变为专家系统解决问题所需要的专门知识。需要的专门知识。（3 3）知识表示）知识表示 即把获取的知识以计算机能识别的形式表示出来。即把获取的知识以计算机能识别的形式表示出来。（4 4）软件实现）软件实现 （5 5）系统测试与评价）系统测试与评价三、专家系统的开发三、专家系统的开发2.2.开发工具开发工具（1 1）骨架型开发工具）骨架型开发工具 也称为专家系统外壳，由一些已经成熟也称为专家系统外壳，由一些已经成熟的具体专家系统演变而来。的具体专家系统演变而来。演变方法：抽去这些专家系统中的具体演变方法：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界面，即可得到相应域专用的界面改为通用界面，即可得到相应的专家系统外壳。的专家系统外壳。三、专家系统的开发三、专家系统的开发1.1.开发工具开发工具（2 2）语言型开发工具）语言型开发工具 是一种通用型专家系统开发工具，不依赖于任是一种通用型专家系统开发工具，不依赖于任何已有专家系统，不针对具体领域，完全重新设计的何已有专家系统，不针对具体领域，完全重新设计的一类专家系统开发工具。常用的语言型工具有一类专家系统开发工具。常用的语言型工具有CLIPSCLIPS（C language integrated production C language integrated production systemsystem）和）和OSP(official production system)OSP(official production system)等等四、专家系统实例四、专家系统实例*MYCIN 系统系统*PC计算机故障诊断指导系统（计算机故障诊断指导系统（PC DGES）