专家系统
它是一种具有智能的程序系统。能运用专家知 识和经验进行推理的启发式程序系统。 它必须包含有大量专家水平的领域知识,并能 在运行过程中不断地对这些知识进行更新。 它能应用人工智能技术模拟人类专家求解问题 的推理过程,解决那些本来应该由领域专家才 能解决的复杂问题。
专家系统的一般特点
• 专家系统的特点:
根 据 任 务 要 求 , 计 算 出满 足 设 计 问 题 约 束 的 目 标配 置。 按 给 定 目 标 拟 定 总 体 规划 、 行 动 计 划 、 运 筹 优 化等 。 根 据 具 体 情 况 , 控 制 整个 系 统 的 行 为 , 适 用 于 对各 种 大 型 设 备 及 系 统 进 行控 制。 根 据 监 测 到 的 现 象 与 正常 情 况 相 比 , 及 时 作 出 相应 的分析和处理。 的分析和处理 。 对 发 生 故 障 的 系 统 、 对象 或 设 备 进 行 处 理 , 制 定纠 错 方 案 , 并 实 施 方 案 ,使 其恢复正常。 其恢复正常 。 根 据 相 应 的 标 准 检 测 被测 试 对 象 存 在 的 错 误 , 并能 从 多 种 纠 错 方 案 中 选 出适 用 于 当 前 情 况 的 最 佳方 排除错误。 案 , 排除错误 。
专家系统的结构
• 专家系统的结构是指专家系统各组成部分 的构造方法和组织形式。 用户 接口 事实规则
解释器 计划 知识库 执行器
议程 中间解 黑板
调度器 协调器
理 想 专 家 系 统 结 构 图
专家系统的主要组成部分
1. 知识库(Knowledge Base) 知识库用于存储某领域专家系统的专门知识,包括事实、 可行操作与规则。 2. 综合数据库(global database) 综合数据库又称全局数据库或总数据库,它用于储存领域 或问题的初始数据和推理过程中得到的中间数据(信息), 即被处理对象的一些当前事实。 3. 推理机(reasoning machine) 用于记忆所采用的规则和控制策略的程序,使整个专家系 统能够以逻辑方式协调的工作。推理机能够根据知识进行 推理和导出结论,而不是简单搜索现成的答案。
专家系统与传统程序的区别
•
从编程思想看:传统程序=数据结构+算法; 专家系统=知识+推理 • 传统程序把关于问题求解的知识隐含于程序中, 而专家系统则将知识(知识库)与运用知识的过 程(推理机)分离开来; • 传统程序主要面向数值计算和数据处理,专家 系统则面向符号处理;
• 传统程序一般不具有解释功能,而专家系统有解 释机构; • 传统程序与专家系统具有不同的结构; • 传统程序根据算法能产生正确答案,而专家系统 则可能会产生错误的答案; • 传统程序一般都有算法解,而专家系统经常要在 不完全、不精确、不确定的信息基础上作出结论。
工 程 设 计 、电 路设 计、 建筑 及 装 修 设 计、 服装 设计 、机 械设计及图案设计 机 器 人 动 作控 制、 工程 规划 、 军 事 规 划、 城市 规划 、生 产规划等。 产规划等 。 代 表 性 的 专 家 系 统 有 YES/MVS( 帮 助 监 控 和 控 制 ( MVS操作系统的专家系统 ) 操作系统的专家系统) 操作系统的专家系统 森 林 火 警 监视 ,机 场监 视, 如 REACTOR ( 帮 助 操 作 人 员 检 测 和 处理 核反 应堆 事故 的专家系统)。 的专家系统 )。
类别
功能作用
应用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
预测型专家系统 主 要 对 处 理 对 象 的 过 去 和 现 在 气 象 预 报 、 军 事 预 测 、 人 口 预 测 ( Expert System 的 数 据 进 行 分 析 , 并 由 此 来 推 、 交 通 预 测 、 财 政 预 测 、 经 济 发 展预测、 展预测 、 农作物预测等 for Prediction) 测未来的演变和发展 。 ) 测未来的演变和发展。 解释型专家系统 对 已 知 的 信 息 或 数 据 进 行 分 卫 星 图 像 分 析 、 集 成 电 路 分 析 、 ( Expert System 析 , 解 释 这 些 信 息 和 数 据 的 实 石 油 测 井 数 据 分 析 、 染 色 体 分 类 际含义。 际含义 。 等 for
谢 谢!
(1)启发性:能运用专家的知识和经验进行推理、 判断和决策。 (2)透明性:能够解释本身推理过程和回答用户 提出的问题,以便让用户能够了解推理过程,提 高对专家系统的信赖感。 (3)灵活性:能不断地增长知识,修改原有知识, 不断更新。
专家系统的种类
• 对专家系统的类型划分可以有多种不同的方法。 对专家系统的类型划分可以有多种不同的方法。不同的分类方法所得到的 分类结果也不同。海叶斯—罗斯(F.Heyes-Roth)等人按照专家系统的特 分类结果也不同。海叶斯—罗斯(F.Heyes-Roth)等人按照专家系统的特 性及处理问题的类型,将专家系统分为以下10种类型。 10种类型 性及处理问题的类型,将专家系统分为以下10种类型。
专家系统
专家系统概述
到目前为止,有关专家系统还没有一个严格公认 的形式化定义。人们普遍认为,专家系统是一种具有 大量专门知识与经验的智能程序系统,它能运用某个 领域一个或多个专家多年积累的经验和专门知识,模 拟领域专家求解问题时的思维过程,以解决该领域中 的各种复杂问题。也就是说,专家系统具有三个方面 专家系统具有三个方面 的含义。 的含义。
Interpretation) )
诊断型专家系统 根 据 输 入 的 信 息 找 出 处 理 对 象 医 疗 诊 断 、 电 子 或 机 械 以 及 材 料 ( Expert System 存 在 的 故 障 及 其 原 因 , 并 能 给 失效诊断 for Diagnosis) 出一定的建议 ) 根 据 学 生 的 特 点 和 学 习 背 景 , 一 些 计 算 机 辅 助 教 学 ( CAI ) 系 教学型专家系统 以 适 当 的 教 学 方 法 和 教 案 将 知 统 、 聋 哑 人 语 言 训 练 系 统 以 及 完 ( Expert System 识 点 组 织 起 来 , 用 于 对 学 生 进 成其他一些教育与培训任务 for Instruction) 行 教 学 和 辅 导 、 诊 断 调 整 学 生 ) 在学习过程中的行为。 在学习过程中的行为 。
设计型专家系统 ( Expert System for Design) ) 规划型专家系统 ( Expert System for Planning) ) 控制型专家系统 ( Expert System for Control) ) 监视型专家系统 ( Expert System for Monitoring) ) 维护型专家系统 ( Expert System for Repair) ) 调试型专家系统 ( Expert System for Debugging) )
4. 解释器(explanator) 解释器能够向用户解释专家系统的行为,包括解释推理结 论的正确性以及系统输出其他候选解得原因。 5. 接口(interface) 接口又称界面,它能够使系统与用户进行对话,使用户能 够输入必要的数据、提出问题和了解推理过程和推理结果 等。系统则通过接口要求用户回答提问,并回答用户提出 的问题,进行必要的解释。