專(zhuān)家系統(tǒng)的定義和特點(diǎn)

1、專(zhuān) 家 系 統(tǒng) 的 定 義 和 特 點(diǎn)t .系統(tǒng)(E 碑 crt Sys tern, E2是 A V.智能(ArtiHdai IntdliEencc, AI)簿域 J 峭 1J 最為廣泛.活跳的學(xué)分支口它是不在姝，定翅域內(nèi)能以人類(lèi)專(zhuān)家的水平解 決困難問(wèn)胭的計(jì)算機(jī)程序察統(tǒng)13其主要特征是依靠人類(lèi)專(zhuān)家船驗(yàn)性的知識(shí)解決 善種養(yǎng)結(jié)構(gòu)化問(wèn)俎”.特別適用于尚未完仝理解的泄城.一個(gè)專(zhuān)家系統(tǒng)J1備以下四外顯著特點(diǎn)工：后發(fā)性:小僅能使用邏料性知識(shí)，也能使用啟發(fā)性知識(shí),可送M規(guī)范的專(zhuān) 門(mén)知識(shí)和直覺(jué)的判斷知識(shí)對(duì)進(jìn)行判斷、推理和聯(lián)想,寞現(xiàn)問(wèn)堰求解：透明性能向用戶(hù)顯示推理過(guò)程,井說(shuō)明判斷性結(jié)論的理由.即具有解釋 叮涔泡

2、能力,從血對(duì)1上h與學(xué).與培訓(xùn):武活性.推理機(jī)與知識(shí)庫(kù)相互獨(dú)立,使知識(shí)庫(kù)能方便的進(jìn)行修黃，增刪. 而不涉及推理機(jī)的變更，即具有在非編程狀念下夕先與完善知識(shí)庠進(jìn)同改進(jìn)系統(tǒng) 性?xún)哪芰?；?shí)用性:可長(zhǎng)期保存人類(lèi)專(zhuān)家的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，且工作效率高、可靠性好. 能匯集眾多專(zhuān)家的特長(zhǎng)，達(dá)到高于任何鵬個(gè)專(zhuān)家的水平,是保存.隹插、使用及 提盲專(zhuān)家知識(shí)與聳我的書(shū)坡工具.鑒于這些特點(diǎn),專(zhuān)家系統(tǒng)已廣泛地同用于版疔診斷、圖像處理.金融決策、 賽時(shí)監(jiān)控、分子通傳1程、軍事等多種領(lǐng)域中I雙加了良好的經(jīng)濟(jì)效靛和社會(huì)效上 血*專(zhuān)家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)專(zhuān)家藁統(tǒng)的結(jié)枸相當(dāng)于一個(gè)春罌，它將專(zhuān)家索統(tǒng)的組成部分包容在其中決 定著方家條統(tǒng)內(nèi)部各功能模

3、塊的相互聯(lián)條加工作式口 II前，常她的專(zhuān)家系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)有以卜兒種:總比：基本結(jié)構(gòu)專(zhuān)家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和圖2.1所尸二的城專(zhuān)家印識(shí)I程師! 戶(hù) 2.1 家系寸：何Fig.1 1 the elemeutary stmctme of expert syste m它是專(zhuān)家系統(tǒng)最初采用的結(jié)構(gòu),比較前單，只是確保方家系統(tǒng)能夠工作，并 不具備人機(jī)之間的交互功能。一股結(jié)構(gòu)專(zhuān)冢系統(tǒng)系一般結(jié)構(gòu)由知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)、解群機(jī)、知識(shí)獲取機(jī)和人 機(jī)餐口等兒部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖22所示。圖2.2專(zhuān)家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)Fig 22 The geneiic stnictuie of expert system1)知識(shí)庫(kù)(Know

4、ledge base)：知識(shí)庫(kù)是專(zhuān)家系統(tǒng)的核心，它由事實(shí)性知識(shí)和 啟發(fā)性知識(shí)組成，是一個(gè)領(lǐng)域或特定問(wèn)題的若干專(zhuān)家知識(shí)的集合體。2)推理機(jī)(kif&ence Engine)：推理機(jī)是一組用來(lái)控制、協(xié)調(diào)整個(gè)7家系統(tǒng)的 方法、策略的程序，它跟據(jù)用戶(hù)的用人數(shù)據(jù),利用知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，按照定的 推理策略，求解當(dāng)前問(wèn)題，解科用戶(hù)的請(qǐng)求，最終推出結(jié)論.3)數(shù)據(jù)庫(kù)(Database)：數(shù)據(jù)庫(kù)用廠存儲(chǔ)仃關(guān)領(lǐng)域問(wèn)儂的事實(shí)、數(shù)州、初始狀 態(tài)、推理過(guò)程的各種中間狀態(tài)以及“標(biāo)等，反映系統(tǒng)要處理問(wèn)題的M要狀態(tài)和特 征.是系統(tǒng)操作的對(duì)象.4)解釋機(jī)(Explanatory Machine)；解帑機(jī)根據(jù)用戶(hù)的提問(wèn)，對(duì)系統(tǒng)提出的

5、結(jié) 論、求解過(guò)程以及系統(tǒng)當(dāng)前的求解狀態(tài)提供說(shuō)明,便于用戶(hù)理解系統(tǒng)的問(wèn)題求解 過(guò)程,增加用戶(hù)對(duì)求解結(jié)梟的信任程度.5)知識(shí)飲取機(jī)(Kno-wl edge Acquisition Machine)：知識(shí)獲取機(jī)是領(lǐng)!域L家和知 識(shí)工程師與知識(shí)庫(kù)的接口.通過(guò)該接口,領(lǐng)域?qū)＜铱梢詫⒔?jīng)驗(yàn)性知識(shí)轉(zhuǎn)化為計(jì)算 機(jī)可利用的形式并送入知識(shí)庫(kù)的功能模塊,同時(shí)也負(fù)貴知識(shí)庫(kù)中知識(shí)的修改、刪 除和更新,并對(duì)知識(shí)序的完整性和一致性進(jìn)行維護(hù)，使知識(shí)不斷的擴(kuò)充和更新, 從而不斷改善系統(tǒng)的性能.6)人機(jī)接口 (Man-niaclune Interface)：人機(jī)接口椅專(zhuān)家或用戶(hù)的人傳息翻譯 為系統(tǒng)可接受的形式.然后把這些信息交給相

6、應(yīng)的模塊去處理。另一方面.把系 統(tǒng)向S家或用戶(hù)輸出的信息、轉(zhuǎn)換成人類(lèi)易于理解的表示形式.理想結(jié)構(gòu)專(zhuān)家系統(tǒng)的理想結(jié)構(gòu)如圖2.3所示。推理機(jī)構(gòu)黑板圖2.3 G家系統(tǒng)的理想結(jié)構(gòu)Fig 2 3 The generic stmctuie of exxit system家系統(tǒng)的理W結(jié)構(gòu)是由著名的知識(shí)T程和家系統(tǒng)學(xué)在F Hayes-Roth, D A.Wateniian fll D.B.Letiat等提出的，這種結(jié)構(gòu)的思想來(lái)源J語(yǔ)音識(shí)別弓.家系統(tǒng) HEARSAY的黑板控制結(jié)構(gòu)和基于規(guī)則的(/家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。黑板(Blackboard)：用于記錄系統(tǒng)在求解過(guò)程中所產(chǎn)生的中間假設(shè)和結(jié)果,包 括解題規(guī)則、議事II程和

7、中間結(jié)果.規(guī)則描述總體的解題步驟，議程記錄著等待 執(zhí)行的工作,結(jié)行表示系統(tǒng)到目前為止所生成的候選假設(shè)和中間結(jié)果以及這些結(jié) 果之間的從屬關(guān)系.推理機(jī)構(gòu)(Inferencemechanism)：分為執(zhí)行器、調(diào)度器和一致性處理器三第分. 執(zhí)行器根據(jù)行營(yíng)處理模塊交給的任務(wù),從調(diào)度照生成的議程中適當(dāng)選擇一個(gè)項(xiàng)U 執(zhí)行變顯替換、推理可搜索等帆題步驟；調(diào)度黨管理控制議程，決定卜一步的工 作：一致性處理器保證解答的一致性.II前還沒(méi)有一個(gè)專(zhuān)家系統(tǒng)能包括這個(gè)結(jié)構(gòu)的所仃部分，每個(gè)實(shí)際的專(zhuān)家系統(tǒng)根 據(jù)任務(wù)耍求和特點(diǎn)包含該結(jié)構(gòu)的一個(gè)或兒個(gè)部分。專(zhuān)家系統(tǒng)的知識(shí)獲取專(zhuān)家系統(tǒng)的知識(shí)打、“L.要研究如何將用于求解專(zhuān)門(mén)領(lǐng)域問(wèn)堰

8、的知識(shí)（包括假 念、事實(shí)、關(guān)系和方法等），從專(zhuān)家頭腦或外部知識(shí)源（如文獻(xiàn)、書(shū)籍、資料）中提 取總結(jié)出來(lái)，并轉(zhuǎn)換為特定的知識(shí)表示形式編入家系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)中 也知識(shí)獲取方式行非自動(dòng)、自動(dòng)和基廣神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三種方法 叫非口動(dòng)知識(shí)獲取非自動(dòng)知識(shí)獲取，也稱(chēng)為人丁.獲取,是知識(shí)T程師與領(lǐng)域?qū)＜颐芮泻献?以 人工方式實(shí)現(xiàn)的.知識(shí)工程前首先從領(lǐng)在專(zhuān)家和有關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)中獲取知識(shí),然后 用某種知識(shí)編輯軟件特入到知識(shí)庫(kù)中,其作方式如期2.4所東.領(lǐng)域?qū)４〩 2.4 II白動(dòng)知識(shí)一取Fig. 2.4 Unautowiatic knowledge acquisition自動(dòng)知識(shí)獲取n動(dòng)知識(shí)獲取是指系統(tǒng)是身具統(tǒng)獲取知識(shí)的能力它不

9、僅可以直接與領(lǐng)域?qū)?家對(duì)話(huà),從令家提供的原始的息中“學(xué)習(xí)”到專(zhuān)家系統(tǒng)所需的知識(shí)，而且還能從系繞白身 的運(yùn)行實(shí)踐中總綜歸納行新的知識(shí)，發(fā)現(xiàn)知識(shí)中可能存在的情知,不斷自我完 善，建立起性能性艮、知識(shí)建立的知識(shí)庫(kù).要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的知識(shí)獲取,-股要解決 機(jī)器感知、機(jī)談識(shí)別和機(jī)圈學(xué)習(xí)的問(wèn)題。圖2.5是一個(gè)門(mén)動(dòng)知識(shí)獲取模型圖。圖2.5 動(dòng)知識(shí)狹取模型Fig 2.5 Automatic knowledge acquisiton model基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)獲取基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)獲取是通過(guò)對(duì)領(lǐng)域?qū)＜姨峁┑拇罄收蠈?shí)例進(jìn)行學(xué)習(xí), 從中提取知識(shí)而這種知識(shí)隱含地分布存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)中。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以提取類(lèi)似實(shí) 例之間的相似性和

10、不同實(shí)例之間的差異。知識(shí)的數(shù)量和質(zhì)埴的提高，體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò) 中神經(jīng)元之間連接權(quán)值的調(diào)整過(guò)程中.這種知識(shí)獲取方式只使要領(lǐng)域?qū)＜医o出診 斷次例，并不需要知識(shí)（程師從領(lǐng)域7家的經(jīng)驗(yàn):中提取規(guī)則，因血在一定程度上 輟解或克服使用人I:方法帶來(lái)的知識(shí)獲取的瓶頸問(wèn)題.專(zhuān)家系統(tǒng)的知識(shí)表示家系統(tǒng)的知識(shí)衣不定時(shí)知識(shí)的一種描述，或行是一組約定，足一種計(jì)算機(jī) 可以接受的、用于描述知識(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對(duì)知識(shí)進(jìn)行表示就是把知識(shí)表示成能夠 用于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和利用的某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的過(guò)程，是知識(shí)的符號(hào)化和形式化的過(guò)程 士知識(shí)表示主要有兩個(gè)方面的要求:一方面，要盡量接近領(lǐng)域?qū)＜以谧约汗ぷ?和思維過(guò)程中所采用的形A.這樣仃利戶(hù)提高如識(shí)表示的

11、準(zhǔn)確度和降低知識(shí)編碼 的難度：另一方面，要必須號(hào)慮如何I陽(yáng)存貯空間和如何提高專(zhuān)家系統(tǒng)的效率。目前使用較多的知識(shí)表示方法主要有以卜兒種：邏輯表示法、產(chǎn)生式表示法、 框架表示法、語(yǔ)義M絡(luò)表示法、面向?qū)ο蟮闹R(shí)表示出等叫邏輯表示S人邏輯表示法是指各種基F邏輯的知識(shí)表示法.是人工智能中使用較多的知識(shí) 表示法.其中一階謂詞表示法最為廣泛。邏輯表示法求髀個(gè)問(wèn)題分為三步，1） 用謂詞演算將向題形式化；2）在邏輯在小的形式上建立控制系統(tǒng)；3）證明從初始狀 態(tài)到達(dá)終結(jié)狀態(tài)。這種方法主要用于自動(dòng)定理證明、問(wèn)題解答、機(jī)器人等領(lǐng)域。邏輯衣示法的主要優(yōu)M： D符號(hào)箍的，描述易于理解：2）H然、嚴(yán)密、靈活和 模塊化：3）

12、具仃嚴(yán)密的形式定義：力每項(xiàng)事實(shí)只需要表示一次：5）利用定理證明技 術(shù)可以從老的事實(shí)推理出新的事實(shí).箕主要缺點(diǎn)，1）難于表示過(guò)程式知識(shí)和啟發(fā)式 知識(shí)：2）由于缺乏組織原則,利用該方法收不的知識(shí)庫(kù)難于管理：3）由于弱證明過(guò) 程，當(dāng)事實(shí)的數(shù)目增大時(shí)易產(chǎn)生組合爆炸.產(chǎn)生式表示法A.Newll III H A.Simon在1972年研究人類(lèi)的認(rèn)識(shí)模型中展先開(kāi)發(fā)廣基于規(guī)則 的產(chǎn)生式系統(tǒng)（Production System）。產(chǎn)生式系統(tǒng)是人工智能中經(jīng)常采用的一種計(jì)算 機(jī)系統(tǒng).它的基本要素包括：產(chǎn)生式規(guī)則、然介數(shù)據(jù)庫(kù)和控制系統(tǒng) 叫 產(chǎn)生式規(guī) 則是由描述同跑求髀領(lǐng)域的一股知以規(guī)則構(gòu)成；綜介數(shù)據(jù)庫(kù)是描述系統(tǒng)狀態(tài)的

13、事 實(shí)和斷力：控制系統(tǒng)是選擇執(zhí)行的規(guī)則，完成問(wèn)題的求解.產(chǎn)生式規(guī)則的一般形式是鼠IF P THEN Q其中，IF被稱(chēng)為條件部分，P表示前提、狀態(tài)、原內(nèi)等：THEN被稱(chēng)為掾作部 分或結(jié)論部分，Q龍示結(jié)果、動(dòng)作、后果等,其含義是：如果(IF)前提滿(mǎn)足,則可 推出(THEN)結(jié)論或執(zhí)行所規(guī)定的動(dòng)作.控制系統(tǒng)即推理結(jié)構(gòu)采用“匹配一動(dòng)作”的循環(huán)執(zhí)行規(guī)則,整個(gè)過(guò)程他括三個(gè)步 騙：I)找出全局?jǐn)?shù)據(jù)片中數(shù)據(jù)匹配的規(guī)則集合：2)從此規(guī)則案中選取一條規(guī)則：3) 執(zhí)行規(guī)則，修改全局?jǐn)?shù)據(jù)即.產(chǎn)生式式不法的主要優(yōu)點(diǎn)：1)易形成模塊性,規(guī)則表示自然方仞：2)易卜增加、 刪除、更新規(guī)則,3)有利于表示啟發(fā)性知識(shí)，特別是允許

14、利用/械知識(shí)旺接指導(dǎo)演 皆過(guò)程;4)易于保持動(dòng)作所產(chǎn)生變化的盼跡;5)有利于控制說(shuō)明性和過(guò)程性命題之 間的瓦相作用。其m要缺點(diǎn)：】)碓維護(hù)大型系統(tǒng)之間的模塊性；刀規(guī)則之間的約 束及相互作用會(huì)降低推理效率.框架表示法框架表示法是MMinsky在1975年為實(shí)現(xiàn)視覺(jué)盛知、自然酒言對(duì)話(huà)和其它復(fù) 雜行為的描述時(shí)提出的一種方法。植架是把某一特殊事件或?qū)ο蟮乃兄R(shí)存儲(chǔ) 在一起的一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通常用來(lái)描述具有固定形式的對(duì)象.一個(gè)框架 (Frame)山組槽(Slot)組成，每個(gè)槽衣示對(duì)用的一個(gè)屬性,槽的值(Fillers)就是對(duì)象 的屬性值.一個(gè)槽可以由若I個(gè)側(cè)面(Faces)組成，句個(gè)惻|fif可以

15、仃 個(gè)或，個(gè)值 (Values).他架的梢還可以是附加過(guò)程.稱(chēng)為過(guò)程部件(Procedural attachment),包 括不程序和某種推理過(guò)程.框架的結(jié)構(gòu)可定示如f：框架各情名h情值1情看2：懵值2槽M1：側(cè)面1：槽值勺側(cè)向2：槽值。側(cè)而m：槽值口槽幺1】：槽值n框架我不法的主要優(yōu)止，1)仃利尸期暨制審的處理,即人們所在的特定環(huán)境 7找期錮的事情：2)在給定的狀況I,通過(guò)設(shè)計(jì)保決定其本身的可利用性或提供其 它相如3)知識(shí)組織方式仃列于推理.其主要缺點(diǎn)1)H 與情況與朦明不符彳2）時(shí)新的情況不易適應(yīng).語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示法語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)（SemanticNetwork, SN）是1966 4 JR Qui

16、llian作為人類(lèi)聯(lián)杷記憶的 個(gè)顯式心理學(xué)模型帕先提出米的，1976年美國(guó)SRI國(guó)際研冗所開(kāi)發(fā)的地質(zhì)勘探專(zhuān) 家系統(tǒng)PROSPECTOR第次把語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成功地用廣知識(shí)表示。一個(gè)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)可以描述為：SN- （N. E）。其中，N是“點(diǎn)的仃以維臺(tái)：E是 連接N中節(jié)點(diǎn)的帶標(biāo)識(shí)的行向邊的集合.在語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)何的語(yǔ)義聯(lián)系可以 采用系統(tǒng)預(yù)定義,也可以由用戶(hù)自定義。語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)點(diǎn)：1）#:要相關(guān)性能被明確清晰地表示出來(lái):2）相關(guān)的事實(shí) 可以從我出接相連的節(jié)點(diǎn)中推9出來(lái).血無(wú)須遍歷整個(gè)鹿大的知也庫(kù)，3能在網(wǎng)絡(luò) 中建立性質(zhì)繼承公次：4）能夠利用少量的叢本概念的記號(hào)建立狀態(tài)和動(dòng)作描述.其 上要跳點(diǎn)：1）不

17、能保證網(wǎng)絡(luò)操作所的結(jié)論的仃效性；2）對(duì)網(wǎng)絡(luò)不存在標(biāo)準(zhǔn)的術(shù)語(yǔ) 和約定.語(yǔ)義解稀取決f操作網(wǎng)絡(luò)的程序：3）網(wǎng)絡(luò)的投索而要翅仃力的組織原則.而向?qū)ο蟮闹R(shí)表示法面向?qū)ο蟮闹R(shí)表示法是一種理想的知識(shí)衣示方式,它以抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型為質(zhì) 礎(chǔ)，能方便地描述復(fù)雜對(duì)象的冷態(tài)特性、動(dòng)態(tài)行為及相互作用兼仃其它表示方 法的優(yōu)點(diǎn)。面向?qū)ο笙到y(tǒng)的基本組成包含：1）時(shí)年（。可ect）：格知識(shí)和使用它的一組操作 或過(guò)程封裝在起得到的個(gè)實(shí)體，2）類(lèi)（da咐二具有相同結(jié)構(gòu)、屬性和功能的實(shí) 體所構(gòu)成的集合，時(shí)致是類(lèi)的實(shí)例：3）消息（message）： 一種包含調(diào)用對(duì)象、加值、 過(guò)程名和返I可值等信息的種我體，它統(tǒng)一了知識(shí)流印控制流.足

18、系統(tǒng)中對(duì)致何 產(chǎn)生聯(lián)系的紐帶；4）繼承（mhentance）；子對(duì)象（類(lèi)）然承父對(duì)公的屬性和功能. 將個(gè)知識(shí)系統(tǒng)由對(duì)象（類(lèi)）組成一個(gè)層次性網(wǎng)絡(luò)模型，各對(duì)象（類(lèi)）通過(guò)滂息相互聯(lián) 系，形成一條自然的推理鏈.共同合作完成對(duì)一介問(wèn)髭的求解.面向?qū)ο蟮娜缱R(shí)表達(dá)方式將多種單一的知i其發(fā)達(dá)方法按照面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè) 計(jì)原則組成一種混合知識(shí)表示形式，集中7各種單一如識(shí)表達(dá)方法的優(yōu)點(diǎn),又符 令G,家對(duì)領(lǐng)域?qū)Φ鹊恼J(rèn)知株式,將對(duì)象的概念和對(duì)象的性旗聯(lián)系在 起。面向H 象的知識(shí)陣具行艮好的體系結(jié)構(gòu),通過(guò)對(duì)象類(lèi)的知識(shí)發(fā)達(dá)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)抽發(fā)與信息 共享.加強(qiáng)了知識(shí)的用復(fù)使用能力，易于維護(hù).便于專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā).專(zhuān)家系統(tǒng)的推理與控

19、制策略推理的定義和方法推理是根據(jù) 定的原則公理或規(guī)則）從已知的事實(shí)（或判斷瀏出新的事實(shí)（或 另外的判斷）的思維過(guò)程，其中推理所依據(jù)的事實(shí)叫做前提（或條件），由前提所推 出的新事實(shí)叫做結(jié)論,。推理方式按照不同的標(biāo)準(zhǔn),仃以F幾種分類(lèi)方法.演緯推理和歸納推理演絆揖理是從一股性較大的前提推出一股性較小的結(jié)論的推理,其思維過(guò)程 是由一般到個(gè)別.演統(tǒng)推理的結(jié)論原則上不超出前提的范用.演舁推理的前提和 結(jié)論的聯(lián)系是必然的.只要前提真實(shí).推理形式正確.則結(jié)論一定是可靠的.歸納推理是從一般性較小的前提推出一般性較大的結(jié)論的推理，其思維過(guò)程 是由個(gè)別到一般.UI納推理的結(jié)論 股都超出前提的范周；歸納推理的前提和結(jié)

20、 論的聯(lián)系在很多情況卜不是必然的,真結(jié)論的性獨(dú)行的是確實(shí)可靠的，有的卻帶 有或然性.拓確推理小不精確推理精確推理是指前提和結(jié)論之何行確定的因果關(guān)系,所使用的己知數(shù)據(jù)和知識(shí) 是完整精確的，推理所得到的結(jié)論是正確可靠的.但是，份相當(dāng)一部份人類(lèi)知識(shí) 屬于人們的主觀判斷,是不精確的和含糊的.基這種不精確的推理知識(shí)進(jìn)行推 理稱(chēng)為不精確推理.在專(zhuān)家系統(tǒng)中,通常采用不精硝的推理，這是由于它所解決 的問(wèn)題大多屬于不艮結(jié)構(gòu)問(wèn)題. 單調(diào)推理和非單調(diào)推理聃調(diào)推理是指隨者推理過(guò)程的向前推進(jìn)和新知識(shí)的加入，推出的結(jié)論*總調(diào) 增加的趨勢(shì),并且越來(lái)越接近最終目標(biāo)。在推理過(guò)料中不會(huì)出現(xiàn)反復(fù)的情況,即 不會(huì)由J新知識(shí)的加入否定

21、了前面推出的結(jié)論，從而使推理乂退回到前面的某一 步.北單調(diào)推理是指在推理過(guò)程中由于新知識(shí)的加入,不僅沒(méi)仃加強(qiáng)一推出的結(jié) 論,反而要否定它,使巴推理退回到前面的某 步,重新開(kāi)始.非單調(diào)推理多是 在知識(shí)不完全的情況下發(fā)生的。推理控制策略推理控制策略主要解決整個(gè)問(wèn)題求解過(guò)程的知識(shí)選擇和應(yīng)用順序，即決定先 做什么，后做什么,并根據(jù)同題求解的當(dāng)前狀態(tài)分為做不同的I：作，確定一旦出 現(xiàn)異常情況如何處理等,目前,專(zhuān)家系統(tǒng)中如用的推理策略有沖突消解策略、推 理方向策略、推理搜索策略、求解策略和限制策略等沖突消解策略在推理過(guò)程中.系統(tǒng)要不斷地用當(dāng)前己知的事實(shí)與知識(shí)昨中的知識(shí)進(jìn)行匹配, 此時(shí)可能發(fā)生達(dá)憚的情況：已

22、知事實(shí)可能。如識(shí)嚀中的多個(gè)知識(shí)匹配成功，我們 稱(chēng)之為發(fā)生了沖突.這就需要按定的策略解決,以便從中挑選一個(gè)知識(shí)用 前的推理，解決沖突的過(guò)程稱(chēng)為沖突消解.沖突消解策略的基本思想是將多條知識(shí)按優(yōu)先級(jí)排序，常用的有:1）按針對(duì)性排序：優(yōu)先選用針對(duì)性較哪的知識(shí).因?yàn)樗蟮臈l件較多.其 結(jié)論一股更接近F目標(biāo)，-n籽到滿(mǎn)足，可縮短推理過(guò)程.2）按匹配度排序：優(yōu)先選用匹配度高的知識(shí),在不確定性匹配中，為了確定 兩個(gè)知識(shí)模式是否可以匹配.需要計(jì)芽這兩個(gè)模式的相似程度，當(dāng)其相似度達(dá)到 某個(gè)懂先規(guī)定的值時(shí).就認(rèn)為它們是可匹配的.3）根據(jù)領(lǐng)域問(wèn)題的特點(diǎn)指序；當(dāng)領(lǐng)域問(wèn)度有固定的求解次序時(shí)，可按該次序 對(duì)知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)

23、排序，排在前曲的知識(shí)優(yōu)先被使用.推理方向策略推理方向用于確定推理的驅(qū)動(dòng)方式,分為正向推理、反向推理、向合推理三 種，1）正向推理正向推理是以己知事文作為出發(fā)點(diǎn)的推理,又稱(chēng)為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)推理、前向affi 理, 模式制導(dǎo)推理和前件推理等.其基木思想是：從已知的信息出發(fā).選用合適 的知識(shí),逐步求解待解的問(wèn)題.具體過(guò)程是：用戶(hù)將與求解問(wèn)題的關(guān)的何息存入 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)咋，推理機(jī)根據(jù)這些信息，從知識(shí)庫(kù)中選取適用的知識(shí)，得出新的信息 存入動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，再根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)選用知識(shí).如此反復(fù).凡到求出解為止.正向推理的優(yōu)點(diǎn)是用戶(hù)可以動(dòng)提供問(wèn)題的仃關(guān)信息可以對(duì)用戶(hù)輸入事實(shí) 做出快速反應(yīng)，而且可以求出全部解。其不足之處為知識(shí)啟

24、用與執(zhí)行目的性不強(qiáng), 求解當(dāng)中可能要執(zhí)行許多與何虺求解無(wú)關(guān)的操作,導(dǎo)致推理過(guò)程的低效率.2）反向推理反向推理是以某個(gè)假設(shè)反標(biāo)作為出發(fā)點(diǎn)的推理又稱(chēng)為L(zhǎng)I標(biāo)以動(dòng)推理、逆向 鐮推理、II標(biāo)制導(dǎo)推理和后件推理等.其基本思想是：首先選定一個(gè)假設(shè)II標(biāo)， 然后4找支持該假設(shè)的證據(jù),若所需的證據(jù)都能找到,則說(shuō)明原假設(shè)是成立的： 若無(wú)論如何都找不到所箭要的證據(jù)，則說(shuō)明原假設(shè)不成立.此時(shí)需要另外選定新 的假設(shè).反向推理的優(yōu)點(diǎn)是推理過(guò)程的方向性強(qiáng)，不用尋找和不必使用那些與假設(shè)目 標(biāo)無(wú)關(guān)的信息和知識(shí),其不足之處是初始H標(biāo)的選抒較為訐目，沒(méi)有充分利用用 戶(hù)提供的他息，皆不符合實(shí)際，就要多次提出假設(shè),也會(huì)影響到系統(tǒng)的效

25、率.3）混合推理混合推理是一種綜合利用正向合理和反向推理各白優(yōu)點(diǎn)的仃效方法.其基本 思想是：先使用正向推理幫助選擇初始目標(biāo),即從已知事實(shí)演絳出部分結(jié)果,據(jù) 此選擇個(gè)目標(biāo).然后通過(guò)反向推理求解該II標(biāo)，在求解這i、ll標(biāo)時(shí)又公得到用 戶(hù)提供晌更多付息，再正向推理，求得更接近的H標(biāo),如此反復(fù)正向推理一反向 推理這個(gè)過(guò)程.宜至向踵求解為止.混企推理的優(yōu)點(diǎn)也融合了正向推理和反向推理的優(yōu)點(diǎn)，還能標(biāo)縮搜索空間,提 高搜索效率，但共控制策略較前兩者更雜。推理搜索策略在解決問(wèn)題的過(guò)程中，根據(jù)問(wèn)您的實(shí)際情況構(gòu)造一條代價(jià)較少的推理路線(xiàn). 使問(wèn)題得到同河解決的過(guò)程稱(chēng)為搜索。常見(jiàn)的搜索法仃寬度優(yōu)先搜索川深度優(yōu) 先搜索

26、兩種.1)寬良優(yōu)先搜索(Breath-First Search,BFS)寬度優(yōu)先搜索乂你廣度優(yōu)先搜索，其基本思想是：從初始行點(diǎn)邑開(kāi)始,逐層 地對(duì)方點(diǎn)進(jìn)行獷展,并考察它是含為目標(biāo)行點(diǎn)在對(duì)第n層的節(jié)點(diǎn)沒(méi)有全部擴(kuò)展 并考察之前,不時(shí)第 什1層的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展,搜索過(guò)程的流程圖如圖26所示.圖26寬度優(yōu)先搜索流程因Fig 2.6 The flovr figure of breath-first search寬度優(yōu)先搜索的優(yōu)門(mén)星匕忘了搜索中可能出現(xiàn)的各種懵形.因此只要問(wèn)題(J 解，采取該方法就一定能以最短的路徑搜索到這外解，其不足之處是隨著搜索深 度的增加.卜一一步的搜索節(jié)點(diǎn)可能會(huì)呈指數(shù)增長(zhǎng),因而所耗費(fèi)的

27、時(shí)向?qū)⑹蔷薮蟮摹?)深度優(yōu)先搜索(Depth-First Search, DFS)深度優(yōu)先搜索的魅本思想是：從初始節(jié)點(diǎn)耳開(kāi)始，在其子節(jié)點(diǎn)中選擇一個(gè)母 點(diǎn)進(jìn)行考察,若不是目標(biāo)書(shū)點(diǎn)，則在該節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)中選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行考察, 一直如此向卜搜索。深度優(yōu)先搜索與寬度優(yōu)先搜索的唯一區(qū)別是：寬度優(yōu)先搜索是將節(jié)點(diǎn)n的r RM放入到T1的局部，而深度優(yōu)先搜索是把節(jié)點(diǎn)口的子節(jié)點(diǎn)放入的 的首部深度優(yōu)先搜索的不足之處；仃可能會(huì)出現(xiàn)無(wú)力遞歸的情況，從而搜索不到需 要的解:即使搜索到也極可能不走最短路徑，會(huì)浪費(fèi)很大時(shí)間和精力.專(zhuān)家系統(tǒng)的解釋機(jī)制專(zhuān)家系統(tǒng)的解科機(jī)制負(fù)貢時(shí)領(lǐng)域?qū)＜一蛴脩?hù)提出的問(wèn)題給出解秤或說(shuō)明，實(shí) 現(xiàn)系統(tǒng)的

28、透明性，是專(zhuān)家系統(tǒng)區(qū)別于其它計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)的重要特征。解科機(jī) 制甘要有兩個(gè)功能：一是專(zhuān)家JK統(tǒng)同用戶(hù)的交互過(guò)程中.系統(tǒng)的行為能產(chǎn)生易于 被用戶(hù)理解的說(shuō)明：二罡對(duì)系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)的靜態(tài)說(shuō)明.II前.睇料機(jī)制的實(shí)現(xiàn)力法上要有以卜一四種31 ： 預(yù)置文本法(Prepared Text)預(yù)置文木法乂稱(chēng)唱片解和法(CannedExplanation),把每一問(wèn)題求解方式:的解穢 賴(lài)先用白然語(yǔ)言或其他易于理解的形式寫(xiě)好,插入程序段或相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中,在 推理過(guò)程中或推理之后，卜旦用戶(hù)中問(wèn)到己f j 杼文本的問(wèn)題，只需要把相 做的解拜文本填入解料框架.組織成對(duì)這個(gè)問(wèn)題的解稈提交給用戶(hù).預(yù)押一本的里撲 9法簡(jiǎn)單l觀.

29、如漢. ./i編制能M竹-1，可以 針討不同用戶(hù)的要求編制出不同的解驊文本。但是，對(duì)每一個(gè)可能的問(wèn)題都要編 制孵擇預(yù)置文本，及至對(duì)個(gè)月題要編制幾個(gè)解釋U置文本，大大增加了系統(tǒng)開(kāi) 發(fā)的工作量. 路位用盼法(TracingExplanation)路性跳蹤法是對(duì)推理過(guò)程進(jìn)行跟蹤,將問(wèn)題求解所使用的知識(shí)門(mén)動(dòng)記求卜來(lái)。 當(dāng)用戶(hù)提出需要解稗時(shí),解釋器向用戶(hù)要不問(wèn)題求解路名。路徑跟蹤法向用戶(hù)不 供Why解料和HowM糅,對(duì)Why問(wèn)題的回答，系統(tǒng)代證明過(guò)程中確定讓哪一個(gè)規(guī)則 同當(dāng)前系統(tǒng)提問(wèn)有關(guān),將該煙則告訴用戶(hù)便完成了解環(huán)：對(duì)How詞題的回答需從 當(dāng)前目標(biāo)出發(fā)，套找整個(gè)證明過(guò)程，把推理槌中涉及的有關(guān)燒則或知識(shí)組織成解 科文本.告訴用戶(hù)是怎樣的推理路徑導(dǎo)致。前的結(jié)論的.路位跟蹤解箱法的 :要優(yōu)點(diǎn)是解樣過(guò)程簡(jiǎn)單，保證問(wèn)題求解過(guò)程與解釋機(jī)制 運(yùn)作的一致性。但是所作的解祚說(shuō)明如何使用不容易