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人工智能與專家系統(tǒng)第五章專家系統(tǒng)第一頁,共二十三頁,編輯于2023年,星期六第一節(jié)專家系統(tǒng)概論一、專家系統(tǒng)的基本概念1、專家系統(tǒng)的概念具有相當(dāng)于專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)水平,以及解決專門問題能力的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通常指計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)2、專家系統(tǒng)的特點(diǎn)1)與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序相比,ES的特點(diǎn)知識(shí)信息處理系統(tǒng)知識(shí)利用系統(tǒng)具有知識(shí)推理能力咨詢解釋能力第二頁,共二十三頁,編輯于2023年,星期六第一節(jié)專家系統(tǒng)概論2)與人類專家相比,ES的特點(diǎn)ES的知識(shí)具有永久性ES的知識(shí)和它本身都很容易被復(fù)制和傳播ES的知識(shí)具有高度的一致性和可靠性ES的費(fèi)用較人類專家低得多第三頁,共二十三頁,編輯于2023年,星期六第一節(jié)專家系統(tǒng)概論二、專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)知識(shí)庫推理機(jī)知識(shí)獲取對(duì)話解釋/幫助自然語言界面人類專家使用者第四頁,共二十三頁,編輯于2023年,星期六第一節(jié)專家系統(tǒng)概論三、專家系統(tǒng)的用途和類型1、專家系統(tǒng)的用途知識(shí)利用、保存和傳播的現(xiàn)代化工具人工智能和知識(shí)工程技術(shù)的開發(fā)環(huán)境2、專家系統(tǒng)的類型解釋型診斷型設(shè)計(jì)型教學(xué)型咨詢型工具型第五頁,共二十三頁,編輯于2023年,星期六第二節(jié)專家系統(tǒng)入門一、一個(gè)簡(jiǎn)單的專家系統(tǒng)該系統(tǒng)沒有知識(shí)的獲取、解釋和幫助功能其知識(shí)庫沒有采用外部文件的形式,而是程序的一部分其知識(shí)直接采用PROLOG規(guī)則形式表達(dá)推理機(jī)直接應(yīng)用PROLOG的推理機(jī)制第六頁,共二十三頁,編輯于2023年,星期六第二節(jié)專家系統(tǒng)入門二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、診斷的表示三個(gè)診斷結(jié)果分別用三個(gè)diagnose規(guī)則表示如:如果臉色通紅
and皮膚發(fā)燙
and體溫升高那么中暑用PROLOG規(guī)則表示:diagnose(“中暑”)ifsymptom(“臉色通紅”)andsymptom(“皮膚發(fā)燙”)andsymptom(“體溫升高”)diagnose(“病因不明”)第七頁,共二十三頁,編輯于2023年,星期六第二節(jié)專家系統(tǒng)入門2、癥狀的表示用symptom謂詞表示每個(gè)癥狀需定義一條規(guī)則,如symptom(“惡心”)ifask(“病人是否惡心”,“惡心”)在database段,定義兩個(gè)數(shù)據(jù)庫謂詞:yes(symptom)no(symptom)ask(Text,Keyword)ifwrite(Text),readchar(Answer),write(Answer),nl,Answer=‘y’,asserta(yes(Keyword)).ask(_,Keyword)ifasserta(no(Keyword)),fail.第八頁,共二十三頁,編輯于2023年,星期六第二節(jié)專家系統(tǒng)入門3、措施的表示一般性措施,用“或”關(guān)系與三種診斷結(jié)果相對(duì)應(yīng)特殊措施,用于不同的診斷結(jié)果用measure謂詞表示數(shù)據(jù)庫謂詞recognized用于存儲(chǔ)診斷結(jié)果第九頁,共二十三頁,編輯于2023年,星期六第二節(jié)專家系統(tǒng)入門三、程序的執(zhí)行過程調(diào)用diagnose(D)規(guī)則,證明診斷將診斷結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫調(diào)用measure(M)規(guī)則,給出應(yīng)采取的措施第十頁,共二十三頁,編輯于2023年,星期六第二節(jié)專家系統(tǒng)入門四、規(guī)則庫的構(gòu)造輕度中暑中暑日射病andandand冷汗脈頻體溫正常蒼白臉色發(fā)紅皮膚發(fā)燙體溫過高惡心嘔吐皮膚涼R1R2R3第十一頁,共二十三頁,編輯于2023年,星期六第二節(jié)專家系統(tǒng)入門五、程序運(yùn)行醫(yī)療診斷系統(tǒng)請(qǐng)用y或n回答下列問題病人臉色是否蒼白?n病人臉色是否發(fā)紅?y病人皮膚是否發(fā)燙?y病人體溫是否過高?y診斷結(jié)果:中暑請(qǐng)采取以下措施:病人是否已昏迷?n將病人抬到陰涼處用濕毛巾擦身降溫呼救第十二頁,共二十三頁,編輯于2023年,星期六第二節(jié)專家系統(tǒng)入門醫(yī)療診斷系統(tǒng)請(qǐng)用y或n回答下列問題病人臉色是否蒼白?n病人臉色是否發(fā)紅?y病人皮膚是否發(fā)燙?y病人體溫是否過高?n病人皮膚是否發(fā)涼?y病人是否惡心?y病人是否嘔吐?y診斷結(jié)果:日射病請(qǐng)采取以下措施:病人是否已昏迷?y病人呼吸是否正常?y平躺將病人抬到陰涼處將病人抬到陰涼處呼救第十三頁,共二十三頁,編輯于2023年,星期六第三節(jié)正向推理專家系統(tǒng)一、系統(tǒng)規(guī)劃1、系統(tǒng)的基本功能通過對(duì)話輸入新的知識(shí)庫并加以儲(chǔ)存調(diào)入一個(gè)已儲(chǔ)存的知識(shí)庫通過對(duì)話輸入已知事實(shí)結(jié)論推理并輸出結(jié)果程序不用重新啟動(dòng)也能重復(fù)運(yùn)行第十四頁,共二十三頁,編輯于2023年,星期六第三節(jié)正向推理專家系統(tǒng)2、系統(tǒng)的擴(kuò)展功能用菜單的形式控制用菜單的形式選擇事實(shí)輸入對(duì)知識(shí)庫進(jìn)行編輯第十五頁,共二十三頁,編輯于2023年,星期六第三節(jié)正向推理專家系統(tǒng)3、知識(shí)的表達(dá)rule(編號(hào),[條件1,條件2,…],結(jié)論)如:rule(3,[“哺乳動(dòng)物”,“個(gè)頭大”,“有長(zhǎng)鼻子”],“大象”)rule(4,[“生活在水中”,“用鰓呼吸”],“魚”)第十六頁,共二十三頁,編輯于2023年,星期六第三節(jié)正向推理專家系統(tǒng)二、推理機(jī)設(shè)計(jì)start檢查下一條規(guī)則不再有其他規(guī)則stop結(jié)論存在數(shù)據(jù)庫中所有條件都滿足對(duì)使用者提供解釋YNNYYN結(jié)論存入數(shù)據(jù)庫中inferenceifrule(Rn,Cond,Cons),not(fact(Cons)),meeted(Cond),explain(Rn,Cons),assertz(fact(Cons)),fail.meeted([]).meeted([Cond|Rest])iffact(Cond),meeted(Rest).第十七頁,共二十三頁,編輯于2023年,星期六第三節(jié)正向推理專家系統(tǒng)三、規(guī)則庫的產(chǎn)生提供兩種操作:構(gòu)造新的知識(shí)庫(a)或?qū)⒁汛嬖诘闹R(shí)庫調(diào)入內(nèi)存(b)process(‘a(chǎn)’)ifacquisition.process(‘b’)ifwrite(“請(qǐng)輸入知識(shí)庫名:”),readln(Name),consult(Name),writef(“知識(shí)庫%已裝入”,Name).若輸入的知識(shí)庫名字不存在process(‘b’)ifwrite(“指定的知識(shí)庫不存在!”),beep,wait(15000),start.wait(0).wait(N)ifN1=N-1,wait(N1).第十八頁,共二十三頁,編輯于2023年,星期六第三節(jié)正向推理專家系統(tǒng)當(dāng)使用者即不選擇a,也不選擇bprocess(_)ifwrite(“選擇錯(cuò)誤,注意只能選擇a或b”),
beep,wait(15000),start.新建知識(shí)庫——acquisitionrule_read(Nr)ifconditions_read([],List),conclusion_read(Conclusion),assertz(rule(Nr,List,Conclusion)),Nr1=Nr+1,continue(Nr1).第十九頁,共二十三頁,編輯于2023年,星期六第三節(jié)正向推理專家系統(tǒng)讀入條件conditions_read(L1,L2)ifwrite(“請(qǐng)輸入條件”),readln(B),B<>”*”attach(L1,[B],Lnew),conditions_read(Lnew,L2).conditions_read(L,L).attach([],L,L).attach([X|L1],L2,[X|L3])ifattach(L1,L2,L3).第二十頁,共二十三頁,編輯于2023年,星期六第三節(jié)正向推理專家系統(tǒng)四、事實(shí)的收集dialogifmakewindow(3,7,7,”事實(shí)搜集”,2,2,20,75),write(“請(qǐng)輸入已知事實(shí),打入星號(hào)退出:”),nl,facts_readin.facts_readinifwrite(“事實(shí)”),readln(F),F<>”*”,assertz(fact(F)),facts_readin.facts_readin.第二十一頁,共二十三頁,編輯于2023年,星期六第三節(jié)正向推理專家系統(tǒng)五、動(dòng)物識(shí)別1、知識(shí)庫rule(1,[“有毛皮”],“是哺乳動(dòng)物”)rule(2,[“產(chǎn)乳”],“是哺乳動(dòng)物”)rule(3,[“有羽毛”],“是鳥”)rule(4,[“下蛋”],“是鳥”)rule(5,[“能飛”],“是鳥”)rule(6,[“能游水飛”,“生活在水中”],“是魚”)rule(7,[“有長(zhǎng)鼻”,“是哺乳動(dòng)物”],“是大象”)rule(8,[“有鬃毛”,“是哺乳動(dòng)物”],“是獅子”)rule(9,[“有駝峰”,“是哺乳動(dòng)物”],“是駱駝”)rule(10,[“尖耳朵”,“是鳥”],“是貓頭鷹”)rule(11,[“鉤”,“是鳥”],“是鷹”)rule(12,[“紅色”,“是魚”],“是金魚
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