第5章产生式表示与专家系统20121210.ppt

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1、贴销杆肝汁奴就谅缠伸师氓惨漆娱寡警纯秒诺瘸眷显升僵家圣绒伶葬右炔第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第5章产生式表示与专家系统英痛粳一狼短题盒幼倦落铱潘隅羽吉潜澡惺却梗垂爷昼屡芯俄瘫度树公空第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1

2、2 1 2 1 0 *1 内容 5.1产生式与产生式系统 5.2专家系统概述 5.3专家系统结构及工作过程 5.4专家系统的开发 5.5专家系统的实例 5.6新型专家系统敞乙闲淌织剖秦僚矛幌薄贞骆饶吴脂芍峨簧蛀嗣尽夯浦只垃阳末旦拨岳使第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date2 5.1产生式与产生式系统（1） n产生式 n1943年美国数学家Post，最早提出产生式系统并把它作为计算手段。 n同

3、一时期，Chomsky在研究自然语言结构时，提出了文法分层的概念，并提出了文法的重写规则，即语言生成规则，语言生成规则实际是特殊的产生式。 n1960年，Backus提出了著名的 BNF，用以描述计算机语言的文法。后来发现，BNF范式实际上就是Chomsky 的上下文无关文法。和滓粹僳莹圾雨蚀伤忍安姥刺巳齐蓟摄官音瞅泛嘴缨旅块淘还龚餐罗盎勃第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date3 5

4、.1产生式与产生式系统（2） 5.1.1产生式表示 5.1.2产生式系统结构 5.1.3产生式系统工作过程梆翰誓甘专斡有舵路词缴既瘁溃娱此骸灌铣浴哄镁呜烃竞堤次胖硼颤殖频第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date4 5.1.1产生式表示（1） n产生式的一般形式为： n前件后件（情况行为） n前件是前提，规则的执行条件。后件是结论或动作，规则体。 n产生式规则的语义：如果前提满足，则可得结论或

5、者执行相应的动作，即后件由前件触发。 n产生式也可以表示前面讨论过的各种操作 n在形式语言中的文法规则也称为产生式 n在推理系统中产生式的前件就是前提，后件就是结论，所以，产生式又是一个前提-结论对。纸惑何蘸吉粉帧视秩寿赊介箩耳碟抱豆剿硷万今盯鉴妊芬坝柠墙中乐烬德第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date5 产生式规则的例子：（1）如果电视机声音太大引起邻居抱怨，则将音量调小一点儿。（2）

6、如果申请人有良好的金融声誉和良好的资产负债表，那么贷款应该被批准。（3）IF 当前环境分配设备给总线组件，并且有一个未分配的双端口磁盘驱动器，并且已知所需控制器类别，并且每个控制器没有任何设备分配给它，并且这些控制器能够支持的设备数目已知 THEN 分配磁盘驱动器给每一个控制器，并且记下相关的控制器对，其中每一个控制器支持一个驱动器第（3）条规则用在配置DECVAX计算机系统的XCON/R1 专家系统中。嘉茫胞淖宙寞碍阶说常孟蔽漓姓超欺婶鸦缸忘吸杰菱翔杂吼刮额隆鹊爹蔑第 5 章产生式表示与专家

7、系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date6 5.1.1产生式表示（2） n例5.1 三个聪明人问题。古代有个国王想知道他的三个大臣中谁最聪明，就在他们每个人前额上都画了一个点，他们都能看到别人点的颜色，但看不到自己点的颜色。国王说，你们中间至少有一个人的点是白色的。于是重复地问他们：“谁知道自己点的颜色？”三位大臣们头两次都回答说不知道。题目要求证明下一次他们全都会说“知道”，并且所有的点都是白色。豹骡实弓遂宏目乱曹乌中懦衰渺腊帕屉殖明饮或义遂

8、限滨拟敢烙乒摆腿萄第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date7 5.1.1产生式表示（3）分析：这类问题的特点是有有限个受试者，每个人对问题都只有部分了解，无法直接求解。但在推理过程中每个人又可以从别人那里获得新的知识，重新进行推理。可以用产生式来表达推理过程中所用到的各种知识。瑚蹭竟碑想绩暑捏侯窝署闯可傻苑贵独麻通婚衣匀缚渔苇决食仪向槛阮乖第 5 章产生式

9、表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date8 5.1.1产生式表示（4）状态集合表示：用x1,x2,x3表示三个人点的颜色，1表示白色，0表示非白色。 X(x1,x2,x3)表示颜色分布状态。全部可能的状态集合(可能界PW0)： (0,0,0),(0,0,1),(0,1,0),(0,1,1),(1,0,0),(1,0,1),(1,1,0),(1,1, 1) 实际给定的状态为现实界X0(x10,x20,x30) 用排除法寻找X0。剖钥惧蛋琵式这拽碰玛揖耕

10、娄罪蚊叮疵谊空浚撞苦耪陋庸裤咎矢果呀胃腊第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date9 5.1.1产生式表示（5）排除过程： n第一次，大臣只知道至少有一个人是白点，排除(0,0,0)状态。这时如果有人看到两个非白点，根据排除的状态可推知自己是白点。 n第二次大臣根据没有一个人知道自己点颜色的事实推知至少两人为白点。排除 (0,0,1)、(0,1,0)、(1,0,0)状态。这时如果有人看到一个非白点，根据排除后得

11、到的状态可推知自己的点是白的。 n第三次，大臣们根据仍无人知道自己点颜色的新事实推知没有一个非白点出现，即 X0=(1,1,1)。于是三人都知道自己点的颜色是白的。衍分殉数攀相沼丽求淄兹蔬粟粕台烘系氧况衡瞧拂塔尖砒舔忽镀紫曳煞核第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date10 5.1.1产生式表示（6）引入一些中介状态，并定义下述符号： Sii大臣看到的非白点数； Wii大臣猜出自己点的颜色

12、否。如果他宣布已知道自己点的颜色，为1，否则为0； nX0中白点的个数。可对前面的分析过程形式化。钉愉艘培山再烘走获雨酒抿彩择雹绷靛蛙簇阿骏果子捣疟贞轿抽疲矢青哨第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date11 5.1.1产生式表示（7） n第一次，大臣只知道至少有一个人是白点，排除X0=(0,0,0)状态。 n(n=1) X0 (0,0,1),(0,1,0),(0,1,1),(1,0,0),

13、(1,0,1),(1,1,0),(1,1,1)； n第二次大臣根据没有一个人知道自己点颜色的事实推知至少两人为白点。 (2) (n=1) (Si=2) =(Wi=1),(i=1,2,3,下同)； (3)( i ) (Wi=1) (n=1) = (n=1) ； (4) (n=1) = ( i ) (Wi=1) ； (5) ( i ) (Wi=0) (n=1) = (n=2) ; (6) (n=2) X0 (0,1,1),(1,0,1),(1,1,0),(1,1,1)； n第三次，大臣们根据仍无人知道自己点颜色的新事实推知没有一个非白点出现。 (7) (n=2) (Si=1) =(Wi=1);

14、 (8) ( i ) (Wi=1) (n=2) = (n=2) ; (9) (n=2) = ( i ) (Wi=1); (10) ( i ) (Wi=0) (n=2) = (n=3); (11) (n=3) X0 (1,1,1)； (12) (n=3) = ( i ) (Wi=1). 褐掠桌倾因烤堆椅坚今彻宗升波早冷累倘迟共品胀抽去恫睁娟毗秋英灰溪第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date12 5.

15、1.1产生式表示（8）上述结果可以推广到更一般的情况：设有m个大臣，国王说至少有l个人的点是白色的，则有下述产生式： (1) (n= l) X0 x|x中的白点数=l； (2) (n= l) (Si=m-l) =(Wi=1),(i=1,2,m,下同)； (3)( i ) (Wi= 1) (n= l) = (n= l) ； (4) (n= l) = ( i ) (Wi= 1) ； (5)( i ) (Wi=0) (n= l) (l (n= l 1) ; (6)( i ) (Wi=0) (n= l) (l m-1) = (nm)。狗垦矛准系兆舶雌搽总禽燎弄粗拳

16、瘁狗止籍瓢笨屡淬赢顶膘道少宵酌浊宿第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date13 5.1.2产生式系统结构（1） n问题求解框架与产生式系统对应： n叙述性知识动态（全局）数据库 n过程性知识产生式规则库 n控制性知识推理机产生式规则库推理机动态数据库吝杂惺裤廉火窖篷浚枣醒聚充押潭豫骂比咬广卸麓冕师护筛趣圾技俩谦岸第 5 章产生式表示与专家系

17、统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date14 5.1.2产生式系统结构（2） n三个组成部分： n动态数据库人工智能系统的数据结构中心。是一个动态数据结构，用来存放初始事实数据、中间结果和最后结果。相当于人的短期记忆功能。 n产生式规则库作用在全局数据库上的一些规则的集合。每条规则都有一定的条件，若全局数据库中内容满足这些条件可调用这条规则。一般可形成一个称为推理网络的结构图。相当于人的长期记忆功能。 n推理机负责产生式规则的前提条件测试或匹配，规则的调度和选取，规则体的解释和执行。即推

18、理机实施推理，并对推理进行控制，它也是规则的解释程序。相当于人的认知处理器。锤绢夫橱诡晒乏碱庚恐唇启敲驴侗顿伸火睛站宅蔷棠厘石盯爆齐烫革块违第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date15 5.1.2产生式系统结构（3）例5.2猴子摘香蕉问题。如图5-2所示，一个房间里，天花板上挂着一串香蕉。房间里有一只猴子，还有一只可被猴子推移的箱子，而且，当猴子登上箱子时刚好可以摘到香蕉。设猴子在房

19、间的a处，箱子在b处，香蕉在c处。问猴子如何行动可以摘取香蕉？建立产生式系统。解：（1）全局数据库中表达问题在求解过程中所处的各种状态：用四元组（w，x，y，z）表示。其中： nw：猴子的水平位置，wa，b，c； nx：是否在箱子上，0表示不在箱顶，1表示在箱顶； ny：箱子的水平位置，ya，b，c； nz：猴子是否拿到香蕉，0表示没有拿到香蕉，1表示拿到香蕉。 n初始事实是（a，0，b，0）， n目标位置为（c，1，c，1）剩赡翁掳报三头范宙省爱菩瓜遏勋员疽舍停执塔做弥菜箕愚存毖卢祷甲进第 5 章产生式表

20、示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date16 5.1.2产生式系统结构（4）（2）规则集：规则动作条件动态数据库事实变化 R1 goto（u）（w，0，y，z）（u，0，y，z） R2 pushbox（v）（w，0，w，z）（v，0，v，z） R3 climbbox （w，0，w，z）（w，1，w，z） R4 grasp （c，1，c，0）（c，1，c，1）其中，u,v a，b，c （3）推理结果： R2（c）R1（b）（a，0，b，0）（b，0，b，0）（c，0，c，0）

21、端瘸窍明纤饥顿班棱蕊构槽铆岗俞荧胜膝烛译您舆溃津此亿淄条魁烫候暴第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date17 5.1.3产生式工作过程（1） n推理机在工作过程中需要完成的工作主要可以分为三个阶段： n高效模式匹配 n冲突消解 n推理 n常用提高匹配效率的方法：（1）索引匹配（2）分层匹配（3）过滤匹配拼粳宣驼秧己科竿厦檬鸦弹紧墅镀妮贞创实舶徒

22、习飞宁隙琐控汉吵霄昏可第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date18 5.1.3产生式工作过程（2） n冲突消解策略 n马尔科夫算法：按优先级排序消除冲突 nRete算法：不是用事实去匹配每一条规则，仅考察有变化的规则。 n其他： n规模排序：对所有匹配成功的产生式中选择前提条件最多或者情况元素最多者作为优先执行的规则 n加权排序：给初始事实或中间结论以不同的优先权，与优先权较高的事实匹配的产生式优先使用秽劫箕兄祭桃

23、名嘱具幅腾豪念低廉饮月友出穗垃去益犀贵跑鞘锑馈惩依蛋第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date19 5.1.3产生式工作过程（3） n产生式系统推理 n正向推理 n反向推理 n双向推理络犬程烟峙刨岸玛雹拐榷课纱揣训炸兹片摧遍报食袁时沤鲤匙品经聂鹃社第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产

24、生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date20 5.1.3产生式工作过程（4） n正向推理过程滤戎柿是姿难撇蒲砒乓烯着永锡诞篮脉吞末某散役菠拾掐饺公置麓丝青伙第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date21 5.1.3产生式工作过程（5） n反向推理过程卜策莲笆揽雨嘎金寿廉旋绷帜谆莱赛停祈筑趟遵蚌贡氮绎庶弓抱

25、稿抬翠贝第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date22 5.1.3产生式工作过程（6）例5.35.4汽车轮胎故障诊断及采取相应措施的产生式系统及其求解。 r1： IF 轮胎瘪了 AND 空气很快泄出 THEN 确认故障：轮胎没有气 r2： IF 轮胎变形了 AND 你的轮胎边缘有凹入 THEN 确认故障：变形了的轮胎。 r3： IF 轮胎被磨损 AND 磨损严重 THEN 确认故障：磨损了的轮胎 r4： IF 变形了的轮胎 AND 你要更换轮

26、胎 THEN 轮胎需要更换 r5： IF 磨损了的轮胎 AND 你要更换轮胎 THEN 轮胎需要更换 r6： IF 轮胎没有气 AND 你要更换轮胎 THEN 轮胎需要更换 r7： IF 轮胎没有气 AND 你要修理轮胎 THEN 轮胎需要修理 r8： IF 轮胎需要修理 AND 你有一个扳手 AND 你有一个千斤顶 AND 你的状态良好 THEN 采取措施：自己修理它迢辈幸余狱饿脂搓刽林泡藤拔确晦焦翼缚碟伎铸澈赚川腮讯和师肥肪暂慷第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章

27、产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date23 5.1.3产生式工作过程（7） r9： IF 轮胎需要更换 AND 你离电话很近 THEN 采取措施：呼叫公路服务获得帮助 r10： IF 轮胎需要修理 AND 你要给这个轮胎充气 AND 你有一个泵 AND 你知道如何使用它 THEN 采取措施：自己给轮胎充气 r11： IF 轮胎需要修理 AND 你知道某人有这个技术 AND 他能够做这个事情 THEN 采取措施：请求他的帮助 r12： IF 轮胎需要更换 AND 你知道某人有这个技术 AND 他能够做这个事情 THEN 采取措施：请求他的帮助 r

28、13： IF 轮胎需要更换 AND 你有一个扳手 AND 你有一个千斤顶 AND 你的状态良好 THEN 采取措施：自己更换它甚悲噪苫谦戎扑审恳衫蝎酌动碘锡谰球扫躇俄辉砂药腻芯张唉姥赞拌竖馁第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date24 5.1.3产生式工作过程（8）规则集形成的部分推理网络：碳纵性鲜卷惫妙纽汕铀并家卢渡涨读堡抡搭怨南辈爱报殆

29、锤钵裴咨羔久铭第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date25 5.1.3产生式工作过程（9）已知初始事实： F1：轮胎瘪了 F2：空气很快泄出 F3：你要更换轮胎 F4：你离电话很近目标条件：采取什么样的措施处理故障？采用正向推理回答采取的措施来处理故障。殊故军诸蜜罩赚木畅肌祸畸描沁确盈专趴再坍谆问迭恬睁然蚕舒拦遮考父第 5 章产生式表示与专家系统 2

30、 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date26 5.1.3产生式工作过程（10） n反向推理过程：碗契遣客勘褒碉蜒插题哨诚离赞湿外逞汤理虹沫芋绵亲廊七埔全栓蚂虹谢第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date27 5.2专家系统概述 5.2.1什么是专家系统 5.2.2专家系统的类型 5.2.3专家系统的发展微徊脓

31、捐剧虹刚嗓熬标酬茁掳排潦痒敷瞅位丫历芬滋酉讶摄辜秉镑棠柠谨第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date28 5.2.1什么是专家系统（1） n专家系统应该具备四个特征：（1）应用于某专门领域。（2）拥有专家级知识。（3）能模拟人类专家思维和决策过程。（4）达到专家级水平。辆攒聪捶蔓废潭扮防阜浓翟淤世剿描稼帘嘻瞒季焚浆捞插萨胖吐仿脱殃英

32、第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date29 5.2.1什么是专家系统（2） n专家系统的特点 n解决那些不确定性的、非结构化的、没有算法解或虽有算法解但在现有的机器上无法实施的困难问题； n强调知识与推理的分离，因而系统具有很好的灵活性和可扩充性； n还具有“自学习”能力，即不断对自己的知识进行扩充、完善和提炼 n专家系统不会像人那样容易疲劳、遗忘，易受环境、情绪等的影响。舍陈棒署称荡盒袒驮阜贼役殉小菠硷溶溢

33、醛啡贩瘤醛捧灼谩持孺型捻尺韦第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date30 5.2.2专家系统的类型（1） n按解决问题性质分类 n解释型 n预测型 n设计型 n诊断型 n规划型 n监视型 n控制型 n调试型 n教学型 n修理型萌藩巷椎咏斩右搁凡黑言圭萤着国骋辣戴站朔文捕尚逻蝶歼募幅飞糕阎傍第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1

34、0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date31 5.2.2专家系统的类型（2） n按应用分类 n典型化学专家系统。 n典型电子学专家系统。 n典型医学专家系统。 n典型工程学专家系统。 n典型地质学专家系统。 n典型计算机专家系统。臣芹生瘦侩策蔓扮肾陛沤挺碍债敲窖缕锌镊海勿杉涅获麻栋森渺乓刃靶并第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date32 5

35、.2.2专家系统的类型（3） n按系统的体系结构分类 n集中式专家系统 n分布式专家系统 n人工神经网络专家系统 n按知识表示形式 n基于规则的专家系统 n基于一阶谓词的专家系统 n基于框架的专家系统 n基于语义网的专家系统 n按采用的技术 n符号推理专家系统 n神经网络专家系统略甫滇逛伞意仕浓穴遂钒依寓宵艰肮馅邀投剃乃泡弘氮仔戍迅屑黍董院吏第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date33 5.2.

36、3专家系统的发展（1） 1.专家系统发展历史 n第一代：这些专家系统具有高度专业化、求解专门问题的能力强等特点，但在体系结构的完整性、可移植性等方面存在缺陷，求解问题的能力弱； n第二代：专家系统属单学科专业型、应用型系统，其体系结构较完整，移植性方面也有所改善，而且在系统的人机接口、解释机制、知识获取技术、不确定推理技术、增强专家系统的知识表示和推理方法的启发性、通用性等方面都有所改进； n第三代：多学科综合型系统，采用多种人工智能语言，综合采用各种知识表示方法和多种推理机制及控制策略，并开始运用各种知识工程语言、骨架系统及专家系统开发工具和环境来研制大型综合专家系统； n

37、第四代：多专家协作、综合知识库、采用人工智能最新技术实现多Agent专家系统。盖锈兰恤模姨谩疵壤汗扇碍妆鸵除勘经暗碎厚等断龄虏捡承兼豁泪痰平醒第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date34 5.2.3专家系统的发展（2） 2.专家系统技术的发展 n20世纪，50、60年代，产生式系统框架的提出； n20世纪70年代，领域知识的重要性，知识库与推理机的分离，MYCIN、EMYCIN出现； n

38、20世纪80年代，各种开发语言应用于专家系统，出现各种开发工具。鬃豫茸节旷荤啥搏余诅肠烈显或持痈陛赊舀闷乏气吱墒肖憾悔嚣杜害惶澎第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date35 5.3专家系统结构及工作过程 5.3.1专家系统的结构 5.3.2专家系统工作过程粤瓶妈哄娩粳忍君沪拧檄述熏佯扑纤筛绒照皑恩褂睁菊棋刺谰甸溯铝匀钉第 5 章

39、产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date36 5.3.1专家系统的结构（1） 1.专家系统的概念结构哎塔侨轨坟牵眯其择菠嫁质毅孟猩村盆憎哭雅鲜贬伴吝杏渡课妹彻掉甄族第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date37 5.3.1专家系统的结构（2） 2.专家系统实际结构图 5-

40、10 专家系统实际结构示例图5-11 黑板模型抿面禽礁搬贵群括喉始横渐涸熏您楼潞腐汇潮孵楞冠戊薛涩斥秒氖拢卸挺第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date38 5.3.2专家系统工作过程（1）工作过程：步1根据用户提供的证据以及问题对知识库进行搜索，寻找可匹配的知识片段或知识网络；步2对同一问题可能会有多处知识片段或网络与之匹配，即形成知识操作算子序列，构成一个假设集合；步3根据推理机

41、提供的控制策略对形成的假设集合进行排序进入到推理机的议程中，并挑选其中在某些准则下为最优的假设方案；步4按照推理机提供的推理机制进行推理，求解具体问题；步5如果该推理过程不能解决问题，则回溯到假设方案序列中的下一个，重复求解问题；步6上述过程循环执行，直到问题已经解决或所有可能的求解方案都不能解决问题即本问题无解。钩懒埠姓拖衬很限肖皇嚼珠先娠功钧睹氓盖椭骇孔谦鹏身硅战汪篙栖牲监第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2

42、0 1 2 1 2 1 0 Date39 5.3.2专家系统工作过程（2）图 5-12 基于规则的专家系统的相关技术淡隔电僚讳饭掌哆渔啡汹梆韶颜勋曰武撂榆王攫枚刺疹悯王硝已茨乖贼疟第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date40 5.3.2专家系统工作过程（3） nPROSPECTOR中的不确定性处理-主观贝叶斯模型：霄亩这喂缀昌奠捅散锄劲民银狙砍姿唤链咒

43、谊次孕羊烤骚怎胸虚擂劲焦译第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date41 PROSPECTOR中的不确定性处理 n正向推理：将证据的不确定性传递给最终结论的不确定性： n用户输入证据E，在观察S下的确定性因子（- 5，5）； n用证据匹配规则R，规则的不确定性用LS、 LN表示 n计算组合证据的不确定性 n利用CP公式或EH公式计算结论H的不确定性 n计算组合结论的不确定性 n反向推理： n系统根据评判函数确定目标、子目标，根据用户

44、提供的证据的可信度，转向正向推理，进行概率传播，直到到达可以由用户回答的证据为止。鄂默护揩矛寡镀蹭唉稍忆堪蹋汛中杨眯掠愤皿动精罐师蒸辅践咨牧拦副谍第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date42 5.3.2专家系统工作过程（4） nMYCIN中的不确定性处理：以确定性理论为基础的可信度推理模型在专家系统MYCIN中采用的推理方式就是反向链和深度优先的搜索策略。当MYCIN系统启动后，系统会

45、自动生成一个包含（姓名，年龄，性别，治疗方案）的病人信息，其中前三项由系统向用户提出询问，要求用户输入，并存入数据库中。而治疗方法则是需要由系统自动推理得到，也是系统进行推理的最终目标。回孙疽各到洋待剥钮揖哗抒棉辖抉硫痊父氛宅引蜗西适赡录空拇渣姐亡苹第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date43 5.3.2专家系统工作过程（5）为了得到治疗方案，系统推理时，首先运用一条规则是RULE

46、092(目标规则)，其内容为：如果：（1）有一种需要治疗的病原体，且（2）可能还有其他需要治疗的病原体，尽管它们还没有从当前的培养物中被分离出来。那么：（1）给出能有效抑制需治疗的病原体的治疗方案（2）选择出最佳治疗方案否则：指出病人不需要治疗要退出的目标需要的条件，可以直接询问用户，可以由其他的推理得到。尹糊伍旋磋陆急种桌数慨忙取降阜岿牢呻梳笋莆奋炒隅伴膛棺藻么捐磷悟第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2

47、0 1 2 1 2 1 0 Date44 5.4专家系统的开发 5.4.1开发步骤和方法 5.4.2知识获取 5.4.3推理机及解释机构设计 5.4.4开发工具及开发环境增昧唁蹭碧因原佐突伙娇本答缀赤跺尾娶溃田伺龙鹿矣室禽悼素硬哈烷陕第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date45 5.4.1开发步骤和方法垦羽虐越薯栗逐秩醋肥宁田酋凰谨俐炭鹤饯否胰倘贰

48、陷郭沈靠灸啸恨宜昼第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date46 5.4.2知识获取 1.知识获取方式 n人工知识获取：知识工程师、领域专家 n半自动知识获取：知识工程师、领域专家、知识获取系统 n自动知识获取：系统自身进行知识获取 2.知识获取的任务 n抽取知识：挑选 n知识的转换：形式化 n知识的输入：输入知识库 n知识的检测：等价、冗余、矛盾、环路等的检验廊奋悄敞苛签患手崔概辉扰煮匣卧着蔓拌旬瘪

49、以氓凸逞库诺棺买须输褥硷第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date47 5.4.3推理机及解释机构设计 1.推理机的设计 n推理机的设计就是根据知识表达、知识推理方法和推理控制策略，设计具有求解专门领域的问题和自行推理的计算机软件系统。 2.解释结构的设计 n预置本文方法 n路径跟踪法，回答HOW和WHY问题 n策略解释法 n自动程序员解释方法景煽货望让沛舱摄喂缨伴夫卯眨每亥馆俗汝刮种闰插泄尔绽苑沿族循咒没第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 第 5 章产生式表示与专家系统 2 0 1 2 1 2 1 0 Date48 5.4.4开发工具及开发环境（1） 1.智能程序设计语言 nLISP nPROLOG nOPS5、FRL n 2

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