第六章-专家系统PPT课件.ppt
《第六章-专家系统PPT课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第六章-专家系统PPT课件.ppt(75页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第六章第六章 专家系统专家系统 第6章 专家系统专家系统专家系统的先驱费根鲍姆(Feigenbaum)说:专家系统的力量是从它处理的知识中产生的,而不是从某种形式主义及其使用的参考模式中产生的。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。5/24/202426.1.1专家系统的特点专家系统的特点特点特点(1)具有专家水平的专业知识具有专家水平的专业知识ES要解决只有人类专家才能解决的
2、复杂问题就必须依赖于专家的知识,也是知识库系统的共同特点。知识越丰富,质量越高,解决问题的能力就越强。5/24/202436.1.1专家系统的特点专家系统的特点特点特点(2)能进行有效的推理能进行有效的推理ES要利用专家知识求解领域的具体问题,而问题求解过程就是一个推理过程,所以专家系统必须有推理机构。ES的核心是知识库和推理机。5/24/202446.1.1专家系统的特点专家系统的特点特点特点(3)具有启发性具有启发性ES除要利用大量专业知识外,还必须利用经验的判断知识来对求解问题作出多个假设。依据某些条件选定一个假设,使推理继续进行。5/24/202456.1.1专家系统的特点专家系统的特
3、点特点特点(4)具有具有灵活性灵活性在专家系统的体系结构中,知识库与推理机既相互联系、又相互独立。相互联系保证了推理机利用知识库中的知识进行推理以实现对问题的求解;相互独立能保证当知识库作适当修改和更新时,只要推理策略不变,推理机部分就可以不变。使系统易于扩充。5/24/202466.1.1专家系统的特点专家系统的特点特点特点(5)具有具有透明性透明性专家系统能够解释本身的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。5/24/202476.1.1专家系统的特点专家系统的特点特点特点(6)具有具有交互性交互性专家系统具有较好的人机界面。一方面需要与领域专家或
4、知识工程师进行对话以获取知识,另一方面也需要不断从用户处获得所需要的已知事实并回答用户的询问。5/24/202486.1.1专家系统的特点专家系统的特点特点特点(7)能根据不确定的知识进行与推理能根据不确定的知识进行与推理领域专家解决问题大多是经验性的,这些经验性的知识表示出来往往是不精确的,问题本身提供的信息往往也不精确,ES就是要利用这些模糊的信息和知识进行推理,得出结论。5/24/202496.1.2专家系统的类型专家系统的类型1.按用途分类按用途分类,专家系统可分为:诊断型、解释型、预测型、决策型、设计型、规划型、控制型、调度型等几种类型。2.按输出结果分类按输出结果分类,专家系统可分
5、为分析型和设计型。5/24/2024106.1.2专家系统的类型专家系统的类型3.按知识表示分类目前所用的知识表示形式有:产生式规则、一阶谓词逻辑、框架、语义网等。4.按知识分类知识可分为确定性知识和不确定性知识,所以,按知识分类,专家系统又可分为精确推理型和不精确推理型(如,模糊专家系统)。5/24/2024116.1.2专家系统的类型专家系统的类型5.按技术分类按采用的技术分类,专家系统可分为符号推理专家系统和神经网络专家系统。6.按规模分类按规模分类,可分为大型协同式专家系统和微专家系统。7.按结构分类按结构分类可分为集中式和分布式,单机型和网络型(即网上专家系统)。5/24/20241
6、26.1.2专家系统的类型专家系统的类型(1)解释专家系统解释专家系统解释专家系统的任务是通过对已知信息和数据的分析与解释,确定它们的涵义。解释专家系统具有下列特点:(a)系统处理的数据量很大,而且往往是不准确的、有错误的或不完全的。(b)系统能够从不完全的信息中得出解释,并能对数据做出某些假设。(c)系统的推理过程可能很复杂和很长,因而要求系统具有对自身的推理过程作出解释的能力。5/24/2024136.1.2专家系统的类型专家系统的类型(1)解释专家系统解释专家系统作为解释专家系统的例子有语音理解、图象分析、系统监视、化学结构分析和信号解释等。例如,卫星图象(云图等)分析、集成电路分析、D
7、ENDRAL化学结构分析、ELAS石油测井数据分析、染色体分类、PROSPECTOR地质勘探数据解释和丘陵找水等实用系统。5/24/2024146.1.2专家系统的类型专家系统的类型(2)预测专家系统预测专家系统预测专家系统的任务是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。预测专家系统具有下列特点:(a)系统处理的数据随时间变化,而且可能是不准确和不完全的。(b)系统需要有适应时间变化的动态模型,能够从不完全和不准确的信息中得出预报,并达到快速响应的要求。预测专家系统的例子有气象预报、军事预测、人口预测、交通预测、经济预测和谷物产量预测等。例如,恶劣气候(包括暴雨、飓风、冰雹等)
8、预报、战场前景预测和农作物病虫害预报等专家系统5/24/2024156.1.2专家系统的类型专家系统的类型(3)诊断专家系统诊断专家系统诊断专家系统的任务是根据观察到的情况(数据)来推断出某个对象机能失常(即故障)的原因。诊断专家系统具有下列特点:(a)能够了解被诊断对象或客体各组成部分的特性以及它们之间的联系。(b)能够区分一种现象及其所掩盖的另一种现象。(c)能够向用户提出测量的数据,并从不确切信息中得出尽可能正确的诊断。5/24/2024166.1.2专家系统的类型专家系统的类型(3)诊断专家系统诊断专家系统诊断专家系统的例子特别多,有医疗诊断,电子机械和软件故障诊断以及材料失效诊断等。
9、用于抗生素治疗的MYCIN、肝功能检验的PUFF、青光眼治疗的CASNET、内科疾病诊断的INTERNIST-I和血清蛋白诊断等医疗诊断专家系统,IBM公司的计算机故障诊断系统DART/DASD,火电厂锅炉给水系统故障检测与诊断系统、雷达故障诊断系统和太空站热力控制系统的故障检测与诊断系统等、都是国内外颇有名气的实例。5/24/2024176.1.2专家系统的类型专家系统的类型(4)设计专家系统设计专家系统设计专家系统的任务是根据设计要求,求出满足设计问题约束的目标配置。设计专家系统具有如下特点:(a)善于从多方面的约束中得到符合要求的设计结果。(b)系统需要检索较大的可能解空间。(c)善于分
10、析各种子问题,并处理好子问题间的相互作用。(d)能够试验性地构造出可能设计,并易于对所得设计方案进行修改。(e)能够使用已被证明是正确的设计来解释当前的(新的)设计。5/24/2024186.1.2专家系统的类型专家系统的类型(4)设计专家系统设计专家系统设计专家系统涉及电路(如数字电路和集成电路)设计、土木建筑工程设计、计算机结构设计、机械产品设计和生产工艺设计等。比较有影响的专家设计系统有VAX计算机结构设计专家系统R1(XCOM)、浙江大学的花布立体感图案设计和花布印染专家系统、大规模集成电路设计专家系统以及齿轮加工工艺设计专家系统等。5/24/2024196.1.2专家系统的类型专家系
11、统的类型(5)规划专家系统规划专家系统规划专家系统的任务在于寻找出某个能够达到给定目标的动作序列或步骤。规划专家系统的特点如下:(a)所要规划的目标可能是动态的或静态的,因而需要对未来动作做出预测。(b)所涉及的问题可能很复杂,要求系统能抓住重点,处理好各子目标间的关系和不确定的数据信息,并通过试验性动作得出可行规划。5/24/2024206.1.2专家系统的类型专家系统的类型(6)监视专家系统监视专家系统监视专家系统的任务在于对系统、对象或过程的行为进行不断观察,并把观察到的行为与其应当具有的行为进行比较,以发现异常情况,发出警报。监视专家系统具有下列特点:(a)系统应具有快速反应能力,在造
12、成事故之前及时发出警报。(b)系统发出的警报要有很高的准确性。在需要发出警报时发警报,在不需要发出警报时不得轻易发警报(假警报)。(c)系统能够随时间和条件的变化而动态地处理其输入信息。5/24/2024216.1.2专家系统的类型专家系统的类型(7)控制专家系统控制专家系统控制专家系统的任务是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。控制专家系统的特点为:能够解释当前情况,预测未来可能发生的情况,诊断可能发生的问题及其原因,不断修正计划,并控制计划的执行。也就是说,控制专家系统具有解释、预报、诊断、规划和执行等多种功能。5/24/2024226.1.2专家系统的类型专家系统
13、的类型(8)调试专家系统调试专家系统调试专家系统的任务是对失灵的对象给出处理意见和方法。调试专家系统的特点是同时具有规划、设计、预报和诊断等专家系统的功能。调试专家系统可用于新产品或新系统的调试,也可用于维修站进行被修设备的调整、测量与试验。在这方面的实例还很少见。5/24/2024236.1.2专家系统的类型专家系统的类型(9)教学专家系统教学专家系统教学专家系统的任务是根据学生的特点、弱点和基础知识,以最适当的教案和教学方法对学生进行教学和辅导。教学专家系统的特点为:(a)同时具有诊断和调试等功能。(b)具有良好的人机界面。已经开发和应用的教学专家系统有美国麻省理工学院的MACSYMA符号
14、积分与定理证明系统,我国一些大学开发的计算机程序设计语言和物理智能计算机辅助教学系统以及聋哑人语言训练专家系统等。5/24/2024246.1.2专家系统的类型专家系统的类型(10)修理专家系统修理专家系统修理专家系统的任务是对发生故障的对象(系统或设备)进行处理,使其恢复正常工作。修理专家系统具有诊断、调试、计划和执行等功能。美国贝尔实验室的ACI电话和有线电视维护修理系统是修理专家系统的一个应用实例。此外,还有决策专家系统和咨询专家系统等。5/24/2024256.1.3专家系统的结构和建造步骤专家系统的结构和建造步骤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。MYCIN系统
15、的任务是疾病诊断与解释,其问题的特点是需要较小的可能空间、可靠的数据及比较可靠的知识,这就决定了它可采用穷尽检索解空间和单链推理等较简单的控制方法和系统结构。HEARSAY系统的任务是进行口语理解。这一任务需要检索巨大的可能解空间,数据和知识都不可靠,缺少问题的比较固定的路线,经常需要猜测才能继续推理等。这些特点决定了HEARSAY必须采用比MYCIN更为复杂的系统结构。5/24/2024261专家系统的结构专家系统的结构专家系统是一种计算机应用系统。由于应用领域和实际问题的多样性,所以,专家系统的结构也就多种多样。但抽象地看,它们还是具有许多共同之处。5/24/2024271专家系统的结构专
16、家系统的结构图61专家系统的概念结构人 机 界 面推 理 机解释模块动态数据库知识库知识库管理系统5/24/2024281专家系统的结构专家系统的结构图62专家系统的理想结构人 机 界 面推 理 机解释模块动态数据库知识库自学习模块知识库管理系统5/24/2024291专家系统的结构专家系统的结构从概念来讲,知识库和推理机是两个最基本的模块。1.知识库(KnowledgeBase)所谓知识库,就是以某种表示形式存储于计算机中的知识的集合。知识库通常是以一个个文件的形式存放于外部介质上,专家系统运行时将被调入内存。知识库中的知识一般包括专家知识、领域知识和元知识。5/24/2024301专家系统
17、的结构专家系统的结构2.推理机(InferenseEngine)所谓推理机,就是实现(机器)推理的程序。这里的推理,是一个广义的概念,它既包括通常的逻辑推理,也包括基于产生式的操作。例如:ABAB5/24/2024311专家系统的结构专家系统的结构3.动态数据库动态数据库也称全局数据库、综合数据库、工作存储器、黑板等,它是存放初始证据事实、推理结果和控制信息的场所,或者说它是上述各种数据构成的集合。4.人机界面这里的人机界面指的是最终用户与专家系统的交互界面。5.解释模块解释程序模块专门负责向用户解释专家系统的行为和结果。5/24/2024321专家系统的结构专家系统的结构6.知识库管理系统知
18、识库管理系统是知识库的支撑软件。知识库管理系统对知识库的作用,类似于数据库管理系统对数据库的作用,其功能包括知识库的建立、删除、重组;知识的获取(主要指录入和编辑)、维护、查询、更新;以及对知识的检查,包括一致性、冗余性和完整性检查等等。5/24/2024331专家系统的结构专家系统的结构总控处理模块1处理模块n专家模块1专家模块m图63专家系统的实际结构示例5/24/202434在网络环境下,专家系统也可以设计成网络结构,如“客户机/服务器”(Client/Server)结构或浏览器/服务器(Browser/Server)结构。我们称后一种结构的专家系统为网上专家系统。分布式结构则是一种适合
19、于分布式计算环境的专家系统。例如那些多学科、多专家联合作业,协同解题的大型专家系统,就可以设计成分布式结构。这类专家系统也就称为分布式专家系统。5/24/202435知识库推理机推理机知识库人机界面人机界面客户(机)Browser服务器WebServerInternet5/24/2024362 2 专家系统的建造步骤专家系统的建造步骤成功地建立系统的关键在于尽可能早地着手建立系统,从一个比较小的系统开始,逐步扩充为一个具有相当规模和日臻完善的试验系统。建立系统的一般步骤如下:(1)设计初始知识库。设计初始知识库。知识库的设计是建立专家系统最重要和最艰巨的任务。初始知识库的设计包括:(a)问题知
20、识化,即辨别所研究问题的实质,如要解决的任务是什么,它是如何定义的,可否把它分解为子问题或子任务,它包含哪些典型数据等。5/24/2024372 2 专家系统的建造步骤专家系统的建造步骤(b)知识概念化,即概括知识表示所需要的关键概念及其关系,如数据类型、已知条件(状态)和目标(状态)、提出的假设以及控制策略等。(c)概念形式化,即确定用来组织知识的数据结构形式,应用人工智能中各种知识表示方法把与概念化过程有关的关键概念、子问题及信息流特性等变换为比较正式的表达,它包括假设空间、过程模型和数据特性等。(d)形式规则化,即编制规则、把形式化了的知识变换为由编程语言表示的可供计算机执行的语句和程序
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第六 专家系统 PPT 课件
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【快乐****生活】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【快乐****生活】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。