一个专家系统的例子

一、建立动物识别专家系统的规则库，并用与/或图来描述这个规则库。

规则库由15条规则组成，规则名分别是；rule1，rule2，┉，rule15，规则库的符号名为ruleS。编写一段程序,把15条规则组成一个表直接赋值给规则库ruleS。

( rules

((rule1

(if (animal has hair)) 若动物有毛发(F1)

(then (animal is mammal))) 则动物是哺乳动物(M1)

((rule2

(if (animal gives milk)) 若动物有奶(F2)

(then (animal is mammal))) 则动物是哺乳动物(M1)

((rule3

(if (animal has feathers)) 若动物有羽毛(F9)

(then (animal is bird))) 则动物是鸟(M4)

((rule4

(if (animal flies)) 若动物会飞(F10)

(animal lays eggs)) 且生蛋(F11)

(then (animal is bird))) 则动物是鸟(M4)

((rule5

(if (animal eats meat)) 若动物吃肉类(F3)

(then (animal is carnivore))) 则动物是食肉动物(M2)

((rule6

(if (animal Raspointed teeth)) 若动物有犀利牙齿(F4)

(animal has claws) 且有爪(F5)

(animal has forword eyes)) 且眼向前方(F6)

(then (animal is carnivore))) 则动物是食肉动物(M2)

((rule7

(if (animal has mammal)) 若动物是哺乳动物(M1)

(animal has hoofs)) 且有蹄(F7)

(then (animal is ungulate))) 则动物是有蹄类动物(M3)

((rule8

(if (animal has mammal)) 若动物是哺乳动物(M1)

(animal chews cud)) 且反刍(F8)

(then (animal is ungulate))) 则动物是有蹄类动物(M3)

((rule9

(if (animal is mammal)) 若动物是哺乳动物(M1)

(animal is carnivore) 且是食肉动物(M2)

(animal has tawny color) 且有黄褐色(F12)

(animal has dark sports)) 且有暗斑点(F13)

(then (animal is cheetah))) 则动物是豹(H1)

((rule10

(if (animal is mammal)) 若动物是哺乳动物(M1)

(animal is carnivore) 且是食肉动物(M2)

(animal has tawny color) 且有黄褐色(F12)

(animal has black stripes) 且有黑色条纹(F15)

(then (animal is tiger))) 则动物是虎(H2)

((rule11

(if (animal is ungulate)) 若动物是有蹄类动物(M3)

(animal has long neck) 且有长脖子(F16)

(animal has long legs) 且有长腿(F14)

(animal has dark sports)) 且有暗斑点(F13)

(then (animal is giraffe))) 则动物是长颈鹿(H3)

((rule12

(if (animal is ungulate)) 若动物是有蹄类动物(M3)

(animal has black stripes) 且有黑色条纹(F15)

(then (animal is zebra))) 则动物是斑马(H4)

((rule13

(if (animal is bird)) 若动物是鸟(M4)

(animal does not fly) 且不会飞(F17)

(animal has long neck) 且有长脖子(F16)

(animal has long legs)) 且有长腿(F14)

(animal black and white)) 且有黑白二色(F18)

(then (animal is ostrich))) 则动物是驼鸟(H5)

((rule14

(if (animal is bird)) 若动物是鸟(M4)

(animal does not fly) 且不会飞(F17)

(animal swims) 且会游泳(F19)

(animal black and white)) 且有黑白二色(F18)

(then (animal is penguin))) 则动物是企鹅(H6)

((rule15

(if (animal is bird)) 若动物是鸟(M4)

(animal flies well)) 且善飞(F20)

(then (animal is albatross))) 则动物是信天翁(H6)

在上述规则的说明中，用F1-F20标记的是初始事实或证据，用M1-M4标记的是中间结论，用H1-H7标记的是最终结论。用标记表示15条规则如下：

R1：F1→M1

R2：F2→M1

R3： F9→M4

R4： F10∧F11→M4

R5： F3→M2

R6： F4∧F5∧F6→M2

R7： F7∧M1→M3

R8： F8∧M1→M3

R9： F12∧F13∧M1∧M2→H1

R10： F12∧F15∧M1∧M2→H2

R11： F13∧F14∧F16∧M3→H3

R12： F15∧M3→H4

R13： F14∧F16∧F17∧F18∧M4→H5

R14： F17∧F18∧F19∧M4→H6

R15： F20∧M4→H7

用VC++编写一个函数，把一个表赋给变量rules，这个表有15个顶层元素，每一个顶层元素是一条规则，每条规则都是有4个元素的一个表。

二、推理机及其实现

1、正向推理过程:

根据在综合数据库中给出的已知事实,正向使用规则,即把规则的前件同当前数据库的内容进行匹配来选取可用规则,若有多条规则可用,则采用先选优先的策略,将执行规则的结论添加到综合数据库中,并将用过的规则置上激活标志,直到问题求解或没有可用规则为止.

2、正向推理过程程序实现

Procedure respond

将规则库中规则的前件同当前数据库的内容进行匹配,若匹配成功，则将这条规则送入可用规则集S；否则，取下一条规则进行匹配。

while S非空且问题未求解除 do

begin

调用 select-rule(S)，从S中选择一条规则，将该规则的结论添加到综合数据库中。

调用respond

end

由上可见正向推理过程respond是递归的。

3、举例说明正向推理机推理过程

若已知的初始事实是F13(有暗斑点)、F12(黄褐色)、F3(若动物吃肉类)及F1(动物有毛发)，使用steq函数把已知的初始事实赋值给事实表facts：

(steq facts

((animal has dark spots)

(animal has tawny color)

( animal eats meat)

( animal has hair))

即：facts=(F13 F12 F3 F1)

facts是一个可编辑的表，即可以添加。steq函数的功能就是对facts进行编辑。

使用在前面建立的rules规则库，叙述正向推理过程如下:

1)、在rules中查找规则前件的全部条件在当前facts=(F13 F12 F3 F1)中的可用规则，

首先找到规则R1，则把R1后件中不在facts中的结论M1添加到facts中，扩充facts为facts=(F13 F12 F3 F1 M1)。

实际上，对facts=(F13 F12 F3 F1)还有一条可用规则R5，因为R5的前件F3也在当前facts中。但是,由前面提到的冲突消解策略，若有多条可用规则，则按可用规则在规则库表rules中的顺序选择第一条可用规则。

2)、对当前facts在rules中查找可用规则，仍然找到规则R1，但R1的后件结论M1已在facts中，因此不会执行规则R1。继续查找可用规则，找到规则R5，因为R5的后件结论M2不在当前的facts中，故执行R5，把R5不在facts中的结论M2添加到facts中，扩充facts 为facts=(F13 F12 F3 F1 M1 M2)。

3)、对当前facts在rules中继续查找可用规则，规则R9的前件在facts中，因此R9是可用规则。而R9的后件结论H1不在当前的facts中，执行R9，把R9的结论H1扩充到facts 中，使得facts=(F13 F12 F3 F1 M1 M2 H1)。

4)、对当前facts，在rules中找不到规则的前件所包含的全部条件在facts中且后件有不在facts中的结论的任何规则，至此,正向推理结束.

为了实现上述推理过程,需编写以下7个函数:

A、正向推理机函数deduce

函数表达式；(deduce facts)

功能：连续不断的从规则库rules中选择可用规则，

每选择到一条可用规则，就把该规则的后件

中不在facts中的所有结论添加到facts中， B、调用函数step-forward实现对facts进行扩充,再通过扩充了的facts 函数表达式:

选择下一条可用规则,对facts再扩充,直到 (step-forward rules)

没有可用规则为止。每找到一条可用规则对函数功能:

函数表达式:( try-rule rule)

facts中,

facts

返回t

调用函数use-then实现调用函数remember或者

函数recall实现

D、函数use-then

函数表达式：(use-then rule)

函数功能：判断变量rule中的一条规则的后件所包含的全部结论是否在表facts中，若全部结论都在facts中，则use-then返回nil；否则,将不在facts中的结论逐一添加到表facts 中,且use-then返回t。▲( 调用函数steq实现)

E、函数remember

函数表达式: (remember new)

函数功能: 判断变量new中的一个事实是否在表facts中,存在, 返回nil;否则,将new 中的事实添加到表facts的表头,且返回new中的事实。

F、函数recall

函数表达式：(recall fact)

函数功能：判断变量fact中的一个事实是否在表facts中，存在, recall返回值是fact 中的事实;否则, 返回nil。

●关于E、F的区别

E用于向事实表facts中添加新的事实。

F用于跟踪推理过程。

G、函数test-if

函数表达式：(test-if rule)

函数功能：判断变量rule中的一条规则的前件所包含的全部事实是否在表facts中，若在, test-if返回t;否则, 返回nil。

人工智能习题&答案-第6章-专家系统

第六章专家系统 6-1 什么叫做专家系统?它具有哪些特点与优点? 专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。也就是说，专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题。特点： (1)启发性专家系统能运用专家的知识与经验进行推理、判断和决策 (2)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。 (3) 灵活性专家系统能不断地增长知识，修改原有知识，不断更新。优点： (1) 专家系统能够高效率、准确、周到、迅速和不知疲倦地进行工作。 (2) 专家系统解决实际问题时不受周围环境的影响，也不可能遗漏忘记。 (3) 可以使专家的专长不受时间和空间的限制，以便推广珍贵和稀缺的专家知识与经验。 (4) 专家系统能促进各领域的发展，它使各领域专家的专业知识和经验得到总结和精炼，能够广泛有力地传播专家的知识、经验和能力。 (5) 专家系统能汇集多领域专家的知识和经验以及他们协作解决重大问题的能力，它拥有更渊博的知识、更丰富的经验和更强的工作能力。 (6) 军事专家系统的水平是一个国家国防现代化的重要标志之一。 (7) 专家系统的研制和应用，具有巨大的经济效益和社会效益。 (8) 研究专家系统能够促进整个科学技术的发展。专家系统对人工智能的各个领域的发展起了很大的促进作用，并将对科技、经济、国防、教育、社会和人民生活产生极其深远的影响。

专家系统习题解答

第七章专家系统 7.1.答：（1）专家系统的定义费根鲍姆（E．A．Feigenbaum）：“专家系统是一种智能的计算机程序，它运用知识和推理步骤来解决只有专家才能解决的复杂问题” 专家系统是基于知识的系统，用于在某种特定的领域中运用领域专家多年积累的经验和专门知识，求解需要专家才能解决的困难问题保存和大面积推广各种专家的宝贵知识博采众长比人类专家更可靠，更灵活（2）专家系统的特点 ①具有专家水平的专门知识专家系统中的知识按其在问题求解中的作用可分为三个层次：数据级、知识库级和控制级数据级知识（动态数据）：具体问题所提供的初始事实及在问题求解过程中所产生的中间结论、最终结论数据级知识通常存放于数据库中知识库级知识：专家的知识，这一类知识是构成专家系统的基础一个系统性能高低取决于这种知识质量和数量控制级知识（元知识）：关于如何运用前两种知识的知识在问题求解中的搜索策略、推理方法 ②能进行有效的推理推理机构——能根据用户提供的已知事实，通过运用知识库中的知识，进行有效的推理，以实现问题的求解。专家系统的核心是知识库和推理机 ③具有启发性除能利用大量专业知识外，还必须利用经验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） ④能根据不确定（不精确）的知识进行推理综合利用模糊的信息和知识进行推理，得出结论 ⑤具有灵活性知识库与推理机相互独立，使系统易于扩充，具有较大的灵活性 ⑥具有透明性一般有解释机构，所以具有较好的透明性解释机构向用户解释推理过程，回答“Why？”、“How？”等问题 ⑦具有交互性一般都为交互式系统，具有较好的人机界面一方面它需要与领域专家或知识工程师进行对话以获取知识；另一方面它也需要不断地从用户处获得所需的已知事实并回答询问。 7.2.答：专家系统的一般结构人机接口、推理机、知识库、动态数据库、知识获取机构、解释机构知识库：主要用来存放领域专家提供的专门知识 (1) 知识表达方法的选择（最多的三种表示方法是产生式规则、框架和语义网络） ①充分表示领域知识 ②能充分、有效地进行推理 ③便于对知识的组织、维护与管理

自动控制原理实验

自动控制原理实验实验报告实验三闭环电压控制系统研究学号姓名时间2014年10月21日评定成绩审阅教师

实验三闭环电压控制系统研究一、实验目的：（1）通过实例展示，认识自动控制系统的组成、功能及自动控制原理课程所要解决的问题。（2）会正确实现闭环负反馈。（3）通过开、闭环实验数据说明闭环控制效果。二、预习与回答：（1）在实际控制系统调试时，如何正确实现负反馈闭环？答：负反馈闭环，不是单纯的加减问题，它是通过增量法实现的，具体如下： 1.系统开环； 2.输入一个增或减的变化量； 3.相应的，反馈变化量会有增减； 4.若增大，也增大，则需用减法器； 5.若增大，减小，则需用加法器，即。（2）你认为表格中加1KΩ载后，开环的电压值与闭环的电压值，哪个更接近2V？答：闭环更接近。因为在开环系统下出现扰动时，系统前部分不会产生变化。故而系统不具有调节能力，对扰动的反应很大，也就会与2V相去甚远。但在闭环系统下出现扰动时，由于有反馈的存在，扰动产生的影响会被反馈到输入端，系统就从输入部分产生了调整，经过调整后的电压值会与2V相差更小些。因此，闭环的电压值更接近2V。（3）学自动控制原理课程，在控制系统设计中主要设计哪一部份？答：应当是系统的整体框架及误差调节部分。对于一个系统，功能部分是“被控对象”部分，这部分可由对应专业设计，反馈部分大多是传感器，因此可由传感器的专业设计，而自控原理关注的是系统整体的稳定性，因此，控制系统设计中心就要集中在整个系统的协调和误差调节环节。二、实验原理：（1）利用各种实际物理装置（如电子装置、机械装置、化工装置等）在数学上的“相似性”，将各种实际物理装置从感兴趣的角度经过简化、并抽象成相同的数学形式。我们在设计控制系统时，不必研究每一种实际装置，而用几种“等价”的数学形式来表达、研究和设计。又由于人本身的自然属性，人对数学而言，不能直接感受它的自然物理属性，这给我们分析和设计带来了困难。所以，我们又用替代、模拟、仿真的形式把数学形式再变成“模拟实物”来研究。这样，就可以“秀才不出门，遍知天下事”。实际上，在后面的课程里，不同专业的学生将面对不同的实际物理对象，而“模拟实物”的实验方式可以做到举一反三，我们就是用下列“模拟实物”——电路系统，替代各种实际物理对象。

人工智能-基于规则的动物识别专家系统

r14 鸟|不会飞|游泳|黑白色企鹅 r15 鸟|善飞信天翁四．实验要求 1、确定推理方法（正向还是反向），并根据问题设计实现一个简单的不通用推理机（匹配、冲突消解）； 2、规则库要求至少包含15条规则； 3、初始事实可以任意给定，输入初始事实后能够得到推理结果； 4、设计人机界面，解释模块提供查询规则的功能； 5、可以不考虑知识库管理模块； 6、提交实验报告，以word文档形式“学号+姓名”命名； ①报告中要有程序源代码； ②有程序运行结果截图； ③要有推理树； ④报告提交到：ftp://192.168.129.253/xstjzy/任建平/人工智能五．实验原理 1.基于规则产生式系统结构基于规则的产生式系统一般由规则库（知识库）、综合数据库和推理引擎（推理机）三部分组成，规则库中它的基本组成框架如下图1所示。知识库由谓词演算事实和有关讨论主题的规则构成，综合库又称为上下文，用来暂时存储推理过程中的结论和数据。推理机是用规则进行推理的过程和行为。知识采集系统是领域专家把相关领域的知识表示成一定的形式，并输入到知识库中。解释系统通过用户输入的条件来分析被系统执行的推理结构，并将专家知识以易理解的方式并把知识解释给用户。图1 规则产生式系统的基本结构 2. 简单动物识别产生式系统结构： ⑴知识库ANIMAL的知识库非常小，仅仅包含15条规则（一般说来，一个

专家系统

专家系统-2 哈尔滨工业大学管理学院阎相斌 xbyan@https://www.360docs.net/doc/6710026361.html,

产生式规则专家系统 ?产生式系统（Production System）是1943年Post提出的一种计算形式体系里所使用的术语，主要是使用类似于文法的规则，对符号串作替换运算。从60年代开始，成为认知心理学研究人类心理活动中信息加工过程的基础，并用它来建立人类认知模型。产生式系统形式上很简单，但在一定意义上模仿了人类思考的过程，因此它成为了专家系统的最基本的结构单元或基本模式。

产生式系统的基本组成 ?组成三要素： –一个综合数据库(Globle Database）—存放信息 –一组产生式规则(Rules) —知识 –一个控制系统(Control System/Control Strategies) —规则的解释或执行程序，即控制策略

?综合数据库： –是人工智能产生式系统所使用的主要数据结构，它用来表述问题状态或有关事实，即它含有所求解问题的信息。 ?产生式规则： –其一般形式为“条件-> 行动”或“前提->结论” 即表示成“if...then...”的形式； –“前提”规定了规则可应用的先决条件，“结论” 描述了应用这条规则所采取的行动或得出的结论。 –一条产生式规则满足了应用的先决条件之后，就可对综合数据库进行操作，使其发生变化。 ?控制系统或控制策略： –是规则的解释程序，规定了如何选择一条可应用的规则对综合数据库进行操作，即决定问题求解过程

控制策略控制策略其作用是说明下一步应该选用什么规则，也就是如何应用规则。通常从选择规则到执行操作分3步：匹配、冲突解决和操作。 (1) 匹配 (2) 冲突解决当有一条以上规则的条件部分和当前数据库相匹配时，就需要决定首先使用哪一条规则，这称为冲突解决。 (3) 操作操作就是执行规则的操作部分，经过操作以后，当前数据库将被修改。然后，其他的规则有可能被使用。

专家系统

专家系统发展概

述院系：化工学院化工机械系班级：10自动化（1）姓名：李正智学号：1020301016 日期：2013年10月1日专家系统发展概述摘要:回顾了专家系统发展的历史和现状。对目前比较成熟的专家系统模型进行分析,指出各自的特点和局限性。最后对专家系统的热点进行展望并介绍了新型专家系统。关键词:专家系统;知识获取;数据挖掘;多代理系统;人工神经网络 Abstract:The history and recent research ofexpertsystem was reviewed. Severalwell-researched expertsystemmodelswereintroduced respectively, and their featuresand limitationswere analyzed. Finally, the hotspotofexpertsystem wasoverlookedand future research direction ofexpertsystem wasdiscussed. Key words:expertsystem; knowledge acquisition; datamining; multi-agentsystem; artificialneuralnetwork 近三十年来人工智能(Artificial Intelligence,AI)获得了迅速的发展,在很多学科领域都获得了广泛应用,并取得了丰硕成果。作为人工智能一个重要分支的专家系统在20世纪60年代初期产生并发展起来的一门新兴的应用科学,而且正随着计算机技术的不断发展而日臻完善和成熟。一般认为,专家系统就是应用于某一专门领域,由知识工程师通过知识获取手段, 将领域专家解决特定领域的知识,采用某种知识表示方法编辑或自动生成某种特定表示形式存放在知识库中;然后用户通过人机接口输入信息、数据或命令,运用推理机构控制知识库及整个系统,能像专家一样解决困难的和复杂的实际问题的计算机(软件)统。专家系统有三个特点:1.启发性,能运用专家的知识和经验进行推理和判断;2.透明性,能解决本身的推理过程,回答用户提出的问题;3.灵活性,能不断地增长知识,修改原有知识。 1 专家系统的产生与发展专家系统按其发展过程大致可分为三个阶段[1~3],即初创期(1971年前)、成熟期(1972)1977年)和发展期(1978年至今)。 1.1 初创期人工智能早期工作都是学术性的,其程序都是用来开发游戏的。尽管这些努力产生了如国际象棋、跳棋等有趣的游戏[4],但其真实目的在于在计算机编码中加入人的推理能力,以

自动控制实验报告1

东南大学自动控制实验室实验报告课程名称：自动控制原理实验名称：闭环电压控制系统研究院（系）：仪器科学与工程专业：测控技术与仪器姓名：学号：实验室：常州楼五楼实验组别：/ 同组人员：实验时间：2018/10/17 评定成绩：审阅教师：实验三闭环电压控制系统研究

一、实验目的：（1）通过实例展示，认识自动控制系统的组成、功能。（2）会正确实现闭环负反馈。（3）通过开、闭环实验数据说明闭环控制效果。二、实验原理：（1）利用各种实际物理装置（如电子装置、机械装置、化工装置等）在数学上的“相似性”，将各种实际物理装置从感兴趣的角度经过简化、并抽象成相同的数学形式。我们在设计控制系统时，不必研究每一种实际装置，而用几种“等价”的数学形式来表达、研究和设计。又由于人本身的自然属性，人对数学而言，不能直接感受它的自然物理属性，这给我们分析和设计带来了困难。所以，我们又用替代、模拟、仿真的形式把数学形式再变成“模拟实物”来研究。这样，就可以“秀才不出门，遍知天下事”。实际上，在后面的课程里，不同专业的学生将面对不同的实际物理对象，而“模拟实物”的实验方式可以做到举一反三，我们就是用下列“模拟实物”——电路系统，替代各种实际物理对象。（2）自动控制的根本是闭环，尽管有的系统不能直接感受到它的闭环形式，如步进电机控制，专家系统等，从大局看，还是闭环。闭环控制可以带来想象不到的好处，本实验就是用开环和闭环在负载扰动下的实验数据，说明闭环控制效果。自动控制系统性能的优劣，其原因之一就是取决调节器的结构和算法的设计（本课程主要用串联调节、状态反馈），本实验为了简洁，采用单闭环、比例调节器K。通过实验证明：不同的K，对系性能产生不同的影响，以说明正确设计调节器算法的重要性。（3）为了使实验有代表性，本实验采用三阶（高阶）系统。这样，当调节器K值过大时，控制系统会产生典型的现象——振荡。本实验也可以认为是一个真实的电压控制系统。三、实验设备： THBDC-1实验平台四、实验线路图：五、实验步骤：

产生式系统

产生式系统产生式系统（production system）由波斯特（Post）于1943年提出的产生式规则（production rule）而得名。人们用这种规则对符号进行置换运算。1965年美国的纽厄尔和西蒙利用这个原理建立了一个人类的认知模型。同年，斯坦福大学利用产生式系统结构设计出第一个专家系统DENDRAL。产生式系统用来描述若干个不同的以一个基本概念为基础的系统。这个基本概念就是产生式规则或产生式条件和操作对的概念。在产生式系统中，论域的知识分为两部分：用事实表示静态知识，如事物、事件和它们之间的关系；用产生式规则表示推理过程和行为。由于这类系统的知识库主要用于存储规则，因此有吧这类系统称为基于规则的系统（rule-based system）。 1、产生式系统的基本要素 1.1产生式系统的组成产生式系统由三部分组成，即总数据库（Global Database），产生式规则库（Set of Product Rules）和控制策略（Control Strategies），各部分之间的关系如图1所示。图1.产生式系统的主要组成 1.1.1总数据库（Global Database）总数据库又称综合数据库、上下文、黑板等，用于存放求解过程中各种当前信息的数据结构，如问题的初始状态、事实或证据、中间推理结论和最后结果等，其中的数据是产生式规矩的处理对象。数据库中的数据根据应用的问题不同，可以使常量、变量、谓词、表结构、图像等等。例如，关于动物世界的产生式系统有如下数据库： … (Mammal Dog) (Eat Dog Meat) … 从另一个角度，数据库可视为推理过程中间结果的存储池。随着中间结果的不断加入，是数据库描述的问题状态逐步转变为目标状态。 1.1.2 规则库（Set of Product Rules）产生式规则库是某领域知识用规则形式表示的集合，其中包含将问题从初始

专家系统综述

专家系统综述摘要：专家系统是人工智能中较为成熟的、最活跃的一个分支，是人工智能发展最主要的发展动力。它是人工智能从一般思维规律探索走向实际系统设计，从实验进入现实世界的典范、转折点和突破口。专家系统的成功开发应用，对实现脑力劳动自动化具有特别重要的意义。关键字：专家系统的优点；专家系统的结构；专家系统的建造；专家系统的应用；专家系统的研究方向； 0.引言本文介绍专家系统的特点及其优点，专家系统的简单结构及专家系统的建造，使人们更加了解专家系统原理，通过介绍专家系统的应用及目前的研究方向，更加明确了专家系统在人们生活中的广大应用及专家系统为人们带来的种种利处，让大家更广泛的认识专家系统，从而激发人们对专家系统研究的兴趣。 1.专家系统的研究意义专家系统是人工智能应用研究最活跃和最广泛的课题之一，是一种具有代表性的智能应用系统，它旨在研究如何模拟人类专家的决策过程，解决那些需要专家才能解决的复杂问题。专家系统是人工智能中较为成熟的、最活跃的一个分支，是人工智能发展最主要的发展动力。它是人工智能从一般思维规律探索走向实际系统设计，从实验进入现实世界的典范、转折点和突破口。专家系统的成功开发应用，对实现脑力劳动自动化具有特别重要的意义。专家系统研究的意义可以从以下几个主要方面来讨论。（1）专家系统研究是计算机科学与技术的应用和发展的需要专家系统作为人工智能的一个应用领域，它使人工智能从实验走向现实世界，成为检测人工智能基本理论和基本技术的一个重要实验场所，同时也向人们不断提出新的研究课题，推动了新的计算机体系的研究。各种专家系统的研制和使用扩大了计算机应用的领域，促进了计算机科学与技术的进一步发展。（2）专家系统为人类保存、传播、使用和评价只是提供了一种有效的手段知识是一种宝贵的资产，尤其是专家的专门知识。人类社会最昂贵的是人类专家，培养专家需要耗费大量的资金和时间，专家的数量和质量是一个国家强盛程度的一个标志。社会对专家的需求是迫切的，即使是技术先进的国家也会感到专家的紧缺。专家的知识能否得到很好的继承关系到该领域的工作效率和领域发展的水平，因此保存和传播专家的专门知识无疑是一项重要的意义的工作，它有助于遏制社会最珍贵财富的流失，而且还可以把专家从知识传播中部分的解脱出来，是他们有更多的时间和精力去研究本领域中一些规律性的实质问题，同时，通过专家系统的解释机制，还能显示其知识库的已有知识和解释问题求解的推理路径，

人工智能实验4三-专家系统方案

《人工智能导论》实验报告

一、实验题目：识别型专家系统设计 ————识别动物专家系统二、实验目的 1、掌握专家系统的基本构成 2、掌握用人工智能程序设计语言编制智能程序的方法三、实验容 1、所选编程语言：C语言； 2.拟订的规则：（1）若某动物有奶，则它是哺乳动物。（2）若某动物有毛发，则它是哺乳动物。（3）若某动物有羽毛，则它是鸟。（4）若某动物会飞且生蛋，则它是鸟。（5）若某动物是哺乳动物且有爪且有犬齿且目盯前方，则它是食肉动物。（6）若某动物是哺乳动物且吃肉，则它是食肉动物。（7）若某动物是哺乳动物且有蹄，则它是有蹄动物。（8）若某动物是哺乳动物且反刍食物，则它是有蹄动物。（9）若某动物是食肉动物且黄褐色且有黑色条纹，则它是老虎。（10）若某动物是食肉动物且黄褐色且有黑色斑点，则它是金钱豹。（11）若某动物是有蹄动物且长腿且长脖子且黄褐色且有暗斑点，则它是长颈鹿。（12）若某动物是有蹄动物且白色且有黑色条纹，则它是斑马。（13）若某动物是鸟且不会飞且长腿且长脖子且黑白色，则它是驼鸟。（14）若某动物是鸟且不会飞且会游泳且黑白色，则它是企鹅。（15）若某动物是鸟且善飞，则它是海燕。 2、设计思路：用户界面：采用问答形式；知识库（规则库）：存放产生式规则，推理时用到的一般知识和领域知识，比如动物的特征，动物的分类标准，从哺乳动物、食肉动物来分，再具体地添加一些附加特征得到具体动物；建立知识库的同时也建立了事实库。事实库是一个动态链表，一个事实是链表的一个结点。知识库通过事实号与事实库发生联系。

数据库：用来存放用户回答的问题，存放初始状态，中间推理结果，最终结果；推理机：采用正向推理，推理机是动物识别的逻辑控制器，它控制、协调系统的推理，并利用知识库中的规则对综合数据库中的数据进行逻辑操作。推理机担负两项基本任务：一是检查已有的事实和规则，并在可能的情况下增加新的事实；二是决定推理的方式和推理顺序。将推理机制同规则对象封装在一起，事实对象记录了当前的状态，规则对象首先拿出前提条件的断言（只有这些前提都有符合时才会做这条规则的结论），询问事实对象集，如事实对象集不知道，则询问用户，如所有前提条件都被证实为真则结论为真，否则系统不知道结论真假。 3、程序流程图：程序运行如下：以老虎，金钱豹，长颈鹿为例画出程序流程图如下：

实验一产生式系统

实验一产生式系统——动物识别系统一、实习目的和意义 1、掌握人工智能的知识表示技术，能用产生式表示法表示知识； 2、掌握基于规则推理的基本方法； 3、掌握产生式系统的运行机制。二、实习内容参考教材规则库包含15条规则，开发一个专家系统可以识别老虎，金钱豹，斑马，长颈鹿，企鹅，鸵鸟等6种动物。三、实习要求 1、本次实验语言MATLAB； 2、系统能通过正向推理得到正确的动物识别结果。四、实习过程 1.实验原理正向推理（事实驱动推理） 1)从初始已知事实出发，在知识库KB中找出当前可适用的知识，构成可适用知识集KS； 2)按某种冲突消解策略，从KS中选出一条知识进行推理，并将推出的新事实加入到数据库DB中，作为下一步推理的已知事实，再在KB中选取可适用知识构成KS； 3)重复步骤二，直到求得问题的解，或KB中再无可适用的知识。 2.问题背景根据课本P33的15调动物识别的专家知识，建立规则库。 3.算法设计主要利用数组下标和元素的0，1值表示知识，规则，及相关标记。

4.Matlab实现 a.算法函数名函数说明 learn function learn(arr_category, arr_feature)主函数checkRule function [arr_category,arr_feature,arr_rule,ifMore,mark]= checkRule(arr_category,arr_feature,arr_rule,ifMore,mar k ) 规则符合检测 showCategory function showCategory( ) 类别选项打印函数 showFeature function showFeature() 特征选项打印函数 showResult function showResult(mark) 结果显示 b.测试测试数据一 1 0 0 0 1 arr_category[ 5] arr_feature[2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0]

专家系统简介

Analysis of the expert system and the technical problem of unemployment Wu Mingming Hubei University of Education,Wuhan,China Abstract:in twenty-first Century, a large number of unemployment of our generation is an indisputable fact. The cause that causes unemployment said Fungous, seems to have a reason. In this paper, the unique angle of view, from the aspects of innovation on the expert system as the representative of the Internet technology, the science and technology, especially the expert system of the explosive development of the technology of the continuing rise in unemployment. Keywords: expert system, technology business, Internet technology. 专家系统和技术性失业问题浅析吴明明湖北第二师范学院计算机学院，武汉，中国摘要：21世纪，我们这一代人的大量失业已是不争的事实。导致失业的原因各说风云，似乎都有道理。本文以独特的视角，从以专家系统为代表的互联网技术的不断革新方面来说，得到了科学技术尤其是专家系统的爆炸性的发展导致了技术性失业的不断增加的事实。关键词：专家系统，技术性事业，互联网技术。引言随着专家系统(Expert System，简称ES)的深度发展，越来越多的工作可以被计算机技术取代。或许在一定时间之内无法完全取代人类从事的所有工作，但是计算机技术已经体现出了取代人类从事的某些工作的巨大的爆发力。换而言之，在企业生产规模不变的情况下（保守估计），所能提供的岗位已经大为缩减。随之而来导致的是大批量的人员失业，技术性失业已经渐渐进入人们的视线。 1、专家系统 1.1专家系统简介专家系统（Expert System)，顾名思义，是一种在特定领域内具有专家水平解决问题能力的智能程序系统。它应用人工智能技术和计算机技术，根据已存储的专家级的知识、经验等同过推理得出更好更适合的解决问题的方法。模拟专家的思维，解决特定方向的问题，它属于人工智能的一个分支。

人工智能小型专家系统的设计与实现解读

人工智能技术基础实验报告指导老师：朱力任课教师：张勇

实验三小型专家系统设计与实现一、实验目的（1）增加学生对人工智能课程的兴趣；（2）使学生进一步理解并掌握人工智能prolog语言；（3）使学生加强对专家系统课程内容的理解和掌握，并培养学生综合运用所学知识开发智能系统的初步能力。二、实验要求（1）用产生式规则作为知识表示，用产生系统实现该专家系统。（2）可使用本实验指导书中给出的示例程序，此时只需理解该程序，并增加自己感兴趣的修改即可；也可以参考该程序，然后用PROLOG语言或其他语言另行编写。（3）程序运行时，应能在屏幕上显示程序运行结果。三、实验环境在Turbo PROLOG或Visual Prolog集成环境下调试运行简单的PROLOG程序。四、实验内容建造一个小型专家系统（如分类、诊断、预测等类型），具体应用领域由学生自选，具体系统名称由学生自定。五、实验步骤 1、专家系统： 1.1建造一个完整的专家系统设计需完成的内容： 1．用户界面：可采用菜单方式或问答方式。

2．知识库（规则库）：存放产生式规则，库中的规则可以增删。 3．数据库：用来存放用户回答的问题、已知事实、推理得到的中间事实。 4．推理机：如何运用知识库中的规则进行问题的推理控制，建议用正向推理。 5．知识库中的规则可以随意增减。 1.2推理策略推理策略包括：正向（数据驱动），反向（目标驱动），双向 2、动物分类实验规则集（1）若某动物有奶，则它是哺乳动物。（2）若某动物有毛发，则它是哺乳动物。（3）若某动物有羽毛，则它是鸟。（4）若某动物会飞且生蛋，则它是鸟。（5）若某动物是哺乳动物且有爪且有犬齿且目盯前方，则它是食肉动物。（6）若某动物是哺乳动物且吃肉，则它是食肉动物。（7）若某动物是哺乳动物且有蹄，则它是有蹄动物。（8）若某动物是有蹄动物且反刍食物，则它是偶蹄动物。（9）若某动物是食肉动物且黄褐色且有黑色条纹，则它是老虎。（10）若某动物是食肉动物且黄褐色且有黑色斑点，则它是猎豹。（11）若某动物是有蹄动物且长腿且长脖子且黄褐色且有暗斑点，则它是长颈鹿。（12）若某动物是有蹄动物且白色且有黑色条纹，则它是斑马。（13）若某动物是鸟且不会飞且长腿且长脖子且黑白色，则它是驼鸟。

《人工智能与专家系统》试卷

《人工智能与专家系统》试卷（1）参考答案与评分标准问答题（每题5分，共50分）1．人工智能是何时、何地、怎样诞生的？（5分）答：人工智能于1956年夏季在美国达特茅斯（Dartmouth）大学诞生。（3分）1956年夏季，美国的一些从事数学、心理学、计算机科学、信息论和神经学研究的年轻学者，汇聚在Dartmouth大学，举办了一次长达两个月的学术讨论会，认真而热烈地讨论了用机器模拟人类智能的问题。在这次会议上，第一次使用了“人工智能”这一术语，以代表有关机器智能这一研究方向。这是人类历史上第一次人工智能研讨会，标志着人工智能学科的诞生，具有十分重要的意义。（2分） 2．行为主义是人工智能的主要学派之一，它的基本观点是什么？（5分）答：行为主义，又称进化主义或控制论学派。这种观点认为智能取决于感知和行动（所以被称为行为主义），它不需要知识、不需要表示、不需要推理。其原理是控制论和感知——动作型控制系统。 3．什么是知识表示？在选择知识表示方法时，应该考虑哪几个因素？（5分）答：知识表示是研究用机器表示知识的可行性、有效性的般方法，是一种数据结构与控制结构的统一体，既考虑知识的存储又考虑知识的使用。知识表示实际上就是对人类知识的一种描述，以把人类知识表示成计算机能够处理的数据结构。对知识进行表示的过程就是把知识编码成某种数据结构的过程。

（3分）在选择知识表示方法时，应该考虑以下几个因素：(1)能否充分表示相关的领域知识；(2)是否有利于对知识的利用；(3)是否便于知识的组织、维护和管理；(4)是否便于理解和实现。（2分）4．框架表示法有什么特点？（5分）答：框架表示法有如下特点：结构性、继承性、自然性。（5分）5．何谓产生式系统？它由哪几部分组成？（5分）答：把一组产生式放在一起，让它们相互配合，协同作用，一个产生式生成的结论可以供另一个产生式作为已知事实使用，以求得问题的解，这样的系统称为产生式系统。（2分）产生式系统一般由三个基本部分组成：规则库、综合数据库和推理机。（3分）6．产生式系统中，推理机的推理方式有哪几种？请分别解释说明。（5分）答：产生式系统推理机的推理方式有正向推理、反向推理和双向推理三种。正向推理：正向推理是从己知事实出发，通过规则库求得结果。反向推理：反向推理是从目标出发，反向使用规则，求证已知的事实。双向推理：双向推理是既自顶向下又自底向上的推理。推理从两个方向进行，直至在某个中间界面上两方向结果相符便成功结束；如两方衔接不上，则推理失败。

浅谈专家系统应用与发展

浅谈专家系统应用与发展摘要：专家系统作为人工智能应用研究的课题之一在各个领域得到广泛应用，但也存在一些突出问题限制了其进一步的发展。本文就专家系统的应用领域和研究热点及其存在问题作了讨论，并提出了新型专家系统的一些特点，指出发展新型专家系统是很有必要的。关键字：专家系统，知识获取，数据挖掘，多Angent Application and Prospect of Expert System Abstract:Expert system is one of the research subjects of the application of AI(artificial intelligence),and widely uesd in many fields,but some predominant problems confined its development.This article discussed the application areas and research hotspots of expert system,and brought up some characteristics of new style expert system,finally pointed that it’s necessary for us to develop new style expert system. Key words:expert system; knowledge acquisition; data mining; multi-agent system 1专家系统概述 1.1 专家系统的起源与含义专家系统（expert system）是人工智能领域应用研究最活跃和最广泛的课题之一。第一个专家系统是在1956年由Allen Newell、Herbert Simon及J. C. Shaw 所发展。其后，许多专家系统也纷纷随之建立，但在前期多半是属于研究性质的雏形系统。1970年代之后，人工智能与专家系统专用的程序语言及软件开发工具逐渐开始发展，而各种知识表示法及算法也被广泛地研究，使得专家系统的建构与发展方式产生了不小的改变。在1980年代后期开始，专家系统便能够逐渐脱离实验室的研究而广泛应用于各行业中[1,2]。专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题[1]。 1.2 专家系统的结构专家系统的基本结构如图1所示，其中箭头方向为数据流动的方向。专家系统通常由人机交互界面、知识库、推理机、解释器、综合数据库、知识获取等6个部分构成。

人工智能实验报告_2

课程实验报告学年学期2015—2016年第一学期课程名称人工智能原理与技术实验名称PROLOG语言编程练习实验室无专业年级电气134 学生姓名赵倩学生学号2013011989 提交时间2015.12.28 成绩任课教师樊强水利与建筑工程学院

第一章PROLOG语言编程练习 1.1实验目的加深学生对逻辑程序运行机理的理解，使学生掌握PROLOG语言的特点、熟悉其编程环境，同时为后面的人工智能程序设计做好准备。（1）熟悉PROLOG语言编程环境的使用；（2）了解PROLOG语言中常量、变量的表示方法；（3）了解利用PROLOG进行事实库、规则库的编写方法； 1.2实验环境计算机，Turbo PROLOG教学软件。 1.3预习要求实验前应阅读实验指导书，了解实验目的、预习PROLOG语言的相关知识。 1.4实验内容（1）学习使用Turbo PROLOG，包括进入PROLOG主程序、编辑源程序、修改环境目录、退出等基本操作。（2）在Turbo prolog集成环境下调试运行简单的Turbo PROLOG程序，如描述亲属关系的PROLOG程序或其他小型演绎数据库程序等。 1.5实验方法和步骤（1）启动Windows XP操作环境。（2）打开文件目录，执行prolog应用程序，启动Turbo prolog，并按空格键(SPACE)进入集成开发环境。（3）选择Setup项，打开下拉菜单，选择Directories项，进行工作目录修改，按Esc键退出，选择Save Configuration项，保存修改。（4）选择Files项，打开下拉菜单，选择New file项，进入源程序输入和编辑，或选择Load项，选择要打开的示例程序，再选择Edit项，可以进行编辑源程序。（5）编辑之后，可以选择Run项，执行程序，可以在Dialog窗口进行询问，即外部目标的执行，查看程序运行结果，分析程序之功能。（6）仿前例，可以选择其他程序并运行，分析程序功能。（7）退出，选择Quit项，可以退出Turbo Prolog程序，返回到Windows XP环境。 1.6示例程序逻辑电路模拟程序。该程序以逻辑运算“与”、“或”、“非”的定义为基本事实，然后在此基础上定义了“异或”运算。那么，利用这些运算就可以对“与”、“或”、“非”和“异或”等逻辑电路进行模拟。事实上，在此基础上也可以对其他任一逻辑门电路进行模拟。 domains d=integer predicates not_(d,d) and_(d,d,d) or_(d,d,d) xor_(d,d,d) clauses not_(1,0). not_(0,1). and_(0,0,0). and_(0,1,0). and_(1,0,0). and_(1,1,1).

人工智能与专家系统实验报告

暨南大学本科实验报告专用纸课程名称人工智能与专家系统成绩评定0实验项目名称动物识别系统设计指导教师0实验项目编号实验项目类型综合型0实验地点南校区学生姓名学号0学院信息科学技术学院系计算机科学系专业0 实验时间2017年12 月日-- 年月日温度℃湿度（一）实验目的通过建立动物识别产生式系统，理解并体会知识库与控制系统相互独立的智能产生式系统与一般程序的区别。（二）实验要求 1.系统的设计和完成可以使用各种编程语言和实用工具，不采用人工智能语言和工具，这样能够使你更加了解专家系统。 2.推荐使用语言：C、java、php、javascript、delphi。也可以使用其他语言。 3如果使用数据库做后台，要求使用最简单的Access。 4.系统可以使用图形界面，简单的也可以使用字符界面，不要求。（三）设计并完成知识库本课程设计的主旨是设计并实现具有15条规则能自动识别7种动物的产生式系统。知识库与控制系统相互独立，系统完成后除了能识别已有的7种动物外，按产生式知识表示方法向知识库中添加、修改新的知识后，系统能在不修改控制系统程序的情况下仍然能正确识别。 1.综合数据库中数据结构说明；产生式通过满足前件，得到后件的结论或者执行后件的相应动作，即后件由前件来触发。同时，一个产生式生成的结论可以作为另一个产生式的前提或语言变量使用，进一步可构成产生式系统。

因此在通过有关特征识别动物的特征中规定：识别动物的前件（即动物的特征）： 0:有毛发 1:有奶 2:有羽毛 3:会飞 4:会生蛋 5:吃肉 6:有锋利牙齿 7:有爪 8:眼向前方 9:有蹄 10:反刍 11:黄褐色皮毛 12:有暗斑点 13:有黑色条纹 14:长脖子 15:长腿 16:不会飞 17:会游泳 18:黑白二色 19:善飞产生的中间结果（即动物的类别）： 20:哺乳动物 21.鸟 22.食肉动物 23.有蹄类动物最终结论： 24.虎 25.豹 26.斑马 27.长颈鹿 28.企鹅 29.鸵鸟 30.信天翁于是在综合数据库中，将设定int型数组facts[30]，数组的编号对应着以上事实的编号，数组的值为1时，意味着对应编号的事实为真，否则为假。 2.规则的格式的数据结构说明；每条规则都拥有前件与后件，建立规则的数据结构时将前件与后件定义即可。前件往往有一个或多个，而后件只有一个。为了方便采用序号代替前后件，因此定义前件为数组int condition[6]；定义后件int outcome;规则的数据结构也随之敲定。 typedef struct//存放规则的结构体,由条件和结果构成皆用序号int型表示 { int condition[6];//条件 int outcome;//结论 }Rule; 将15条规则转化为符号： {{0},20},//有毛发→哺乳动物 {{1},20},//有奶→哺乳动物 {{2},21},//有羽毛→鸟 {{3,4},21},//会飞&会生蛋→鸟 {{5},22},//吃肉→食肉动物

人工智能第六章_专家系统_的要点

1什么是专家系统。有什么特点和优点？专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统特点：启发性，能够运用专家的知识进行推理判断与决策透明性，能够解释推理过程和回答用户问题灵活性，能不断增长知识，更新知识库专家系统的优点，自己课后了解一下。 2专家系统由哪些部分构成？各部分的作用？知识库；综合数据库；推理机；解释器；接口知识库，存储各领域专家的专门知识。静态。硬盘综合数据库，存储初始问题数据和推理过程的中间数据。内存推理机，根据知识进行推理并导出结论。ＣＰＵ接口，用户界面，和用户进行交互。向用户提问，回答用户问题，并进行必要的解释。

知识获取机制是将专业知识转换成机器能理解的表达形式。解释机制向用户解释以下问题：系统为什么要向用户提出该问题（Why）？计算机是如何得出最终结论的（How）？３专家系统的分类，自己课下了解。４建造专家系统的关键步骤。专家系统团队关系图

是否拥有大量知识是专家系统成功与否的关键。因此知识表示是设计专家系统的关键一．设计初始数据库二．原型机的开发与实验三．知识库的改进与归纳建立专家系统的步骤图６．３P156页５基于规则的专家系统

知识库：包含解决问题用到的领域知识，知识表达成为一序列规则。每个规则使用IF(条件)THEN(动作)结构指定的关系。当满足规则的条件部分时，便激发规则，执行动作部分。数据库：包含一序列事实（一个对象及其取值构成了一个事实），所有的事实都存放在数据库中，用来和知识库中存储的规则的IF（条件）部分相匹配。 3. 基于规则的专家系统的推理机制推理机制分为两大类：前向连接和后向链接前向链接就是根据已有事实推断出新的事实。例如已知事实A is x，根据规则IF A is x THEN B is y。获得B is y。然后将B is y加入数据库。再寻找新的规则，即IF B is y THEN ….。