人工智能结课论文

人工智能在电子信息上的应用————专家系统
引言：
人工智能(Artificial Intelligence) ，英文缩写为AI。

它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。

人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。

专家系统是人工智能应用研究的一个重要领域。

它实现了人工智能从理论研究走向实际应用，从一般思维方法探讨转入专门知识运用的重大突破。

专家系统是一个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。

摘要:
专家系统是人工智能应用研究的主要领域。

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，简而言之，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。

它运用于医疗、军事、地质勘探、教学、化工等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益。

现在，专家系统已成为人工智能领域中最活跃、最受重视的领域。

关键词：人工智能，专家系统
正文：
1、什么是专家系统
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。

专家系统内部含有大量的某个领域的专家水平的知识与经验，能够运用人类专家的知识和解决问题的方法进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，来解决该领域的复杂问题。

目前，对什么是专家系统还没有一个严格公认的形式化定义。

作为一种一般的解释，可以认为专家系统是一种具有大量专门知识与经验的智能程序系统，它能运用领域专家多年积累的经验和专门知识，模拟领域专家的思维过程，解决该领域中需要专家才能解决的复杂问题。

2、专家系统的基本结构
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。

在其中，知识库是专家系统质量是否优越的关键所在，即知识库中知识的质量和数量决定着专家系统的质量水平。

一般来说，专家系统中的知识库与专家系统程序是相互独立的，用户可以通过改变、完善知识库中的知识内容来提高专家系统的性能。

人工智能中的知识表示形式有产生式、框架、语意网络等，而在专家系统中运用得较为普遍的知识是产生式规则。

产生式规则以IF…THEN…的形式出现，就像编程语言里的条件语句一样，IF后面跟的是条件（前件），THEN后面的是结论（后件），条件与结论均可以通过逻辑运算AND、OR、NOT进行复合。

在这里，产生式规则的理解非常简单：如果前提条件得到满足，就产生相应的动作或结论。

产生式专家系统的知识库中包含了大量的规则，换言之，这里的知识库就是一个规则集。

3、专家系统的特性（与人类专家相比）
专家系统作为一个计算机程序系统具有如下几个特性：
（1）不受时间限制：人类专家的工作时间有限，但专家系统是恒久，一旦开发完成，可随时使用，并可二十四小时持续运作。

（2）操作成本低：人类专家稀少且昂贵，虽然专家系统的在起步发展时必须花一笔不小的经费，但日常操作的成本比起人类专家便宜许多。

因此在专家不在或经济上请专家不合算的情况下，利用专家系统仍能处理与专家相等水准的工作。

（3）易于传递及复制：专家与专家知识是稀有的资源，在知识密集的工作环境下，新进人员需要作相当多的训练，而关键人物的知识随着人事变动而不能储存，在传递起来亦是耗时费力。

但专家系统则不然，它能轻易地将知识传递或复制。

（4）具有一致性：人类专家在判断决策的结果常会因时或因人而异，而专家系统对于所处理的问题则具有一致性的输出。

（5）可处理费时及复杂的问题：由于专家系统具有既定的知识库与严谨的推理程序，因此往往比人类专家还能胜任一些执行起来较费时、复杂度较高的工作。

（6）需要庞大计算量的问题。

另外，若工作的内容重复性很高，专家系统尤其能比人类专家有更佳的表现。

（7）使用于特定领域：由于搜集知识库建构以及推理规则建构的有一定的困难，因此专家系统通常只使用于小范围的特定知识领域。

而当问题的知识牵涉较广，或是没有一定的处理程序时，就必须靠人类专家的智慧来处理。

4、专家系统的类型
通常，专家系统都是针对某一应用领域而建立的。

不同应用领域的专家系统，其功能、设计方法及实现技术也各不同。

对专家系统的类型，可以有多种不同的划分方法。

例如，可以按求解问题的性质分类，也可以按求解问题的要求分类，还可以按系统的体系结构分类等。

海叶斯-罗斯(F.Heyes-roth)等人按照求解问题的性质，将专家系统分为以下10种类型（1）诊断型专家系统：根据对症状的观察分析，推导出产生症状的原因以及排除故障方法的一类系统，如医疗、机械、经济等。

（2）解释型专家系统：根据表层信息解释深层结构或内部情况的一类系统，如地质结构分析、物质化学结构分析等。

（3）预测型专家系统：根据现状预测未来情况的一类系统，如气象预报、人口预测、水文预报、经济形势预测等。

（4）设计型专家系统：根据给定的产品要求设计产品的一类系统，如建筑设计、机械产品设计等。

（5）决策型专家系统：对可行方案进行综合评判并优选的一类专家系统。

（6）规划型专家系统：用于制定行动规划的一类专家系统，如自动程序设计、军事计划的制定等。

（7）教学型专家系统：能够辅助教学的一类专家系统。

（8）数学专家系统：用于自动求解某些数学问题的一类专家系统。

（9）监视型专家系统：对某类行为进行监测并在必要时候进行干预的一类专家系统，如机场监视、森林监视。

(10) 修理型专家系统：修理型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。

这类专家系统的主要特点是同时具有诊断、调试、计划和执行等功能。