专家系统

它是一种具有智能的程序系统。能运用专家知 识和经验进行推理的启发式程序系统。 它必须包含有大量专家水平的领域知识，并能 在运行过程中不断地对这些知识进行更新。 它能应用人工智能技术模拟人类专家求解问题 的推理过程，解决那些本来应该由领域专家才 能解决的复杂问题。
专家系统的一般特点
• 专家系统的特点：
根 据 任 务 要 求 ， 计 算 出满 足 设 计 问 题 约 束 的 目 标配 置。 按 给 定 目 标 拟 定 总 体 规划 、 行 动 计 划 、 运 筹 优 化等 。 根 据 具 体 情 况 ， 控 制 整个 系 统 的 行 为 ， 适 用 于 对各 种 大 型 设 备 及 系 统 进 行控 制。 根 据 监 测 到 的 现 象 与 正常 情 况 相 比 ， 及 时 作 出 相应 的分析和处理。 的分析和处理 。 对 发 生 故 障 的 系 统 、 对象 或 设 备 进 行 处 理 ， 制 定纠 错 方 案 ， 并 实 施 方 案 ，使 其恢复正常。 其恢复正常 。 根 据 相 应 的 标 准 检 测 被测 试 对 象 存 在 的 错 误 ， 并能 从 多 种 纠 错 方 案 中 选 出适 用 于 当 前 情 况 的 最 佳方 排除错误。 案 ， 排除错误 。
专家系统的结构
• 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。 用户 接口 事实规则
解释器 计划 知识库 执行器
议程 中间解 黑板
调度器 协调器
理 想 专 家 系 统 结 构 图
专家系统的主要组成部分
1. 知识库（Knowledge Base) 知识库用于存储某领域专家系统的专门知识，包括事实、 可行操作与规则。 2. 综合数据库（global database) 综合数据库又称全局数据库或总数据库，它用于储存领域 或问题的初始数据和推理过程中得到的中间数据（信息）， 即被处理对象的一些当前事实。 3. 推理机（reasoning machine) 用于记忆所采用的规则和控制策略的程序，使整个专家系 统能够以逻辑方式协调的工作。推理机能够根据知识进行 推理和导出结论，而不是简单搜索现成的答案。
专家系统与传统程序的区别
•
从编程思想看：传统程序=数据结构+算法; 专家系统=知识+推理 • 传统程序把关于问题求解的知识隐含于程序中， 而专家系统则将知识（知识库）与运用知识的过 程(推理机)分离开来； • 传统程序主要面向数值计算和数据处理，专家 系统则面向符号处理；
• 传统程序一般不具有解释功能，而专家系统有解 释机构； • 传统程序与专家系统具有不同的结构； • 传统程序根据算法能产生正确答案，而专家系统 则可能会产生错误的答案； • 传统程序一般都有算法解，而专家系统经常要在 不完全、不精确、不确定的信息基础上作出结论。
工 程 设 计 、电 路设 计、 建筑 及 装 修 设 计、 服装 设计 、机 械设计及图案设计 机 器 人 动 作控 制、 工程 规划 、 军 事 规 划、 城市 规划 、生 产规划等。 产规划等 。 代 表 性 的 专 家 系 统 有 YES/MVS（ 帮 助 监 控 和 控 制 （ MVS操作系统的专家系统 ） 操作系统的专家系统） 操作系统的专家系统 森 林 火 警 监视 ，机 场监 视， 如 REACTOR （ 帮 助 操 作 人 员 检 测 和 处理 核反 应堆 事故 的专家系统）。 的专家系统 ）。
类别
功能作用
应用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
预测型专家系统 主 要 对 处 理 对 象 的 过 去 和 现 在 气 象 预 报 、 军 事 预 测 、 人 口 预 测 （ Expert System 的 数 据 进 行 分 析 ， 并 由 此 来 推 、 交 通 预 测 、 财 政 预 测 、 经 济 发 展预测、 展预测 、 农作物预测等 for Prediction） 测未来的演变和发展 。 ） 测未来的演变和发展。 解释型专家系统 对 已 知 的 信 息 或 数 据 进 行 分 卫 星 图 像 分 析 、 集 成 电 路 分 析 、 （ Expert System 析 ， 解 释 这 些 信 息 和 数 据 的 实 石 油 测 井 数 据 分 析 、 染 色 体 分 类 际含义。 际含义 。 等 for
谢 谢！
（1）启发性：能运用专家的知识和经验进行推理、 判断和决策。 （2）透明性：能够解释本身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：能不断地增长知识，修改原有知识， 不断更新。
专家系统的种类
• 对专家系统的类型划分可以有多种不同的方法。 对专家系统的类型划分可以有多种不同的方法。不同的分类方法所得到的 分类结果也不同。海叶斯—罗斯（F.Heyes-Roth)等人按照专家系统的特 分类结果也不同。海叶斯—罗斯（F.Heyes-Roth)等人按照专家系统的特 性及处理问题的类型，将专家系统分为以下10种类型。 10种类型 性及处理问题的类型，将专家系统分为以下10种类型。
专家系统
专家系统概述
到目前为止，有关专家系统还没有一个严格公认 的形式化定义。人们普遍认为，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，它能运用某个 领域一个或多个专家多年积累的经验和专门知识，模 拟领域专家求解问题时的思维过程，以解决该领域中 的各种复杂问题。也就是说，专家系统具有三个方面 专家系统具有三个方面 的含义。 的含义。
Interpretation） ）
诊断型专家系统 根 据 输 入 的 信 息 找 出 处 理 对 象 医 疗 诊 断 、 电 子 或 机 械 以 及 材 料 （ Expert System 存 在 的 故 障 及 其 原 因 ， 并 能 给 失效诊断 for Diagnosis） 出一定的建议 ） 根 据 学 生 的 特 点 和 学 习 背 景 ， 一 些 计 算 机 辅 助 教 学 （ CAI ） 系 教学型专家系统 以 适 当 的 教 学 方 法 和 教 案 将 知 统 、 聋 哑 人 语 言 训 练 系 统 以 及 完 （ Expert System 识 点 组 织 起 来 ， 用 于 对 学 生 进 成其他一些教育与培训任务 for Instruction） 行 教 学 和 辅 导 、 诊 断 调 整 学 生 ） 在学习过程中的行为。 在学习过程中的行为 。
设计型专家系统 （ Expert System for Design） ） 规划型专家系统 （ Expert System for Planning） ） 控制型专家系统 （ Expert System for Control） ） 监视型专家系统 （ Expert System for Monitoring） ） 维护型专家系统 （ Expert System for Repair） ） 调试型专家系统 （ Expert System for Debugging） ）
4. 解释器（explanator) 解释器能够向用户解释专家系统的行为，包括解释推理结 论的正确性以及系统输出其他候选解得原因。 5. 接口（interface) 接口又称界面，它能够使系统与用户进行对话，使用户能 够输入必要的数据、提出问题和了解推理过程和推理结果 等。系统则通过接口要求用户回答提问，并回答用户提出 的问题，进行必要的解释。