实验一产生式系统实验
报告_基于产生式系统的动物识别系统
报告_基于产⽣式系统的动物识别系统实验基于产⽣式系统的动物识别系统知识表⽰与推理专题魏江200620108203 计算机系统结构专业（1班）正向推理是产⽣式系统的⼀种推理⽅法,它是从⼀组表⽰事实的谓词或命题出发,使⽤⼀组产⽣式规则,⽤以证明该谓词公式或命题是否成⽴.本实验⽤两种⽅法实现了⼀个简单的动物识别系统.⼀、实验⽬的1.熟悉和掌握产⽣式系统的运⾏机制，2.掌握基于产⽣式系统的正向推理的基本⽅法。
3.简要⽐较两种实现⽅式的异同⼆、实验内容1. 能根据输⼊的动物特征判断是那种动物或给出相应的回答. (第⼀种⽅法)2. 如果根据初始输⼊的动物特征不能判断,则可以动态增加新事实(即动物特征)来判断属于那种动物. (第⼀种⽅法)3. 可根据提⽰选择所要识别的动物是否具有该特征.(第⼆种⽅法)三、算法设计编程语⾔与编程环境: C++,VC6.0下⾯⽤第⼀种⽅法简要说明算法的设计过程.⾸先建⽴了⼀个animal_identifier的类.该类包含的属性有:f和r. f指针指向事实集,r指向规则集.包括的关键成员函数有:Creat_Rules(),Creat_Fact(), reason().1 建⽴静态规则库.即建⽴产⽣式规则.本算法采⽤了产⽣中间事实的⽅法,这样做的优点是涉及到的规则少,容易理解,便于建⽴和使⽤规则.为了便于设计,我们把要识别的动物限于7种,这样所需要的产⽣式规则就⽐较少.本算法总共有16种规则,部分规则如下:R1：如果某动物有⽑发则该动物是哺乳动物R2：如果某动物有奶则该动物是哺乳动物R3：如果某动物有⽻⽑则该动物是鸟R4：如果某动物会飞，且下蛋则该动物是鸟R5：如果某动物吃⾁则该动物是⾷⾁动物R6：如果某动物有锋利的⽛齿，且有⽖，且眼睛盯着前⽅则该动物是⾷⾁动物R7：如果某动物是哺乳动物,且有蹄则该动物是有蹄类哺乳动物……………..R16: 如果反刍则哺乳动物上述规则库由类animal_identifierd的⽅法Creat_rules()静态实现.2 建⽴事实库建⽴事实库是由⽅法Creat_Fact()实现的.该⽅法要求⽤户动态输⼊事实,即要求⽤户先输⼊特征个数,然后输⼊动物的特征,如果未识别出来,⽤户可以增加输⼊,或者退出.3 正向推理过程.正向推理是从已知事实出发，通过规则库求得结论，或称数据驱动⽅式。
人工智能实验报告
暨南大学人工智能实验报告题目：动物识别系统院系：信科院计算机系专业：计算机软件与理论学号：学生姓名：张韶远成绩：日期：2009年11月10日一、目的与要求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，并实现一个用于识别的专家系统。
2．推理策略采用正向推理和反向推理两种。
二、主要内容1．学习人工智能的知识表示技术，关键掌握产生式知识表示的具体应用方法。
2．实现的动物识别系统的主要功能如下：2．1系统能通过正向、反向推理得到正确的动物识别结果。
2．2系统能动态地添加规则、能显示推理过程。
三．实验原理产生式表示：产生式表示是知识表示的一种。
这种方法是建立在因果关系的基础上的，可很容易的描述事实、规则及其不确定性度量。
1．事实的表示：事实可看成是断言一个语言变量的值或是多个语言变量间的关系的陈述句，语言变量的值或语言变量间的关系可以是一个词。
不一定是数字。
一般使用三元组（对象，属性，值）或（关系，对象1，对象2）来表示事实，其中对象就是语言变量，若考虑不确定性就成了四元组表示（增加可信度）。
这种表示的机器内部实现就是一个表。
如事实“老李年龄是35岁”，便写成（Lee,age,35）事实“老李、老张是朋友”，可写成（friend,Lee,Zhang）2．规则的表示：规则用于表示事物间的因果关系，以if condition then action 的单一形式来描述，将规则作为知识的单位。
其中的condition 部分称为条件式前件或模式，而action部分称作动作、后件或结论。
产生式一般形式为：前件后件。
前件和后件也可以是有“与”、“或”、“非”等逻辑运算符的组合的表达式。
条件部分常是一些事实的合取或析取，而结论常是某一事实B。
如果不考虑不确定性，需另附可信度度量值。
产生式过则的含义是：如果前件满足，则可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。
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。
AI实验报告
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实验一产生式系统实验群. (2)一、实验目的： (2)二、实验原理: (2)三、实验条件： (3)四、实验内容： (3)五、实验步骤： (3)实验二搜索策略实验群搜索策略: (6)一、实验目的： (6)二、实验原理: (6)三、实验条件： (6)四、实验内容： (6)五、实验步骤： (7)六：实验过程： (7)七、A*算法流程图： (18)八、实验结论： (19)实验三神经网络实验群 (20)一、实验目的： (20)二、实验原理: (20)三、实验条件： (20)四、实验内容： (20)五、实验步骤： (21)六、实验结论： (21)实验四自动规划实验群 (25)一、实验目的： (25)二、实验原理: (25)三、实验条件： (25)四、实验内容： (26)五、实验步骤： (26)实验一产生式系统实验群产生式系统: 是由一组规则组成的、能够协同作用的推理系统。
其模型是设计各种智能专家系统的基础 .产生式系统主要由规则库、综合数据库和推理机三大部分组成。
本实验环境主要提供一个能够实现模拟产生式专家系统的验证、设计和开发的可视化操作平台。
学生既能用本系统提供的范例进行演示或验证性实验，也能够用它来设计并调试自己的实验模型。
一、实验目的：熟悉和掌握产生式系统的运行机制，掌握基于规则推理的基本方法。
二、实验原理: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。
简单动物识别系统的知识表示实验报告
简单动物识别系统的知识表示实验报告一、实验目的：1、理解和掌握产生式知识表示方法。
2、能够用选定的编程语言实现产生式系统的规则库。
二、实验内容和要求：1、以动物识别系统的产生式规则为例。
2、用选定的编程语言建造规则库和综合数据库，并能对它们进行增加、删除和修改操作。
三、实验步骤：1、确定需要识别的动物及其属性：本次实验的简单动物识别系统总共能识别7种动物，即：老虎、金钱豹、斑马、长颈鹿、企鹅、鸵鸟、信天翁。
2、建立识别七种动物识别系统的规则：由于实验要求系统的规则库和综合数据库能够进行增加、删除和修改操作，因此可以采取逐步添加条件，压缩范围的方法进行识别，即：先跟据一些动物的共性进行大致分类，然后在添加约束条件，将范围缩小，直到能够识别出每一种不同的动物为止。
这样，我们在需要添加识别其他动物的功能时，只需要添加那些动物的个性方面的信息即可，这样也可以简化系统的结构和内容。
识别老虎、金钱豹、斑马、长颈鹿、企鹅、鸵鸟、信天翁这7种动物的简单动物识别系统规则一共可以写成以下15条：Rule1：IF 该动物有毛发 THEN 该动物是哺乳动物Rule2：IF 该动物有奶 THEN 该动物是哺乳动物Rule3：IF 该动物有羽毛 THEN 该动物是鸟Rule4：IF 该动物会飞 AND 会下蛋 THEN该动物是鸟Rule5：IF 该动物吃肉 THEN 该动物是肉食动物Rule6：IF 该动物有犬齿 AND 有爪 AND 眼盯前方 THEN该动物是肉食动物Rule7：IF 该动物是哺乳动物 AND 有蹄 THEN 该动物是有蹄类动物Rule8：IF 该动物是哺乳动物 AND 是嚼反刍动物 THEN 该动物是有蹄类动物Rule9：IF 该动物是哺乳动物 AND 是肉食动物 AND 是黄褐色AND 身上有暗斑点THEN该动物是金钱豹Rule10：IF 该动物是哺乳动物 AND 是肉食动物 AND 是黄褐色AND 身上有黑色条纹 THEN 该动物是老虎Rule11：IF 该动物是有蹄类动物 AND 有长脖子 AND 有长腿 AND 身上有暗斑点 THEN 该动物是有长颈鹿Rule12：IF 该动物是有蹄类动物 AND 身上有黑色条纹 THEN 该动物是斑马Rule13：IF 该动物是鸟 AND 有长脖子 AND 有长腿 AND不会飞 THEN 该动物是鸵鸟Rule14：IF 该动物是鸟 AND 会游泳 AND 有黑白二色 AND不会飞THEN 该动物是企鹅Rule15：IF 该动物是鸟 AND 善飞 THEN 该动物是信天翁三、选定编程语言并确定综合数据库和规则库结构：（1）选用C语言作为编程语言（2）综合数据库的建立：用C程序写出综合数据库的代码：char*str{"有毛发","有奶","有羽毛","有犬齿","有暗斑点","有黑色条纹","有蹄","有长脖子","有长腿","有爪","有黑白两色","是黄褐色"," 会游泳","会下蛋","会飞","善飞","不会飞","眼盯前方","吃肉","哺乳动物","嚼反刍动物","肉食动物","有蹄类动物","鸟","老虎","金钱豹","斑马","长颈鹿","企鹅","鸵鸟","信天翁",0}（3）规则库的建立：为了简化数据结构，将综合数据库中的事实全部用序号来表示，共有31个事实，编号依次为1到31。
人工智能产生式系统实验报告
实验报告【实验名称】______________产生式系统_______________________ 【实验目的】1. 理解产生式系统的结构原理与实际应用。
2. 掌握产生式规则表示及规则库组建的实现方法。
3. 熟悉和掌握产生式系统的运行机制，掌握基于规则推理的基本方法。
【实验原理】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。
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；用产生式规则表示推理过程和行为。
【实验内容】1.自己建造产生式系统（包括规则库和事实库），然后进行推理，即可以自己输入任何的事实，并基于原有的规则和输入的事实进行推理。
2.建造动物识别系统，能根据输入的动物特征判断是那种动物或给出相应的回答。
3.算法设计①首先建立事实库事实库是在程序的开始直接输入的，用户根据需要选择，即要求用户先输入特征个数，然后输入动物的特征，进行识别。
如果未识别出来，则可以重新选择，或者退出。
动物的特征如下：1有奶2有毛发3有羽毛4会飞5生蛋6有爪7有犬齿8目盯前方9吃肉10有蹄11反刍食物12黄褐色13黑色条纹14黑色斑点15长腿16长脖子17暗斑点18白色19不会飞20黑白色21会游泳22善飞23不怕风浪24哺乳动物25鸟26食肉动物27有蹄动物28偶蹄动物29海燕30老虎31金钱豹32长颈鹿33斑马34鸵鸟35企鹅②建立静态规则库即建立产生式规则，本算法采用了产生中间事实的方法，便于建立和使用规则。
为了便于设计，我们把要识别的动物限于7种，这样所需要的产生式规则就比较少。
本算法共有15种规则，如下：R1: 如果动物有奶，则它是哺乳动物R2: 如果动物有毛发，则它是哺乳动物R3: 如果动物有羽毛，则它是鸟R4: 如果动物会飞且生蛋，则它是鸟R5: 吃肉的哺乳动物是食肉动物R6: 有爪有犬齿木钉前方的哺乳动物是食肉动物R7: 有蹄的哺乳动物是有蹄动物R8: 反刍食物的有蹄动物是偶蹄动物R9: 黄褐色有黑条纹的食肉动物是老虎R10:黄褐色有黑色斑点的食肉动物是金钱豹R11:长腿长脖子有黄褐色暗斑点的有蹄动物是长颈鹿R12:有黑白条纹的有蹄动物是斑马R13:不会飞长腿长脖的鸟是鸵鸟R14:不会飞会游泳黑白色的鸟是企鹅R15:善飞不怕风浪的鸟是海燕具体表示如下：R1: 1->24R2: 2->24R3: 3->25R4: 4*5->25R5: 6*7*8*24->26R6: 9*24->26R7: 10*24->27R8: 11*27->28R9: 12*13*24->30R10: 12*14*24->31R11: 12*15*16*17*27->32R12: 13*18*27->33R13: 15*16*19*25->34R14: 19*20*21*25->35R15: 22*23*25->29③正向推理过程从已知事实出发，通过规则库求得结论，或称数据驱动方式。
实验一 产生式系统实验
（12）is("寒凉性水果"):-positive("清热降火")
（13）is("平性水果"):-positive("寒热偏性不明，开胃健脾")
（14）is("温热性水果"):-positive("驱寒补虚")
（2）编辑知识库，通过输入规则或修改规则等，完成整个规则库的建立。
（3）建立事实库（综合数据库），输入多条事实或结论。
（4）运行推理，包括正向推理和反向推理，给出相应的推理过程、事实区和规则区。
2. 撰写实验报告。
四、实验结果
1. 系统名称及谓词定义
（1）系统名称：水果识别系统
（2）谓词定义：
①水果是：fruit
（7）fruit("苹果"):-is("平性水果"),positive("红色的")
（8）fruit("桑葚"):-is("平性水果"),positive("紫色的")
（9）fruit("西瓜"):-is("寒凉性水果"),positive("多汁的"),positive("葫芦科水果")
（10）fruit("香蕉"):-is("寒凉性水果"),positive("黄色的"),positive("剥皮的")
产生式实验报告
产生式实验报告一、引言产生式（Production）是一种用于表示语法规则的形式化工具，它在人工智能领域具有广泛的应用。
本实验报告旨在介绍产生式的基本概念、产生式的应用领域以及在实验中如何使用产生式来实现推理和搜索。
二、产生式的基本概念1. 产生式的定义产生式是一种形式化的表示语法规则的工具。
它由一个左部（Left-hand side）和一个右部（Right-hand side）组成，左部表示一个非终结符号，右部则表示一串终结符号和非终结符号的序列。
2. 产生式的形式产生式的形式通常为：左部 -> 右部，其中右部由终结符和非终结符组成，可以为空。
3. 产生式的应用产生式在人工智能领域有广泛的应用，例如在自然语言处理中，可以使用产生式来表示句子的语法结构；在专家系统中，可以使用产生式来表示知识库中的规则；在编译原理中，可以使用产生式来描述语言的语法规则等。
三、产生式的应用领域1. 自然语言处理在自然语言处理中，产生式被广泛应用于句子的语法分析、语义分析以及机器翻译等任务。
通过定义一系列产生式规则，可以构建一个语法分析器，用于自动识别和分析句子的结构和意义。
2. 专家系统专家系统是一种基于知识库的智能系统，其中的知识被表示为一组产生式规则。
通过使用产生式来表示知识和推理规则，专家系统可以根据用户提供的问题和条件进行推理和决策，给出相应的解答和建议。
3. 编译原理编译原理是计算机科学中的一个重要领域，其中的产生式被广泛应用于编译器的前端处理，用于描述语言的语法规则和语义规则。
通过使用产生式和对应的语法分析算法，可以将源代码转化为中间代码或目标代码。
四、产生式在实验中的应用在实验中，我们可以使用产生式来实现推理和搜索。
以人工智能领域的经典问题“图搜索”为例，我们可以使用产生式规则来描述搜索的过程。
1. 初始状态假设我们需要解决一个迷宫问题，迷宫可以表示为一个二维矩阵，其中的元素可以是墙壁、路径或终点。
产生式动物识别系统
实验7：产生式动物识别系统一、实验目的理解和掌握产生式系统的推理方法，能够用选定的编程语言实现推理机。
二、编程环境本文主要编译环境是Windows 10 Visual Studio 2015三、问题描述设计一个用于动物识别的产生式系统，该系统通过规则库识别老虎、金钱豹、斑马、长颈鹿、企鹅、信天翁、鸵鸟7种动物。
四、解决方案1.规则库：用于描述相应领域内知识的产生式集合称为规则库。
本规则库包括以下规则R1：if 动物有毛发then 动物是哺乳动物R2：if 动物有奶then 动物是哺乳动物R3：if 动物有羽毛then 动物是鸟R4：if 动物会飞and 会生蛋then 动物是鸟R5：if 动物吃肉then 动物是食肉动物R6：if 动物有犀利牙齿and 有爪and 眼向前方then 动物是食肉动物R7：if 动物是哺乳动物and有蹄then动物是有蹄类动物R8：if 动物是哺乳动物and反刍then动物是有蹄类动物R9：if 动物是哺乳动物and是食肉动物and有黄褐色and 有暗斑点then 动物是豹R10：if 动物是哺乳动物and是食肉动物and有黄褐色and有黑色条纹then 动物是虎R11：if动物是有蹄类动物and 有长脖子and有长腿and有暗斑点then 动物是长颈鹿R12：if 动物是有蹄类动物and有黑色条纹then 动物是斑马R13：if 动物是鸟and不会飞and有长脖子and有长腿and有黑白二色then 动物是鸵鸟R14：if 动物是鸟and不会飞and会游泳and有黑白二色then 动物是企鹅R15：if 动物是鸟and善飞then 动物是信天翁2.综合数据库char *ans0 = "抱歉，我也不知道这是什么动物";char *ans1 = "这个动物是金钱豹";char *ans2 = "这个动物是老虎";char *ans3 = "这个动物是长颈鹿";char *ans4 = "这个动物有斑马";char *ans5 = "这个动物是企鹅";char *ans6 = "这个动物是鸵鸟";char *ans7 = "这个动物是信天翁";3.推理机(1) 初始化综合数据库，即把欲解决问题的已知事实送入综合数据库中；(2) 检查规则库中是否有未使用过的规则，若无转(7)；(3) 检查规则库的未使用规则中是否有其前提可与综合数据库中已知事实相匹配的规则，若有，形成当前可用规则集；否则转(6)；(4) 按照冲突消解策略，从当前可用规则集中选择一个规则执行，并对该规则作上标记。
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（1）正向推理过程
①事实区：
温热性水果
大红色的
甜的
②规则区：
fruit("樱桃"):-is("温热性水果"),positive("大红色的"),positive("甜的")
（2）反向推理过程
①假设：菠萝
②水果是：驱寒补虚吗(Y/N)?回答：Y
③水果是：酸甜的吗(Y/N)?回答：Y
④水果是：也称凤梨吗(Y/N)?回答：Y
⑤事实区：
驱寒补虚
温热性水果
酸甜的
也称凤梨
菠萝
⑥规则区：
is("温热性水果"):-positive("驱寒补虚")
fruit("菠萝"):-is("温热性水果"),positive("酸甜的"),positive("也称凤梨")
⑦结论：假设成立
五、实验总结
实验一产生式系统实验
一、实验目的
1.熟悉一阶谓词逻辑和产生式表示法。
2.掌握产生式系统的运行机制。
3.以及基于规则推理的基本方法。
二、实验内容
运用所学知识，设计并编程实现一个小型的水果识别人工智能系统。
三、实验步骤
1. 基于产生式系统实验程序，设计并实现一个小型人工智能系统：
（1）系统设置，包括设置系统名称和系统谓词，给出谓词名及其含义。
（11）fruit("樱桃"):-is("温热性水果"),positive("大红色的"),positive("甜的")
（12）is("寒凉性水果"):-positive("清热降火")
（13）is("平性水果"):-positive("寒热偏性不明，开胃健脾")
（14）is("温热性水果"):-positive("驱寒补虚")
（2）编辑知识库，通过输入规则或修改规则等，完成整个规则库的建立。
（3）建立事实库（综合数据库），输入多条事实或结论。
（4）运行推理，包括正向推理和反向推理，给出相应的推理过程、事实区和规则区。
2. 撰写实验报告。
四、实验结果
1. 系统名称及谓词定义
（1）系统名称：水果识别系统
（2）谓词定义：
①水果是：fruit
②类别是：is
③事实：positive
2. 系统知识库
（1）fruit("菠萝"):-is("温热;酸甜的"),positive("也称凤梨")
（2）fruit("甘蔗"):-is("平性水果"),positive("甜的")，positive("有节的")
（3）fruit("火龙果"):-is("寒凉性水果"),positive("仙人掌科水果")
（7）fruit("苹果"):-is("平性水果"),positive("红色的")
（8）fruit("桑葚"):-is("平性水果"),positive("紫色的")
（9）fruit("西瓜"):-is("寒凉性水果"),positive("多汁的"),positive("葫芦科水果")
（10）fruit("香蕉"):-is("寒凉性水果"),positive("黄色的"),positive("剥皮的")
（4）fruit("梨"):-is("寒凉性水果"),positive("药用功效强的"),positive("蔷薇科水果")
（5）fruit("荔枝"):-is("温热性水果"),positive("需冷藏的")
（6）fruit("柠檬"):-is("平性水果"),positive("酸的")，positive("黄色的")