产生式系统实验报告
产生式系统--人工智能实验指导书
产生式系统--人工智能实验指导书《人工智能》实验指导书（2010年版）供2011级计算机科学与技术专业使用1．实验目的培养学生利用人工智能技术解决简单实际问题的能力。
2. 实验设备或环境硬件设备：微机。
软件环境：操作系统Windows XP，开发工具Microsoft Visual C++ 6.0、Visual Prolog5.2、Matlab6.5。
3. 实验内容(1).在Visual C++环境下，利用状态空间法解决产生式系统问题。
4．实验步骤(1).编写、调试程序。
(2).运行若干个实例。
(3).编写实验报告。
5. 考核要求或实验报告要求每位学生独立完成编程与实验报告，在机房抽查同学的程序。
少量同学需要做口头报告与演示程序。
实验报告的格式见附件。
附件：《人工智能》课程实验报告模板说明：1、模板的斜体文字是编写提纲，正式报告中不用保留。
2、必须在理解教材和上课内容的基础上，自己独立完成本报告。
不要拷贝教材中的文字与流程图。
3、提交的实验报告包括本报告与程序源代码，每位同学以自己的学号名字为文件名，压缩后提交。
例如，06080700张三.zip/rar。
4、在机房抽查同学的程序。
在课堂上，要求部分同学口头讲解报告和演示程序。
以下是报告的模板正文利用正向推理方法解决产生式系统问题学号E201102053 姓名姚为民完成时间2011年10月1．产生式系统问题简介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的概念。
在产生式系统中，论域的知识分为两个部分：用事实表示静态知识，用产生式规则表示推理过程和行为。
产生式系统由三部分组成，即总数据库、产生式规则和控制策略。
总数据库用于存放求解过程中各种当前信息的数据结构。
产生式规则中某条规则的前提与总数据库中的某些事实相匹配时，该规则就被激活，并把其结论作为新的事实存入总数据库。
产生式规则是一个规则库，用于存放于求解问题有关的某个领域知识的规则集合及其交换规则。
产生式系统调研报告
产生式系统调研报告产生式系统调研报告产生式系统（Production System）是一种基于规则的知识表示和推理方法，通常用于人工智能、专家系统和机器学习等领域。
本次调研报告以产生式系统为主题，介绍了其基本原理、应用场景和优势等内容。
一、基本原理产生式系统基于一组规则（产生式规则），其中每个规则由条件（Antecedent）和行动（Consequent）两部分组成。
当条件满足时，系统执行相应的行动。
规则可以用逻辑语句或者if-then语句表示。
二、应用场景1. 专家系统：产生式系统被广泛应用于专家系统中，通过将专家的知识编码成规则，系统可以模拟专家的推理过程，从而解决复杂的问题。
2. 机器学习：产生式系统可以应用于机器学习领域，用于模式识别和分类任务，通过学习规则来进行推理和决策。
3. 自然语言处理：产生式系统可用于自然语言处理领域，处理语义解析和机器翻译等任务。
三、优势1. 灵活性：产生式系统的规则可以灵活的添加、修改和删除，使系统可以适应不同的任务和需求。
2. 可解释性：产生式系统的规则是明文的，可以被人理解和解释，从而增加了系统的可信度和可靠性。
3. 推理能力：产生式系统通过匹配规则的条件并执行相应的行动，具有强大的推理能力，可以解决复杂的问题。
四、发展趋势1. 结合深度学习：目前，研究者们正在尝试将产生式系统和深度学习相结合，以提高系统的表达能力和学习能力。
2. 多样化的规则表示：除了传统的if-then规则，研究者们也在探索其他形式的规则表达，如图形化规则和自然语言规则。
3. 推理引擎优化：为了提高系统的推理效率和性能，研究者们致力于优化推理引擎的设计和实现。
综上所述，产生式系统是一种基于规则的知识表示和推理方法，广泛应用于专家系统、机器学习和自然语言处理等领域。
其灵活性、可解释性和强大的推理能力是其优势所在。
未来，结合深度学习、多样化的规则表示和推理引擎的优化是产生式系统发展的主要趋势。
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。
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,mark )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 1arr_category[5]arr_feature[20 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 00]测试数据二arr_category[5]0 0 0 0 0arr_feature[20]1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0五、实习总结1.实习总结本次实验主要复习了产生式规则，利用正向推理和15条规则，建立简单的动物识别专家系统，并具有一定的容错性。
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。
产生式系统实验报告张昆参考模板
产生式系统实验报告姓名:张昆学号:E201102044一、产生式系统的组成一个产生式系统由三大部分组成。
1、一组称为产生式的规则。
每一规则分左右两部，左部确定该规则的可用性，右部描述应用该规则时采用的行动。
这些行动主要是修改数据库的内容。
2、一个或多个数据库，它们含有适合于该特定任务的信息，数据库中有些部分可以使永久性的，有些则是仅与求解当前问题有关，可按任何适当的方法构造数据库中的信息；3、一个执行问题求解过程的规则解释程序。
产生式系统是通过一系列“识别—作用”周期来执行求解过程。
简单的“识别—作用”执行模式是这样：相对于当前数据库的内容，每条产生式的左部被求值，确定哪些产生式是被满足的，二这些被满足的产生式构成冲突集。
从冲突集中选择一个产生式，执行该产生式的右部，即改变数据库中的内容。
相对于新的数据库内容，这种“识别—作用”过程重复进行。
“识别—作用”周期停止的条件是：（1）冲突集为空域；（2）所期望的数据库内容出现，即求得问题的解。
从冲突集总选择一个产生式的过程称为冲突解决。
二、动物识别系统1、动物识别系统规则库设计数据结构：typedef struct{int rslt;int codNum;//记载前提的个数int cod[10];//记载前提的序号int used;//记载是否已匹配成功}Nrule;方便起见，前提和结论对应为数字，如图1；规则库存储于文件中，如图2图1 图22、回溯策略2.1 如图3，纵向递归推理，横向选择推理分支；两个回溯点：状态不合法、冲突集为空；结束：找到目标状态、尝试所有路径没有解答图32.2 递归算法：PS_BACKTRACK(db)(1) 若db指示了目标状态，则输出（显示）db作为解答,算法成功结束；(2) 若db指示了失败状态，则返回真值F；(3) rs :=RULE_ACTIVATE(db)，并用启发式知识对rs中的规则按从优到劣的次序排列；(4) 若rs为空，则返回真值F；(5) r:=MOVE_FIRST(rs)；(6) PS_BACKTRACK(TRANSFORM(db,r))；(7) 返回语句（4）。
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NBA球星识别系统
一、实验目的
熟悉一阶谓词逻辑和产生式表示法，掌握产生式系统的运行机制，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交通工具人工智能识别系统。
三、实验步骤
1）系统设置，包括设置系统名称为“交通工具识别系统”和系统谓词，给出谓词名及其含义。
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。
四、实验结果
1. 系统名称及谓词定义
2. 系统知识库
3. 系统正、反向推理过程、事实区和规则区。
正向推理：
反向推理：
五、实验总结
这次实验，我设计了一个“NBA球星识别系统”。
此系统可以识别“库里”、“杜兰特”、“哈登”、“韦德”、“霍华德”、“詹姆斯”6位NBA球星。
上诉问题的求解过程是一个不断地从规则库中选择可用规则与综合数据库中的已知事实进行匹配的过程，规则的每一次成功匹配都使综合数据库增加了新的内容，并朝着问题的解决方向前进了一步。
通过本次实验，我感性得认识了产生式系统，收获良多。
2016/4/12。