专家系统基本概念
专家系统
特征识别与信息处理(FR＆IP)部分的作用是实现 对信息的提取与加工，为控制决策和学习适应提供依 据。它主要包括抽取动态过程的特征信息，识别系统 的特征状态，并对特征信息作必要的加工。
设U为专家控制器的输出集， E为专家控制器的输入集， I为推理机构的输出集，K为经验知识集：
E = (R, e, Y, U)，e = R – Y
式中，Ｒ为参考控制输入，ｅ为误差信号，Ｙ为受控输出， Ｕ为控制器的输出集。专家控制器的模型表示为
U = f (E,K,I)
智能算子f为几个算子的复合运算：f=g·h·p，其中： g:E→S；h:S×K→I；p:I→U
专家系统所要解决的问题一般没有算法解，并 且经常要在不完全、不精确或不确定的信息基础 上做出结论。
第一代专家系统只能利用人类专家的启发式知 识，即只能利用浅层表达方式和推理方法。
但遇到新问题时，还必须利用掌握的深入表示 事物的结构、行为和功能等方面的基本模型等深 层知识，得出新的启发式浅层知识。
智能程序：旨在模拟人类专家的智能程序应当 兼备浅层和深层两类知识。即不但采用基于规则 的方法，还必须采用基于模型的原理构成新一代 专家系统。
知识工程是指由知识工程师从人类专家那里抽 取他们求解问题的过程、策略和经验规则，然后 把这些知识建造在专家系统之中。
目前，专家系统在各个领域中已经得到广 泛应用，如医疗诊断、语音识别、图像处理、 金融决策、地质勘探、是有化工、军事、计 算机设计等。
专家系统具有启发性，能够运用人类专 家的经验和知识进行启发式搜索、试探性 推理、不精确推理或不完全推理
第7章专家控制系统
第7章 专家控制系统教学内容首先介绍专家系统基本概念、特征、组成以及基本类型。
然后讲授专家控制系统的工作原理，最后介绍了建立专家系统的步骤和专家控制器。
教学重点1．专家系统的概念，即它是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。
将专家系统同控制理论和技术相结合，对系统进行控制形成专家控制系统。
把专家系统作为控制器称为专家控制器。
专家系统的基本组成，即由知识库、推理机、解释接口等组成。
2．专家控制系统工作原理。
专家系统设计的基本步骤：认识和阶段化概念，实现阶段，获取知识、构造外部知识库，调试和检验阶段。
教学难点专家系统的工作原理、知识的表示和获取，专家系统的设计。
教学要求1．了解专家系统的概念，理解专家控制系统、专家控制器的概念。
2．掌握专家系统的特征、组成和基本类型。
3．理解专家控制系统的工作原理。
知识的表示和获取。
4．掌握建立专家系统的步骤。
5．了解专家控制器的组成，专家控制器的设计原则。
7.1 概述7.1.1 专家系统的起源与发展人工智能科学家一直在致力于研制在某种意义上讲能够思维的计算机软件，用以“智能化”的处理、解决实际问题。
60年代，科学家们试图通过找到解决多种不同类型问题的通用方法来模拟思维的复杂过程，并将这些方法用于通用目的的程序中。
然而事实证明这种“通用”程序处理的问题类型越多，对任何个别问题的处理能力似乎就越差。
后来，科学家们认识到了问题的关键即计算机界程序解决问题的能力取决于它所具有的知识量的大小。
为使一个程序智能化，必须使其具有相关领域的大量高层知识。
为解决某具体专业领域问题的计算机程序系统的开发研制工作，导致专家系统这一新兴学科的兴起。
从本质上讲，专家系统是一类包含着知识和推理的智能计算机程序，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识和经验，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的问题。
1965年斯坦福大学开始建立用于分析化合物内部结构的DENTRAL系统，首先使用了“专家系统”的概念。
第5章-专家系统
规划型专家系统：
五、专家系统的分类
4. 按用途性质分
设计型专家系统：
根据给定的要求形成所需要的方案。如计算机的总 体配置XCON系统、自动程序设计系统PSI、超大规 模集成电路辅助设计系统KBVLSI等。
用于完成实时监测任务的。如航空母舰周围空中交 通管理系统AIRPLA、核反应堆事故诊断与处理系 统REACTOR、高危病人监护系统VM等。
一、专家系统的选题原则
当然，上述原则也不是绝对的。对一些复杂的 大型问题往往要把数值计算和专家经验结合起 来（如规划问题），以及虽有数学模型，但计 算时间太长，赶不上实时控制的要求，如果加 上专家的经验，就能一边计算，一边进行启发 性推理，迅速得出结论。
二、专家系统的设计原则
专家系统是基于计算机软件的典型的知识工程系 统，它的设计应遵循软件工程和系统工程的基本 原则。在设计过程中应遵循以下原则： ① 领域专家与知识工程师相互合作，是知识获取 成功的关键。 ② 用户参与专家系统的设计和开发，有助于“人 -机”接口设计，以及系统的运行和评价。
五、专家系统的分类
1. 按应用领域分
医疗专家系统 化学专家系统 地质专家系统 ……
五、专家系统的分类
2. 按知识表示技术分
基于逻辑的专家系统 基于规则的专家系统 基于框架的专家系统 ……
五、专家系统的分类
3. 按控制策略分
正向推理专家系统 反向推理专家系统 混合推理专家系统
③ 为了便于实现解释功能、知识获取功能和修改、 扩充功能，在程序设计时一定要注意将知识库 和推理机分离开来，而且推理机应尽量简化。
二、专家系统的设计原则
初中专家系统教学设计教案
初中专家系统教学设计教案一、教学目标：1. 知识与技能：使学生掌握专家系统的基本概念、构成要素和功能，能够运用专家系统进行问题求解。
2. 过程与方法：通过案例分析、小组讨论等方式，培养学生运用专家系统解决实际问题的能力。
3. 情感态度与价值观：激发学生对专家系统的兴趣，培养学生独立思考、合作探究的精神。
二、教学内容：1. 专家系统的概念：专家系统是一种模拟人类专家决策能力的计算机程序，它由知识库、推理机和用户界面三部分组成。
2. 专家系统的构成要素：知识库、推理机、用户界面、解释器、知识获取模块等。
3. 专家系统的功能：故障诊断、医疗诊断、金融预测、教育评估等。
4. 专家系统在现实生活中的应用：举例说明专家系统在各个领域的应用，如医疗、工业、农业等。
5. 如何设计一个专家系统：介绍专家系统的设计流程，包括需求分析、知识获取、知识表示、推理机制设计、系统实现等步骤。
三、教学过程：1. 导入新课：通过一个现实生活中的例子，如医疗诊断，引出专家系统的概念。
2. 讲解与演示：详细讲解专家系统的构成要素、功能及其在现实生活中的应用。
通过多媒体演示，使学生更直观地理解专家系统的工作原理。
3. 案例分析：提供几个典型的专家系统案例，让学生分析、讨论这些专家系统的特点、优缺点，从而培养学生运用专家系统解决实际问题的能力。
4. 小组讨论：将学生分成若干小组，每组选择一个案例，讨论如何改进这个专家系统，使之更符合实际需求。
5. 课堂小结：总结本节课所学内容，强调专家系统在现实生活中的重要作用。
6. 作业布置：让学生课后查找相关资料，了解我国在专家系统领域的研究现状，下一节课分享。
四、教学反思：本节课通过讲解、演示、案例分析、小组讨论等多种教学方法，使学生掌握了专家系统的基本概念、构成要素和功能。
在教学过程中，要注意关注学生的学习兴趣，引导学生主动参与课堂讨论，提高他们的独立思考和合作探究能力。
同时，要注重知识与实际应用的结合，让学生明白专家系统在现实生活中的重要作用。
专家系统的构成、工作原理及分类-人工智能导论
专家系统的构成、工作原理及分类1．专家系统概念：实际上就是一种智能的计算机程序，它运用知识和推理来解决只有专家才能解决的复杂问题。
2．专家系统基本组成：知识库（数据库，规则库）和推理机（解释程序，调度程序）3．专家系统特点：（1）编程思想不同：传统程序=数据结构+算法专家系统=知识+推理（2）知识与程序是否独立：传统程序关于问题求解的知识隐含于程序中，而专家系统知识单独组成知识库，与推理机分离。
（3）处理对象不同：传统程序进行数值计算和数据处理，而专家系统还能处理符号。
（4）是否具有解释功能：传统程序没有，专家系统有。
（5）是否给出正确答案：传统程序一定可以给出正确答案，专家系统可能给出错误答案。
4．专家系统的最基本工作原理：（1）推理机和知识库是专家系统的核心，就是要能够学习知识，然后运用知识。
（2）数据库用来存放初始的数据，可以放入中间推算的中间的结果。
（3）知识获取机构用来获取知识通过人机接口和专家和知识工程师进行知识获取（4）解释机构用来给出结果的解释，说明答案为什么是这样。
5．知识获取的过程：领域专家和知识工程师进行交流沟通，专家进行知识概念解答，工程师进行数据问题提问，知识工程师将从专家处获得的答案形式化，结构化的存到知识库中。
6．知识获取类别一般分为两种，一种是非自动知识获取，即完全是由人来进行的，就是把科技文献领域专家的知识通过阅读度化，让知识工程师掌握，然后通过知识编译器变成计算机能够存储和运用的知识。
这种方式的优点是可靠，错误很少，缺点是文献知识都要通过人工来处理，太复杂了。
二是自动知识获取，即领域专家与机器对话，通过语音识别来将专家的答案变成一个机器能够处理的文字。
或者说是文字图像经过计算机的识别，放到计算机中，然后再进行归纳理解翻译，然后变成知识库里面的知识。
通常采用两者的结合来进行事务的处理。
比如翻译英文著作，可以先通过自动获取知识的专家系统，然后再经过非自动知识获取的专家系统，那样翻译的文章就非常接近原文意思呢。
人工智能专家系统PPT-28张课件
专家系统的开发
2.专家系统的基本设计思想与基本设计原则
(6) 以各种事例来试验所设计的系统。 研究那些产生不准确结论的事例，并且确定 系统可以做些什么修改以校正错误。修改系 统后要检验系统对这些事例产生的结果以及 系统的这些修改对其它事例的影响。
专家系统的开发
2.专家系统的基本设计思想与基本设计原则
各类专家系统之间具有一些共同的问题。 对于一些任务相似的专家系统，由于问题特 征不同而具有不同的求解方法；而另一些任 务不同的专家系统，由于问题性质相近而具 有类似的求解方法。显然，从问题的一般特 征出发来考虑建立模型的方法，能够更易于 抓住问题的本质。
专家系统的开发
3.专家系统的开发工具 目前国外出现了许多专用的专家系统工
•
6、无论你正遭遇着什么，你都要从落魄中站起来重振旗鼓，要继续保持热忱，要继续保持微笑，就像从未受伤过一样。
•
7、生命的美丽，永远展现在她的进取之中;就像大树的美丽，是展现在它负势向上高耸入云的蓬勃生机中;像雄鹰的美丽，是展现在它搏风击雨如苍天之魂的翱翔中;像江
河的美丽，是展现在它波涛汹涌一泻千里的奔流中。
专家系统的开发
3.专家系统的开发步骤
(1) 设计初始知识库。知识库的设计是 建立专家系统最重要和最艰巨的任务。初始 知识库的设计包括：
(c) 概念形式化，即确定用来组织知 识的数据结构形式，应用人工智能中各种知 识表示方法把与概念化过程有关的关键概念 、子问题及信息流特性等变换为比较正式的 表达，它包括假设空间、过程模型和数据特 性等。
•
4、心中没有过分的贪求，自然苦就少。口里不说多余的话，自然祸就少。腹内的食物能减少，自然病就少。思绪中没有过分欲，自然忧就少。大悲是无泪的，同样大悟
专家系统发展综述
专家系统发展综述专家系统是领域的一个重要分支，自20世纪60年代初以来，已经经历了数十年的发展。
本文将对专家系统的发展历程、基本概念、应用领域以及未来趋势进行综述。
一、专家系统的发展历程专家系统的发展可以追溯到1965年，当时美国科学家Feigenbaum提出了基于规则的专家系统概念。
随后，在1970年，Feigenbaum和Stuart Russell合著的《专家系统》一书出版，标志着专家系统的正式诞生。
在此之后，专家系统经历了快速发展和广泛应用，逐渐成为了人工智能领域的重要支柱。
二、专家系统的基本概念专家系统是一种智能计算机程序，它利用计算机技术和人工智能理论，模拟人类专家解决问题的思维过程，为用户提供专业领域的咨询和服务。
通常情况下，专家系统包括知识库和推理机两个核心组成部分，其中知识库用于存储领域专业知识，推理机则用于根据已有知识进行推理和解决问题。
三、专家系统的应用领域1、医疗领域：医生专家系统可以帮助医生进行疾病诊断和治疗方案制定。
例如，基于医学知识的智能问诊系统，可以根据患者症状和病史，进行初步诊断和用药建议。
2、金融领域：金融专家系统可以帮助银行、证券公司等金融机构进行投资决策、风险管理等方面的工作。
例如，基于金融市场数据的智能投顾系统，可以根据市场行情和投资者风险偏好，制定个性化的投资策略。
3、交通领域：交通管理专家系统可以帮助交通管理部门进行交通流量规划和调度指挥。
例如，基于路网信息的智能交通管理系统，可以根据实时交通信息进行路况预测和交通调度。
4、教育领域：教育专家系统可以帮助教师进行教学辅助和学生学习辅导。
例如，基于学科知识的智能教育辅导系统，可以根据学生的学习需求和学科水平，提供个性化的学习资源和教学方案。
四、专家系统的未来趋势1、知识库的构建与更新：随着知识爆炸的时代到来，专家系统的知识库需要不断更新和优化，以适应领域发展的需要。
因此，如何高效地进行知识获取、整理、表达和更新将成为未来研究的重要方向。
专家系统
专家系统专家系统是基于人工智能技术开发的一种智能计算机系统，它能够模拟和复制人类专家在特定领域内的知识和经验，从而能够进行问题的分析、推理和解决。
本文将介绍一些关于专家系统的基本概念、分类以及其在不同领域中的应用。
首先，我们来了解一下专家系统的基本概念。
专家系统是一种模仿专家解决问题的计算机程序，它通过获取专家的知识和经验，建立相关的知识库和推理机制，从而能够自主地进行问题的分析和解决。
专家系统通常由三部分组成：知识库（knowledge base）、推理机（inference engine）和用户接口（user interface）。
知识库保存了专家的知识和经验，推理机利用这些知识和经验进行问题的推理和解决，而用户接口则提供了与用户交互的方式。
根据专家系统的分类方法，可以将其分为基于规则的专家系统（rule-based expert systems）和基于案例的专家系统（case-based expert systems）。
基于规则的专家系统通过使用一系列的规则来描述专家的知识和经验，然后使用这些规则进行问题的推理和解决。
而基于案例的专家系统则是根据专家的经验案例来进行问题的处理和解决。
这些案例包含了问题的描述和解决方法，系统可以通过比较新问题和已有案例的相似度，来找到最佳的解决方案。
在不同领域中，专家系统都有着广泛的应用。
在医学领域中，专家系统可以帮助医生诊断各种疾病和制定治疗方案。
通过分析患者的症状和病历，专家系统可以根据专家的知识和经验给出准确的诊断结果和治疗建议。
在工程领域中，专家系统可以用于辅助设计和优化工程方案。
通过分析工程问题的各种参数和限制条件，专家系统可以提供最佳的设计解决方案，从而提高工程效率和质量。
除了医学和工程领域，专家系统在金融、法律、环境保护等多个领域都有应用。
在金融领域中，专家系统可以用于股票交易和投资决策。
通过分析市场数据和专家的投资经验，专家系统可以帮助投资者进行投资决策，提高投资的成功率和收益率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
专家系统是一种人工智能应用，旨在模拟和复制领域专家的知识和决策过程，以解决特定领域的问题。
以下是专家系统的基本概念：
知识库（Knowledge Base）：专家系统的核心是知识库，其中包含了领域专家的知识和经验。
这些知识通常以规则、事实、推理机制等形式存储在计算机中，以便系统可以使用它们进行推断和决策。
推理引擎（Inference Engine）：推理引擎是专家系统的决策核心，它负责根据知识库中的规则和事实来进行推理和决策。
它能够根据用户提供的信息，推断出最合适的解决方案或答案。
用户接口（User Interface）：专家系统通常需要一个用户接口，使用户能够与系统进行交互。
这个接口可以是文本界面、图形界面或自然语言界面，根据系统的目的和用户的需求而定。
知识表示（Knowledge Representation）：知识库中的知识需要以计算机可以理解的方式表示。
常用的知识表示方法包括规则、产生式、框架、语义网络等。
推理机制（Inference Mechanism）：推理引擎使用推理机制来处理知识库中的信息，执行规则并生成推断。
推理机制可以采用不同的推理策略，如前向推理（从事实到结论）或后向推理（从目标到事实）。
领域专家（Domain Expert）：专家系统的开发通常需要与领域专家密切合作，以获取领域内的专业知识和经验，并将其转化为系统可用的规则和知识。
解释能力（Explanatory Capabilities）：专家系统通常能够提供关于其决策和推断的解释，以帮助用户理解系统的工作原理和为何做出特定的决策。
学习能力（Learning Capabilities）：一些专家系统具有学习能力，可以从实际使用中积累经验和知识，不断改进其性能。
应用领域：专家系统广泛应用于各个领域，包括医疗诊断、金融分析、工程设计、客户支持、决策支持等。
每个专家系统都是为特定领域或问题定制的。
局限性：专家系统的性能受限于其知识库和推理机制的质量，以及对领域的适应能力。
它们不具备通用的人类智能，只能解决其专门领域内的问题。
总之，专家系统是一种基于知识和规则的计算机程序，旨在模拟领域专家的思维和知识，以便解决特定领域的问题。
它们在许多领域中都有重要的应用，可以帮助人们做出决策、解决问题和提供专业建议。