基于专家系统的不确定性推理机的研究与实现
第六章专家系统【可编辑全文】

修站进行被修设备的调整、测量与试验。
在这方面的实例还很少见。
23
教学专家系统
任务
根据学生的特点、弱点和基础知识,以最适当的教
案和教学方法对学生进行教学和辅导。
特点:
(a)同时具有诊断和调试等功能。
(b)具有良好的人机界面。
已经开发和应用的教学专家系统有美国麻省理工
特点是需要较小的可能空间、可靠的数据及比较可靠的知识,这就决
定了它可采用穷尽检索解空间和单链推理等较简单的控制方法和系统
结构。与此不同的,HEARSAY Ⅱ系统的任务是进行口语理解。这一任
务需要检索巨大的可能解空间,数据和知识都不可靠,缺少问题的比
较固定的路线,经常需要猜测才能继续推理等。这些特点决定了
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
4
专家系统的一般特点
• 启发性
• 专家系统能运用专家的知识与经验进行推理、判断和决策。世界
上的大部分工作和知识都是非数学性的,只有一小部分人类活动
是以数学公式为核心的(约占8%)。即使是化学和物理学科,大部
大的促进作用,并将对科技、经济、国防、教
育、社会和人民生活产生极其深远的影响
7
专家系统的类型
• 按照专家系统所求解问题的性质,大致可以分为:
• 解释专家系统
预测专家系统
• 诊断专家系统
设计专家系统
规划专家系统
监视专家系统
控制专家系统
调试专家系统教学专家系统修理Fra bibliotek家系统8
不确定性推理

的 知 识 进 行 推 导 , 到 所 需 要 的 结 论 成 为 专 家 系 统 中 的 一 个 重 要 研 究 内 容 . 文 探 讨 高 级 知 识 推 理 方 法 的 一 种 即 得 本
不确 定性推 确 定性 推理 ; 不 可靠 性
中图分类 号 :19 0 5 文献标识码 : A
定 为假 . 如 , 家 系 统 中 的知 识 多 为 专 家 经 验 , 专 例 专 而 家 经 验 又多 为 不确 定 性 知识 . 于 这些 不 精 确 、 对 不完 备
知识 , 采用 确定 性 推理 的方 法 是无 法处 理 的 . 12所 需知 识描 述模 糊 .
知 识 描述 模 糊 是 指 知识 的边 界 不 明确 . 如 , 常 例 平
Ab t a t E p r s s r c n i ̄ o e o i r n n e e c n i eAs i fr t n aw y p e r o s u e a d m n sr c : x e t y t m o ss e fr p st y a d if r n e e gn . no ma i l a s a p a s b c r ,r n o a d o o
维普资讯
第4 卷
第3 期
邵阳学院学报( 自然 科 学版 )
Vo . 14 NO. 3
S p.2 07 e ,0
20 0 7年 9月
J un lo S a y n i ri (N trl c n e E i n) o ra f h o a gUn esy aua S i c d i v t e t o
定性 推 理 . 确 定 性 推理 也 称 为近 似 推 理 , 不 建立 在 不 确
定性 知识 和证 据 的基 础 之 上 的一种 推 理 ,主要 用 于 模
第四章 产生式系统

短时记忆 ---
认知处理器 --- 推理机(控制系统、控制策略、解 释程序、….)
北京航空航天大学软件开发环境国家重点实验室
Slide 8
产生式系统架结构
推理机(控制系统)
规则库
事实库(综合数 据库)
北京航空航天大学软件开发环境国家重点实验室
Slide 9
产生式系统架结构
规则库(长期记忆区 ):
(1.0)
事实证据:
E3 E4 ( 0.9 ) E5 ( 0.6 ) E6 ( 0.7 )
E7 ( 0.3 )
E8 ( 0.8 )
原始证据或观察的事实是判断规则前提条件成立的依据 – 例,E4,E5
北京航空航天大学软件开发环境国家重点实验室
Slide 22
不确定性推理
2、推理过程的不确定性计算 ?
规则的选择(规则的选择,冲突解决策略) 规则的应用(规则的执行,演绎
– 加入新断言,反应 – 执行规定操作)
规则推理的不确定性(不确定性推理)
规则推理的方向(正向推理
– 数据驱动,逆向推理 – 目标驱动);
Why );
规则应用的解释(解释问题类型,How,
记录问题求解过程中规则的应用顺序(输出,解径、解图); 控制系统运行的终止(正常终止,非正常终止)。
存放一系列规则(算子),用于描述状态的转换关系、前提与结论 间的因果关系以及环境条件与执行操作的关系等。
表现形式:IF
前件 THEN 后件;
IF LHS THEN RHS
LHS: 本规则触发应满足的条件;
RHS:本规则触发后可产生的结果(或应执行的操作)
例: R1: IF (x,0,y,0) THEN (v,0,y,0);
专家系统的推理机可采用的三种推理方法

专家系统的推理机可采用的三种推理方法摘要:一、引言二、专家系统简介1.定义2.应用领域三、推理机概述1.推理机的定义2.推理机的作用四、三种推理方法1.基于规则的推理a.规则的制定b.规则的应用2.基于事实的推理a.事实的获取与存储b.事实的匹配与推理3.基于模型的推理a.模型的构建b.模型的应用与优化五、三种推理方法的优缺点1.基于规则的推理a.优点b.缺点2.基于事实的推理a.优点b.缺点3.基于模型的推理a.优点b.缺点六、总结与展望正文:一、引言随着人工智能技术的不断发展,专家系统在很多领域取得了显著的成果。
专家系统由知识库、推理机和解释器等部分组成,其中推理机负责根据输入的问题和知识库进行推理,得出解决方案。
本文将介绍专家系统中推理机可采用的三种推理方法,并分析它们的特点和适用场景。
二、专家系统简介1.定义专家系统是一种模拟人类专家在特定领域解决问题的计算机程序。
它通过将领域专家的知识和经验转化为计算机可以理解和执行的规则和知识表示,从而实现对问题的求解。
2.应用领域专家系统在许多领域都有广泛的应用,如医疗、金融、工程、化学等。
通过将领域专家的知识和经验集成到系统中,专家系统能够为用户提供专业的解决方案。
三、推理机概述1.推理机的定义推理机是专家系统中的核心部分,负责根据输入的问题和知识库进行推理,得出解决方案。
它是专家系统中实现智能推理的关键组件。
2.推理机的作用推理机的作用主要有以下几点:(1)根据输入的问题,检索知识库中的相关规则和事实;(2)对检索到的规则和事实进行组合、演绎和推理,得出可能的解决方案;(3)根据推理结果,对问题进行解释和说明。
四、三种推理方法1.基于规则的推理(1)规则的制定基于规则的推理方法主要依据专家在领域内积累的经验和知识来制定规则。
规则通常采用条件-动作(Condition-Action,CA)形式表示,即当满足某种条件时,采取相应的动作。
(2)规则的应用在推理过程中,推理机根据输入的问题,遍历知识库中的所有规则,判断规则的条件是否满足。
基于知识推理的柔性主生产计划专家系统研究

实 现主生 产计 划柔 性化 的另 一个技 术路 线是 利 用人 工智 能技 术 的专家 系统 方法 .基 于专 家 系统 的 主生产 计划 是一个 具有 大量 的专 门知 识与 经验 的程 序 系统 , 根据 企业 生产计 划 专家 提供 的知识 和经验 ,
尤其是 对 于那些 定 性 的 、 直觉的、 经 验性 的判 断 , 进 行推理 和判 断 , 模 拟 它们 的决策 过程 , 以便 更 好 地 做
思维 习惯 , 难 以得到 他们 的认 可 , 限制 了它 的广泛应 用 和推广 .
点 介 绍 主 生产 计 划 知 识 库 的 设 计 , 并 演 示 了原 型 系统 的 主 要
应 用界 面.
关
键
词: 主生产计划 ; 柔性 ; 知识推理 ; 专 家 系统 文 献 标 识 码 : A
.
的 ] .与传 统 的 主 生 产计 划 方 式 相 比 , 柔 性 生 产计 划 的优势 就在 于对 外 部 环 境 变 化如 订 单 变 更 、 生 产 故 障等 问题 的响应 水平 . 根 据 现有 的研 究来 看 , 对 于 柔性 生 产计 划 的研
收稿 日期 : 2 0 1 3 —0 2 —1 5 基金 项 目 : 国家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 ( 7 0 6 7 2 0 7 8 ) ; 国 家 自然 科 学 基金资助项 目( 7 0 9 7 2 0 7 9 )
等人 的研 究都 是应 用模糊 规划 方法 来实 现 主生 产 计划 的柔 性化 决策 .该 方法 将那 些不 确 定 的 因素 进 行模 糊化 或加 入柔 性化 因子 实现 主生产 计划 的最 优 化, 而 高久 江 L 8 ] , Ko r o p e o g l u等 则 采 用 随机 规 划 方 法.然而 , 该方 法 的模型 一般 都 相 当复 杂 , 难 以为 企 业决 策人 员所 理解 , 而 且 它考 虑 的因 素 可 能不 全 面, 有 些情 况尤 其是那 些定 性 的因素 无法 考虑 到 , 导 致模 型过 于理想 化 , 体 现 不 出 企业 计 划 人 员 的 决策
基于产生式系统的不确定性知识表示及推理研究

在人工 智 能 ( I 中 , 论 是 专 家 系统 ( S 、 A) 无 E )
问题作 为 起 始 状 态 , 找 规 则 序 列 , 形 式 为 : 寻 其 { ue}R l :1 , , 一 ( R l , ue i … j jf =12 … , )其 ,, n ; 中 ,ue: R l 表示第 条规 则 ; i , … , 表示 j ( =12, m) 第 条规 则 的第 i 前提 项 , 前提 项之 间是合 取 个 各 形式, 来 描 述 此 产 生式 被 调用 的条 件 ; = 用 ( d,,是 描述 结论 或 动 作 , d 表示 第 . 规则 C 7) C 『 条 的结 论 对象 ,, 7 表示第 . 『 条规 则 结论 的可信 度 , 推
,… ,
) 12 … ,) ( ,, £ 成对 不确 定性 知识 的推理 , 完 并通
个对 象所 对应频 率 或 量度 值 的序 列 ;表 示 长 度 , f 其取值 随 程度 而变 化 ; =( , , , ) … 表 示第 . 规则 中第 i 『 条 个对 象所 对应 的程度 值序 列 ,
维普资讯
第2 7卷第 2期 20 0 7年 3月
云南 师范 大学学 报
J u a fY n a r l iest o r l u n n Noma v ri n o Un y
Vo . 7 No 2 12 . Ma .2 o r o7
及推理的问题的探讨 , 出了不确定性知识程度 ( netnyK o l g ere U D) 提 U cr it nwe eD ge , K 的表示 法 , a d 为提高 不确定性推理结果 的可信度提 出了一些新 的技术和方法 , 并通过实例验证 了本方法的可行性 和有效性 。 关 键 词 : 产生式系统 ; 不确定性知识程度 ; 推理 ; 专家系统
专家系统中的知识表示与推理机制分析

专家系统中的知识表示与推理机制分析随着人工智能领域的深入发展,专家系统作为其中的一种重要应用,已经得到了广泛的应用。
在专家系统中,知识表示和推理机制是其实现的核心技术,也是其成功与否的关键之一。
因此,对专家系统中知识表示和推理机制的深入分析和探讨,对于提高专家系统的应用水平具有重要的意义。
一、知识表示知识表示是指将复杂的领域知识转换成计算机程序能够理解和操作的形式,以便于专家系统能够利用这些知识进行推理和决策。
在专家系统中,知识表示有多种形式,包括规则表达式、框架、语义网络、决策树等。
这些不同的知识表示形式各有其优缺点,根据具体应用场景和需求选择合适的知识表示形式非常重要。
1.规则表达式规则表达式是专家系统中最早应用的一种知识表示形式,其基本思想是利用一系列的规则描述问题的因果关系和逻辑关系,以此来表达专家领域的知识。
规则表达式的表达形式简单,易于理解和修改,但是当问题变得复杂或规则越来越多时,规则表达式的管理和维护就会变得非常困难。
2.框架框架是一种常用的知识表示形式,用于描述事实之间的复杂关系。
它将一个事物的属性和关系组织为一个框架或者一个对象,如一个人的框架可以包括属性姓名、年龄、性别等,以及这些属性之间的关系。
框架的优点在于能够描述属性之间的复杂关系,也便于系统扩展和更新,但是一堆框架的组合可能会导致知识表示过于复杂。
3.语义网络语义网络是一种基于图形的知识表示形式,用于描述事物之间的语义关系。
它将事实或概念表示为节点,将它们之间的关系表示为边。
语义网络的好处在于它允许系统对知识进行更高层次的表示和推理,如关于概念间的层次结构和分类关系等,但是在构造语义网络时需要考虑节点的组织和表示,避免出现过于复杂的结构。
二、推理机制推理机制是指专家系统根据已有的知识以及推理规则,通过推理过程来生成新的知识或决策结果。
推理机制是专家系统中最核心的部分,其决定了系统的推理速度和推理准确率。
1.前向推理前向推理是指根据事实和规则,从前到后推导出结论的推理方式。
专家系统简介

专家系统是一类具有专门知识和经验的计算机智能程序系统,通过对人类专家的问题求解能力的建模,采用人工智能中的知识表示和知识推理技术来模拟通常由专家才能解决的复杂问题,达到具有与专家同等解决问题能力的水平。
这种基于知识的系统设计方法是以知识库和推理机为中心而展开的,即专家系统 = 知识库 + 推理机它把知识从系统中与其他部分分离开来。
专家系统强调的是知识而不是方法。
很多问题没有基于算法的解决方案,或算法方案太复杂,采用专家系统,可以利用人类专家拥有丰富的知识,因此专家系统也称为基于知识的系统(Knowledge-Based Systems)。
一般说来,一个专家系统应该具备以下三个要素:(1)具备某个应用领域的专家级知识;(2)能模拟专家的思维;(3)能达到专家级的解题水平。
专家系统与传统的计算机程序的主要区别如表7.1所示。
表7.1 专家系统与传统的计算机程序的主要区别列项传统的计算机程序专家系统适用范围无限制封闭世界假设建造一个专家系统的过程可以称为“知识工程”,它是把软件工程的思想应用于设计基于知识的系统。
知识工程包括下面几个方面:(1)从专家那里获取系统所用的知识(即知识获取)(2)选择合适的知识表示形式(即知识表示)(3)进行软件设计(4)以合适的计算机编程语言实现。
专家系统的发展史1965年斯坦福大学的费根鲍姆(E.A. Feigenbaum)和化学家勒德贝格(J. Lederberg)合作研制DENDRAL 系统,使得人工智能的研究以推理算法为主转变为以知识为主。
20世纪70年代,专家系统的观点逐渐被人们接受,许多专家系统相继研发成功,其中较具代表性的有医药专家系统MYCIN、探矿专家系统PROSPECTOR等。
20世纪80年代,专家系统的开发趋于商品化,创造了巨大的经济效益。
1977年美国斯坦福大学计算机科学家费根鲍姆 (E.A.Feigenballm)在第五届国际人工智能联合会议上提出知识工程的新概念。
- 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)。
1 不确定性推理机
11基本概念 . 可信 度 是 指 人 们 根 据 以往 经 验 对 某 个 事 物 或
现 象 为真 的程 度 的 一 个 判 断 ,或 者 说 是 人 们 对 某
基 于专家 系统的不确 定性推理机 的研究 与实现
St dy an r l aton o ce t n r s u d ea i i fun r ai e oni m ac ne as on e or ys em z a ng hi b e xp ts t
陈小玉
CHEN Xio y a -u
适 用 于 某 一 具 体 专 家 系统 ,还 具 有 可 扩 充 性 ,对
=
规 则 l:F温 度 > 3度 ,湿 度 < ,肥 力 等 级 I 2 8 高 T N 辣椒 品种 =辣椒 1 。 HE 号
前提 是知识 ( 规则 )的前 项,一 条知识一般 包 含 多个 子 前提 ,在规 则 1中 ,“ 度 > 3度 、湿 温 2
D i1 .9 9 Jis .0 9 0 .0 1 9 下) 2 o : 3 6/ . n 1 0 - 14 2 1 . ( .5 0 s 3
0 引言
现 实 中大 多 数 问题 是 非 精 确 、非 完备 和 模 糊 的 ,具有 一 定程 度 的 不 确 定性 , 因此 ,关 于 不 确 定 性 推 理 及 其 方 法 的研 究 就 成 为 人 工 智 能 的 一个 重 要 课 题 ,并 已 提 出 了多 种 理 论 和 方 法 n。推 理 】 机 是专 家 系统 的 “ 维 ” 构 ,使 得 计算机 能 够运 思 机 用 知 识 进 行 推 理 ,求 解 问题 ,构成 了专 家 系统 的 核 心 部 分 。本 文 研 究 与 开 发 了 一 套基 于 专 家 系统 的推 理 机 平 台 ,能 够 处 理 多 种 不 同组 织形 式 的知 识 ,对 于 推理 机 的设 计 提 出 了更 高 的 要 求 ,不 仅
种 农 业 知 识 规 则 ,形 成 具 体 的 农 业 专 家 系 统 。对 于 不 同结 构 形 式 或 表 现 形 式 的 知识 ,可 以选 择 各
度 = ,肥 力 等 级 =高 ” 6 ,推理 机 从 这 些 初 始 证 据
自合适 的推 理机 。
出发 ,运用规 则 1 最终推 出结果 “ 辣椒 品种 =辣 椒 1号” 。 1 知识不确定性的表示 . 2 在 该 不 确 定 性 推 理 方 法 中 ,知 识 是 用 产 生 式 规 则 表示的 ,知 识的 表示形 式是 :
度 < 、肥 力 等 级 =高 ”是 相对应,是知识 ( 规则) 的后项,一条知识 可 能 产 生 多 个 结 论 ,但 在 本 推 理 方 法 中, 为 了处 理 上 的 方便 , 只产 生 一 个 结 论 。对 于 多 结论 的情
况 ,只 需 进 行 简单 的分 解 即 可 。在 规 则 1中 ,得 出 的 结 论 是 “ 椒 品 种 =辣 椒 1 ” 辣 号 。证 据 是 用 户 输 入 的 原 始事 实 ,结 果 是 推理 机 从 初 始证 据 出
摘
( 南阳理工学院 计算机科学与技术系 。南阳 4 3 0 ) 7 0 0 要:本文提出一种基于可信度为基础的不确定性推理算法,并开发了基于专家系统的推理机平
台 ,其 对 于 处理不 同问 题的 专 家系 统 ,具 有实 用 性 、高 效性 。 以辣 椒 的种 子选 择 决策 为 例 ,实验结果表明,该平台大大改善了推理机制的性能和效率。 关键词: 专家系统;开发平台;不确定性推理 ;可信度 中圈分类号 :T 12 P 8 文献标识码 : A 文章编号 :10一 1421)( ) 07— 3 9 O3(019下 一 08 0 0
发 ,运 用 知识 ,最 终 推 出的 合 理 或 者基 本 合理 的 最 终 输 出。若 用 户输 入 证 据 为 “ 度 = 5度 ,湿 温 2
于 处 理 不 同 问题 的 专 家 系统 ,具 有 实 用 性 、高 效 性 。 利 用 该平 台 ,农 业 专 家 可 以 很方 便 地 输 入 各
收稳日栩:2 1一0 — 5 0 l 7 0 作者简介:I1玉 (98  ̄J ,、 ]7 一),女 ,河南南阳人 ,讲师 ,硕士 , 究方向为粗糙集 、智能计算和数据挖掘。 研
【8 第3 卷 第9 7】 3 期
21— ( ) 0 1 9下
务I
则 正确 性程 度的 一个 估计 值 。 与 C , 在 [,】 F 01
辣椒 品种 为例 :
T NH ( F( , HE C 日,
1 子前提 ( 12 …, ) ) i , , n 是知识的前项。子 = 前提 的可信度 ( 12 …, ) i , , n 表示 在没有提 = 供 任 何 证 据 时 ,前 提 的 真 实 程 度 。知 识 的 不 确 定性采 用规 则 强度 C F旧 , 来 描述 ,C ( F H, 是指当规则中的前提为真时结论为真的可信程度 , 它 反 映 了前 提 对 结论 的支 持 程 度 ,实 际上 是 对规
个事 物或现 象为真 的相信程度。显然,可信度具 有较 大 的主 观 性 和 经 验 性 ,其 准 确 性 是 难 以 把握 的 。但 是 ,对 某 一 具体 领域 而 言 , 由于 该 领 域 专 家具有丰富的专业 知识及实践经验 ,还是完全有 可 能 给 出该 领域 的 可 信 度 的 。因 此 ,可 信 度 方 法 不失为一种实用的不确定性推理方法 。 以温度 ,湿度 ,肥力等级 等因素决定选 用的