1、定義
專家系統是一類包含知識和推理的智能計算機程序,其內部包含某領域專家水平的知識和經驗,具有解決專門問題的能力。
2、應用
專家系統可以解決的問題一般包括解釋、預測、設計、規划、監視、修理、指導和控制等。目前,專家系統已經廣泛地應用於醫療診斷、語音識別、圖象處理、金融決策、地質勘探、石油化工、教學、軍事、計算機設計等領域。
3、專家系統構成
專家系統主要由知識庫和推理機構成,專家系統的結構如圖2-1所示。
4、專家系統的建立
1 知識庫
知識庫包含三類知識:
(1)基於專家經驗的判斷性規則;
(2)用於推理、問題求解的控制性規則;
(3)用於說明問題的狀態、事實和概念以及當前的條件和常識等的數據。
2 推理機
推理機是用於對知識庫中的知識進行推理來得到結論的“思維”機構。推理機包括三種推理方式:
(1)正向推理:從原始數據和已知條件得到結論;
(2)反向推理:先提出假設的結論,然后尋找支持的證據,若證據存在,則假設成立;
(3)雙向推理:運用正向推理提出假設的結論,運用反向推理來證實假設。
3 知識的表示
常用的知識表示方法為:產生式規則,框架,語義網絡,過程。其中產生式規則是專家系統最流行的表達方法。由產生式規則表示的專家系統又稱為基於規則的系統或產生式系統。
產生式規則的表達方式為:
IF E THEN H WITH CF(E,H)
其中,E表示規則的前提條件,即證據,它可以是單獨命題,也可以是復合命題;H表示規則的結論部分,即假設,也是命題;CF(Certainty Factor)為規則的強度,反映當前提為真時,規則對結論的影響程度。
5 、專家系統建立步驟
(1)知識庫的設計
① 確定知識類型:敘述性知識,過程性知識,控制性知識;
② 確定知識表達方法;
③ 知識庫管理系統的設計:實現規則的保存、編輯、刪除、增加、搜索等功能。
(2)推理機的設計
① 選擇推理方式;
② 選擇推理算法:選擇各種搜索算法,如深度優先搜索、廣度優先搜索、啟發式優先搜索等。
(3)人─機接口的設計
① 設計“用戶─專家系統接口”:用於咨詢理解和結論解釋;
② 設計“專家─專家系統接口”:用於知識庫擴充及系統維護。