【正文】 lisp語言編寫； 1971年， MACSYMA符號(hào)數(shù)學(xué)專家系統(tǒng)； 1973年， MYCIN醫(yī)療系統(tǒng)； 1976年， PROSPETOR地質(zhì)勘探專家系統(tǒng)。 ?專家系統(tǒng)的基本概念 ?專家 能夠認(rèn)識(shí)并描述問題； 能夠快速并恰當(dāng)?shù)靥幚韱栴}； 解釋問題解決方案； 能從實(shí)踐中學(xué)習(xí)； 調(diào)整知識(shí)； 能夠打破規(guī)則。 ?專家系統(tǒng)的基本概念 ?專家系統(tǒng)與知識(shí)系統(tǒng)的關(guān)系 專家系統(tǒng)擁有的知識(shí)是專家知識(shí)，而且主要是經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)。如果把檢索數(shù)據(jù)庫記錄看成是推理的話，它也是一種知識(shí)推理。 ? 算法 （ 推理過程 ） 是固定形式的 。 數(shù)值計(jì)算是用算法解決實(shí)際問題 ， 對(duì)不同的數(shù)據(jù)可以算出不同的結(jié)果 。 能夠?qū)ψ约旱男袨樽龀鼋忉專卮鹩脩籼岢龅?“ WHY HOW” 等問題，是專家系統(tǒng)區(qū)別于一般程序的重要特征之一，也是取信于用戶的一個(gè)重要措施。 知識(shí)庫是合理組織的關(guān)于某一特定領(lǐng)域的陳述型知識(shí)和過程型知識(shí)的集合。 （ 3）有些啟發(fā)性知識(shí)表示的不可能性。 知識(shí)庫中知識(shí)表示 知識(shí)表示 產(chǎn)生式規(guī)則 （ IF__THEN） 謂詞邏輯 ??? 模糊邏輯 （ 真假二值 ） （ ? 0,1?連續(xù)值 ） 框架 語義網(wǎng)絡(luò) 過程性知識(shí) 劇本 知識(shí)庫中知識(shí)表示的精度 精確知識(shí) ?? 公式 ?公理 ?原理性 ? 不精確知識(shí) ?經(jīng)驗(yàn)性 ? 可信度 概率 證據(jù)理論 模糊數(shù)學(xué) 知識(shí)精確度 知識(shí)庫管理 知識(shí)管理包括：知識(shí)的分類、知識(shí)的組織和存儲(chǔ)、知識(shí)的檢索、知識(shí)的增加、知識(shí)的刪除、知識(shí)的修改、知識(shí)的拷貝和轉(zhuǎn)儲(chǔ)、知識(shí)的一致性、完整性和無冗余性檢查等。解釋系統(tǒng)這種輔助發(fā)現(xiàn)和更正知識(shí)庫中錯(cuò)誤的作用，對(duì)于專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)者來說，起到了“助手”的作用。解釋機(jī)制對(duì)系統(tǒng)所做的工作應(yīng)能給出準(zhǔn)確的描述，避免解釋內(nèi)容的冗余和繁雜； ?可理解性。 知識(shí)分為兩級(jí)： 領(lǐng)域級(jí)知識(shí)：特定領(lǐng)域的知識(shí)。 策略 2：按規(guī)則排列順序，先選用前一條規(guī)則。 元知識(shí)的作用 2 ）記錄與領(lǐng)域知識(shí)有關(guān)的事實(shí) 記錄某種處理方法的平均運(yùn)行時(shí)間； 統(tǒng)計(jì)一個(gè)程序在運(yùn)行過程中詢問用戶的次數(shù)； 統(tǒng)計(jì)規(guī)則的成功與失敗的比率等，提供有關(guān)與領(lǐng)域知識(shí)的信息。 4）檢查規(guī)則中的錯(cuò)誤 …… 產(chǎn)生式規(guī)則專家系統(tǒng) 目前，用于產(chǎn)生式規(guī)則知識(shí)形式建立專家系統(tǒng)是最廣泛和最流行。 如： A─→B A─→C 規(guī)則集能描述和解決各種不同的靈活的實(shí)際問題；把規(guī)則知識(shí)集中的所有規(guī)則連成一棵 “ 與或 ” 樹（知識(shí)樹） ，建立這些規(guī)則之間的關(guān)聯(lián)。 CF的取值范圍為： 0≤ CF≤ 1或 0≤ CF≤ 100 二 .推理樹（與或樹 ） 基本思想 ：按逆向推理思想把規(guī)則庫所含的總目標(biāo)（ 它是某些規(guī)則的結(jié)論 ） 作為根結(jié)點(diǎn) ， 按規(guī)則的前提和結(jié)論展開成 一棵樹 的形式 。 用規(guī)則的前提和結(jié)論形式畫出一般的推理樹形式 總目標(biāo) G(結(jié)論 ) 前提 A (結(jié)論 ) 前提 B (結(jié)論 ) 前提 C (結(jié)論 ) 前提 J (結(jié)論 ) 前提 I 前提 L 前提 M (結(jié)論 ) 前提 E (結(jié)論 ) ? 前提 X 前提 F 前提 Z 前提 P 前提 Q ? 前提 W ? ? ? ? ? ? （ 1）每條規(guī)則對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)分支有 “ 與 ” 關(guān)系、 “ 或 ” 關(guān)系； （ 2）樹的根節(jié)點(diǎn)是推理樹的總目標(biāo)； （ 3）相鄰兩層是一條或多條規(guī)則連接； （ 4）每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以是單值，也可以是多值； （ 5）所有的葉節(jié)點(diǎn)，都安排向用戶提問，或者把它的值直接存放在全局?jǐn)?shù)據(jù)庫中。 規(guī)則號(hào) 前提表 結(jié)論I3 I , J A1 A G 規(guī)則棧 注意 對(duì)中間結(jié)點(diǎn)的否定需要注意的是，若當(dāng)該結(jié)點(diǎn)還有其它 “ 或條件 ” 分枝時(shí)，不能立即確定該結(jié)點(diǎn)為no， 必須再搜索另一分枝，當(dāng)另一分枝回溯為 yes時(shí)，該結(jié)點(diǎn)仍為 yes。 實(shí)例：動(dòng)物分類問題的產(chǎn)生式系統(tǒng)描述及其求解 。 r4： 若某動(dòng)物是哺乳動(dòng)物且吃肉 ， 則它是食肉動(dòng)物 。 規(guī)則： 初始事實(shí)： f1： 某動(dòng)物有毛發(fā) 。 目標(biāo)條件為：該動(dòng)物是什么 ？ 動(dòng)物分類逆向推理樹 該動(dòng)物是老虎 1. 事實(shí)數(shù)據(jù)庫 事實(shí)數(shù)據(jù)庫中每一個(gè)事實(shí)除該命題本身 ， 還應(yīng)該包含更多的內(nèi)容 。 解釋機(jī)制有兩種實(shí)現(xiàn)方法：一種是推理過程的全部解釋；一種是推理過程中正確路徑的解釋 。 它反映不確定性的傳播過程 。 確定性推理 ： 先引用規(guī)則 R1，提問 A？當(dāng)回答為 yes時(shí)，推得結(jié)論G成立，即 yes，這樣就不再搜索 R2對(duì)結(jié)論 G進(jìn)行推理。 六、應(yīng)用舉例 解 ： 第一步：把規(guī)則分解為只含 AND(∧) 連接的規(guī)則 ， 消去OR(∨) 連接的規(guī)則： 第二步：畫出“與或樹” R1 : A∧ B∧ C→G CF() R21: D→A CF() R22: E→A CF() R3: J∧ K→B CF() R41: P→C CF() R42: Q→C CF() R51: F→D CF() R52: R∧ S→D CF() F R S G D E J K P Q A B C 0 0 規(guī)則號(hào) 前提表 結(jié)論 事實(shí) y / n 值 規(guī)則號(hào) 可信度 規(guī)則棧 事實(shí)數(shù)據(jù)庫 定義逆向推理的規(guī)則棧和事實(shí)數(shù)據(jù)庫 規(guī)則號(hào) 前提表 結(jié)論 事實(shí) y / n 值 規(guī)則號(hào) 可信度F ye s 0 0 . 4F R ye s 0 0. 5R 51 F D S ye s 0 0. 6R 21 D A D ye s R 51 , R 52 0. 47R 1 A 、 B 、 C G … … … … 規(guī)則棧 事實(shí)數(shù)據(jù)庫第三步：求 D的可信度 計(jì)算Ｄ的可信度為： CF1(D)＝ ＝ R51規(guī)則成功 （ R51規(guī)則退棧 ） 引用 R52規(guī)則 （ 將 R52規(guī)則壓入規(guī)則棧頂 ） 求 R和Ｓ 提問 R？ 回答 yes， CF() 提問Ｓ ？ 回答 yes， CF() CF2(D)＝ MIN{， }＝ R52規(guī)則成功 （ R52規(guī)則退棧 ） 合并Ｄ結(jié)點(diǎn)的可信度為： CF(D)＝ +－ ＝ ≈ 其推理解釋過程為： ⒈ 引用 R1 規(guī)則 （ 將 R1規(guī)則壓入規(guī)則棧頂 ),求 A ⒉ 引用 R21 規(guī)則 (將 R21規(guī)則壓入規(guī)則棧頂 ),求 D ⒊ 引用 R51規(guī)則 求 F 提問 F？ 回答 yes， CF() 回溯到規(guī)則 R21， 計(jì)算 A的可信度 第四步：求 A的可信度 CF1(A)＝ ＝ ≈ R21規(guī)則成功 （ R21規(guī)則退棧 ） 引用 R22規(guī)則 （ 將 R22規(guī)則壓入規(guī)則棧頂 ） 求 E 提問 E？ 回答 no， 即 CF(0)。 ?DSS作為一種推理機(jī)形式出現(xiàn)， DSS受 ES中推理機(jī)的控制。12: ( / ) 0X C M X??39。39。42: ( / ) ( ) /M X C X F T M??39。6 : ( ) / ( ) /M X F X M F T M??模型共有 12個(gè)： M1,M2,… ,M12 模型 39。39。 39。10 2: ( / ) ( / ) ( ) /M X G M X C M X F T M? ? ?39。39。當(dāng)人們找實(shí)際新問題的解時(shí)，首先利用檢索機(jī)制在案例庫中尋找。 結(jié)束 回顧 結(jié)合實(shí)例講解模型組合技術(shù) 智能決策支持系統(tǒng)概述 人工智能基本原理 ?邏輯推理 ?知識(shí)表示與知識(shí)推理 ?搜索技術(shù) 數(shù)理邏輯表示法 產(chǎn)生式規(guī)則 語義網(wǎng)絡(luò) 框架 劇本 產(chǎn)生式規(guī)則 X F W Z P Q G I J K L M E A B C 元 級(jí) 推 理 機(jī)用戶提 出 領(lǐng) 域 子 目 標(biāo)元 知 識(shí) 庫結(jié)束領(lǐng) 域 推 理 機(jī)子 目 標(biāo) 完 成領(lǐng) 域 事 實(shí)推 理 結(jié) 果領(lǐng) 域 知 識(shí)庫兩級(jí)推理專家系統(tǒng) 元知識(shí)推理 1）專家陳述知識(shí)的方法和計(jì)算機(jī)表達(dá)之間存在差異； 2）專家知識(shí)存在主觀性、不確定性（部分正確）等問題； 3）專家系統(tǒng)本身受計(jì)算機(jī)的限制； 4）專家系統(tǒng)只在較窄的。 基于推理的專家系統(tǒng)推理過程 新范例 相似的歷史范例 確認(rèn)的解 建議解 范例庫 新問題 檢索 重用 修改 保存 案例推理步驟： 檢索 重用 修正案例 保存案例 CBR工作過程 基于推理的專家系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)： 信息的完全表達(dá)； 增量式學(xué)習(xí)； 知識(shí)的獲取較為容易，不存在知識(shí)獲取的瓶頸； 檢索機(jī)制是 CBR的核心，不必進(jìn)行逐步推理，從而求解效率高； 容易為用戶接受，用以前的案例證明結(jié)果是正確的。12 : ( / ) ( ) / ( ) /M X G M X F X M F T M? ? ?M(M1,M2,M3,… M12) A B C D E F G H I A2 A1 B1 C1 ? E1 ? ? H1 ? ? A11 A12 ? ? ? ? ? ? 規(guī)則庫的推理樹 每個(gè)葉結(jié)點(diǎn)提問的回答為： YYES， NNO。 39。39。81: ( / ) ( ) / ( ) /X C M X F X M F T M? ? ?39。 39。5 : ( ) / 0X F X M39。3 1 2: ( / ) ( / ) ( ) /M X C M X C M X F T M? ? ?39。 39。 建模專家系統(tǒng) (實(shí)例 ) 彈簧振動(dòng)建模專家系統(tǒng) (ES) 11:R A B C D M? ? ? ?21:R A A?3 11 1: A?4 12 1:R A A?52:R A B E F D M? ? ? ? ?61:R C C?71: E E83:R A B E F G M? ? ? ? ?94: B C G M? ? ? ?10 1:R B B?規(guī)則 (20條 ) 11 1:R H H?12 2: A A?13 5:R H B C D M? ? ? ?14 6: H B C G M? ? ? ?15 7:R H B E F D M? ? ? ? ?16 8: H B E F G M? ? ? ? ?17 9:R A B E I D M? ? ? ? ?18 10:R H B I G M? ? ? ?19 11: H B E I D M? ? ? ? ?20 12: H B E F G M? ? ? ? ?11 1:R H H?12 2: A A?13 5:R H B C D M? ? ? ?14 6: H B C G M? ? ? ?15 7:R H B E F D M? ? ? ? ?16 8: H B E F G M? ? ? ? ?17 9:R A B E I D M? ? ? ? ?18 10:R H B I G M? ? ? ?19 11: H B E I D M? ? ? ? ?20 12: H B E F G M? ? ? ? ?規(guī)則中各項(xiàng)英文字母的含義為： A： 彈簧滿足胡克定律； B： 彈簧質(zhì)量可以忽略； C： 可以忽略摩擦力； D： 沒有沖力； A1： 彈簧有線性恢復(fù)力； A11： 彈簧力與位移成正比； A12： 位移量很??； E： 要考慮摩擦力； F： 摩擦力與速度之間為線性關(guān)系； C1： 若振動(dòng)為自發(fā)時(shí)振幅為常數(shù)； E： 若振動(dòng)是自發(fā)時(shí)振幅是遞減的； G： 有沖擊力 F(T)； B1： 彈簧有質(zhì)量 N并且 N/M遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 1； H1： 彈簧勢(shì)能不是關(guān)于平衡位置對(duì)稱； H： 彈簧不滿足胡克定律； A2： 彈簧勢(shì)能與函數(shù) X(T)成正比； I： 摩擦力與速度之間為非線性關(guān)系； 規(guī)則中各項(xiàng)英文字母的含義為： 模型共有 12個(gè)： M1,M2,… ,M12 模型 39。 DSS 綜合控制系統(tǒng) ES