【正文】 DSS和 ES并重的 IDSS結(jié)構(gòu) DSS為主體的 IDSS結(jié)構(gòu) 體現(xiàn)以定量分析為主，結(jié)合定性分析解決問題。再引用規(guī)則 R2，提問 B和 C？ 設(shè)回答 B為 yes， CF()，回答 C為 yes， CF()，計(jì)算 G的可信度為： CF2(G)＝ ?MIN{， }＝ 合并 G的可信度為： CF(G)＝ CF1(G)+CF2(G)－ CF1(G) CF2(G) ＝ +－ ＝ 不確定性推理 ： R1： A→G CF()； R2： B∧C→G CF() 推理時(shí)，先引用規(guī)則 R1，提問 A？當(dāng)回答為 yes時(shí)，還須給定可信度，設(shè)為 CF(），求得 G的可信度： CF1(G)＝ ?＝ 例：有如下規(guī)則集和可信度： R1： A∧ B∧ C→G CF(） R2： D∨ E→A CF(） R3： J∧ K→B CF(） R4： P∨ Q→C CF(） R5： F∨ （ R∧ S） →D CF(） 已知事實(shí)及可信度 F()， R()， S()， E(n)， J()， K()， P(n)，Q()。 A→ B CF() 如果頭痛發(fā)燒，則患了感冒 ()。 大量的實(shí)際問題中 ， 專家掌握的規(guī)則大多是經(jīng)驗(yàn)性的 ， 不是精確的 。 它把推理過程顯示給用戶 ， 讓用戶知道目標(biāo)是如何推導(dǎo)出來的 。 f3： 黃褐色 。 設(shè)由下列動(dòng)物識別規(guī)則組成一個(gè)規(guī)則庫 ， 推理機(jī)采用上述逆向推理算法 ， 建立一個(gè)產(chǎn)生式系統(tǒng) 。 r2： 若某動(dòng)物有毛發(fā) ， 則它是哺乳動(dòng)物 。中間結(jié)點(diǎn)為 no是由葉結(jié)點(diǎn)為 no，回溯時(shí)引起該結(jié)點(diǎn)為 no。 三 逆向推理過程 N 1 7 9 8 2 G A B C J I K L M E 4 5 Y X F Z P Q 10 11 12 3 Y W Y Y Y N 6 在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)時(shí)，并不把規(guī)則連成推理樹，而是利用規(guī)則棧來完成。 由于連結(jié)時(shí)有 “ 與 ” 關(guān)系和 “ 或 ” 關(guān)系 ， 從而構(gòu)成了 “ 與 /或 ” 推理樹 。 如 C∧D→F ， F∧B→Z (2) 相同的結(jié)論可以由不同的條件來得到。 產(chǎn)生式規(guī)則專家系統(tǒng) 一 .產(chǎn)生式規(guī)則 產(chǎn)生式規(guī)則知識一般表示為： if A then B 或表示為 “ 如果 A成立則 B成立，簡化為 A → B 。 如： R1： 如果溢出液是硫酸，則用石灰。 策略 4：首先選擇執(zhí)行代價(jià)小的規(guī)則。 元知識一般采用與領(lǐng)域級知識相同的表示形式，并作為一個(gè)知識實(shí)體與領(lǐng)域級知識共存于知識庫中。包括兩個(gè)方面：解釋機(jī)制盡可能易于使用；盡可能對用戶提出的問題生成合理且較快的解釋。 （ 3）由于專家系統(tǒng)知識庫中的知識一般是領(lǐng)域?qū)＜业膶ｉT知識，應(yīng)對非領(lǐng)域?qū)＜业挠脩舻玫揭恍┲庇X的知識訓(xùn)練，以便掌握專門知識，起到“教師”的作用。 知識庫管理 知識庫的管理與維護(hù) 知識庫的建立與撤銷； 知識的增加、插入、刪除、修改和檢索； 知識的一致性、完整性、無冗余性檢查與維護(hù)； 友好的輸出方式； 提供知識字典，用于知識的管理與控制； 知識庫分塊交換功能； 知識庫的重組； 知識庫的安全與保密； 知識庫恢復(fù)。 （ 5）知識測試與調(diào)試的困難性。 123 專家系統(tǒng)由兩大部分組成： 開發(fā)環(huán)境、應(yīng)用環(huán)境 知識獲取 人機(jī)接口 解釋機(jī)制 推理機(jī) 專家 用戶 知識庫 知識工程師 文檔 數(shù)據(jù)庫 知識獲取的主要手段 （ 1）面談法 （ 2）模擬法 知識獲取 （ 3）機(jī)器學(xué)習(xí) 環(huán)境 學(xué)習(xí) 知識庫 執(zhí)行 監(jiān)督 選例 機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 知識獲取的困難 知識獲取 獲取專家啟發(fā)性知識是十分困難的，其原因： （ 1）知識表示失配。 綜合數(shù)據(jù)庫是初始事實(shí)、問題描述以及系統(tǒng)運(yùn)行過程中的中間結(jié)果、最終結(jié)果、運(yùn)行信息等的工作存儲器。 它與專家系統(tǒng)的不同在于： ?專家系統(tǒng)與 數(shù)值計(jì)算 的關(guān)系 專家系統(tǒng)與 數(shù)值計(jì)算和數(shù)值處理區(qū)別 專家系統(tǒng)特點(diǎn) ：知識包括事實(shí)和規(guī)則；適合于符號處理；推理不固定于形式；能得出未知的事實(shí)； 數(shù)值計(jì)算和數(shù)值處理 專家系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫檢索 事實(shí)性知識 規(guī)律性知識 推理是對已有記錄的檢索，記錄沒有則檢索不到 能推理出新事實(shí) 數(shù)值計(jì)算 推理過程固定 推理過程不固定 只能處理數(shù)值 既能處理數(shù)值，又能處理符號 ?存儲問題求解所需的知識； ?存儲具體問題求解的初始數(shù)據(jù)和推理過程中的各種信息； ?利用已有知識，進(jìn)行問題求解，并控制和協(xié)調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行； ?能夠?qū)ν评磉^程、結(jié)論或系統(tǒng)自身行為做出必要的解釋； ?提供知識獲取，機(jī)器學(xué)習(xí)以及知識庫的維護(hù)手段； ?提供用戶接口，便于用戶使用以及分析和理解用戶的各種要求和請求。 而專家系統(tǒng)的推理是不固定形式的 ，隨著問題不同 ， 推理過程也不一樣 。 ? 推理是對已有記錄的檢索，記錄不存在，則檢索不到。 ? 專家系統(tǒng)不會(huì)疲勞、遺忘，不受環(huán)境、情緒的影響，具有計(jì)算速度快、計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)； ? 專家系統(tǒng)可以快速升級與復(fù)制。 問題的領(lǐng)域知識 規(guī)則（啟發(fā)性） 全局策略 元知識 事實(shí) ?專家系統(tǒng)的基本概念 ?專家知識的轉(zhuǎn)化 ES的目標(biāo) 把專家的知識轉(zhuǎn)化到計(jì)算機(jī)中，并為非專家使用。 我國對于專家系統(tǒng)的研究工作起步較晚，但經(jīng)過 20年的艱苦努力，已經(jīng)在理論研究和應(yīng)用開發(fā)方面取得了很大進(jìn)展，在 中醫(yī)治療、油井記錄分析、地震預(yù)測、氣象預(yù)報(bào)、軍事指揮、作戰(zhàn)模擬、戰(zhàn)場管理 等方面研制了一批專家系統(tǒng)。 定義： 專家 ， 是指掌握了某一特定領(lǐng)域的專業(yè)知識 、 解決問題的能力達(dá)到了一定水平 、 擁有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的學(xué)者 。 要求用 啟發(fā)式搜索 從初始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)的路徑。 顯然 ， 用深度優(yōu)先求得的解 ， 也不一定是路徑最短的解 。 在深度優(yōu)先搜索中 ， 搜索一旦進(jìn)入某個(gè)分支 ， 就將沿著該分支一直向下搜索 。若是，則求得了問題的解，退出。 S0 S1 S2 S3 S11 S12 S21 S22 S31 S111 S121 S122 S221 S311 G （ 2）算法 1)把初始節(jié)點(diǎn) S0故入 OPEN表。 深度優(yōu)先搜索法 （ 1）基本思想 從初始狀態(tài) S0開始，利用算符，生成搜索樹下一層的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)，檢查目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是否出現(xiàn)，若未出現(xiàn)，以此節(jié)點(diǎn)利用一個(gè)算符生成再下一層的任一節(jié)點(diǎn)，然后再檢查目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是否出現(xiàn)，若未出現(xiàn)，繼續(xù)以上操作過程，一直進(jìn)行到葉節(jié)點(diǎn)（即不能再生成新的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)），當(dāng)它仍不是目標(biāo)節(jié)點(diǎn)時(shí)，回溯到上一層，取另一可能擴(kuò)展搜索的分支。若是，則求得了問題的解，退出。 S0 S1 S2 S3 S11 S12 S21 S22 S31 S111 S121 S122 S221 S311 G （ 2）算法 1)把初始節(jié)點(diǎn) S0故入 OPEN表。 問題的等價(jià)變換過程也可用一個(gè)圖表示出來 ， 稱為 “ 或 ” 樹 。 P1， P2， P3是問題 P的三個(gè)子問題，只有當(dāng)這三個(gè)子問題都可解時(shí)，問題 P才可解，稱 P1， P2， P3之間存在 “ 與 ” 關(guān)系；稱節(jié)點(diǎn) P為 “ 與 ” 節(jié)點(diǎn)；由 P、 P1， P2，P3所構(gòu)成的圖稱為 “ 與 ” 樹。 分解 ：把一個(gè)復(fù)雜問題分解為若干個(gè)較為簡單的子問題 ， 每個(gè)子問題又可繼續(xù)分解為若干個(gè)更為簡單的子問題 。即只允許把位于空格左、上、右、下的鄰近棋子移入空格。 如果在使用某個(gè)算符后得到的新狀態(tài)是目標(biāo)狀態(tài) ，就得到了問題的一個(gè)解 。 每個(gè)場次可用框架描述 。 例如 ， 經(jīng)理 、 顧客 、 服務(wù)員等 。 例如 ， 肚子不再餓了 ， 花了錢等 。 劇本 劇本是描述一定范圍內(nèi)一串原型事物的結(jié)構(gòu) 。 框架 例：框架名：舊中國 政體：資產(chǎn)階級專政 面積： 960萬平方公里 人口： 4億 5千萬 領(lǐng)導(dǎo)黨派：國民黨 框架名：新中國 政體：人民民主專政 面積： 人口： 4億 5千萬 （ 當(dāng)時(shí) 1949年 ） 領(lǐng)導(dǎo)黨派：共產(chǎn)黨 其中 ， 面積和人口是相同的 ， 其它槽值就改變了 。 我們要知道王強(qiáng)的行動(dòng)和音量究竟是什么 ， 應(yīng)該對兩個(gè)框架進(jìn)行匹配 。 事物之間匹配只能是部分相同槽的匹配 。 ? 匹配：在求解某個(gè)問題時(shí)，先把問題用一個(gè)框架表示出來，然后與知識庫中的已有框架進(jìn)行匹配。 不同的框架之間可以通過屬性之間關(guān)系建立聯(lián)系 ， 從而構(gòu)成一個(gè)框架網(wǎng)絡(luò) ， 充分表達(dá)相關(guān)對象間的各種關(guān)系 。 明斯基 1975年提出，用來表示經(jīng)驗(yàn)性知識 一般框架的結(jié)構(gòu) : 框架名 frame 槽名 1 slot 槽名 2 slot 側(cè)面 21 值 21 側(cè)面 22 值 22 …… 側(cè)面 11 值 11 側(cè)面 12 值 12 …… 下面是一個(gè)描述“教師”的框架： 框架名： 教師 類屬： 知識分子 工作： (教學(xué)，科研 ) 缺?。航虒W(xué) 性別： (男，女 ) 學(xué)歷： (中師，高師 ) 類型： (小學(xué)教師 ， 中學(xué)教師 ， 大學(xué)教師 ) 框架 框架 槽值可以有如下幾種類型： ?具體值 value ?默認(rèn)值 default ?過程值 procedure： 該值是一個(gè)計(jì)算過程，它利用該框架的其它槽值，按給定計(jì)算過程（公式）進(jìn)行計(jì)算得出具體值。 3 語義網(wǎng)絡(luò) 語義網(wǎng)絡(luò)的推理 3 語義網(wǎng)絡(luò) 語義網(wǎng)絡(luò)繼承推理示意圖 小米 谷物 麻雀 1 麻雀 鳥 動(dòng)物 翅膀 飛行工具 AKO AKO AKO Isa Isa eat Have 匹配的思想： 在知識庫的語義網(wǎng)絡(luò)中尋找與待求問題相符的語義網(wǎng)絡(luò)模式。 AKO屬性關(guān)系語義網(wǎng)絡(luò) 鴨嘴獸 哺乳動(dòng)物 AKindof 基本的語義關(guān)系 3 語義網(wǎng)絡(luò) (2)屬性 (類屬 )關(guān)系 Can ：表示一個(gè)結(jié)點(diǎn)能做另一個(gè)結(jié)點(diǎn)的事情。 試用語義網(wǎng)絡(luò)表示命題 “ 某學(xué)校小學(xué)生坐車去春 游 ” 。希望通過正向推理，證明目標(biāo) G為真。 用產(chǎn)生式可以實(shí)現(xiàn)推理和操作 ， 產(chǎn)生式規(guī)則是知識表示形式 。 2 產(chǎn)生式規(guī)則 產(chǎn)生式規(guī)則的一般形式為： 前件 → 后件 其中，前件就是前提，后件是結(jié)論或動(dòng)作，前件和后件可以是由邏輯運(yùn)算符 AND、 OR、 NOT組成的表達(dá)式。 波斯特根據(jù)替換規(guī)則提出了一種稱為波斯特機(jī)的計(jì)算模型 ，模型中的每一條規(guī)則當(dāng)時(shí)被稱為一個(gè)產(chǎn)生式 。 1 一階謂詞邏輯 ?連接詞：用來組合原子公式以形成較復(fù)雜的合式公式。 知識、知識表示 知識表示的方法 謂詞邏輯 產(chǎn)生式規(guī)則 語義網(wǎng)絡(luò) 框架 劇本 謂詞邏輯的合法表達(dá)式也稱合式公式。 判斷性知識 ：表示與領(lǐng)域有關(guān)的問題求解知識，如推理規(guī)則等，也稱啟發(fā)性知識。 知識、知識表示 知識是加工了的、深思熟慮過的、經(jīng)過推理了的、已經(jīng)達(dá)成共識的關(guān)于實(shí)體的狀態(tài)以及實(shí)體之間的聯(lián)系的一系列事實(shí)，可以用來指導(dǎo)行動(dòng)，是理解自然規(guī)律并根據(jù)自然規(guī)律預(yù)測實(shí)際系統(tǒng)行為的能力。 S1是 P， S2 是 P…… Sn是 P， S1… Sn是 S類中的部分分子，而且沒有遇到相反的事例 所以， S類事物都是 P 類比推理： A事物有 a、 b、 c、 d屬性， B事物有 a、 b、 c屬性（ 或 a， 、b， 、 c， 相似屬性） 所以， B事物也可能有 d 屬性（或 d， 相似屬性） 由兩個(gè)（或兩類）事物在某些屬性上相同，進(jìn)而推斷它們在另一個(gè)屬性也可能相同的推理。 2 推理的種類 演繹推理 歸納推理 類比推理 假言推理 三段論推理 數(shù)學(xué)歸納法 假言易位推理 枚舉歸納推理 （ 1）假言推理： “ 如果 p， 那么 q”為真，同時(shí) “ p”為真，則推出 “ q”為真。 ? IDSS實(shí)際上就是在 DSS基礎(chǔ)上增加了 知識部件 。 ? 1980年， Spraque提出 DSS的三部件結(jié)構(gòu)，是傳統(tǒng) DSS結(jié)構(gòu)的典型代表。 （ 2）判斷：對概念的肯定或否定； 是研究人的思維形式及其規(guī)律的科學(xué)，主要用于形成 概念 ，作出 判斷 ，進(jìn)行 推理 。 p→q ，～ q ┝ ～ p 演繹推理 （ 1）數(shù)學(xué)歸納法： A包含 B B2， ……