【文章內(nèi)容簡介】 人 機 接 口 知識獲取 咨詢解釋 推理機 專家 用戶 推理機： 是一組程序 ，用來控制和協(xié)調整個專家系統(tǒng)的工作 。 根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的信息和知識庫中的知識 ， 按一定的推理策略去解決所研究的問題 。 同時具有向知識庫中添加新知識和刪除舊知識的功能 。 知識獲取 ： 是學習功能，為知識庫的建立、修改已有知識，擴充新知識提供手段，直接影響系統(tǒng)的生命力。 第三章 專家系統(tǒng)基本原理與結構 專家系統(tǒng)的組成： 知識庫 數(shù)據(jù)庫 人 機 接 口 知識獲取 咨詢解釋 推理機 專家 用戶 咨詢解釋 :負責對推理出的結果作出必要的解釋，以便向用戶說明推理過程。 人機接口： 負責把用戶熟悉的信息表示手段（如表格、圖形、自然語言），轉換成專家系統(tǒng)內(nèi)部表示形式；將專家系統(tǒng)輸出的信息轉換成用戶理解的形式顯示給用戶。 第三章 專家系統(tǒng)基本原理與結構 第二節(jié) 專家系統(tǒng)的理想結構 理想的專家系統(tǒng)是一個面向領域的語言處理系統(tǒng) 規(guī) 劃 記事簿 結 果 事實 規(guī)則 執(zhí)行程序 調度程序 一致性處理程序 解釋程序 語言處理程序 黑板 第三章 專家系統(tǒng)基本原理與結構 第三節(jié) 專家系統(tǒng)與傳統(tǒng)程序的區(qū)別 傳統(tǒng)的程序設計方法可表示為： 數(shù)據(jù) + 算法 = 程序 專家系統(tǒng)程序設計方法可表示為： 知識 + 推理 = 程序 比較項目 傳統(tǒng)程序 專家系統(tǒng) 領域知識的表達 數(shù)學模型和算法 規(guī)則等知識表示 問題求解 數(shù)字仿真 邏輯推理、判斷 處理的信息 數(shù)字信息 字符信息 知識及知識處理 混在一起 明確分開 影響可信度的因素 模型和算法的精度 事實和規(guī)則的可信度 增加知識的方式 改程序模塊，增減困難 修改知識庫，容易 解釋能力 差 好 ? 人類的智能活動過程是一個獲得并運用知識的過程，知識是智能的基礎。 第四章 人工智能中的知識表示 ? 基本概念 ： 什么是知識？知識有哪些特性？ ? 數(shù)據(jù)與信息： 信息需要用一定的形式表示出來才能被記載和傳遞，用一組符號及其組合表示的信息成為數(shù)據(jù)！，數(shù)據(jù)是對客觀事物的數(shù)量、屬性、位置及其相互關系的抽象表示。數(shù)據(jù)是信息的載體和表示。 第一節(jié) 概 述 第四章 人工智能中的知識表示 ? 什么是知識？ 把有關信息聯(lián)系在一起所形成的信息結構稱為 知識 ，它是對客觀世界的認識與經(jīng)驗。 ? 知識有哪些特性？ （ 1）相對正確性 （ 2）不確定性 （ 3）可表示性和可利用性 第一節(jié) 概 述 第四章 人工智能中的知識表示 ? 知識的分類： （ 1） 敘述型知識 ：表示問題的狀態(tài)、概念、條件、常識的知識。放在數(shù)據(jù)庫中。 （ 2） 過程性知識 ：表示問題求解過程中用到的操作、演算和行動的知識。放在知識庫 中。 （ 3） 控制性知識 ：表示問題求解過程中決定決定選用哪種操作、演算和行動的判斷或決策知識。放在推理機中。 第一節(jié) 概 述 第四章 人工智能中的知識表示 第一節(jié) 概 述 ? 知識表示的重要性 ? 知識表示技術 ： 研究在計算機上如何用最合適的形式，對問題求解過程中所需的各種知識進行表示并組織的技術。是一個實際問題的抽象化、形式化問題。 ? 衡量知識表示的好壞標準： 有效性、方便性、簡明性 第四章 人工智能中的知識表示 產(chǎn)生式知識表示法 謂詞邏輯知識表示法 框架知識表示法 語義網(wǎng)絡知識表示法 狀態(tài)空間知識表示法 與 /或圖知識表示法 特性表知識表示法 面向對象知識表示法 人工神經(jīng)網(wǎng)絡知識表示法 Petri網(wǎng)知識表示法 第一節(jié) 概 述 ? 人工智能中知識表示方法 : 知識表示最后反映在計算機內(nèi)部都是某種數(shù)據(jù)結構，如數(shù)組、字符串、二值邏輯等等??！ 第二節(jié) 產(chǎn)生式表示法 第四章 人工智能中的知識表示 一、產(chǎn)生式知識表示法 （ Production Rule) 產(chǎn)生式表示法（前提 結論對，規(guī)則表示法） 一般形式 ： If Conditions(前提條件） Then Conclusions(結論） If （ 101 red and 102 red) Then （ L stop) 例如 ： 101 102 L “條件 ” “ 結論 ”可用英文字符串、數(shù)字、二值邏輯等 第二節(jié) 產(chǎn)生式表示法 第四章 人工智能中的知識表示 二、產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結構 用產(chǎn)生式方法表示知識的專家系統(tǒng)稱為產(chǎn)生式系統(tǒng)！它一般由三個部分組成 （三要素）： （ 1） 總數(shù)據(jù)庫 ：數(shù)據(jù)結構中心。 （ 2） 產(chǎn)生式規(guī)則集 ：存放過程型知識，以規(guī)則的形式存放。 （ 3） 控制系統(tǒng) ：負責選擇規(guī)則的決策系統(tǒng)，對應控制型知識。 產(chǎn)生式系統(tǒng)的控制策略實質是個搜索過程，要對一系列規(guī)則進 行探索，直到發(fā)現(xiàn)某一規(guī)則滿足數(shù)據(jù)庫終止條件為止。 第二節(jié) 產(chǎn)生式表示法 第四章 人工智能中的知識表示 二、產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結構 控 制 系 統(tǒng) 規(guī) 則 庫 綜合數(shù)據(jù)庫 第二節(jié) 產(chǎn)生式表示法 第四章 人工智能中的知識表示 二、產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結構 （ 2） 產(chǎn)生式規(guī)則集 ：例如： “ 八數(shù)碼難題 ” 如果采用空格牌移動規(guī)則時，移動的規(guī)則可表示如下： 用 O(ij)表示空牌位置， i表示空格所在行， j表示空格所在列。 空格走步 知識表示 左走條件： If j1≥1 Then O(ij)可左移 上走條件： If i1≥1 Then O(ij)可上移 右走條件： If j+1≤3 Then O(ij)可右移 下走條件： If i+1≤3 Then O(ij)可下移 2 8 1 3 6 7 4 5 第二節(jié) 產(chǎn)生式表示法 第四章 人工智能中的知識表示 二、產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結構 （ 3） 控制系統(tǒng) ：產(chǎn)生式系統(tǒng)的問題求解過程的步驟如下： 1） 將數(shù)據(jù)庫初始化； 2） 當存在某有用的規(guī)則前提能與數(shù)據(jù)庫中的事實相匹配，則繼續(xù)下一步，否則轉 5）； 3） 使用規(guī)則，更新數(shù)據(jù)，并將所用過的規(guī)則作上標記。 4） 判斷數(shù)據(jù)庫中是否有目標解，如是，則終止求解，否則轉 2） 5） 要求更多的關于問題的信息，充實數(shù)據(jù)庫，并轉 2）；如不能提供所要信息，則求解失敗。 產(chǎn)生式系統(tǒng)特點：清晰性、模塊性、靈活性、解釋性 第三節(jié) 框架表示法 第四章 人工智能中的知識表示 一、框架表示法是明斯基在研究計算機視覺問題時提出的 二、框架表示法一般形式 《框架名》 《槽名 1》 側面 11(值 111，值 112……… ) 側面 12(值 121，值 122……… ) 《槽名 2》 側面 21(值 211，值 212……… ) 側面 22(值 221，值 222……… ) . 《槽名 n》 側面 n1(值 n11， 值 n12……… ) 側面 n2(值 n21， 值 n22……… ) . —槽、側面名、值可以是任意有限個數(shù) —側面是對槽的進一步說明 —槽中的信息類型可是數(shù)值、文字、二值邏輯等，也可是一個子框架。 第三節(jié) 框架表示法 第四章 人工智能中的知識表示 二、框架表示法一般形式 《框架名》 《槽名 1》 側面 11(值 111，值 112……… ) 側面 12(值 121，值 122……… ) 《槽名 2》 側面 21(值 211，值 212……… ) 側面 22(值 221，值 222……… ) . 《槽名 n》 側面 n1(值 n11， 值 n12……… ) 側面 n2(值 n21， 值 n22……… ) . 框架表示法是個分層次的結構 相關框架的繼承與嵌套組成一個框架系統(tǒng) 可表示出某種行為、概念、觀點及事務間的因果關系。 第三節(jié) 框架表示法 第四章 人工智能中的知識表示 框架表示法舉例 一個電廠的框架 框架 1 名稱 **火電廠 類別 火電廠 所屬 **電力系統(tǒng) 額定參數(shù) 容量 **MW 電壓等級 **KV,**KV,**KV 設備概況 鍋爐數(shù) ** 汽機數(shù) ** 發(fā)電機數(shù) ** 主變數(shù) ** 狀態(tài) （運行 /擴建 /停役）