【文章內(nèi)容簡介】 工具 (Problemspecific shell)（一）農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)按其功能和結(jié)構(gòu)的主要特征，可分為： (二 )按涉及學(xué)科領(lǐng)域劃分：252。 作物栽培專家系統(tǒng)252。 農(nóng)田施肥專家系統(tǒng)252。 植物保護(hù)專家系統(tǒng)252。 設(shè)施農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)252。 新品種選育專家系統(tǒng)252。 畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖專家系統(tǒng)252。 水利灌溉專家系統(tǒng)252。 其他學(xué)科領(lǐng)域的專家系統(tǒng)系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 圖七、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)人機(jī)接口用戶 領(lǐng)域?qū)＜?、知識(shí)工程師解釋機(jī)構(gòu) 知識(shí)獲取機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)知識(shí)庫及其管理系統(tǒng)推理機(jī)其各部分構(gòu)成的功能如下：1．知識(shí)庫 知識(shí)庫主要用來存放農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)＜业膶ｉT知識(shí)。 知識(shí)庫是推理機(jī)工作的重要對象，其中知識(shí)表示的好壞直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。 2．?dāng)?shù)據(jù)庫（綜合數(shù)據(jù)庫） 綜合數(shù)據(jù)庫又稱全局?jǐn)?shù)據(jù)庫或總數(shù)據(jù)庫，它用于存儲(chǔ)領(lǐng)域或問題的初始數(shù)據(jù)和推理過程中得到的中間數(shù)據(jù) （信息），即被處理對象的一些當(dāng)前事實(shí)。 3．推理機(jī) 推理機(jī)用于記憶所采用的規(guī)則和控制策略的程序 ，使整個(gè)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)能夠以邏輯方式協(xié)調(diào)地工作。推理機(jī)能夠根據(jù)知識(shí)進(jìn)行推理和導(dǎo)出結(jié)論，而不是簡單地搜索現(xiàn)成的答案。它包括推理方法和控制策略兩部分。4．知識(shí)獲取 知識(shí)獲取過程可以看作使農(nóng)業(yè)專家的專業(yè)知識(shí)從知識(shí)源到知識(shí)庫的轉(zhuǎn)移過程。 知識(shí)獲取過程包括在知識(shí)庫創(chuàng)建時(shí)識(shí)別出必要的知識(shí)并將其形式化，建成的知識(shí)庫經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)誤或不完整，所以 知識(shí)獲取過程還包括對知識(shí)庫的修改和擴(kuò)充。5．解釋機(jī)構(gòu) 它能夠 向用戶解釋農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的行為， 包括解釋推理結(jié)論的正確性和系統(tǒng)輸出其他候選解的原因。 6．人機(jī)界面 它能夠 使系統(tǒng)與用戶進(jìn)行對話 ，使用戶能夠輸入必要的數(shù)據(jù)、提出問題和了解推理過程及推理結(jié)果等。系統(tǒng)則通過人機(jī)接口，要求用戶回答提問，并回答用戶提出的問題，進(jìn)行必要的解釋。第二節(jié) 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的研制與應(yīng)用一、開發(fā)過程 包括知識(shí)獲取 ，即從農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)＜夷抢锸占須w納有關(guān)的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)、數(shù)據(jù)，并經(jīng)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)開發(fā)人員消化、整理、歸納寫成一條條符號(hào)表示的形式； 確定知識(shí)表示和推理方法 ； 建立知識(shí)庫 ； 編寫推理程序 ，然后 調(diào)試、運(yùn)行和修改 等步驟。 圖 2 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的開發(fā)過程 專家系統(tǒng) 知識(shí)獲取與數(shù)據(jù)整理 編寫推理程序、調(diào)試程序 建立知識(shí)庫、數(shù)據(jù)庫 確定知識(shí)表示和推理方法 二、知識(shí)獲取 概念 在專家系統(tǒng)中，知識(shí)庫的建造通常是知識(shí)工程師與領(lǐng)域?qū)＜颐芮信浜系慕Y(jié)果。 領(lǐng)域?qū)＜易陨砘蛑R(shí)工程師與領(lǐng)域?qū)＜夜餐砜偨Y(jié)領(lǐng)域的知識(shí)和他們的實(shí)際知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、模型及研究成果等，按所建專家系統(tǒng)規(guī)定的知識(shí)表示形式，整理成一個(gè)個(gè)知識(shí)單元 , 放入知識(shí)庫 , 這種過程稱之為 知識(shí)獲取 。知識(shí)獲取與知識(shí)表示、知識(shí)運(yùn)用是建造一個(gè)專家系統(tǒng)的三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。 知識(shí)獲取的任務(wù) 知識(shí)獲取的 基本任務(wù)是為專家系統(tǒng)獲取知識(shí)，建立起健全、完善、有效的知識(shí)庫，已滿足求解領(lǐng)域問題的需要 。v 抽取知識(shí) 抽取知識(shí)是指把蘊(yùn)含于知識(shí)源（領(lǐng)域?qū)＜?、書本、相關(guān)論文及系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)踐等）中的知識(shí)經(jīng)過識(shí)別、理解、篩選、歸納等抽取出來，以用于建立知識(shí)庫。 包括人工分析方法；統(tǒng)計(jì)分析方法 ；自然語言理解方法 和知識(shí)編譯方法。 v 知識(shí)轉(zhuǎn)換 知識(shí)轉(zhuǎn)換是指把知識(shí)由一種表示形式轉(zhuǎn)換為另一種表示形式。 人類專家或科技文獻(xiàn)中的知識(shí)通常是用自然語言、圖形、表格等形式表示的，而知識(shí)庫中的知識(shí)是用計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別、運(yùn)用的形式表示的，兩者之間有較大的差別。為了把從專家及有關(guān)文獻(xiàn)中抽取出來的知識(shí)送入知識(shí)庫供求解問題使用，需要進(jìn)行知識(shí)表示形式的轉(zhuǎn)換。 知識(shí)轉(zhuǎn)換一般分兩步進(jìn)行 ： 第一步 是把從專家及文獻(xiàn)資料抽取的知識(shí)轉(zhuǎn)換為某種知識(shí)表示模式，如產(chǎn)生式規(guī)則、框架等； 第二步 是把該模式表示的知識(shí)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)可直接利用的內(nèi)部形式。前一步工作通常由知識(shí)工程師完成，后一步工作一般通過輸入及編譯實(shí)現(xiàn)。 v 知識(shí)輸入 知識(shí)輸入是把用適當(dāng)?shù)闹R(shí)表示模式表示的知識(shí)經(jīng)過編輯、編譯送入知識(shí)庫的過程。目前，知識(shí)的輸入一般是通過兩種途徑實(shí)現(xiàn)： 一種是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供的編輯軟件；另一種是用專門編制的知識(shí)編輯系統(tǒng)，稱之為知識(shí)編輯器。 前一種的優(yōu)點(diǎn)是簡單，可直接拿來使用，減少了編制專門的知識(shí)編輯器的工作。后一種的優(yōu)點(diǎn)是專門的知識(shí)編輯器可根據(jù)實(shí)際需要實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，使其具有更前的針對性和適用性，更加符合知識(shí)輸入的需要。v 知識(shí)整理 包括知識(shí)的歸類集中、知識(shí)的聯(lián)網(wǎng)和知識(shí)的補(bǔ)充配齊等三方面的內(nèi)容。v 知識(shí)檢測 知識(shí)庫的建立是通過對知識(shí)進(jìn)行抽取、轉(zhuǎn)換、輸入等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)的，任何環(huán)節(jié)上的失誤都會(huì)造成知識(shí)錯(cuò)誤，直接影響到專家系統(tǒng)的性能。因此，必須對知識(shí)庫中的知識(shí)進(jìn)行檢測， 以便盡早發(fā)現(xiàn)并糾正錯(cuò)誤 。另外，經(jīng)過抽取轉(zhuǎn)換后的知識(shí)不能存在知識(shí)的不一致和不完整性等問題，也需要通過知識(shí)檢測來發(fā)現(xiàn)是否有知識(shí)的不一致和不完整，并采取相應(yīng)的修正措施， 使專家系統(tǒng)的知識(shí)具有一致性和完整性 。 知識(shí)獲取的方式 按知識(shí)獲取的自動(dòng)化程度劃分，知識(shí)獲取可分為 非自動(dòng)知識(shí)獲取和自動(dòng)知識(shí)獲取 兩種方式。v 非自動(dòng)知識(shí)獲取v 與領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行交流，閱讀有關(guān)文獻(xiàn)，獲取專家系統(tǒng)所需要的原始知識(shí)。 v 對獲得的原始知識(shí)進(jìn)行分析、整理、歸納，形成用自然語言表述的知識(shí)條款，然后交領(lǐng)域?qū)＜覍彶椤 最后確定的知識(shí)條款用知識(shí)表示語言表示出來，通過知識(shí)編輯器進(jìn)行編輯輸入。 知識(shí)編輯器是一種用于知識(shí)輸入的軟件，通常是在建造專家系統(tǒng)時(shí)根據(jù)實(shí)際需要編制的。 知識(shí)編輯器應(yīng)具有以下主要功能：v 把用某種知識(shí)表示模式或語言所表示的知識(shí)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可表示的內(nèi)部形式，并輸入到知識(shí)庫中；v 檢測輸入知識(shí)中的語法錯(cuò)誤，并報(bào)告錯(cuò)誤性質(zhì)與位置，以便進(jìn)行修正；v 檢測知識(shí)的一致性等，報(bào)告非一致性的原因，以便知識(shí)工程師征詢領(lǐng)域?qū)＜乙庖姴⑦M(jìn)行修正。v 自動(dòng)知識(shí)獲取 自動(dòng)知識(shí)獲取是指系統(tǒng)自身具有獲取知識(shí)的能力，它不僅可以直接與領(lǐng)域?qū)＜覍υ?，從專家提供的原始信息?“學(xué)習(xí) ”到專家系統(tǒng)所需的知識(shí)，而且還能從系統(tǒng)自身的運(yùn)行實(shí)踐中總結(jié)、歸納出新的知識(shí)，發(fā)現(xiàn)知識(shí)中可能存在的錯(cuò)誤，不斷自我完善，建立起性能優(yōu)良、知識(shí)完善的知識(shí)庫。因此，自動(dòng)知識(shí)獲取至少應(yīng)具備以下能力：? 具備識(shí)別語音、文字、圖像的能力 ? 具有理解、分析、歸納的能力? 具有從運(yùn)行實(shí)踐中學(xué)習(xí)的能力 知識(shí)的檢測與求精q 知識(shí)的一致性與完整性檢測q 知識(shí)求精 知識(shí)庫中除了可能存在上述的冗余、矛盾等問題外，還可能存在知識(shí)不完整的問題，以致在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)判或漏判的錯(cuò)誤。錯(cuò)判是指對給定的不應(yīng)產(chǎn)生某一結(jié)論的條件，經(jīng)系統(tǒng)運(yùn)行卻得出了這一結(jié)論。 為了找出導(dǎo)致錯(cuò)誤的原因，就需要找出產(chǎn)生這些錯(cuò)誤的知識(shí)，予以改進(jìn)，以提高知識(shí)庫的可靠性，稱之為 知識(shí)求精。 實(shí)現(xiàn)知識(shí)求精的一般方法是：用一批有已知結(jié)論的實(shí)例考核知識(shí)庫，看有多少實(shí)例被系統(tǒng)錯(cuò)判和漏判，然后對知識(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?，以提高知識(shí)庫的可靠性。 三、知識(shí)表達(dá) 知識(shí)表示是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和解釋過程的結(jié)合體現(xiàn) 。知識(shí)表示方法研究各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以把一個(gè)問題領(lǐng)域的各種知識(shí)通過這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)結(jié)合到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)中來，這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般是針對一個(gè)具體問題領(lǐng)域，在假設(shè)所要表示的知識(shí)已經(jīng)知道或基本知道的前提下進(jìn)行的。對于不同領(lǐng)域的知識(shí)可以采用不同的知識(shí)表示方法，任一種領(lǐng)域知識(shí)都可用任一種知識(shí)表示法表示出來。當(dāng)對某一個(gè)問題或一種知識(shí)選用知識(shí)表示方法時(shí)，必須用以前提及的知識(shí)方法的標(biāo)準(zhǔn)來衡量，以使得問題的知識(shí)表示最合適，對所要解決的問題最為有利，以下將介紹幾種常用的知識(shí)表示方法。 v 邏輯表示法v 產(chǎn)生式規(guī)則表示法 v 特性表表示法 v 過程表示法 v 框架表示法 v 語義網(wǎng)絡(luò)表示法 v 案例表示法 v 面向?qū)ο蟊硎痉? v 語義網(wǎng)絡(luò)表示法 為了描述更復(fù)雜的概念、事物及其語義聯(lián)系，引入了語義網(wǎng)絡(luò)表示知識(shí)的方法。語義網(wǎng)絡(luò)是奎廉（ ）于1968年最先提出的。 1972年，西蒙將語義網(wǎng)絡(luò)用于自然語言理解。語義網(wǎng)絡(luò)表示法是一種表達(dá)能力強(qiáng)而且靈活的知識(shí)表示方法。 ? 語義網(wǎng)絡(luò)的概念 語義網(wǎng)絡(luò)是基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)表示人類知識(shí)構(gòu)造的一種形式。 語義主要是指語言結(jié)構(gòu)（如詞，短語、句子、段落等）及其意義上的聯(lián)系。 一個(gè)語義網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)帶標(biāo)識(shí)的有向圖，其中，有向圖的節(jié)點(diǎn)表示各種事物、概念、屬性、動(dòng)作、狀態(tài)等，有向弧表示它所連接的節(jié)點(diǎn)間的某種語義聯(lián)系，一個(gè)節(jié)點(diǎn)還可以是一個(gè)語義子網(wǎng)絡(luò)，從而形成一個(gè)多層次嵌套