【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 井位選擇 。 第 8章 專家系統(tǒng) 圖 8― 7是 PROSPECTOR系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖 。 系統(tǒng)的勘探知識(shí)以某種外部格式存儲(chǔ)在磁盤中 。 同樣 ， 一個(gè)具有 1000多個(gè)單詞的分類學(xué)詞典也存儲(chǔ)在磁盤上 。每一次咨詢開始時(shí) ， 由一個(gè)叫做 PARSEFILE的程序把這些外部表示轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)的內(nèi)部表示形式 —— 推理網(wǎng)絡(luò) 。 推理網(wǎng)絡(luò)就是系統(tǒng)賴以完成咨詢的知識(shí)庫(kù) 。 第 8章 專家系統(tǒng) 圖 8―7 PROSPECTOR 總體結(jié)構(gòu) 第 8章 專家系統(tǒng) 知識(shí)表示 PROSPECTOR系統(tǒng)的知識(shí)用語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)和規(guī)則表示 。知識(shí)庫(kù)由三級(jí)網(wǎng)絡(luò)組成 ， 它們分別用來描述概念 、 陳述和推理規(guī)則 。 最低一級(jí)網(wǎng)絡(luò)是分類學(xué)網(wǎng)絡(luò) （ 見圖 8― 8） ， 它的作用有些類似于 MYCIN中的詞典 ， 給出了系統(tǒng)所知道的 1000多個(gè)詞匯的用途及相互關(guān)系 。 第 8章 專家系統(tǒng) 除了系統(tǒng)所知道的 1000多個(gè)詞匯的用途及相互關(guān)系 。 例如 ， 由 “ 關(guān)系 ” 的節(jié)點(diǎn)為根的子樹中所有詞匯在描述知識(shí)時(shí)作為表示關(guān)系的詞匯使用 。 除此之外 ，分類學(xué)網(wǎng)絡(luò)還給出了概念之間的從屬關(guān)系 ， 它們由四種弧表示： :表示 N2是 N1的子集。例如，火成巖是巖石的一類。 :表示 N2是 N1的元素 。 例如 ， FROM―OF是一個(gè)具體的關(guān)系 。 12sNN??? e?? 第 8章 專家系統(tǒng) :既表示 N2是 N1的子集 ， 說明 N2與 N1的其他用 ds鏈接的子集是不相交的概念 。 例如 ， 年代和形態(tài)是系統(tǒng)中的兩類詞匯 ， 但這兩類詞匯中沒有相同的詞匯 ， 即它們沒有共同的后代 。 而硫化物和濁變物是相交的概念 ， 它們有共同的后代黃鐵礦 。 12deNN? ?? 第 8章 專家系統(tǒng) 圖 88 分類學(xué)網(wǎng)絡(luò) 第 8章 專家系統(tǒng) 在 PROSPECTOR中 ， 陳述由分塊語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示 。分塊語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)是把整個(gè)網(wǎng)絡(luò)劃分成若干個(gè)塊 ， 每一塊（ 稱為語(yǔ)義空間 ） 表示一句完整的話 （ 陳述 ） 。 第 8章 專家系統(tǒng) 在 PROSPECTOR中 ， 判斷性知識(shí)用規(guī)則表示 。 每條規(guī)則的形式如下： E→H(LS ， LN) 推理網(wǎng)絡(luò)中每條規(guī)則的 LS、 LN及每個(gè)語(yǔ)義空間 H的 P(H)均由領(lǐng)域?qū)＜以诮ㄔ熘R(shí)庫(kù)時(shí)提供 。 除了表示規(guī)則的弧外 ， 推理網(wǎng)絡(luò)中還有代表先后順序的弧 . 第 8章 專家系統(tǒng) 主觀貝葉斯推理模型 PROSPECTOR的不確定性推理模型是建立在概率論的基礎(chǔ)上的 ， 稱為主觀貝葉斯 (Bayesian)方法 。 與MYCIN系統(tǒng)的確定性理論不同 ， 主觀貝葉斯方法是在概率論基礎(chǔ)上嚴(yán)格推導(dǎo)出來的 。 因?yàn)檎麄€(gè)推導(dǎo)過程比較復(fù)雜 ， 限于篇幅 ， 這里就不詳細(xì)介紹了 。 第 8章 專家系統(tǒng) 控制策略 PROSPECTOR系統(tǒng)的推理方式稱為混合主動(dòng)式 ，即正反向混合推理與接納用戶自愿提供信息相結(jié)合的推理方式 。 與 MYCIN系統(tǒng)不同 ， 在 PROSPECTOR中沒有獨(dú)立于知識(shí)庫(kù)而存在的綜合數(shù)據(jù)庫(kù) ， 它的推理網(wǎng)絡(luò)同時(shí)兼有知識(shí)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)兩種身份 。 因此 ， PROSPECTOR推理過程實(shí)際上就是不斷修改各個(gè)語(yǔ)義空間的后驗(yàn)概率 ，直到頂層語(yǔ)義空間的后驗(yàn)概率超過其一閾值時(shí)為止 。 第 8章 專家系統(tǒng) PROSPECTOR的正向推理實(shí)際上就是概率傳播 ，它由傳播程序完成 。 每當(dāng)用戶輸入一個(gè)證據(jù) E及其后驗(yàn)概率 P(E|S)， 傳播程序就利用主觀 Bayesian方法 ， 將P(E|S)的影響沿推理網(wǎng)絡(luò)傳播 ， 修改更高層次上語(yǔ)義空間的后驗(yàn)概率 ， 直至將 P(E|S)的影響傳至頂層空間 。 第 8章 專家系統(tǒng) 咨詢開始時(shí) ， 用戶可根據(jù)自己的觀察為系統(tǒng)提供信息 。 PROSPECTOR在這方面為用戶提供了很大的靈活性 ， 用戶不僅可以輸入有關(guān)可問空間的信息 ， 還可以輸入關(guān)于推理網(wǎng)絡(luò)任意層次上的假設(shè)空間的信息 。 這種方法有利于充分發(fā)揮用戶的作用 ， 加快推理速度 。 第 8章 專家系統(tǒng) 當(dāng)正向推理 （ 概率傳播 ） 結(jié)束后 ， 如果系統(tǒng)已能確定存在某種礦藏 ， 則輸出結(jié)果 。否則進(jìn)入反向推理過程 。 反向推理由提問系統(tǒng)負(fù)責(zé) ， 它為斷定某種礦藏的成礦可能性尋求有關(guān)的數(shù)據(jù) 。 因此反向推理實(shí)際上要完成兩個(gè)任務(wù)： (1)應(yīng)優(yōu)先考慮哪個(gè)頂層假設(shè) ， 這主要根據(jù)評(píng)判函數(shù) Jh來選擇 。 (2)應(yīng)向用戶詢問哪個(gè)空間，這主要根據(jù)評(píng)判函數(shù)J*來選擇。 第 8章 專家系統(tǒng) 解釋系統(tǒng) PROSPECTOR的解釋系統(tǒng)可以為用戶提供幾種不同類型的解釋 。 最簡(jiǎn)單的一種是允許系統(tǒng)在咨詢的任何時(shí)刻檢查推理網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)語(yǔ)義空間的后驗(yàn)概率 。 其次解釋系統(tǒng)可以向用戶顯示推斷某一結(jié)論所使用的規(guī)則 。 用戶還可以檢查某一數(shù)據(jù)對(duì)推理網(wǎng)絡(luò)中任一特定空間概率的影響 。 第 8章 專家系統(tǒng) 專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 一般步驟與方法 由于專家系統(tǒng)也是一種計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) ， 所以 ，一般說來 ， 其開發(fā)過程也要遵循軟件工程的步驟和原則 ， 即也要進(jìn)行系統(tǒng)分析 、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)等幾個(gè)階段的工作 。 但又由于它是專家系統(tǒng) ， 而不是一般的軟件系統(tǒng) ，所以 ， 又有其獨(dú)特的地方 。 如果我們僅就 “ 純專家系統(tǒng) ” 而言 ， 則其設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的一般步驟可如圖 8― 13所示 。 第 8章 專家系統(tǒng) 圖 8―13 建立專家系統(tǒng)的一般步驟 第 8章 專家系統(tǒng) 由圖 8― 13可以看出 ， 專家系統(tǒng)的開發(fā)有如下特點(diǎn)： (1)知識(shí)獲取與知識(shí)表示設(shè)計(jì)是一切工作的起點(diǎn)； (2)知識(shí)表示以及知識(shí)描述語(yǔ)言確定后 ， 各項(xiàng)設(shè)計(jì)（ 圖中并列的六個(gè)設(shè)計(jì) ） 可同時(shí)進(jìn)行 。 還需說明的是： (1)對(duì)于一個(gè)實(shí)際的專家系統(tǒng) ， 在系統(tǒng)分析階段就應(yīng)該首先弄清楚：系統(tǒng)中哪里需要專家知識(shí) ， 專家知識(shí)的作用是什么 ？ 以及系統(tǒng)中各專家模塊的輸入是什么 ？ 處理是什么 ？ 輸出又是什么 ？ 第 8章 專家系統(tǒng) (2)系統(tǒng)投入運(yùn)行后 ， 一般來說 ， 其知識(shí)庫(kù)還需不斷擴(kuò)充 、 更新 、 完善和優(yōu)化 。 所以專家系統(tǒng)的開發(fā)更適合采用快速原型法 。 (3)對(duì)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)主要看它解決問題是否達(dá)到專家水平 。 (4)上述的所謂 “ 純專家系統(tǒng) ” 就是一個(gè)實(shí)際專家系統(tǒng)中的專家模塊部分 。 那么 ， 對(duì)于系統(tǒng)其他部分的分析與設(shè)計(jì) ， 原則上講 ， 與一般計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)完全一樣 ， 即可按軟件工程規(guī)范和程序進(jìn)行 。 第 8章 專家系統(tǒng) 快速原型與增量式開發(fā) 所謂快速原型與增量式開發(fā) ， 就是在開發(fā)一個(gè)大型軟件系統(tǒng)之前 ， 先盡快地建立一個(gè)簡(jiǎn)單的小型的系統(tǒng) “ 模型 ” —— 稱之為系統(tǒng)原型；然后 ， 對(duì)原型進(jìn)行擴(kuò)充 ， 即在原型的基礎(chǔ)上進(jìn)行地繼續(xù)開發(fā) ， 即增量式開發(fā) ， 這樣像滾雪球似地直至完成整個(gè)系統(tǒng) 。 快速原型法的優(yōu)點(diǎn)是 ， 利用系統(tǒng)原型 ， 開發(fā)者可以更好地分析和理解系統(tǒng)；用戶也能盡快地看到系統(tǒng)的概貌 ， 以便及早