計(jì)算機(jī)在土木工程中的應(yīng)用-資料下載頁
2024-09-20 21:44本頁面
【正文】 程中的應(yīng)用 專家系統(tǒng) 專家系統(tǒng) 是指能夠運(yùn)用特定領(lǐng)域的專門知識(shí)，通過推理來模擬通常由人類專家才能解決的各種復(fù)雜的、具體的問題，達(dá)到與專家具有同等解決問題能力的計(jì)算機(jī)智能程序系統(tǒng)。它能對(duì)決策的過程作出解釋，并有學(xué)習(xí)功能，即能自動(dòng)增長解決問題所需的知識(shí) 專家系統(tǒng)的三個(gè)特點(diǎn) ：邏輯判斷、過程透明和自我學(xué)習(xí) 專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 是指專家系統(tǒng)各組成部分的構(gòu)造方法和組織形式。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選擇恰當(dāng)與否，是與專家系統(tǒng)的適用性和有效性密切相關(guān)的。選擇什么結(jié)構(gòu)最為恰當(dāng)，要根據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境和所執(zhí)行任務(wù)的特點(diǎn)而定 土 木 工 程 概 論 第 12章 計(jì)算機(jī)在土木工程中的應(yīng)用 由于每個(gè)專家系統(tǒng)所需要完成的任務(wù)和特點(diǎn)不同，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也不盡相同，一般只具有圖中部分模塊 理想專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 土 木 工 程 概 論 第 12章 計(jì)算機(jī)在土木工程中的應(yīng)用 ? 專家系統(tǒng)的主要組成部分 ? 知識(shí)庫 (Knowledge Base) ：知識(shí)庫用于存儲(chǔ)某領(lǐng)域?qū)＜蚁到y(tǒng)的專門知識(shí)，包括事實(shí)、可行操作與規(guī)則等 ? 綜合數(shù)據(jù)庫 (Global Database) ：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(duì)象的一些當(dāng)前事實(shí) ? 推理機(jī) (Reasoning Machine)：用于記憶所采用的規(guī)則和控制策略的程序，使整個(gè)專家系統(tǒng)能夠以邏輯方式協(xié)調(diào)地工作 ? 解釋器 (Explanator)：能夠向用戶解釋專家系統(tǒng)的行為，包括解釋推理結(jié)論的正確性以及系統(tǒng)輸出其他候選解的原因 ? 接口 (Interface)：又稱界面，它能夠使系統(tǒng)與用戶進(jìn)行對(duì)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 土 木 工 程 概 論 第 12章 計(jì)算機(jī)在土木工程中的應(yīng)用 專家系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)歷了 3個(gè)階段 ，正向第四代過渡和發(fā)展。 第一代專家系統(tǒng)（ DENDRAL、 MACSYMA等） 以高度專業(yè)化、求解專門問題的能力強(qiáng)為特點(diǎn)。但在體系結(jié)構(gòu)的完整性、可移植性等方面存在缺陷，求解問題的能力弱。 第二代專家系統(tǒng)（ MYCIN、 CASNET、PROSPECTOR、 HEARSAY等） 屬單學(xué)科專業(yè)型、應(yīng)用型系統(tǒng)，其體系結(jié)構(gòu)較完整，移植性方面也有所改善，而且在系統(tǒng)的人機(jī)接口、解釋機(jī)制、知識(shí)獲取技術(shù)、不確定推理技術(shù)、增強(qiáng)專家系統(tǒng)的知識(shí)表示和推理方法的啟發(fā)性、通用性等方面都有所改進(jìn)。 第三代專家系統(tǒng) 屬多學(xué)科綜合型系統(tǒng)，采用多種人工智能語言，綜合采用各種知識(shí)表示方法和多種推理機(jī)制及控制策略，并開始運(yùn)用各種知識(shí)工程語言、骨架系統(tǒng)及專家系統(tǒng)開發(fā)工具和環(huán)境來研制大型綜合專家系統(tǒng)。 第四代專家系統(tǒng) 在總結(jié)前三代專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，已開始采用大型多專家協(xié)作系統(tǒng)、多種知識(shí)表示、綜合知識(shí)庫、自組織解題機(jī)制、多學(xué)科協(xié)同解題與并行推理、專家系統(tǒng)工具與環(huán)境、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)獲取及學(xué)習(xí)機(jī)制等最新人工智能技術(shù)來實(shí)現(xiàn)具有多知識(shí)庫、多主體。 土 木 工 程 概 論 第 12章 計(jì)算機(jī)在土木工程中的應(yīng)用 ? 開發(fā)專家系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) ? 人類專家不多，不可能隨時(shí)隨地出現(xiàn)，而專家系統(tǒng)只要有計(jì)算機(jī)就能運(yùn)行 ? 培養(yǎng)人類專家需要很長時(shí)間，專家系統(tǒng)則不需要 ? 專家系統(tǒng)還可以把專家的寶貴經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)存起來 但就目前的技術(shù)水平而言，工程設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)智能對(duì)專家起輔助設(shè)計(jì)作用而不能代替專家獨(dú)立的進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，因此工程設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)應(yīng)該是一個(gè) 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng) ，是 一個(gè)人機(jī)協(xié)同的系統(tǒng) 。此外工程設(shè)計(jì)是專家復(fù)雜的智能行為，其思維活動(dòng)規(guī)律很難用單一的數(shù)學(xué)模型精確的描述，在工程設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)中應(yīng)綜合運(yùn)用多種技術(shù)方法進(jìn)行模擬。不過根據(jù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的特點(diǎn)，在工程設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)中采用一些簡化的使用的知識(shí)表達(dá)方法和推理方法是可行的，可以在相當(dāng)大的程度上滿足實(shí)際工作需要 土 木 工 程 概 論 第 12章 計(jì)算機(jī)在土木工程中的應(yīng)用 工程設(shè)計(jì)所涉及到的知識(shí)主要有 ：設(shè)計(jì)的啟發(fā)式知識(shí)、計(jì)算過程性知識(shí)、評(píng)價(jià)性知識(shí)。 這三類知識(shí)的綜合、交叉、反復(fù)運(yùn)用是 工程設(shè)計(jì)思維活動(dòng)最基本的特點(diǎn) 。 工程設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的核心問題 之一是如何正確簡便的運(yùn)用這些知識(shí)進(jìn)行推理，如何適當(dāng)?shù)奶幚碇R(shí)推理中不精確和非單調(diào)性，獲得優(yōu)化的工程設(shè)計(jì)方案 土 木 工 程 概 論 第 12章 計(jì)算機(jī)在土木工程中的應(yīng)用 專家系統(tǒng)在國內(nèi)土木工程上的應(yīng)用 國內(nèi)研究專家系統(tǒng)的先行者是上海交通大學(xué)劉西拉教授，他分別參與了鋼筋混凝土單廠破損評(píng)估專家系統(tǒng) RACODEI以及基于事例推理的高層建筑結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)HIPRED2等，但這些專家系統(tǒng)仍然未能夠在土木工程界得到應(yīng)用，其原因主要在于科學(xué)界尚未能夠解決人工智能自主學(xué)習(xí)的難點(diǎn)
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