专家系统论文.doc

专家系统及应用论文姓名: 景超 专业: 计算机科学与技术 学号: 0640330217摘要专家系统就是一个具有智能特点的计算机程序，它的智能化主要表现为能够在特定的领域内模仿人类专家思维来求解复杂问题。因此，专家系统必须包含领域专家的大量知识，拥有类似人类专家思维的推理能力，并能用这些知识来解决实际问题。它由人机界面，推理机，知识库，知识库管理系统，自学模块，动态数据库，解释模块七部分组成。由于其内部含有大量的某个领域专家水平的知识和经验，专家系统已广泛应用 于各个不同的领域，产生了巨大的经济效益和社会 效益。专家系统应用的发展趋势更加引人注目。主 要表现在:为提高专家系统的求解能力、适应性 和推理的准确性，近年来综合多种因素的推理，适应 变化环境动态选择恰当的基本推理函数，集成多种 知识表示方法和多种推理方法等研究已成为专家系 统的一个发展方向;实时专家系统是专家系统应 用发展到一个新阶段的重要标志，目前国外已开始 建立无人工厂，用实时专家系统控制整个生产过程等。关键词: 专家系统 , 原理与结构, 应用, 发展.什么是专家系统:专家系统是人工智能最重要的易用之一。它是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。也就是说，专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题，简而言之，专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。运用特定领域的专门知识，通过推理来模拟通常由人类专家才能解决的各种复杂的、具体的问题，达到与专家具有同等解决问题能力的计算机智能程序系统。它能对决策的过程作出解释，并有学习功能，即能自动增长解决问题所需的知识。专家系统原理与结构:人机界面： 是系统与用户进行对话的界面。推理机： 根据全局数据库的当前内容，从知识库中选择匹配成功的可用规则，并通过执行可用规则来修改数据库中的内容，直至推理来出问题的结论。知识库： 以某种存储结构存储领域专家的知识。知识库管理系统： 是知识库的支撑软件。解释模块： 用于向用户解释专家系统的行为。动态数据库： 亦称为“黑板”，它用于存储求解问题的初始数据和推理过程中得到的中间数据，以及最终的推理结论。自学习模块： 把知识工程师提供的知识转换为知识内部表示模式存入知识库中，在知识存储的过程中，对知识进行一致性、完整性检测。专家系统的基本的工作流程是，用户通过人机界面回答系统的提问，推理机将用户输入的信息与知识库中各个规则的条件进行匹配，并把被匹配规则的结论存放到综合数据库中。最后，专家系统将得出最终结论呈现给用户。专家系统应用 目前，专 家系统的应用几乎渗透到各行各业。 专家系统的特点为解决特定领域的具体问 题，除需要一些公共的常识，还需要大量与所解领域 问题密切相关的知识;一般采用启发式的解题方 法;在解题过程中除了用演绎方法之外，有时还 要求助于归纳方法和抽象方法;需处理问题的模 糊性、不确定性和不完全性;能对白身的工作过 程进行推理(自推理或解释);采用基于知识的问 题求解方法;知识库与推理机分离 。近年来专家系统技术逐渐成熟，广泛应用在工程、科学、医药、军事、商业等方面，而且成果相当丰硕，甚至在某些应用领域，还超过人类专家的智能与判断。其功能应用领域概括有： 解释（Interpretation）如测试肺部测试（如PUFF）。 预测（Prediction）如预测可能由黑蛾所造成的玉米损失（如PLAN）。 诊断（Diagnosis）如诊断血液中细菌的感染（MYCIN）。又如诊断汽车柴油引擎故障原因之CATS系统。 故障排除（Fault Isolation）如电话故障排除系统ACE。 设计（Design）如专门设计小型马达弹簧与碳刷之专家系统MOTOR BRUSH DESIGNER。 规划（Planning）就出名的有辅助规划IBM计算机主架构之布置，重安装与重安排之专家系统CSS，以及辅助财物管理之PlanPower专家系统。 监督（Monitoring）如监督IBM MVS操作系统之YES/MVS。 除错（Debugging）如侦查学生减法算术错误原因之BUGGY。 修理（Repair）如修理原油储油槽之专家系统SECOFOR。 行程安排（Scheduling）如制造与运输行称安排之专家系统ISA。又如 工作站（work shop）制造步骤安排系统。 教学（Instruction）如教导使用者学习操作系统之TVC专家系统。 控制（Control）帮助Digital Corporation计算机制造及分配之控制系统PTRANS。 分析（Analysis）如分析油井储存量之专家系统DIPMETER及分析有机分子可能结构之DENDRAL系统。它是最早的专家系统，也是最成功者之一。 维护（Maintenance）如分析电话交换机故障原因之后，及能建议人类该如何维修之专家系统COMPASS。 架构设计（Configuration）如设计VAX计算机架构之专家系统XCON以及设计新电梯架构之专家系统VT等。 校准（Targeting）例如校准武器准心之专家系统BATTLE。专家系统发展专家系统已广泛应用 于各个不同的领域，产生了巨大的经济效益和社会 效益。专家系统应用的发展趋势更加引人注目。主 要表现在:为提高专家系统的求解能力、适应性 和推理的准确性，近年来综合多种因素的推理，适应 变化环境动态选择恰当的基本推理函数，集成多种 知识表示方法和多种推理方法等研究已成为专家系 统的一个发展方向;实时专家系统是专家系统应 用发展到一个新阶段的重要标志，目前国外已开始 建立无人工厂，用实时专家系统控制整个生产过程; 为解决传统专家系统的知识狭窄问题，使专家系 统在更宽广的知识基础上进行推理，美国D.Lenat 领导了一个从事C、工程的小组，初步计划包括将 一部大百科全书进行编码; 近年来，随着分布式 人工智能(DAI)的发展，开放、自适应、分布式多专 家系统的建造及其应用已逐渐成为热点;近来出 现了知识传送系统，它与一般专家系统有许多不同 之处。已经有把知识传送系统当作书籍，而不是专 家系统在市场上出售的例子，虽然很少，但这代表了 一种发展趋势。专家系统是人工智能等重要分支，神经网络也是人工智能的产物，两者 各有优缺点，具有互补性。因此近年来，有人将两者结合 起来，融为一体，取长补短，构成混合专家系统;。随着计算机技术的发展，尤其是存储技术的不段创新其存储介质的不断升级来满足了专家系统对数据库存储大量信息的需要，使专家系统高度融合成为可能，如将一个国家有关农业的专家系统全部有机的集成起来从而构成未来的超级专家系统；人工智能技术和远程自动监控技术发展也将给专家系统带来革命行的变革，如人机交互界面这方面，专家系统可以通过远程自动监控技术实现对数据的实时自动输入，自动