人工智能导论课程上机实验指导书

1、人工智能导论课程上机实验指导书廉师友编运算机工程实验室2007年3月目录1. 小型专家系统设计与实现.2专家系统涉及人工智能导论课程的大部分内容，而且实践性和应用性 都专门强。因此，本课程将专家系统设计与实现作为一个上机实验项目。 该实验是一个设计性实验，它对加深课程内容的明白得和把握，培养学生 运用所学知识开发智能系统的能力有重要意义。一、实验名称小型专家系统设计与实现二、实验目的1.2.3.4.5.加深明白得专家系统的结构原理与实际应用。 初步把握知识猎取的差不多方法。 把握产生式规则知识表示方法及其编程实现方法。 初步把握知识库的组建方法。 加深明白得推理机的算法原理并初步把握其编程实现

2、方法。三、实验内容 运用所学知识，设计并编程实现一个小型专家系统（如分类、诊断、 推测等类型）。四、差不多要求1. 具体应用领域自选， 具体系统名称自定； 但所做系统绝对不能雷同。2. 用产生式规则作为知识表示，用产生系统实现该专家系统。3. 可用 PROLOG 语言编程并参考下面示例程序； 但也可用其他语言另 行编程。4. 所实现的专家系统必须上机运行演示；程序运行时，应有人机对话 过程。5. 系统完成后，要提交实验报告。五、实验步骤 具体工作及步骤为： 选题。系统分析。 知识猎取与知识表示选择 /设计。知识库组建。 推理机选择 /编制。系统调试与测试： 可先运行一两个简单的 PROLOG

3、程序，以熟悉语1.2.3.4.5.6.言环境；接着运行示例程序；然后编辑、调试、测试自己的系统程序。7. 撰写实验报告。六、系统示例考虑到本实验有一定难度，下面给出一个“小型动物分类专家系 统”示例，以供参考。1.动物分类规则集（1）（2）（3）（4）（5）食肉动物。若某动物有奶，则它是哺乳动物。若某动物有毛发，则它是哺乳动物。若某动物有羽毛，则它是鸟。若某动物会飞且生蛋，则它是鸟。若某动物是哺乳动物且有爪且有犬齿且目盯前方，则它是（6）若某动物是哺乳动物且吃肉，则它是食肉动物。（7）若某动物是哺乳动物且有蹄，则它是有蹄动物。（8）若某动物是有蹄动物且反刍食物，则它是偶蹄动物。（9）若某动物是

4、食肉动物且黄褐色且有黑色条纹， 则它是老虎。（10）若某动物是食肉动物且黄褐色且有黑色斑点，则它是金 钞票豹。（11）若某动物是有蹄动物且长腿且长颈项且黄褐色且有暗斑 点，则它是长颈鹿。若某动物是有蹄动物且白色且有黑色条纹，则它是斑马。 若某动物是鸟且可不能飞且长腿且长颈项且黑白色，则（12）（13）它是驼鸟。(14)若某动物是鸟且可不能飞且会游泳且黑白色，则它是企若某动物是鸟且善飞且不怕风浪，则它是海燕。(15)鹅。下 面 是 该 规 则 集 所形成的2.（部分）推理网络: 源程序/*/An Animal Classifying Expert System databasexpositive

5、(symbol, symbol) xnegative(symbol, symbol) pr edicatesrunan imal_is(symbol)it_is(symbol)p ositive(symbol, symbol) n egative(symbol, symbol) clear factsremember(symbol, symbol, symbol)ask(symbol, symbol)goalrun.clausesrun:-an imal_is(X),!, write(nYour animal may be a(n) ”，X),nl, nl, clear_facts.run:-

6、write(nUnable to determine what), write(your animal is. nn”)，clear_facts. positive(X, Y):-xpositive(X, Y),!. positive(X, Y):-not(xnegative(X, Y), ask(X, Y).negative(X, Y):-xnegative(X , Y), !.negative(X, Y):-not(xpositive(X, Y), ask(X, Y).ask(X, Y):-write(X, it , Y, n”),read ln(Repl y), remember(X,

7、Y, Repl y).remember(X, Y, y):-asserta(x positive(X, Y).remember(X, Y, n):-asserta(xnegative(X, Y), fail. clear_facts:-retract(x positive( _), fail.clear_facts:-retract(x negative( _), fail. clear_facts:-write(nnPlease press the space bar to Exit),/*/readchar(_).Knowledge Baseani mal_is(cheetah):-it_

8、is(carnivore),po sitive(has, taw ny_color), po sitive(has, black_s po ts).ani mal_is(tiger):- it_is(car nivo re), po sitive(has, taw ny_color), p ositive(has, black_stri pes).ani mal_is(giraffe):-it_is(u ngulate), po sitive(has, l ong_n eck), po sitive(has, l on g_legs), po sitive(has, dark_s po ts)

9、.ani mal_is(zebra):-it_is(u ngulate), po sitive(has, black_stri pes).ani mal_is(ostrich):-it_is(bird),negative(does, fly), positive(has, long_neck),positive(has, long_legs), positive(has, black_and_white_color).animal_is(penguin):-it_is(bird),negative(does, fly),positive(does, swim), positive(has, b

10、lack_and_white_color).animal_is(albatross):-it_is(bird),positive(does, fly_well). it_is(mammal):-positive(has, hair).it_is(mammal):-positive(does, give_milk).it_is(bird):-positive(has, feathers).it_is(bird):-positive(does, fly), positive(does, lay_eggs).it_is(carnivore):-positive(does, eat_meat).it_

11、is(carnivore):-it_is(mammal),positive(has, pointed_teeth),positive(has, claws), positive(has，forward_eyes).it_is( un gulate):-it_is(mammal),po sitive(has, hooves).it_is( un gulate):-it_is(mammal),po sitive(does, chew_cud).需要讲明的是，严格来讲，该专家系统程序中并无显式的推理机， 而是利用了 PROLOG语言本身的推理机制实现推理的。这确实是讲，用PROLOG编写专家系统程序

12、，能够省去推理机部分。如果用其他语言编程， 推理机则是必不可少的。因此，用 PROLOG编写专家系统程序，也能够不 用它自身的推理机作为所实现的专家系统的推理机，而用户自己重新编写 一个显式的推理机，这可按照咨询题和需要而定。如果要重新编写推理机， 一样讲来，规则就要用 PROLOG的事实来实现。知识库就要用 PROLOG 的动态数据库来实现。因此，以上实习也可用 C或C+编程，但工作量要大得多。七、实验报告实验报告用学校统一的实验报告纸书写，表头严格按其要求填写， 其中“实验名称”后填：小型专家系统设计与实现。下面是实验报告的差 不多内容和书写格式。一、实验目的加深对专家系统的明白得，初步把握专家系统的设计与实现方法。二、实验内容运用所学知识，设计并编程实现一个小型专家系统。三、