智能工程及其在水利工程中的应用

智能工程及其

在水利工程中的应用/主要内容一、智能工程的概念二、知识的获取及表达三、知识的运用四、专家系统五、应用实例主要内容一、智能工程的概念二、知识的获取及表达三、知识的运用四、专家系统五、应用实例智能工程是一门关于知识的自动化处理和应用技术的计算机应用学科。一、智能工程的概念智能工程的定义

理论知识

数值模型

经验知识

符号模型……自动化处理与应用计算机对知识进行获取、表达、集成、管理、协调及使用，即利用具有一定智能的计算机来代替人脑的部分功能，以达到决策自动化的目的。开放性透明性继承性集成性易于与其他智能系统交换信息和集成系统内部的知识易于扩展（知识库的修改和完善等）使用户对复杂系统的总体结构及其功能有所了解用户能获取进程执行的有关信息（进度、中间结果等）对出错信息的跟踪与解释便于继承以往的软件成果能为现在或今后在不同环境和背景下开发的软件提供继承知识内容和形式的集成智能软件系统与环境的集成复杂软件系统集成的结构一、智能工程的概念智能工程的原则知识的获取知识的表达知识的集成知识的协调与管理智能化人—机界面智能工程的研究内容一、智能工程的概念多任务和多功能的集成多领域多学科知识的集成知识的集成数值计算与推理方法的集成多介质信息处理的集成知识的协调和管理不同型号的计算机及其它硬设备不同语言环境支持的软件系统之间通讯问题子系统间的决策冲突不同领域专家的决策冲突冲突决策问题根据系统目标将各种任务分给不同的子系统对任务执行情况进行检测和控制任务分配问题一、智能工程的概念智能化的人—机界面一、智能工程的概念面向复杂问题的集成化智能软件系统，在它的建立、发展、完善和使用的过程中，都需要有人类专家的参与。因此，一种非常便于使用、灵活友好、具有一定智能（如对手迹和语音的识别功能、解释功能、咨询功能）的人—机界面是必须的，它将起到桥梁的作用，把人和机器沟通联系起来，使人真正成为自动化决策过程中的一个重要部分，作为最具有创造性的知识源，在智能化人--机系统中起到关键决策的作用。1、方便灵活、多种介质信息的输入输出方式2、设立用户密级3、独立的专家系统数值、符号、图形、图像无经验用户专家用户咨询、帮助、解释、跟踪智能化的人—机界面一、智能工程的概念人工智能智能工程重要基础贡献理论成果利用计算机模拟人的智能利用具有智能的计算机（硬件和软件）解决实际问题理论研究为导向工程实际应用导向注重研究智能活动过程的机理，具有严格的逻辑性和推理，注重普遍适用性注重研究智能活动过程的机理，具有严格的逻辑性和推理，注重普遍适用性一、智能工程的概念智能工程与人工智能的区别和联系主要内容一、智能工程的概念二、知识的获取及表达三、知识的运用四、专家系统五、应用实例知识的获取知识的概念：知识是人们在社会实践和生产实践中对各种信息经过去粗取精、去伪存真、由表及里、由此及彼而形成的各种对于客观事物规律性的认识。知识的分类：描述性知识判断性知识过程性知识对象级知识元级知识按作用分：按作用分：二、知识的获取与表达知识的获取知识的来源：知识获取方法：人工知识获取机器学习二、知识的获取与表达人工知识的获取人工知识获取的基本模式二、知识的获取与表达人工知识的获取知识获取的步骤二、知识的获取与表达机器学习机器学习的基本模型二、知识的获取与表达知识源学习机推理机知识库专家系统专家、书本、数据库机器学习二、知识的获取与表达机械式学习基于解释的学习基于事例的学习基于概念的学习基于类比的学习基于决策树的归纳学习基于神经网络的学习……知识的表达当知识从知识源经知识获取形成条理化的知识后，它必须输入计算机内部以某种方式被表达出来才能被利用，研究将知识用什么方式在系统中进行表达，并以什么结构存储可以在智能系统在运行过程中能被推理机利用的问题就是知识表达的研究内容。二、知识的获取与表达二、知识的获取与表达知识的表达知识表达的典型方法：规则式（产生式）知识表达基于框架的知识表达语义网络知识表达逻辑表达法过程表示面向对象表示规则式（产生式）知识表达二、知识的获取与表达知识的表达基于框架的知识表达二、知识的获取与表达知识的表达语义网络知识表达二、知识的获取与表达知识的表达逻辑表达法二、知识的获取与表达知识的表达基于数理逻辑（一阶谓词演算）的知识过程表示二、知识的获取与表达知识的表达面向对象表示二、知识的获取与表达知识的表达面向对象是一种软件开发技术，由于具有良好的封装性、继承性和多态性，作为知识的一种描述方法，也被人工智能广泛地使用。类是面向对象的一个基本概念，类是对象的抽象，它由一组变量和一组操作封装而成，描述了一组具有相同属性和操作的对象。类Ⅰ：属性+方法类Ⅱ：属性+方法……主要内容一、智能工程的概念二、知识的获取及表达三、知识的运用四、专家系统五、应用实例三、知识的运用知识的重要运用----推理推理是人们求解问题的主要思维方法，而智能系统的推理行为则由推理机完成。推理机是智能系统必不可少的一个组件，其基本任务就是在一定控制策略指导下，搜索知识库中可用的知识，与事实库中的事实匹配，产生或论证新的事实，获得问题的解。推理机设计的两个重要内容：推理方法推理控制策略推理方法：研究前提与结论之间的种种逻辑关系及其信

息传递规律推理控制策略：指导推理过程中进行搜索的策略初始状态空间目标状态空间搜索求解定义规则问题的解控制策略（推理策略和搜索策略）三、知识的运用知识的重要运用----推理三、知识的运用推理方法演绎推理和归纳推理演绎推理是从已知的判断出发，通过演绎推出结论的一种推理方式，是一种由一般到个别的推理，相反，归纳推理是从个别到一般的推理。形式逻辑推理根据谓词逻辑进行推理，依赖于严密的逻辑学联想型推理在语义网络表达的知识中，利用结构关系及上层到下层概念的继承性进行推理不精确推理用于求解具有不精确知识的问题，主要理论基础是概率论三、知识的运用盲目搜索（无信息搜索）启发式搜索博弈树搜索遗传算法模拟退火算法免疫算法搜索技术传统的搜索技术（解决简单问题）智能的搜索算法（解决复杂问题）主要内容一、智能工程的概念二、知识的获取及表达三、知识的运用四、专家系统五、应用实例专家系统是智能工程的一个重要分支，是人工智能理论的实际应用，是从一般思维方法探讨转入专门知识运用的重大突破。专家系统可视为一类具有专门知识和经验的计算机智能程序系统，具有与专家同等解决问题能力的水平。专