1、1目录目录专家系统的定义专家系统的定义专家系统的特点专家系统的特点专家系统的结构专家系统的结构专家系统的类型专家系统的类型新型专家系统新型专家系统2 专家系统是一个智能计算机程序系统专家系统是一个智能计算机程序系统,其其内部内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验含有大量的某个领域专家水平的知识与经验,能能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理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该领域问题。也就是说。也就是说,专家系统是一个具有大专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统量的专门知识与经验的程序系统,它应用人工智它应用人工智能技术和计算机技术能技术和计算机技术,根据
2、某领域一个或多个专根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验家提供的知识和经验,进行推理和判断进行推理和判断,模拟人类模拟人类专家的决策过程专家的决策过程,以便解决那些需要人类专家处以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题。简而言之理的复杂问题。简而言之,专家系统是一种模拟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。人类专家解决领域问题的计算机程序系统。3http:/ 专家系统能够解释本身的推理过程并回答用户提出的问题,以使用户能够了解推理过程,提高对专家系统的信赖感。例如,一个医疗诊断专家系统诊断某个病人患有肺炎,而且必须用某种抗生素治疗,那么,这一专家系统将会向病人解释为什么他患有
3、肺炎,而且必须用某种抗生素治疗,就像一位医疗专家对病人详细解释病情和治疗方案一样。6(3)灵活性灵活性 专家系统能不断地增长知识，修改原有知识，不断更新。由于这一特点，使得专家系统具有十分广泛的应用领域。7(4)实用性实用性专家系统是根据问题的实际需求开发的，这一特点就决定了它具有坚实的应用背景。8(5)具有一定的复杂性及难度具有一定的复杂性及难度专家系统拥有知识，可以运用知识进行推理，模拟人类的思维过程。但是，人类的知识是丰富多彩的，思维方式也是多种多样的。因此，要真正实现对人类思维的模拟，是一件非常困难的工作，并有赖于其他许多学科的共同发展。9 如果电脑能在5分钟内回答由人类测试者提出的一
4、系列问题，且其超过30%的回答让测试者误认为是人类所答，则电脑通过测试。10 图灵测试问题举例图灵测试问题举例 问：你会下国际象棋吗？答：是的。问：你会下国际象棋吗？答：是的。问：请再次回答，你会下国际象棋吗？答：是的。问：你会下国际象棋吗？答：是的。问：你会下国际象棋吗？答：是的，我不是已经说过了吗？问：请再次回答，你会下国际象棋吗？答：你烦不烦，干吗老提同样的问题。11 2014年6月7日发生了一件事情：聊天程序“尤金古斯特曼”（Eugene Goostman）在英国皇家学会举行的2014图灵测试大会上冒充一个13岁乌克兰男孩而骗过了33%的评委，从而“通过”了图灵测试。12 图图1表示专
5、家系统的简化结构图表示专家系统的简化结构图图图1 11314 两种思维方式：正向思维：从已知条件入手，列举有关定理去证明结论是否成立。反向思维：从结论入手，通过寻找结论成立的条件去证明结论是否成立。1516验证动物是老虎验证动物是老虎17 预测专家系统的任务是通过对过去和现在已知状况的分析预测专家系统的任务是通过对过去和现在已知状况的分析,推断未来可能发生的情况。预测专家系统具有下列特点：推断未来可能发生的情况。预测专家系统具有下列特点：(1)系统处理的数据随时间变化系统处理的数据随时间变化,而且可能是不准确和不完全的。而且可能是不准确和不完全的。(2)系统需要有适应时间变化的动态模型系统需要
6、有适应时间变化的动态模型,能够从不完全和不准能够从不完全和不准确的信息中得出预报确的信息中得出预报,并达到快速响应的要求。并达到快速响应的要求。预测专家系统的例子有气象预报、军事预测、人口预测、预测专家系统的例子有气象预报、军事预测、人口预测、交通预测、经济预测和谷物产量预测等。例如交通预测、经济预测和谷物产量预测等。例如,恶劣气候恶劣气候(包括包括暴雨、咫风、冰雹等暴雨、咫风、冰雹等)预报、战场前景预测和农作物病虫害预预报、战场前景预测和农作物病虫害预报等专家系统。报等专家系统。1.预测专家系统预测专家系统18 诊断专家系统的任务是根据观察到的情况诊断专家系统的任务是根据观察到的情况(数据数
7、据)来推来推断出某个对象机能失常断出某个对象机能失常(即故障即故障)的原因。诊断专家系统具的原因。诊断专家系统具有下列特点：有下列特点：(1)能够了解被诊断对象或客体各组成部分的特性以及它们能够了解被诊断对象或客体各组成部分的特性以及它们之间的联系。之间的联系。(2)能够区分一种现象及其所掩盖的另一种现象。能够区分一种现象及其所掩盖的另一种现象。(3)能够向用户提出测量的数据能够向用户提出测量的数据,并从不确切信息中得出尽可并从不确切信息中得出尽可能正确的诊断。能正确的诊断。诊断专家系统的例子非常多诊断专家系统的例子非常多,有医疗诊断、电子机械和有医疗诊断、电子机械和软件故障诊断以及材料失效诊
8、断等。软件故障诊断以及材料失效诊断等。2.诊断专家系统诊断专家系统19 设计专家系统的任务是根据设计要求设计专家系统的任务是根据设计要求,求出满足设计问求出满足设计问题约束的目标配置。设计专家系统具有如下特点：题约束的目标配置。设计专家系统具有如下特点：(1)善于从多方面的约束中得到符合要求的设计结果。善于从多方面的约束中得到符合要求的设计结果。(2)系统需要检索较大的可能解空间。系统需要检索较大的可能解空间。(3)善于分析各种子问题善于分析各种子问题,并处理好子间题之间的相互作用。并处理好子间题之间的相互作用。(4)能够试验性地构造出可能设计能够试验性地构造出可能设计,并易于对所得设计方案进
9、并易于对所得设计方案进行修改。行修改。(5)能够使用已被证明是正确的设计来解释当前新的设计。能够使用已被证明是正确的设计来解释当前新的设计。3.设计专家系统设计专家系统20 规划专家系统的任务在于寻找出某个能够达到给定目规划专家系统的任务在于寻找出某个能够达到给定目标的动作序列或步骤。规划专家系统的特点如下：标的动作序列或步骤。规划专家系统的特点如下：(1)所要规划的目标可能是动态的或静态的所要规划的目标可能是动态的或静态的,因而需要对未来因而需要对未来动作做出预测。动作做出预测。(2)所涉及的问题可能很复杂所涉及的问题可能很复杂,因而要求系统能抓住重点因而要求系统能抓住重点,处处理好各子目标
10、之间的关系和不确定的数据信息理好各子目标之间的关系和不确定的数据信息,并通过试验并通过试验性动作得出可行规划。性动作得出可行规划。规划专家系统可用于机器人规划、交通运输调度、工规划专家系统可用于机器人规划、交通运输调度、工程项目论证、通信与军事指挥以及农作物施肥方案规划等。程项目论证、通信与军事指挥以及农作物施肥方案规划等。4.规划专家系统规划专家系统21 这种专家系统具有分布处理的特征这种专家系统具有分布处理的特征,其主要其主要目的在于把一个专家系统的功能经分解以后分布目的在于把一个专家系统的功能经分解以后分布到多个处理器上去并行地工作到多个处理器上去并行地工作,从而在总体上提从而在总体上提
11、高系统的处理效率。它可以工作在紧藕合的多处高系统的处理效率。它可以工作在紧藕合的多处理器系统环境中理器系统环境中,也可工作在松藕合的计算机网也可工作在松藕合的计算机网络环境里络环境里,所以其总体结构在很大程度上依赖于所以其总体结构在很大程度上依赖于其所在的硬件环境。其所在的硬件环境。1.分布式专家系统分布式专家系统22 协同式专家系统亦可称为协同式专家系统亦可称为“群专家系统群专家系统”,表示表示能综合若干个相近领域或一个领域的多个方面的子能综合若干个相近领域或一个领域的多个方面的子专家系统互相协作共同解决一个更广领域问题的专专家系统互相协作共同解决一个更广领域问题的专家系统。例如家系统。例如,一种疑难病症需要多个专科医生的会一种疑难病症需要多个专科医生的会诊诊,一个复杂系统一个复杂系统(如导弹与舰船等如导弹与舰船等)的设计需要多种的设计需要多种专家和工程师的合作等等。在现实世界中专家和工程师的合作等等。在现实世界中,对这种协对这种协同式专家系统的需求是很多的。同式专家系统的需求是很多的。2.协同式专家系统协同式专家系统2324
