1.专家系统的简化结构

专家系统是一个含有大量的某个领域专家水平的知识与经验的智能计算机程序系统,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的高水平难题。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。

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2.理想专家系统的结构

理想专家系统的结构如图2所示。由于每个专家系统所需要完成的任务和特点不相同,其系统结构也不尽相同,一般只具有图中部分模块。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

图2 理想专家系统的结构图

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接口是人与系统进行信息交流的媒介,它为用户提供了直观方便的交互作用手段。

黑板是用来记录系统推理过程中用到的控制信息、中间假设和中间结果的数据库。它包括计划、议程和中间解三部分。

知识库包括两部分内容。一部分是已知的同当前问题有关的数据信息;另一部分是进行推理时要用到的一般知识和领域知识。

调度器按照系统建造者所给的控制知识,从议程中选择一个项作为系统下一步要执行的动作。执行器应用知识库中的及黑板中记录的信息,执行调度器所选定的动作。协调器的主要作用就是当得到新数据或新假设时,对已得到的结果进行修正,以保持结果前后的一致性。

解释器的功能是向用户解释系统的行为,包括解释结论的正确性及系统输出其它候选解的原因。

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3.一般应用程序与专家系统的区别

一般应用程序与专家系统的区别在于:前者把问题求解的知识隐含地编入程序,而后者则把其应用领域的问题求解知识单独组成一个实体,即为知识库。知识库的处理是通过与知识库分开的控制策略进行的。更明确地说,一般应用程序把知识组织为两级:数据级和程序级;大多数专家系统则将知识组织成三级;数据、知识库和控制。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

4.专家系统的主要组成部分如下:

(1) 知识库(knowledge base)

知识库用于存储某领域专家系统的专门知识,包括事实、可行操作与规则等。

(2) 综合数据库(global database)

综合数据库又称全局数据库或总数据库,它用于存储领域或问题的初始数据和推理过程中得到的中间数据(信息),即被处理对象的一些当前事实。

(3) 推理机(reasoning machine)

推理机用于记忆所采用的规则和控制策略的程序,使整个专家系统能够以逻辑方式协调地工作。推理机能够根据知识进行推理和导出结论,而不是简单地搜索现成的答案。

(4) 解释器(explainator)

解释器能够向用户解释专家系统的行为,包括解释推理结论的正确性以及系统输出其它候选解的原因。

(5) 接口(interface)

接口又称界面,它能够使系统与用户进行对话,使用户能够输入必要的数据、提出问题和了解推理过程及推理结果等。系统则通过接口,要求用户回答提问,并回答用户提出的问题,进行必要的解释。

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5.专家系统的类型

(1) 解释专家系统

任务  通过对已知信息和数据的分析与解释,确定它们的涵义。

特点  数据量很大,常不准确、有错误、不完全能从不完全的信息中得出解释,并能对数据做出某些假设,推理过程可能很复杂和很长。

(2) 预测专家系统

任务  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。

特点  系统处理的数据随时间变化,且可能是不准确和不完全,系统需要有适应时间变化的动态模型。

(3) 诊断专家系统

任务  根据观察到的情况(数据)来推断出某个对象机能失常(即故障)的原因。 本文来自www.eadianqi.com

特点  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,能够区分一种现象及其所掩盖的另一种现象,能够向用户提出测量的数据,并从不确切信息中得出尽可能正确的诊断。

(4) 设计专家系统

任务  根据设计要求,求出满足设计问题约束的目标配置。

特点  从多种约束中得到符合要求的设计;系统需要检索较大的可能解空间;能试验性地构造出可能设计;易于修改;能够使用已有设计来解释当前新的设计。

(5) 规划专家系统

任务  寻找出某个能够达到给定目标的动作序列或步骤。

特点  所要规划的目标可能是动态的或静态的,需要对未来动作做出预测,所涉及的问题可能很复杂。

(6) 监视专家系统 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

任务  对系统、对象或过程的行为进行不断观察,并把观察到的行为与其应当具有的行为进行比较,以发现异常情况,发出警报。

特点  系统具有快速反应能力,发出的警报要有很高的准确性,能够动态地处理其输入信息。

(7) 控制专家系统

任务  自适应地管理一个受控对象或客体的全面行为,使之满足预期要求。

特点  控制专家系统具有解释、预报、诊断、规划和执行等多种功能。

(8) 调试专家系统

任务  对失灵的对象给出处理意见和方法。

特点  同时具有规划、设计、预报和诊断等专家系统的功能。

(9) 教学专家系统 本文来自www.eadianqi.com

任务  根据学生的特点、弱点和基础知识,以最适当的教案和教学方法对学生进行教学和辅导。

特点  同时具有诊断和调试等功能;具有良好的人机界面。

(10) 修理专家系统

任务  对发生故障的对象(系统或设备)进行处理,使其恢复正常工作。

特点  具有诊断、调试、计划和执行等功能。

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