文档介绍：第8章专家系统
专家系统的概念
专家系统的结构
专家系统的应用与发展概况
专家系统实例
专家系统设计与实现
专家系统开发工具与环境 新一代专家系统研究
专家系统的概念
什么是专家系统
自从1965年世界上第一个专家系统DENDRAL问世以来,专家系统的技术和应用,在短短的30年间获得了长足的进步和发展。特别是20世纪80年代中期以后,随着知识工程技术的日渐丰富和成熟,各种各样的实用专家系统如雨后春笋般地在世界各地不断涌现。那么,究竟什么是专家系统呢?
专家系统(ExpertSystem)亦称专家咨询系统,它是一种智能计算机(软件)系统。顾名思义,专家系统就是能像人类专家一样解决困难、复杂的实际问题的计算机(软件)系统。
我们知道“专家”就是专门家,是某一专门领域的行家里手。专家之所以是专家,是因为他(她)解决问题时具有超凡的能力和水平。专家之所以具有超凡的能力和水平,是因为
(1)专家拥有丰富的专业知识和实践经验,或者说他(她)拥有丰富的理论知识和经验知识,特别是经验知识;
(2)专家具有独特的思维方式,即独特的分析问题和解决问题的方法和策略。
专家系统应该具备以下四个要素:
(1) 应用于某专门领域;
(2) 拥有专家级知识;
(3) 能模拟专家的思维;
(4) 能达到专家级水平。
所以,准确一点讲,专家系统就应该是:应用于某一专门领域,拥有该领域相当数量的专家级知识,能模拟专家的思维,能达到专家级水平,能像专家一样解决困难和复杂的实际问题的计算机(软件)系统。
专家系统的特点
同一般的计算机应用系统(如数值计算、数据处理系统等)相比,专家系统具有下列特点:
(1)从处理的问题性质看,专家系统善于解决那些不确定性的、非结构化的、没有算法解或虽有算法解但在现有的机器上无法实施的困难问题。
(2)从处理问题的方法看,专家系统则是靠知识和推理来解决问题(不像传统软件系统使用固定的算法来解决问题),所以,专家系统是基于知识的智能问题求解系统。
(3)从系统的结构来看,专家系统则强调知识与推理的分离,因而系统具有很好的灵活性和可扩充性。
(4)专家系统一般还具有解释功能,即在运行过程中一方面能回答用户提出的问题,另一方面还能对最后的输出(结论)或处理问题的过程作出解释。
(5)有些专家系统还具有“自学习”能力,即不断对自己的知识进行扩充、完善和提炼。这一点是传统系统所无法比拟的。
(6)专家系统不像人那样容易疲劳、遗忘,易受环境、情绪等的影响,它可始终如一地以专家级的高水平求解问题。
专家系统的类型
关于专家系统的分类,目前还无定论。我们仅从几个不同的侧面对此进行讨论。
按用途分类,专家系统可分为:诊断型、解释型、预测型、决策型、设计型、规划型、控制型、调度型等几种类型。
按输出结果分类,专家系统可分为分析型和设计型。
目前所用的知识表示形式有:产生式规则、一阶谓词逻辑、框架、语义网等。
知识可分为确定性知识和不确定性知识,所以,按知识分类,专家系统又可分为精确推理型和不精确推理型(如,模糊专家系统)。
按采用的技术分类,专家系统可分为符号推理专家系统和神经网络专家系统。
按规模分类,可分为大型协同式专家系统和微专家系统。
按结构分类可分为集中式和分布式,单机型和网络型(即网上专家系统)。