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人工智能专家系统课程教案教学内容：本章主要介绍专家系统的定义、结构、特点和类型，分析了基于规则的专家系统、基于框架的专家系统和基于模型的专家系统，归纳了协同式和分布式等新型专家系统，并结合实例介绍了专家系统的设计方法和开发工具。
教学重点：专家系统的特点、专家系统的类型、专家系统的设计等。
教学难点：专家系统的设计。
教学方法：课堂教学为主。
注意结合学生前面所学的人工智能原理、知识的表示等内容，及时提问加深学生对基本原理和概念以及专家系统开发设计等的理解。
利用网络课程中的相关内容，协助对抽象概念的理解。
教学要求：重点掌握专家系统的基本概念和设计，掌握基于规则、基于模型、基于框架的专家系统，了解新型专家系统的一些概念和类型，一般了解专家系统的开发工具以及评价方法。
1专家系统概述教学内容：本小节讨论专家系统的一些基本概念，介绍专家系统的定义、结构、特点和类型。
本小节内容是本章的一个重点，是深入学习讨论专家系统的基础。
教学重点：专家系统的定义、专家系统的结构、专家系统的一般特点、各类专家系统的任务和特点。
教学难点：专家系统的结构与建造步骤。
教学方法：主要通过课堂教学，讲解各种基本概念和系统结构，归纳专家系统的一般特点，分析各类专家系统的任务、特点并进行举例教学要求：重点掌握专家系统的定义与基本结构，掌握专家系统的特点，了解专家系统的类型1.1专家系统的特点1、定义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问题。
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。
2、专家系统特点启发性：专家系统能运用专家的知识与经验进行推理、判断和决策。
透明性：专家系统能够解释本身的推理过程和回答用户提出的问题，以便让用户能够了解推理过程，提高对专家系统的信赖感。
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。
3、专家系统的优点具体地说，包括下列八个方面：(1)专家系统能够高效率、准确、周到、迅速和不知疲倦地进行工作。
专家系统的应用实例专家系统及其在教育中的应用研究专家系统及其在教育中的应用研究学院专业研究方向学生姓名学号任课教师姓名任课教师职称xx年 06 月 20 日专家系统及其在教育中的应用研究摘要：作为人工智能应用研究的一个重要分支，专家系统被广泛应用于各个领域并取得了巨大的成功。
本文在介绍专家系统的内涵、基本结构原理和发展趋势的基础上对专家系统在教育领域中的应用现状作了探讨，分析了专家系统与计算机辅助教学、网络远程教学的结合应用以及在辅助教育教学方面的其他应用。
关键字：人工智能；专家系统；ITES ；ICAI ；IDSS一、引言信息技术的飞速发展正以一种前所未有的深度和广度渗透到社会的方方面面，改变着人们的生活。
其中，对于人工智能领域的关注和研究一直领跑于信息技术的前沿，标志着社会发展的智能化趋势。
而人工智能中最接近实际应用、发展最快、效益最显著的当属专家系统。
可以说“专家系统是人工智能从幻想到实践，再由实践到理论的主角川¨。
从1965年世界上第一个专家系统诞生至今，随着知识工程的深入研究，以及专家系统的理论和技术的不断发展，使得专家系统的应用渗透到几乎各个领域，并在实际应用中产生了巨大的经济效益。
当今社会对教育现代化的呼吁和关注，使专家系统在教育中的应用也越来越得到人们的重视，且具有广阔的发展前景。
尤其是专家系统与传统的计算机辅助教学、网络远程教学的结合，更能满足学生的个性化学习需求，充分体现了教与学的灵活性、互动性和适应性，同时，专家系统在辅助教育教学中的其他应用也极大地促进了教育信息化的发展。
二、有关专家系统专家系统(Expert System)是人工智能应用研究中最活跃、最成熟的一个领域。
专家系统的实质就是一种具有特定领域内大量知识和经验的计算机智能程序系统。
它包括两个方面的含义。
首先，专家系统是一种智能程序系统，因此，它不同于一般的程序系统，是一种能够运用已有知识和经验进行推理、判断与决策并对结论的推理过程作出解释的启发式程序系统。
正向演绎推理，不完整的故障码信息也能给出结论，增加了一个实例数据库，用于存储推理结果，避免了重复推理，提高了推理效率。
图2 功能模块其中无线收发模块具有接收信息和发送信息的功能，它接收车载端发送的故障码信息，并传递给数据处理模块，并将数据处理模块传递过来的诊断结果反馈给车载端。
数据处理模块处理和转换无线收发模块传递来的故障码信息，并传递给故障诊断模块；同时处理和转换故障诊断模块传递来的诊断结果并传递给无线收发模块。
故障诊断模块接收从数据处理模块传来的车牌号和故障码，运用知识库中的知识进行推理，得出诊断结果并将车牌号和诊断结果返回给数据处理模块。
3.1数据交互协议为了使专家系统能实时准确的接受到车载端发送来的故障求助，同时将诊断结果实时准确的反馈给车载端，建立一个好的数据交互协议是很重要的专家系统数据包格式如表1 所示。
表1 汽车故障诊断专家系统数据包格式其中：Device 为设备编号，长一个字节；Node 表示通信节点；Data/Cmd 表示包的类型，若为0x00 表示数据，若为0x01 表示命令；Buf 表示包的实际内容，其长度（字节数）由Length 域的数据决定。
本系统在运行过程中，传输的数据包有显示端发出的故障求助包、网关发给服务中心的故障求助包和来自服务中心的分析结果包。
当车辆发生故障时，或用户觉得必要时，由用户发起故障求助，按下“故障求助”向服务中心请求帮助。
具体过程如下：1）显示端“故障求助”按钮通过网关向服务中心发起故障综合诊断请求，请求包格式见表2。
表2.显示端发出的故障求助包2）网关先将该请求转发给采集端。
3）采集端对关键点扫描，将扫描的故障码发给网关。
4）网关根据来自采集端的数据包确定有无故障存在，若无，直接发送故障尾包给显示端；若有，将故障码转发给显示端，同时在故障码包的Buf开始处插入“车牌号码”信息如表3 所示，将其发给服务中心，等待服务中心的诊断结果。
表3 网关发给服务中心的故障求助包5）若服务中心未返回诊断结果（如发生无法连接服务中心的情况），则直接将尾包发给显示端；若服务中心返回分析结果，则将来自服务中心的结果包（表4）和故障尾包依次发送给显示端。
摘要现代化的建设需要信息技术的支持，专家系统是一种智能化的信息技术，它的应用改变了过去社会各领域生产基层领导者决策的盲目性和主观性，缓解了我国各领域技术推广人员不足的矛盾，促进了社会的持续发展。
但传统专家系统只能处理显性的表面的知识，存在推理能力弱，智能水平低等缺点，所以本文引入了神经网络技术来克服传统专家系统的不足，来试图解决专家系统中存在的关系复杂、边界模糊等难于用规则或数学模型严格描述的问题。
本文采用神经网络进行大部分的知识获取及推理功能，将网络输出结果转换成专家系统推理机能接受的形式，由专家系统的推理机得到问题的最后结果。
最后，根据论文中的理论建造了棉铃虫害预测的专家系统，能够准确预测棉铃虫的发病程度，并能给用户提出防治建议及措施。
有力地说明了本论文中所建造的专家系统在一定程度上解决了传统专家系统在知识获取上的“瓶颈”问题，实现了神经网络的并行推理，神经网络在专家系统中的应用具有较好的发展前景。
关键词神经网络专家系统推理机面向对象知识获取AbstractModern construction needs the support of IT, expert system is the IT of a kind of intelligence, its application has changed past social each field production subjectivity and the blindness of grass-roots leader decision-making, have alleviated the contradiction that each field technical popularization of our country has insufficient people, the continued development that has promoted society. But traditional expert system can only handle the surface of dominance knowledge, existence has weak inference ability, intelligent level is low, so this paper has led into artificial neural network technology to surmount the deficiency of traditional expert system, attempt the relation that solution has in expert system complex, boundary is fuzzy etc. are hard to describe strictly with regular or mathematics model. This paper carries out the most of knowledge with neural network to get and infer function , changes network output as a result into expert system, inference function the form of accepting , the inference machine from expert system gets the final result of problem. Finally, have built the expert system of the cotton bell forecast of insect pest according to the theory in this thesis, can accurate forecast cotton bell insect become sick degree, and can make prevention suggestion and measure to user. Have proved on certain degree the expert system built using this tool have solved traditional expert system in knowledge the problem of " bottleneck " that gotten , the parallel inference that has realized neural network, Neural network in expert system application has the better prospect for development.Key words Neural network Expert system Reasoning engineObject-orientation Knowledge acquisition目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 论文研究的背景 (1)1.1.1 国内外研究现状 (1)1.1.2 专家系统在开发使用中存在的缺点 (2)1.1.3 神经网络的局限性 (3)1.2 论文研究的主要内容 (3)1.3 论文研究的目标及意义 (4)1.4 论文的组织结构和安排 (4)第2章神经网络和专家系统的基本理论 (5)2.1 神经网络的基本理论 (5)2.1.1 神经网络的概述及工作原理 (5)2.1.2 神经网络的基本特征及优点 (6)2.1.3 BP神经网络模型 (8)2.1.4 BP网络结构设置 (10)2.2 专家系统的基本理论 (12)2.2.1 专家系统的功能 (12)2.2.2 专家系统的基本结构及组成 (13)第3章基于神经网络专家系统的研究 (16)3.1 神经网络专家系统整体设计 (16)3.1.1 神经网络专家系统总体结构 (16)3.1.2 神经网络专家系统的组成及功能 (16)3.2 知识表示 (17)3.2.1 传统知识表示方法 (18)3.2.2 面向对象知识表示方法 (19)3.2.3 本论文采用的知识表示方法 (20)3.3 知识获取 (21)3.3.1 知识获取的基本方法 (22)3.3.2 神经网络知识获取方法 (23)3.4 推理机 (25)3.4.1 专家系统推理机制 (25)3.4.2 神经网络专家系统的推理机制 (26)3.5 知识存储与维护更新 (26)3.5.1 神经网络知识存储 (26)3.5.2 神经网络知识维护更新 (27)3.6 用户界面 (27)第4章基于神经网络专家系统的应用 (29)4.1 例子的建造背景 (29)4.2 例子的建造过程 (30)4.2.1 特征因子选择 (30)4.2.2 网络参数配置 (30)4.2.3 样本数据处理 (31)4.2.4 训练网络 (31)4.2.5 网络训练结果分析 (34)4.2.6 专家建议 (34)4.3 例子的结果分析 (34)结论 (36)致谢 (37)参考文献 (38)附录1 外文资料中文翻译 (40)附录2 外文资料原文 (45)第1章绪论1.1 论文研究的背景专家系统(Expert System，缩写ES)是人工智能领域应用研究最活跃的领域之一，日益得到广泛的应用。
