第7章 专家系统人工智能
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人工智能专家系统人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)专家系统是一种基于计算机技术和人类专家经验的智能化系统。
它能够模拟和实现人类专家在特定领域的问题解决能力,可以用于辅助决策、问题诊断和解决方案推荐等方面。
本文将从专家系统的定义、原理、组成和应用等四个方面进行论述。
一、专家系统的定义专家系统是一种基于知识工程的人工智能系统,它通过模拟和利用领域专家的经验和知识来解决特定领域的问题。
专家系统主要由知识库、推理机和用户界面三部分组成。
知识库存储了经验和知识,推理机则对知识进行推理和运算,用户界面则提供了用户与系统进行交互的接口。
二、专家系统的原理专家系统的原理可以概括为知识获取、知识表示、知识推理和知识应用四个步骤。
知识获取是指将专家的经验和知识进行提取和整理,并存储到系统的知识库中;知识表示是指将知识以适当的形式进行表达和组织,以便系统能够理解和推理;知识推理是指根据系统中的知识,通过推理机对问题进行分析和推理;知识应用是指将推理得到的结果转化为实际解决方案,供用户使用。
三、专家系统的组成专家系统主要由知识库、推理机和用户界面三部分组成。
知识库是专家系统存储知识和经验的地方,常见的形式包括规则库、案例库和模型库等。
推理机是专家系统进行推理和运算的核心组件,它能够根据知识库中的知识进行逻辑推理和问题求解。
用户界面则提供了用户与系统进行交互的接口,使用户能够方便地向系统提供问题并获取解决方案。
四、专家系统的应用专家系统在各个领域都有广泛的应用。
在医疗领域,专家系统可以用于辅助疾病诊断和治疗方案选择;在金融领域,专家系统可以用于风险评估和投资决策;在工业领域,专家系统可以用于故障诊断和维修指导。
此外,专家系统还可以应用于法律、教育、交通等领域,为人们提供更加智能化和便捷化的服务。
综上所述,人工智能专家系统是一种基于计算机技术和人类专家经验的智能化系统。
它能够模拟和实现人类专家在特定领域的问题解决能力,具有广泛的应用前景。
第7章 专家控制系统教学内容首先介绍专家系统基本概念、特征、组成以及基本类型。
然后讲授专家控制系统的工作原理,最后介绍了建立专家系统的步骤和专家控制器。
教学重点1.专家系统的概念,即它是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。
将专家系统同控制理论和技术相结合,对系统进行控制形成专家控制系统。
把专家系统作为控制器称为专家控制器。
专家系统的基本组成,即由知识库、推理机、解释接口等组成。
2.专家控制系统工作原理。
专家系统设计的基本步骤:认识和阶段化概念,实现阶段,获取知识、构造外部知识库,调试和检验阶段。
教学难点专家系统的工作原理、知识的表示和获取,专家系统的设计。
教学要求1.了解专家系统的概念,理解专家控制系统、专家控制器的概念。
2.掌握专家系统的特征、组成和基本类型。
3.理解专家控制系统的工作原理。
知识的表示和获取。
4.掌握建立专家系统的步骤。
5.了解专家控制器的组成,专家控制器的设计原则。
7.1 概述7.1.1 专家系统的起源与发展人工智能科学家一直在致力于研制在某种意义上讲能够思维的计算机软件,用以“智能化”的处理、解决实际问题。
60年代,科学家们试图通过找到解决多种不同类型问题的通用方法来模拟思维的复杂过程,并将这些方法用于通用目的的程序中。
然而事实证明这种“通用”程序处理的问题类型越多,对任何个别问题的处理能力似乎就越差。
后来,科学家们认识到了问题的关键即计算机界程序解决问题的能力取决于它所具有的知识量的大小。
为使一个程序智能化,必须使其具有相关领域的大量高层知识。
为解决某具体专业领域问题的计算机程序系统的开发研制工作,导致专家系统这一新兴学科的兴起。
从本质上讲,专家系统是一类包含着知识和推理的智能计算机程序,其内部含有大量的某个领域专家水平的知识和经验,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问题。
1965年斯坦福大学开始建立用于分析化合物内部结构的DENTRAL系统,首先使用了“专家系统”的概念。
人工智能的专家系统技术导言:人工智能(Artificial Intelligence,AI)是一门研究如何使计算机可以像人一样智能地执行任务的学科。
专家系统是其中一种应用广泛的人工智能技术,它模仿人类专家的知识和推理能力,通过计算机实现对复杂问题的解决和决策。
一、专家系统的概述专家系统是一种基于知识的计算机系统,能够模拟人类专家的决策过程,对特定领域的问题进行分析和解决。
它主要由知识库、推理机和用户界面组成。
专家系统的知识库是存储各种领域专家知识的地方,包括事实、规则、经验、案例等。
知识库使用特定的语言表示和存储知识,使得专家系统能够在特定领域中模拟专家的决策过程。
推理机是专家系统的核心,它通过使用专家系统的知识库和推理规则对问题进行推理和决策。
推理机根据用户输入的问题和已有的知识,进行搜索和匹配,产生一系列推理结果。
推理机还可以根据问题的特点,使用不同的推理方式,如正向推理、反向推理、混合推理等。
用户界面是专家系统与用户之间的桥梁,用户通过界面与专家系统交互,输入问题和获取答案。
用户界面可以是命令行界面、图形界面或自然语言界面等,使得用户能够方便地使用专家系统。
二、专家系统的组成1. 知识获取知识获取是专家系统开发的第一步,它通过采访领域专家、查阅文献、观察现场等方式,收集专家知识并转化为计算机可识别的形式。
知识获取的关键是提取和表示知识,需要选择适当的表示方法和知识表示语言。
2. 知识表示知识表示是将采集到的知识以适当的形式表示和存储,使得计算机可以理解和使用这些知识。
常用的知识表示方法有规则表示、语义网络表示、框架表示等。
规则表示是最常用的方法,将知识表示为一系列条件-动作规则,通过匹配规则,实现对问题的推理和决策。
3. 知识推理知识推理是专家系统的核心功能,它利用知识库和推理规则对问题进行推理和决策。
专家系统的推理机通常采用基于规则的推理方法,通过匹配规则和问题,产生推理结果。
推理过程可以是正向推理、反向推理或混合推理,根据问题的特点,选择合适的推理方式。