小型动物分类专家系统的设计与实现
一、实验目的
通过本实验可使学生能够综合利用C语言(或C++)、面向对象程序设计、数据结构、数据库原理、人工智能、软件工程等课程的相关知识，设计并实现小型动物分类专家系统，培养学生综合运用所学计算机软件知识解决实际问题的能力，为今后从事计算机软件开发及应用打下基础。
二、实验内容
运用下列规则，设计并实现一个小型动物分类专家系统。
规则1：
如果：动物有毛发
则：该动物是哺乳动物
规则2：
如果：动物有奶
则：该单位是哺乳动物
规则3:
如果：该动物有羽毛
则：该动物是鸟
规则4：
如果：动物会飞，且会下蛋
则：该动物是鸟
规则5：
如果：动物吃肉
则：该动物是肉食动物
规则6：
如果：动物有犬齿，且有爪，且眼盯前方
则：该动物是食肉动物
规则7：
如果：动物是哺乳动物，且有蹄
则：该动物是有蹄动物
规则8：
如果：动物是哺乳动物，且是反刍动物
则：该动物是有蹄动物
规则9：
如果：动物是哺乳动物，且是食肉动物，且是黄褐色的，且有暗斑点
则：该动物是豹
规则10：
如果：如果：动物是黄褐色的，且是哺乳动物，且是食肉，且有黑条纹
则：该动物是虎
规则11：
如果：动物有暗斑点，且有长腿，且有长脖子，且是有蹄类
则：该动物是长颈鹿
规则12：
如果：动物有黑条纹，且是有蹄类动物
则：该动物是斑马
规则13：
如果：动物有长腿，且有长脖子，且是黑色的，且是鸟，且不会飞
则：该动物是鸵鸟
规则14：
如果：动物是鸟，且不会飞，且会游泳，且是黑色的
则：该动物是企鹅
规则15：
如果：动物是鸟，且善飞
则：该动物是信天翁
动物分类专家系统由15条规则组成，可以识别七种动物，在15条规则中，共出现 30个概念（也称作事实），共30个事实，每个事实给一个编号，从编号从1到30，在规则对象中我们不存储事实概念，只有该事实的编号，同样规则的结论也是事实概念的编号，事实与规则的数据以常量表示，其结构如下：Char *str{}={"chew_cud","hooves","mammal","forward_eyes","claws", "pointed_teeth","eat_meat","lay_eggs","fly","feathers","ungulate", "carnivore","bird","give_milk","has_hair","fly_well",
"black&white_color","can_swim","long_legs","long_neck",
"black_stripes","dark_spots","tawny_color","albatross",
"penguin","ostrich","zebra","giraffe","tiger","cheetah","\0"}
程序有编号序列的方式表达了产生式规则，如资料中规则15，如果动物是鸟，且善飞，则该动物是信天翁。相应的规则数组第七条是{16，13，0，0，0，0}，第十三个是“bird”（鸟），如果事实成立，询问使用者下一个事实，第十六个“fly_well”（善飞），如果也成立，则查找结论断言编号数组{30,29,28, 27,26,25,24,3,3,13,12,12,11,11,0}中第七个“24”，这里24对应事实数组中的“albatross”（信天翁）。
上述就是程序的推理过程，也是程序中的重点，该部分是由规则类（类rul e）中的Query方法实现。
三、实验原理
一个基于规则专家系统的完整结构示于图1。其中，知识库、推理机和工作存储器是构成专家系统的核心。系统的主要部分是知识库和推理引擎。知识库由谓词演算事实和有关讨论主题的规则构成。推理引擎由所有操纵知识库来演绎用户要求的信息的过程构成－如消解、前向链或反向链。用户接口可能包括某种自
然语言处理系统，它允许用户用一个有限的自然语言形式与系统交互；也可能用带有菜单的图形接口界面。解释子系统分析被系统执行的推理结构，并把它解释给用户。
图1 一个基于规则专家系统的完整结构
四、实验环境
开发工具采用Microsft Visual C++6.0 集成开发工具或C，其它C++工具任选，如采用数据库完成知识库，数据库管理系统采用Sql Server 2000.五、实验步骤
知识库中的知识源于领域专家，它是问题求解所需要的领域知识的集合，包括基本事实、规则和其它有关信息。
步骤一：知识获取与知识表示选择/设计
1.知识的获取
获取专业领域所涉及到的知识内容。上图是从规则集所形成的（部分）推理网络。
2、知识的表达
由步骤1获取的知识集合中的内容，包括定性信息和定量信息，对于定性信息必须制定相应的规则来表达知识的含义。也是知识库建立的重点。
3、建立知识库
步骤二：简单推理机设计
推理机是实施问题求解的核心执行机构，它是对知识进行解释的程序，根据知识的语义，对按一定策略找到的知识进行解释执行，并把结果记录到动态库的适当空间中去。
推理策略包括：
1、正向（数据驱动）
2、反向（目标驱动）
3、双向
本实验用正向推理策略来完成，实现推理机的程序与知识库的具体内容无关，对知识库的修改不需要改动推理机。
本步骤具体包括：
1、充分理解知识库现有知识，提出待解决问题
2、建立规则库
3、从规则库中获取可用规则集
4、确定搜索控制策略（例如：估价函数策略）
5、通过搜索控制策略，从规则集中选出最优规则
6、执行最优规则，更新知识库
7、反复多次以上步骤
8、获得解决方案或无解
步骤三：系统调试与测试
先熟悉语言环境；接着运行示例程序；然后编辑、调试、测试自己的系统程序。
程序的流程主要是：
1、实例化各个类
2、初始化事实集
3、初始化规则集
4、使用规则对事实进行推导
规则类：规则名只是用来表示规则的一个名称，前提链由前提类生成的单链表，结论则是存放结论断言编号，表示由该规则的到的结论在事实数组中的编号。
事件类:事实号和规则数据和结论断言数据的数字相对应。激活标志表示这个时候有没有被处理过。断言保存推理后的结论，在重复查询这个事实条件时不用反复询问用户。
六、实验思考题
1、专家系统的设计和开发方法与其它软件的设计和开发的方法有什么不同？
2、如果使用数据库管理系统中建立知识库，程序如何实现？
附程序参考源代码：
#include
#include
#include
#include
#define True 1
#define False 0
#define DontKnow -1
char *str[]={"chew_cud","hooves","mammal","forward_eyes",
"claws","pointed_teeth","eat_meat","lay_eggs","fly", "feathers","ungulate","carnivore","bird","give_milk",
"has_hair","fly_well","black&white_color","can_swim",
"long_legs","long_neck","black_stripes","dark_spots",
"tawny_color","albatross","penguin","ostrich","zebra", "giraffe","tiger","cheetah",0};
int rulep[][6]={{22,23,12,3,0,0},{21,23,12,3,0,0},{22,19,20,11,0,0},
{21,11,0,0,0,0},{17,19,20,13,-9,0},{17,18,13,-9,0,0},{16,13,0,0,0,0},
{15,0,0,0,0,0},{14,0,0,0,0,0},{10,0,0,0,0,0},{8,7,0,0,0,0},
{7,0,0,0,0,0},{4,5,6,0,0,0},{2,3,0,0,0,0},{1,3,0,0,0,0}};
int rulec[]={30,29,28,27,26,25,24,3,3,13,13,12,12,11,11,0};
class fact
{private:
int Number;
char Name[21];
int Active;
int Succ;
public:
fact *Next;
fact(int Num,char *L)
{
strcpy(Name,L);
Number=Num;
Active=False; //-1是已经推理，不符合。1是已经推理，符合。
Succ=DontKnow; //0是无，-1是不知道，1是有。
Next=NULL;
}
char *GetName()
{
char *L;
L=new char[21];
strcpy(L,Name);
return L;
}
int GetNumber()
{
return Number;
}
int GetAct()
{
return Active;
}
int GetSucc()
{
return Succ;
}
void PutAct(const int Act0,int Suc0)
{
Active=Act0;
Succ=Suc0;
}
};
fact *Fact;
class list
{private:
int Number;
public:
list *Next;
list(int Num)
{
Number=Num;
Next=NULL;
}
int GetNumber()
{
return Number;
}
};
class rule
{
char *Name;
list *Pre;
int Conc;
public:
rule *Next;
rule(char *N,int P[],int C); ~rule();
int Query();
void GetName()
{
cout< } }; rule::~rule() { list *L; while(Pre) { L=Pre->Next; delete Pre; Pre=L; } delete Name; } rule::rule(char *N,int P[],int C) { int i; list *L; Pre=NULL; Next=NULL; Name=new char[strlen(N)+1]; strcpy(Name,N); i=0; while(P[i]!=0) { L=new list(P[i++]); L->Next=Pre; Pre=L; } Conc=C; } int rule::Query() { char c; int Tag=0; list *L; fact *F; F=Fact; L=Pre; if(L==NULL) cout<<"\nError"; while(L!=NULL) { F=Fact; for(;;) { if(abs(L->GetNumber())==F->GetNumber()) break; F=F->Next; } if(L->GetNumber()>0) { if((F->GetSucc())==True) { L=L->Next; continue; } if((F->GetSucc())==False) return False; } else { if((F->GetSucc())==True) return False; if((F->GetSucc())==False) { L=L->Next; continue; } } cout< c=getchar(); flushall(); if((c=='Y')||(c=='y')) { if(L->GetNumber()>0) F->PutAct(1,True); if(L->GetNumber()<0) { F->PutAct(1,True); Tag=-1; return False; } } else { if(L->GetNumber()<0) F->PutAct(-1,False); else { F->PutAct(-1,False); Tag=-1; //已经推理，不符合。 return False; } } L=L->Next; } F=Fact; for(;;) { if(Conc==F->GetNumber()) break; F=F->Next; } if(Conc<24) { F->PutAct(1,True); return False; } if(Tag!=-1) { F=Fact; { if(Conc==F->GetNumber()) break; F=F->Next; } if(Conc<24) { F->PutAct(1,True); return False; } cout<<"\nThis aniamal is "< } return False; } int main() { fact *F,*T; rule *Rule,*R; char ch[8]; int i=1; Fact=NULL; while(str[i-1]) //初始化事实库，倒序排列。{ F=new fact(i,str[i-1]); F->Next=Fact; Fact=F; i++; } F=Fact; Fact=NULL; while(F) //把倒序排列正过来。 { T=F; F=F->Next; T->Next=Fact; Fact=T; } i=0; ch[0]='R'; ch[1]='U'; ch[2]='L'; ch[4]='_'; ch[5]='a'; ch[6]='\0'; Rule=NULL; for(i=0;i<15;i++) //初始化规则库。{ R=new rule(ch,rulep[i],rulec[i]); R->Next=Rule; Rule=R; ch[5]++; } R=Rule; for(;;) { i=R->Query(); if((i==1)||(i==-1)) break; R=R->Next; if(!R) break; } if(!R) cout<<"I don't know."< cout<<"press any key to exit."< return True; } 小型动物分类专家系统的设计与实现 一、实验目的 通过本实验可使学生能够综合利用C语言(或C++)、面向对象程序设计、数据结构、数据库原理、人工智能、软件工程等课程的相关知识，设计并实现小型动物分类专家系统，培养学生综合运用所学计算机软件知识解决实际问题的能力，为今后从事计算机软件开发及应用打下基础。 二、实验内容 运用下列规则，设计并实现一个小型动物分类专家系统。 规则1： 如果：动物有毛发 则：该动物是哺乳动物 规则2： 如果：动物有奶 则：该单位是哺乳动物 规则3: 如果：该动物有羽毛 则：该动物是鸟 规则4： 如果：动物会飞，且会下蛋 则：该动物是鸟 规则5： 如果：动物吃肉 则：该动物是肉食动物 规则6： 如果：动物有犬齿，且有爪，且眼盯前方 则：该动物是食肉动物 规则7： 如果：动物是哺乳动物，且有蹄 则：该动物是有蹄动物 规则8： 如果：动物是哺乳动物，且是反刍动物 则：该动物是有蹄动物 规则9： 如果：动物是哺乳动物，且是食肉动物，且是黄褐色的，且有暗斑点 则：该动物是豹 规则10： 如果：如果：动物是黄褐色的，且是哺乳动物，且是食肉，且有黑条纹 则：该动物是虎 规则11： 如果：动物有暗斑点，且有长腿，且有长脖子，且是有蹄类 则：该动物是长颈鹿 规则12： 如果：动物有黑条纹，且是有蹄类动物 则：该动物是斑马 规则13： 如果：动物有长腿，且有长脖子，且是黑色的，且是鸟，且不会飞 则：该动物是鸵鸟 规则14： 如果：动物是鸟，且不会飞，且会游泳，且是黑色的 则：该动物是企鹅 规则15： 如果：动物是鸟，且善飞 则：该动物是信天翁 动物分类专家系统由15条规则组成，可以识别七种动物，在15条规则中，共出现 30个概念（也称作事实），共30个事实，每个事实给一个编号，从编号从1到30，在规则对象中我们不存储事实概念，只有该事实的编号，同样规则的结论也是事实概念的编号，事实与规则的数据以常量表示，其结构如下：Char *str{}={"chew_cud","hooves","mammal","forward_eyes","claws", "pointed_teeth","eat_meat","lay_eggs","fly","feathers","ungulate", "carnivore","bird","give_milk","has_hair","fly_well", "black&white_color","can_swim","long_legs","long_neck", "black_stripes","dark_spots","tawny_color","albatross", "penguin","ostrich","zebra","giraffe","tiger","cheetah","\0"} 程序有编号序列的方式表达了产生式规则，如资料中规则15，如果动物是鸟，且善飞，则该动物是信天翁。相应的规则数组第七条是{16，13，0，0，0，0}，第十三个是“bird”（鸟），如果事实成立，询问使用者下一个事实，第十六个“fly_well”（善飞），如果也成立，则查找结论断言编号数组{30,29,28, 27,26,25,24,3,3,13,12,12,11,11,0}中第七个“24”，这里24对应事实数组中的“albatross”（信天翁）。 上述就是程序的推理过程，也是程序中的重点，该部分是由规则类（类rul e）中的Query方法实现。 三、实验原理 一个基于规则专家系统的完整结构示于图1。其中，知识库、推理机和工作存储器是构成专家系统的核心。系统的主要部分是知识库和推理引擎。知识库由谓词演算事实和有关讨论主题的规则构成。推理引擎由所有操纵知识库来演绎用户要求的信息的过程构成－如消解、前向链或反向链。用户接口可能包括某种自然语言处理系统，它允许用户用一个有限的自然语言形式与系统交互；也可能用带有菜单的图形接口界面。解释子系统分析被系统执行的推理结构，并把它解释给用户。 人工智能专家系统概述 摘要:人工智能(Artificial Intelligence) ，英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。 专家系统是人工智能应用研究的主要领域。专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题，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。 关键词：人工智能，专家系统。 Abstract: The artificial intelligence (Artificial Intelligence), English abbreviation is AI. It is the research, the development uses in simulating, extending and expands human's intelligence theory, the method, technical and an application system new technical science. The artificial intelligence is a computer science branch, it attempts the understanding intelligence the essence, the parallel intergrowth delivers one kind newly to be able to make the response by the human intelligence similar way the intelligent machine, this domain research including robot, language recognition, pattern recognition, natural language processing and expert system and so on. An expert system is artificial intelligence application research of the main fields. An expert system is a has a large number of specialized knowledge and experience of the program system, it used artificial intelligence technology and computer technology, according to a field one or more experts to provide the knowledge and experience, reasoning and judgment, simulation of human experts decision-making process, so as to solve the need to deal with complicated problems of human experts, in short, the expert system is a kind of simulation to solve the problem domain experts human 《专家系统及其设计》教学设计 天津电子计算机职专冯莉 人工智能作为一门研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科，在一定程度上代表着信息技术的发展前沿。但是人工智能在国内中学的开设尚属首次，教师教学经验缺乏，对学生来说，也是一个陌生的事物，与其他课程相比，难度较大。专家系统是人工智能领域的重要组成内容，也是该领域发展得较为成熟的部分。为了缩小现实与理想之间的矛盾，在人工智能课程“专家系统”内容的教学中，采用“以问题解决为中心”的教学方式，通过小组协作，让学生在感受什么是专家系统的基础上既了解有关专家系统的基本知识，又能利用专家系统外壳自行开发一个简易的专家系统，由此既增强他们对人工智能的认识，又促进问题解决能力，发散性思维能力和社会合作能力的培养。 一、学习者分析 选修这门课程的学生通常已具有一定的信息技术基础知识，懂得如何操作计算机、上网浏览信息和收集资料等。“专家系统”的学习内容在人工智能教材中一般都是置于“知识表示”之后，因此学生对各种知识表示方式都有初步了解，掌握了例如产生式规则、状态空间图、语义网络等的基本表示方法。但是各种知识表示如何在人工智能中得到应用，学生们对这个问题在上一阶段的学习中还难以深入体会。专家系统通过把领域专家的大量知识加以计算机编程嵌入到计算机内部，产生式规则的知识表示方式在专家系统的知识库建设中得到了实际应用。因此对于学生来说，虽然专家系统完全是个新事物，但是它与各种知识表示，尤其是产生式规则表示方式，有着理论与实际应用的关系。教师在教学设计时，不能忽视这个有利于学生知识增长和能力发展的“最邻近发展区”。 二、教学目标 知识与技能目标： 1. 感受什么是专家系统，知道专家系统和专家系统外壳之间的区别和联系 2.了解专家系统的基本构造和工作机制 3.能利用专家系统外壳自行开发一个简易的专家系统 过程与方法： 1.能够根据任务的要求，有效采集、分类和管理信息 2.通过感受人类专家解决复杂问题的思路，增强逻辑思维和问题解决能力 情感态度与价值观： 1.进一步增强对人工智能领域的认识，感受人工智能技术的丰富魅力 2.增强协作学习和人际交流能力 三、学习时间 本次教学计划用3个课时完成《专家系统及其设计》的课程内容 第1课时：主要让学生感受什么是专家系统，并了解有关专家系统的一些基本知识 第2课时：主要让学生能够利用InterModeller专家系统外壳自行设计一个简易的植物识别专家系统 第3课时：学生展示设计的植物识别专家系统，在互相交流中提高口头表达能力和作品鉴赏能力 四、课前准备 原生动物 胞口吞食，形成食物泡。原生动物通过胞口吞食其他生物或有机碎片，食物由临时性的膜包围形成食物泡，食物泡在细胞质内被消化吸收。没有被吸收的食物残渣由胞肛排出体外。 海绵动物 独特的水沟系统。可分为单沟型、双沟型和复沟型。海绵动物的摄食、消化等生理共能都要依靠系统中的水流来实现。 腔肠动物 形成消化循环腔。是胚胎发育中的原肠。消化循环腔只有一个开口，是胚胎发育的原口，兼有口和肛门两种功能。 出现胞外消化。腺细胞分泌消化酶行使细胞外消化的功能。 扁形动物 不完全消化管。消化系统包括口、咽、肠，但也没有肛门。 扁形动物可分为3个纲：涡虫纲、吸虫纲、绦虫纲。多肠目涡虫消化管有很多分支，扩大了其表面积，利于营养物质的消化、吸收与输送。如：旋涡虫；吸虫纲动物消化系统趋于退化，以胞外消化为主。口周围多有吸盘，与咽一起用于吸取食物。如：布氏姜片虫、中华枝睾吸虫；绦虫纲消化系统完全退化，渗透营养，营养以糖原形式储存。如：猪带绦虫。 假体腔动物 有口有肛门的完全消化管。消化管分为前、中、后肠。前、后肠由外胚层内陷形成，由内胚层发育而来的中肠为消化吸收的主要部位。不能消化的食物残渣由肛门排出。 细胞外消化。咽外有单细胞腺分泌消化酶行使胞外消化功能。肠本身不能蠕动。 软体动物 具管外大型消化腺—肝脏。位于胃周围的肝脏可分泌淀粉酶，且肠胃间有晶杆，可储存食物，也可分泌酶对食物进行消化。消化系统由口、口腔、胃、肠和肛门构成。另有唾液腺和胰脏分泌各种消化酶入胃助消化。 特有的齿舌。位于口腔底部，由有规律排列的角质齿片组合而成。摄食时由于肌肉的伸缩，使角质齿片作前后方向活动而将食物锉碎舔食。 环节动物 出现物理性消化。从环节动物起，消化系统除了可以进行化学性消化，还出现了物理性消化。环节动物的消化管一般为：口、咽、食管、肠、直肠和肛门。消化管有中胚层形成的肌肉层，可以使肠道蠕动，增强消化能力。肠背部形成了盲道或消化管上有盲囊，增加了消化与吸收的面积。 万方数据 ２生物学通报２００６年第４１卷第３期 计２目：①蜉蝣目（Ｅｐｈｅｍｅｒｏｐｔｅｒａ），②蜻蜓目（Ｏｄｏｎａ．ｔａ）；（Ｂ）新翅下纲（Ｎｅｏｐｔｅｒａ）：计２６目：①横翅目（Ｐｌｅ．ｃｏｐｔｅｒａ），②等翅目（Ｉｓｏｐｔｅｒａ），③蜚蠊目（Ｂｌａｔｔｏｄｅａ），④螳螂目（Ｍａｎｔｏｄｅａ），⑤蛩蠊目（Ｇｒｙｌｌｏｂｌａｔｔｏｄｅａ），⑥螳蠊目（Ｍａｎｔｏｐｈａｓｍａｔｏｄｅａ）（２００２年命名的新目），⑦竹节虫目（蚺目）（Ｐｈａｓｍａｔｏｄｅａ），（９纺足目（Ｅｍｂｉｉｄｉｎａ）（Ｅｍ—ｂｉｏｐｔｅｒａ），⑨直翅目（Ｏｒｔｈｏｐｔｅｒａ），⑩革翅目（ＤｅｒＩＩＩａｐｔｅｒ－ａ），⑩缺翅目（ｚｏｒａｐｔｅｒａ），⑩啮虫目（Ｐｓｏｃｏｐｔｅｒａ），⑩虱目（Ｐｈｔｈｉｒａｐｔｅｒａ），⑩缨翅目（Ｔｈｙｓａｎｏｐｔｅｒａ），⑩半翅目（Ｈｅｍｉｐｔｅｒａ），⑧脉翅目（Ｎｅｕｒｏｐｔｅｒａ），◎广翅目（Ｍｅｇａ．１叩ｔｅｒａ），⑧蛇蛉目（Ｒａｐｈｉｄｉ叩ｔｅｒａ），⑩鞘翅目（ｃｏｌｅｏｐｔ—ｅｒａ），⑩捻翅目（ｓｔｒｅｐｓｉｐｔｅｒａ），①双翅目（Ｄｉｐｔｅｒａ）延≥长翅目（Ｍｅｃｏｐｔｅｒａ）延≥蚤目（ｓｉｐｈｏｎ印ｔｅｒａ），⑨毛翅目（Ｔｒｉ—ｃｈ叩ｔｅｒａ），⑧鳞翅目（Ｌｅｐｉｄｏｐｔｅｒａ），⑧膜翅目（Ｈｙｍｅｎｏ—ｐｔｅｒａ）（Ｇｕｌｌａｎ＆Ｃｒａｓｔｏｎ，２００５）。 不过，一般在教科书中采用六足亚门内分２纲的系统：把原尾、弹尾和双尾３类仍保留在“目”一级的水平，安置在内颚纲（Ｅｎｔｏｇｎａｔｈａ）内（原尾目、弹尾目和双尾目）；以内颚纲（口器内颚式，即口器的基部隐藏在头囊内）与昆虫纲（口器外颚式，自头囊伸出，暴露在外；其他３０目）并列。但由于内颚纲可能不是一个自然的类群，故此分类系统并不恰当。顺便提一下，旧的系统中的昆虫纲（广义的，相当于现在的六足动物亚门）分无翅亚纲和有翅亚纲。无翅亚纲包括原尾目、弹尾目、双尾目和缨尾目（Ｔｈｙｓａｎｕｒａ）（广义的，现分为石炳目和衣鱼目）；有翅亚纲（Ｐｔｅｒｙｇｏｔａ）则包括上列其余各目。１。４多足亚门体分头和躯干部：头部有触角、大颚、第１小颚（或愈合）和第２小颚（不同程度的愈合，或无）等４对附肢；躯干部长，由许多相同的节组成，各节有１。２对足。约１２０００种，全为陆生种类。分４个纲：１）倍足纲（Ｄｉｐｌｏｐｏｄａ）（马陆）；２）唇足纲（Ｃｈｉｌ叩ｏｄａ）（蜈蚣、蚰蜒）；３）少足纲（Ｐａｕｍｐｏｄａ）（蝎虫戋；４）综合纲（Ｓｙｍｐｈｙｌａ）（幺蚰）。 ２节肢动物的起源 学者们普遍认为与节肢动物近缘的是缓步动物（Ｔａｒｄｉｇｒａｄｅ）（熊虫）和有爪动物（Ｏｎｙｃｈ叩ｈｏｒａ）（栉蚕）。形态学的研究和近３０年来的分子生物学的研究都支持节肢动物和缓步动物是姐妹群．这两类然后又与有爪动物构成姐妹群的关系。学者们把这３类合称为泛节肢动物（Ｐａｎａｒｔｈｒｏｐｏｄａ）（图１），对构建这３类亲缘关系的共同衍征并无多大的争议。 但是不同的研究者对泛节肢动物是否与环节动物（Ａｎｎｅｌｉｄａ）来自同一祖先尚有争议。泛节肢动物与环节动物的共享的衍征包括：有一与众不同的“脑”以及按体节排列的神经节；心脏长管状。位于背方，系由一纵血管演变而来；有４～５束纵肌；朗基因（ｅｎ舯ｉｌｅｄｇｅｎｅ），体节极性基因（ｓｅｇｍｅｎｔａｌｐｏｌａｒｉｔｙｇｅｎｅ）在早期的分节过程和神经发生时，按体节双重复表达。泛节肢 动物的体腔被认为是由它们与环节动物的共同祖先的成对的体节腔变化而来．因为这两大类的体节的端细胞发育和最终造成身体的分节根本上是相同的，而且可以认为是同源的，这被认为是强有力共同衍征。由于法国动物学家居维叶（Ｇ．Ｃｕｖｉｅｒ）在１８１７年为这些类群创立了“Ａｒｔｉｃｕｌａｔａ（关节动物）”一名，所以也称为“关节动物假说”。但在１９９９年，Ａｇｕｉｎａｌｄｏ等人基于１８ＳｒＤＮＡ序列资料的分析提出另一种假说，把节肢动物、缓步动物、有爪动物、线虫动物、线形动物、动吻动物和曳鳃动物这些已知“蜕皮”的后生动物归在一起．称之为“蜕皮动物（Ｅｃｄｙｓｏｚｏａ）”。蜕皮动物中不包括环节动物，所以与前说是对立的。不过有许多学者对此假说提出种种质疑，在此限于篇幅，不作详细说明。 图１节肢动物和近缘类群ｆ泛节肢动物）的亲缘关系 （蝗虫图仿自堵南山，１９８８；熊虫、栉蚕和蚯蚓图 仿自Ｈｉｃｋｍａｎ拼ａｊ．。１９９７） 国外的化石资料表明：节肢动物可能在寒武纪已成为种类数量占优势的类群．在晚寒武世发现的种类中，节肢动物的种类占总数的１／３以上。在瑞典奥斯坦（Ｏｒｓｔｅｎ）的上寒武世的沉积物中发现的大量甲壳类的化石，有许多与现代的甲壳类如头虾类、鳃足类非常相似。由于保存完好，可以看到许多古代种类体节和附肢的细微构造。它们具备现代甲壳类的所有属性，如：复眼、头盾、无节幼体（有用于运动的第１触角）、第２触角和大颚两肢型。我国学者也发现早在５．２亿年前已经有类似现生甲壳动物的不同的体躯分化，占据了不同的生境（Ｃｈｅｎｅｆ“．，２００１）。 ３节肢动物各类群之间的亲缘和演化 多年来．多数学者在探讨昆虫起源时，都认为六足类与多足类最近缘。例如颚肢亚门、单肢亚门和缺角类的提出都是建立在这一认识的基础上的。但近年来学者们在特征分析中得到１个“六足类＋甲壳类”的分支，从而提出“泛甲壳动物（Ｐａｎｃｎｌｓｔａｃｅａ）”的概念。他们认为六足类不是与多足类，而是与甲壳类最近缘。这一观点得到来自分子生物学、发育生物学、形态学和古生物学研究的资料（如１２ＳｒＤＮＡ、２８ＳｒＤＮＡ、ＥＦ一１仅、ＰＯＬＩＩ、Ｈｏｘ基因、中枢神经系的发生等）的强烈支持。而且研究还表明：甲壳动物实际上是１个并系类群．即现在的甲壳亚门并没有把同一祖先的所有后裔 都包括在内。泛甲壳动物的观点就是说：“昆虫是陆生 万方数据 人工智能技术基础实验报告 指导老师：朱力 任课教师：张勇 实验三小型专家系统设计与实现 一、实验目的 （1）增加学生对人工智能课程的兴趣； （2）使学生进一步理解并掌握人工智能prolog语言； （3）使学生加强对专家系统课程内容的理解和掌握，并培养学生综合运用所学知识开发智能系统的初步能力。 二、实验要求 （1）用产生式规则作为知识表示，用产生系统实现该专家系统。 （2）可使用本实验指导书中给出的示例程序，此时只需理解该程序，并增加自己感兴趣的修改即可；也可以参考该程序，然后用PROLOG语言或其他语言另行编写。 （3）程序运行时，应能在屏幕上显示程序运行结果。 三、实验环境 在Turbo PROLOG或Visual Prolog集成环境下调试运行简单的PROLOG程序。 四、实验内容 建造一个小型专家系统（如分类、诊断、预测等类型），具体应用领域由学生自选，具体系统名称由学生自定。 五、实验步骤 1、专家系统： 1.1建造一个完整的专家系统设计需完成的内容： 1．用户界面：可采用菜单方式或问答方式。 2．知识库（规则库）：存放产生式规则，库中的规则可以增删。 3．数据库：用来存放用户回答的问题、已知事实、推理得到的中 间事实。 4．推理机：如何运用知识库中的规则进行问题的推理控制，建议 用正向推理。 5．知识库中的规则可以随意增减。 1.2推理策略 推理策略包括：正向（数据驱动），反向（目标驱动），双向 2、动物分类实验规则集 （1）若某动物有奶，则它是哺乳动物。 （2）若某动物有毛发，则它是哺乳动物。 （3）若某动物有羽毛，则它是鸟。 （4）若某动物会飞且生蛋，则它是鸟。 （5）若某动物是哺乳动物且有爪且有犬齿且目盯前方，则它是食肉动物。（6）若某动物是哺乳动物且吃肉，则它是食肉动物。 （7）若某动物是哺乳动物且有蹄，则它是有蹄动物。 （8）若某动物是有蹄动物且反刍食物，则它是偶蹄动物。 （9）若某动物是食肉动物且黄褐色且有黑色条纹，则它是老虎。 （10）若某动物是食肉动物且黄褐色且有黑色斑点，则它是猎豹。 （11）若某动物是有蹄动物且长腿且长脖子且黄褐色且有暗斑点，则它是长颈鹿。 （12）若某动物是有蹄动物且白色且有黑色条纹，则它是斑马。 （13）若某动物是鸟且不会飞且长腿且长脖子且黑白色，则它是驼鸟。 动物分类及特征 动物系统经历了由简单到复杂，由低级到高级的进化历程，生活在今天地球上的动物大约有150万种。一般将动物界分为34个门，在此我们仅介绍主要的、在进化上占主线的门类。 一、原生动物门（Protozoa） 原生动物是最原始和最低等的动物类群。它们多数是单细胞生物，极少数是由几个或多个细胞构成群体。原生动物的细胞是真核细胞，具有细胞的结构特征，如细胞膜、细胞质、细胞核及其他细胞器。原生动物的细胞又是一个完整的生命体，具有多细胞生物表现出的生命功能，如从环境种吸取营养、呼吸、排泄、生殖，能够对外界的刺激产生反应等。这些功能是细胞或由细胞特化而成的细胞器来完成的。 二、腔肠动物门（Coelenterata） 腔肠动物是真正的二胚层多细胞后生动物，如水螅（Hydra）。 ⒈腔肠动物的主要特征 第一，辐射对称。第二，有两胚层。第三，有组织分化。 ⒉腔肠动物的生殖方式包括无性生殖和有性生殖。无性生殖最普遍的是出芽生殖。有性生殖在其生殖期产生精巢和卵巢，雌雄同体。薮枝螅有明显的世代交替，这是动物中少有的特征。 三、扁形动物门（Platyhelminthes） 扁形动物包括涡虫、日本血吸虫、牛绦虫等。 ⒈扁形动物的进化特征 第一，两侧对称。第二，三胚层出现。第三，器官系统分化。 ⒉扁形动物分类 扁形动物约有7000种，分3个纲：涡虫纲（Turbellaria）、吸虫纲（Trematoda）和绦虫纲（Cestoioda）。 四、线形动物门（Nemathelminthes） 线形动物是一大类群，在动物系统进化上，出现了一个进步性的特征，即假体腔（primarycoelom），如人蛔虫（Ascaris lumbricoides）。人蛔虫营肠内寄生，身体表面覆盖着角质层，体内器官退化，生殖器官特别发达，雌雄异体。 五、环节动物门（Annelida） 环节动物包括各种蚯蚓、沙蚕、蚂蟥等。环节动物在动物系统进化上具有重要意义。 ⒈环节动物的进化特征 第一，身体出现分节现象（metamerism），这是高等无脊椎动物的一个重要标志。然而环节动物的分节，仍属原始分节现象。 第二，环节动物出现了真体腔（coelom），真体腔是由中胚层分化出来的，由壁体腔膜和脏体腔膜围绕而成，因而体壁和肠壁都有发达的肌肉。 第三，环节动物器官系统较完善 ⒉环节动物分类 多毛纲（Polychaeta），如沙蚕，海产，有发达的头部和疣足，雌雄异体，发育经过担轮幼虫期。 寡毛纲（Oligochaeta），如环毛蚓，无疣足而有刚毛，有生殖带，雌雄同体，发育经过担轮幼虫期。 蛭纲（Hirudinca），如蛭，亦叫蚂蟥，无疣足无刚毛，体节数目固定，身体前后端有吸盘，营寄生或半寄生生活。 （ 、 《计算机在材料科学中的应用》 结课作业 题 目：计算机用于新材料的设计 班 级： 姓 名： 学 号： 二零一一年五月 计算机用于新材料的设计 ——材料设计专家系统 21世纪是一个全新的数字信息时代，人们的生活、娱乐、办公、学习都离不开计算机的帮助。不仅如此，它改变了包括各个学科领域在内的世界面貌。21世纪伴随着信息产业的发展，计算机在软硬件方面都取得了长足的进步，而网络技术、信息高速公路的出现，是计算机的应用已远不止科学计算，更成为科技领域存储、传输、处理、加工数字化信息的工具。 在20世纪50年代科学家就设想用计算机进行“材料设计”，其旨是通过理论与计算机预报新材料的组分、结构与性能，或者是通过理论设计来“订做”具有特别性能的新材料，按生产要求“设计”最佳的制备与加工方法。在“材料设计”的研发下，人工智能在20世纪中叶产生并迅速的发展了起来。人工智能的研究是要分析人类的思维过程或人类智能可能具有的功能，并在计算机系统中模拟实现。而专家系统是人工智能研究领域中最活跃、最具实现价值的应用领域之一。 把专家系统应用于我们的材料设计之中，便诞生了材料设计专家系统。材料设计专家系统是指具有相当数量的与材料有关的各种背景知识，并能运用这些知识解决材料设计中有关问题的计算机程序系统。最理想的专家系统是从基本理论出发，通过计算和逻辑推理预测未知材料的性能和制备方法。但由于影响材料的组织结构和性能的因素极其复杂，这种完全演绎式的专家系统还难以实现。目前的专家系统是以经验知识和理论知识相结合为基础的。 一个完整的材料设计专家系统通常由知识库、工作数据库、推理机、知识获取机制、解释机制和人机接口六个部分组成。材料设计专家系统根据用户提出的有关材料性能的要求，以综合材料数据库为出发点，在控制策略的引导下，由推理机运用知识库中的有关知识，通过不断的探索推理以达到目标。材料设计专家系统的工作过程是以知识为基础、对目标问题进行求解的过程，是一个搜索过程。 知识库专家系统 一、产品聚焦：知识创造未来 1、助力于汇集群体智慧 2、助力于提高知识收集参与热情 3、助力于提高知识点实用化水平 4、助力于降低培训成本，提升服务效率 5、助力于为各种服务渠道机器人提供支撑 二、产品简介 该产品采用一流的体系架构，先进的检索技术，深度融合电力行业的专业知识应用，以使用者便捷的应用为导向，形成知识从收集、分类、推荐、共享、检索、更新、删除全生命周期的知识管理体系。是95598座席人员、业务人员、管理人员工作不可或缺的工具，是相关人员培训和学习的得力帮手，是智能机器人的后台支撑。 三、产品特点 ■信息全面、与营销业务无缝融合 信息覆盖供电企业的各个领域，专业全面，实现与营销业务应用系统数据集成与业务协作，充分实现数据共享与工作协同。 ■技术先进、使用便捷 采用B/A/S多层分布式体系结构和Lucene全文检索引擎技术，提供先进的搜索算法，创建高效的企业级海量数据搜索引擎。 ■地图式知识管理、智能化知识推理 支持使用者自行设定板块知识结构地图或者不同岗位设置知识岗位地图，可自定义知识推理模型，实现知识应用智能化。 ■强大的知识分类，高速的知识共享交流 依托深厚的电力营销业务行业应用背景，合理进行知识分类，贴近使用者的思维习惯，形成知识收集、知识更新、知识推荐、知识共享、知识交流于一体的知识管理体系，支持多种文档格式相同的展现方式。 ■流程化、规范化、制度化管理 采用流程化的知识管理流程，规范化的知识结构设计，创新的积分激励策略，形成一套知识收集覆盖面广而又精准高效、知识分类科学合理、知识应用方便快捷的制度化知识管理体系。 四、应用效果 说明：通过知识门户，根据知识分类、知识关键字全文检索快速搜索定位知识；快速获取热点知识，最新知识；可对知识进行评价和回复，可提出知识诉求。 说明：通过统一全文检索浏览界面，按关键字对知识进行全文检索，并按知识更新先后顺序、知识热点先后顺序排序展示。 五、产品功能 1、动物开始出现循环系统 a、纽型动物 b、扁型动物 c、环节动物 d、腔肠动物 2、开始出现胎生的脊椎动物是 a、原兽亚纲 b、后兽亚纲 c、真兽亚纲 d、恐龙 3、人的食道上皮是 a、复层扁平上皮 b、感觉上皮 c、腺上皮 d、单层扁平上皮 4、脂肪组织是一种储备中性脂肪的组织 a、弹性结缔 b、疏松结缔 c、致密结缔 d、网状结缔 5、蚯蚓血液循环属于 a、开管式 b、闭管式 c、混合式 d、尚未出现循环系统 6、精原细胞形成精母细胞过程属于生殖 a、同配 b、异配 c、卵配 d、abc全错 7、鸟类胚胎发育时期具呼吸功能的器官是 a、胎盘 b、绒毛膜 c、中肾 d、后肾 8、盲肠开始出现于动物 a、两栖类 b、爬行类 c、鸟类 d、哺乳类 9、鼻腔的原始功能是—— a、嗅觉 b、呼吸通道 c、加温空气 d、湿润空气 10、胰脏的功能有 a、分泌激素 b、分泌消化液 c、a+b d、a b c全错 11、胎盘是由胚胎的与母体的子宫壁紧密结合而成的。 a、羊膜 b 、绒毛膜 c、卵黄囊膜 d、尿囊膜 12、肌肉起源于______ a、内胚层 b、外胚层 c、中胚层 d、a+b+c 13、大脑起源于______ a、内胚层 b、外胚层 c、中胚层 d、a+b+c 14、肺动脉血液是 a、缺氧血 b、富氧血 c、混合血 d、a、b、c全错 15、哺乳动物唾液腺功能是 a、消化食物 b、冲洗口腔 c、保持口腔湿润 d、a+b+c 16、分泌胆汁的器官是 a、胆囊 b、胰脏 c、胃 d、肝脏 17、皮脂腺具有功能 a、排泄 b、调节体温 c、保护皮肤 d、a+b+c 18、树突的机能是 a、修复损伤组织 b、接受刺激将冲动传向神经元 节肢动物门 第一节主要特征 为动物界种类最多的、无脊椎动物中进化到陆地取得巨大成功的一门动物。其绝大多数种类演化成真正的陆栖动物。 登陆成功要解决的问题：呼吸、承重、保水。 节肢动物的祖先在进化过程中机体产生了一系列的适应，克服了以上问题。 一．异律分节和身体分部 异律分节：体节发生分化，各体节的结构和机能互不相同。（顶节和尾节不是真正的体节） 身体分部是异律分节的高度发展，由相同功能的体节愈合而成。 各部的功能：头部——感觉、摄食 胸部——支持、运动 腹部——代谢、生殖 分部的类型：头、胸、腹——昆虫纲 头胸部、腹部——甲壳纲、肢口纲、蛛形纲 头、躯干部——多足纲、有爪纲 二．发达的几丁质外骨骼（解决保水和承重） 外骨骼：指覆盖在节肢动物身体表面一层坚硬的外壳。具有防止水分蒸发、支持、保护内脏，供肌肉附着和协调运动的机能。体壁：包括表皮、单层上皮细胞和基膜。 表皮（形成外骨骼）：由上皮细胞向外分泌，由上表皮和原表皮（外表皮和内表皮）组成，主要成分为几丁质和蛋白质。 外骨骼按体节形成分离的骨片，骨片间通过节间膜相连。每1体节通常包被4块骨片：背板、腹板和2块侧板。 矛盾和适应：限制动物的生长发育（通过蜕皮解决），限制运动（形成骨片和关节解决） 蜕皮受激素的控制。通常由1对互为拮抗作用的激素调节，如昆虫的蜕皮激素和保幼激素。 三．附肢分节 附肢与体壁相连处有关节，附肢本身也有关节相连接。这种附肢称节肢 由原肢和端肢组成，原肢和端肢各有内、外肢，端肢附着在原肢的内肢上 附肢的2种类型： 双枝型：较原始，由原肢、内肢和外肢构成，是甲壳动物的典型附肢。 单枝型：由双枝型的端肢外枝退化演变而来，如虾的步足。 附肢高度特化，有支持、运动、感觉、摄食、咀嚼、进攻、防御、呼吸、生殖等功能。 代表动物的附肢： 蝗虫的附肢：触角、大颚、小颚、下唇、足、产卵器、交配器、尾须 虾的附肢：触角、口肢、颚足、步足、游泳足 四．肌肉系统的特点 为横纹肌，肌纤维成肌肉束着生在外骨骼上，与骨骼共同作用，增强了运动机能。 肌肉束往往按节成对排列，相互拮抗。每体节有躯干肌和附肢肌2种。 五．血体腔和循环系统 1、体腔为混合体腔，由次生体腔与原体腔合并而成，内充满血液，故又称血腔。由背隔膜和腹隔膜分成背窦、围脏窦和腹窦3部分。 2、心脏由背血管演变而成，形成一系列心室，每心室有心孔、瓣膜、翼肌。 3、开管式循环：血液从心孔→心脏→动脉→血腔—器官组织—心孔 功能为传送营养和代谢物、激素 开管式循环对节肢动物具有保护意义（压力较低，附肢折断时不致大量失血）。 六．呼吸系统 水生种类以鳃或书鳃呼吸（向外突起形成，血管发达，血液含呼吸色素） 陆生种类以气管或书肺呼吸（内陷形成，血管不发达） 循环系统的复杂程度与呼吸系统的结构密切相关。 七．排泄器官： 1. 马氏管：陆生种类具有，来源于外胚层，着生于中肠和后肠交界处，开口于消化管，末端封闭。从血体腔中收集代谢废物 第六章专家系统 6-1 什么叫做专家系统?它具有哪些特点与优点? 专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，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问题。也就是说，专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题。 特点： (1)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 (2)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。 (3) 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。 优点： (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。 (2) 专家系统解决实际问题时不受周围环境的影响，也不可能遗漏忘记。 (3) 可以使专家的专长不受时间和空间的限制，以便推广珍贵和稀缺的专家知识与经验。 (4) 专家系统能促进各领域的发展，它使各领域专家的专业知识和经验得到总结和精炼，能够广泛有力地传播专家的知识、经验和能力。 (5) 专家系统能汇集多领域专家的知识和经验以及他们协作解决重大问题的能力，它拥有更渊博的知识、更丰富的经验和更强的工作能力。 (6) 军事专家系统的水平是一个国家国防现代化的重要标志之一。 (7) 专家系统的研制和应用，具有巨大的经济效益和社会效益。 (8) 研究专家系统能够促进整个科学技术的发展。专家系统对人工智能的各个领域的发展起了很大的促进作用，并将对科技、经济、国防、教育、社会和人民生活产生极其深远的影响。 生物的界级分类（classification of kingdoms oforganisms） 根据生物的基本结构特点、特别是根据生物的演化概况所进行的各种“界”级分类系统。随着科学的发展，历史上曾先后出现过多种生物界级分类系统，主要有以下几种：（1）林奈的两界系统（1735），包括植物界和动物界；（2）海克尔的三界系统（1866年），包括原生生物界（Kingdom protista）、植物界和动物界；（3）李代尔（G.F.Leedale）的四界系统（1974），包括原核界（Kingdom Monera）（细菌、蓝藻）真菌界（Kingdom Fungi）、植物界和动物界；（4）魏泰克（R.H.Whittaker）的五界（1969），包括原核界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界；（5）胡先骕的二总界系统（1965），包括始生和胞生两个总界，始生总界（Suprastatus Protobiota）只有病毒界，胞生总界（Suprastatus Cytobiota）包括细菌界（Status Bacteriobion－ta）、粘菌界（Status Myxobionta）、真菌界（Status Myco－bionta）、植物界（Status Phytobionta）和动物界（StatusZoobionta）；（6）陈世骧等的三总界六界分类系统（1979），即： Ⅰ.非细胞总界（Superkingdom Acytonia） 1.病毒界（包括类病毒） Ⅱ.原核总界（SuperkingdomProcaryota） 2.细菌界（Kingdom Mycomonera） 3.蓝藻界（Kingdom Phycomonera） Ⅲ.真核总界（Superkingdom Eucaryota） 4.植物界（Kingdom Plantae） 5.真菌界（Kingdom Fungi） 6.动物界（Kingdom Animalia） 生物的分界 面对着众多的生物，科学家为了便于研究起见，逐将生物分门别类。凡是形态功能相近的生物，即归为一类。显微镜未发明之前，传统上将生物划分为动物与植物王国，这是瑞典生物学家林奈(Carl von Linne)(图4.1)提出的二界分类法(two kingdom classification)。到了18世纪显微镜发明以后，科学家发现尚有许多低等的微生物兼具有动植物的特征，例如细菌、眼虫等等， 动物学思考题 一、动物的分类和系统发生 1.物种（species） 2.二名法，举例说明 3.简述生物界的5界系统 4.简述动物界的主要类群 二、动物体的基本结构 1.简述动物体的基本结构机制及其发展进化趋势 动物的对称类型可分为；动物的体腔类型可分为；同律分节、异律分节、身体分部。 2.真体腔动物 真体腔（Eucoelomata）；裂体腔法和肠腔法；原口动物与后口动物。 重要名词：物种，二名法，五界系统，侧生动物，分类阶元， 分类方法，系统发生，个体发生 3. 多细胞动物的胚胎发育 3.1 动物的完全卵裂的2种主要形式和特点 动物的完全卵裂有两种主要模式：即辐射卵裂和螺旋式卵裂。 卵裂方式的不同，往往会影响到胚胎后期的发育。 3.2 动物的早期胚胎发育的几个主要阶段及发育过程的特点 囊胚（blastula）：囊胚层(blastoderm)，囊胚腔（blastocoel），原肠胚（gastrula）：原肠腔（gastrocoel），中胚层和体腔(mesoderm and coelom) ，神经胚（neurula）。 3.3 动物的中胚层的发生 中胚层的形成方式主要有2种：（1）体腔囊法（2）裂体腔法 3.4 假体腔与真体腔 3.5 简述神经胚的形成过程 4．试比较原口动物与后口动物的差别 胚孔（blastopore），原口动物（Protostomia）和后口动物(Deuterostomia)。 三、动物的系统与进化（各门类的特征与进化关系） 1. 原生动物门 2.海绵动物门 3.腔肠动物门 4.扁形动物门 5. 原体腔动物 6.环节动物门 7.软体动物门 8.节肢动物门 9.棘皮动物 实验9 节肢动物解剖观察及分类 一、实验目的 1．观察沼虾和棉蝗的外形和内部结构，了解节肢动物门甲壳纲和昆虫纲动物的主要特征。 2．认识节肢动物各纲的代表种类。 二、实验材料 1．沼虾、棉蝗的活个体。 2．节肢动物门各纲常见种类标本。 三、实验器具与药品 显微镜、解剖镜、放大镜、解剖剪、眼科剪、解剖针、便镊、尖头镊、蜡盘、解剖盘、大头针、吸水纸、擦镜纸等。 四、实验内容与操作 （一）沼虾（Macrobrachium）的外形观察和内部解剖 1．外形观察 沼虾身体由20个体节组成，异律分节，分为头胸部和腹部（图9-1）。体表披有几丁质的外骨骼，掩盖着头胸部背面的外骨骼为头胸甲，其两侧游离称鳃盖，盖住鳃部，头胸甲的前端有一长而尖的的额剑，两侧各有一长在能活动眼柄上的复眼。腹部分为6节，末节为尾柄，尾柄连着尾肢，肛门位于尾肢腹面基部。沼虾的每一体节都有附肢一对，共有19对附肢，随着不同的位置演化为不同功能的器官。 2．内部解剖 用眼科剪除去沼虾的外骨骼和分离其表层的肌肉，依次解剖、观察下列各系统（图9-2）。 （1）呼吸器官把头胸部右侧的鳃盖去除，可见鳃腔中有鳃7对，成羽状。 （2）循环系统从头胸部后缘开始向前小心剪除整个头胸甲，可见心脏位于头胸部后背方，包被在围心腔膜内，呈三角形，黄白色，有心孔3对。用镊子把心脏轻轻地提起，可见连接的呈粉黄色丝状的血管，向前一条为前大动脉，再分出眼动脉、触角动脉、肝动脉等； 向后一条为后大动脉，再向背面和腹面分出动脉干。 （3）排泄器官 绿腺（触角腺）1对，位于大触角的基部，呈浅黄绿色，其上附着膀胱和排泄管，在触角基部开口。 （4）生殖系统 除去心脏可见到生殖腺，雌雄异体。雌虾有卵巢1对，左右愈合为一个，位于心脏的前端或延至腹面，成对的输卵管由两侧向下、 通到第三对步足基部内侧的雌 图9-1 日本沼虾的外部形态（自江静波等） 图9-2 日本沼虾的内部结构（自江静波等） 1什么是专家系统。有什么特点和优点？ 专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统 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特点： 启发性，能够运用专家的知识进行推理判断与决策 透明性，能够解释推理过程和回答用户问题 灵活性，能不断增长知识，更新知识库 专家系统的优点，自己课后了解一下。 2专家系统由哪些部分构成？各部分的作用？ 知识库；综合数据库；推理机；解释器；接口 知识库，存储各领域专家的专门知识。静态。硬盘 综合数据库，存储初始问题数据和推理过程的中间数据。内存推理机，根据知识进行推理并导出结论。ＣＰＵ 接口，用户界面，和用户进行交互。向用户提问，回答用户问题，并进行必要的解释。 知识获取机制是将专业知识转换成机器能理解的表达形式。 解释机制向用户解释以下问题：系统为什么要向用户提出该问题（Why）？计算机是如何得出最终结论的（How）？ ３专家系统的分类，自己课下了解。 ４建造专家系统的关键步骤。 专家系统团队关系图 是否拥有大量知识是专家系统成功与否的关键。因此知识表示是设计专家系统的关键 一．设计初始数据库 二．原型机的开发与实验 三．知识库的改进与归纳 建立专家系统的步骤图６．３P156页 ５基于规则的专家系统 知识库：包含解决问题用到的领域知识，知识表达成为一序列规则。每个规则使用IF(条件)THEN(动作)结构指定的关系。当满足规则的条件部分时，便激发规则，执行动作部分。 数据库：包含一序列事实（一个对象及其取值构成了一个事实），所有的事实都存放在数据库中，用来和知识库中存储的规则的IF（条件）部分相匹配。 3. 基于规则的专家系统的推理机制 推理机制分为两大类：前向连接和后向链接 前向链接就是根据已有事实推断出新的事实。例如已知事实A is x，根据规则IF A is x THEN B is y。获得B is y。然后将B is y加入数据库。再寻找新的规则，即IF B is y THEN ….。 GearDesign 渐开线圆柱齿轮设计专家系统 采用国内外最新标准，结合国内外齿轮界多位专家的研究理论和实践经验，提供向导式的设计过程，各种通用结构形式，柔性化强度计算过程，使软件使用和设计过程得以轻松完成，设计结果得以合理优化，大大提高产品研发和设计进程。主要包含以下功能： 产品的初步设计提供原始设计条件输入，自动分配总传动比（包含德国G.Nimann-H.Winter 《机械零件》、《齿轮手册》、《现代传动手册》等各种传动比的分配方法），估算出各级中心距。 各级齿轮参数的优化设计依据模数大小和系列、齿数的限制和齿数和、螺旋角大小和纵 向重合度、总变位系数大小等多项优化目标，综合考虑各种参数和性能提供最优方案选择。 人工智能小型动物分类专家系统的设计与实现PPT
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