智能工程及其在水利工程中的应用

智能工程及其在水利工程中的应用
一、智能工程的概念
智能化的人—机界面
面向复杂问题的集成化智能软件系统，在它的建立、 发展、完善和使用的过程中，都需要有人类专家的参与。 因此，一种非常便于使用、灵活友好、具有一定智能（如 对手迹和语音的识别功能、解释功能、咨询功能）的人— 机界面是必须的，它将起到桥梁的作用，把人和机器沟通 联系起来，使人真正成为自动化决策过程中的一个重要部 分，作为最具有创造性的知识源，在智能化人--机系统中 起到关键决策的作用。
知识的分类：
按作用分：
描述性知识 判断性知识 过程性知识
按作用分： 对象级知识 元级知识
智能工程及其在水利工程中的应用
二、知识的获取与表达
1. 知识的获取
知识的来源：
知识获取方法：
① 人工知识获取 ② 机器学习
智能工程及其在水利工程中的应用
二、知识的获取与表达
人工知识的获取
人工知识获取的基本模式
一、智能工程的概念
智能工程的定义
智能工程是一门关于知识的自动化处理和应用 技术的计算机应用学科。
理论知识 经验知识 数值模型 符号模型
……
自动化处理与应用
计算机对知识进行获 取、表达、集成、管理、 协调及使用，即利用具有 一定智能的计算机来代替 人脑的部分功能，以达到 决策自动化的目的。
智能工程及其在水利工程中的应用
智能工程及其 在水利工程中的应用
智能工程及其在水利工程中的应用
主要内容
一、智能工程的概念 二、知识的获取及表达 三、知识的运用 四、专家系统 五、应用实例
智能工程及其在水利工程中的应用
主要内容
一、智能工程的概念 二、知识的获取及表达 三、知识的运用 四、专家系统 五、应用实例
智能工程及其在水利工程中的应用
类Ⅰ：属性+方法
类Ⅱ：属性+方法
智能工程及其在水利工程中的应用
二、知识的获取与表达
2. 知识的表达
当知识从知识源经知识获取形成条理化的知识后，它 必须输入计算机内部以某种方式被表达出来才能被利用， 研究将知识用什么方式在系统中进行表达，并以什么结构 存储可以在智能系统在运行过程中能被推理机利用的问题 就是知识表达的研究内容。
智能工程及其在水利工程中的应用
主要内容
一、智能工程的概念 二、知识的获取及表达 三、知识的运用 四、专家系统 五、应用实例
智能工程及其在水利工程中的应用
二、知识的获取与表达
1. 知识的获取
知识的概念：
知识是人们在社会实践和生产实践中对各种信息经过去 粗取精、去伪存真、由表及里、由此及彼而形成的各种对于 客观事物规律性的认识。
智能工程及其在水利工程中的应用
二、知识的获取与表达
人工知识的获取
知识获取的步骤
智能工程及其在水利工程中的应用
二、知识的获取与表达
机器学习
知识源
专家、书本、数据库
学习机
专家系统 机器学习的基本模型
推理机 知识库
智能工程及其在水利工程中的应用
二、知识的获取与表达
机器学习
机械式学习 基于解释的学习 基于事例的学习 基于概念的学习 基于类比的学习 基于决策树的归纳学习 基于神经网络的学习 ……
⑤ 过程表示
2. 知识的表达
智能工程及其在水利工程中的应用
二、知识的获取与表达
2. 知识的表达
⑥ 面向对象表示
面向对象是一种软件开发技术，由于具有良好的封 装性、继承性和多态性，作为知识的一种描述方法，也 被人工智能广泛地使用。
类是面向对象的一个基本概念，类是对象的抽象， 它由一组变量和一组操作封装而成，描述了一组具有相 同属性和操作的对象。
利用具有智能的计算机（硬 件和软件）解决实际问题
理
论
重要基础
研 究
人工智能
智能工程
为
贡献理论成果
导
向
工 程 实 际 应 用 导 向
注重研究智能活动过程的 机理，具有严格的逻辑性 和推理，注重普遍适用性
注重研究智能活动过程的 机理，具有严格的逻辑性 和推理，注重普遍适用性
智能工程及其在水利工程中的应用
智能工程及其在水利工程中的应用
一、智能工程的概念
智能化的人—机界面
1、方便灵活、多种介质信息的 输入输出方式
数值、符号、图形、图像
2、设立用户密级
无经验用户 专家用户
3、独立的专家系统
咨询、帮助、解释、跟踪
智能工程及其在水利工程中的应用
一、智能工程的概念
智能工程与人工智能的区别和联系
利用计算机模拟 人的智能
① 知识内容和形式的集成 ② 智能软件系统与环境的集成 ③ 复杂软件系统集成的结构
智能工程及其在水利工程中的应用
一、智能工程的概念
智能工程的研究内容
1. 知识的获取 2. 知识的表达 3. 知识的集成 4. 知识的协调与管理 5. 智能化人—机界面
智能工程及其在水利工程中的应用
一、智能工程的概念
二、知识的获取与表达
2. 知识的表达
② 基于框架的知识表达
智能工程及其在水利工程中的应用
二、知识的获取与表达
2. 知识的表达
③ 语义网络知识表达
智能工程及其在水利工程中的应用
二、知识的获取与表达
2. 知识的表达
④ 逻辑表达法
基于数理逻辑（一阶谓词演算）的知识
智能工程及其在水利工程中的应用
二、知识的获取与表达
知识的集成
数
多
多
多
值
领
任
介
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域
务
质
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和
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学
多
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科
功
处
理
知
能
理
方
识
的
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法
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集
集
的
集
成
成
集
成
成
知识的协调和管理
通讯问题
- 不同型号的计算机及其它硬设备 - 不同语言环境支持的软件系统之间
冲突决ຫໍສະໝຸດ Baidu问题
- 子系统间的决策冲突 - 不同领域专家的决策冲突
任务分配问题
-根据系统目标将各种任务分给不 同的子系统 -对任务执行情况进行检测和控制
一、智能工程的概念
智能工程的原则
开放性
① 易于与其他智能系统交换信息和集成 ② 系统内部的知识易于扩展（知识库的修改和完善等）
透明性 继承性 集成性
① 使用户对复杂系统的总体结构及其功能有所了解 ② 用户能获取进程执行的有关信息（进度、中间结果等） ③ 对出错信息的跟踪与解释
① 便于继承以往的软件成果 ② 能为现在或今后在不同环境和背景下开发的软件提供继承
二、知识的获取与表达
2. 知识的表达
知识表达的典型方法：
① 规则式（产生式）知识表达 ② 基于框架的知识表达 ③ 语义网络知识表达 ④ 逻辑表达法 ⑤ 过程表示 ⑥ 面向对象表示
智能工程及其在水利工程中的应用
二、知识的获取与表达
2. 知识的表达
① 规则式（产生式）知识表达
智能工程及其在水利工程中的应用