人工智能与专家系统解析
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三、专家系统的特征
专家系统既不同于传统的应用程序， 也不同于其它类型的人工智能问题求解程序。
1.专家系统区别于传统应用程序的主要特征
2.专家系统区别于其它人工智能问题求解程序的主要特征
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四、专家系统的结构
推理机 全局数据库 过 程 接 口
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LOGO 3.推理机 推理机是专家系统的组织控制机构.在推理机的控制和管理下， 整个专家系统能够以逻辑方式协调地工作.它可以根据用户的输入数 据，利用知识库中的知识，在一定的推理策略下，根据数据库的当 前状态，按照类似专家水平的问题求解方法，进行分析、判断、作 出决策，推出新的结论或事实，或者执行某个操作.推理机的程序应 符合专家的推理过程，而与知识库的具体结构和组成无关，即推理 机与知识库是分离的，这是专家系统的重要特征.它的优点是对知识 库进行修改和扩充时，无需改动推理机. 4.解释机构 解释机构负责对求解过程作出说明和解释，回答用户的提问， 并使用户了解推理过程及其所运用的知识和数据.解释机构在工作中 通常要用到知识库中的知识、数据库推理过程中的中间结构、中间 假设和记录等.专家系统的透明性主要取决于解释机构的性能.解释 结构已成为故障诊断、生产操作指导等实时专家系统的重要输出通 道.
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一、人工智能的研究目标与作用
现代人工智能是近 40多年发展起来的一门综合性边 缘学科，目标是研究如何利用计算机等现代化工具设 计一种系统来模仿人类的智能行为，使之具有认识问 题与解决问题的能力，并能延伸人们的智能. 人工智能发展至今，已经形成了一整套的理论与方 法，这些理论与方法已经在专家系统、自然语言处理、 模式识别、人机交互、智能信息处理与决策、信息检 索、图像处理、数据挖掘以及知识管理（企业管理的 未来发展方向）等各个人工智能的应用领域发挥着巨 大的作用 . 而在众多的人工智能应用领域中，专家系 统又是近30多年发展起来的一种极富代表性的智能应 用系统.
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二、什么是专家系统
所谓专家系统，就是一种包含知识和推理的人工智能的计算机程序 系统，这些程序软件具有相当于某个专门领域的专家的知识和经验水平 ，同时具有处理该领域问题的能力. 专家系统的能力来自于它所拥有的专家知识，而知识的表示和推理 的方法又提供了应用的机理.这种基于知识的系统设计方法是以知识库 和推理机为中心而展开的.这就是说， 知识+推理=系统， 而传统软件的结构是 数据+算法=程序. 但应注意的是，专家系统所要解决的问题一般没有基本算法，并且 通常要在不精确、或不确定、或不完全的信息条件下进行推理，最终作 出结论.专家系统是应用人工智能技术和计算机技术进行推理和判断， 进而模拟各行各业的专家解决问题和进行决策，它的独到之处便是能求 解那些只有专家才能求解的高难度的复杂问题.
人 机 接 口
解释机构
知识库
知识获取机构
图6-1 专家系统简化结构图
专家系统的结构是指专家系统各个组成部分的构造方法和组织 形式.图6-1便是专家系统的一个简化结构图.在实际使用的各个不同 的专家系统中，由于不同的应用领域和应用目标，往往需要采用不 同的系统结构.对此，我们可以根据具体情况，在系统的简化结构图 上，进行相应调整：或简化、或细化、或删除、或增加某些部分.在 基本结构中，专家系统主要包括下述几个部分：
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LOGO 2.全局数据库 全局数据库又称综合数据库或简称数据库，它是问题求解过程 中符号或数据的集合，也称工作存储器.它用于存储求解问题所需的 原始数据和推理过程中得到的中间信息（数据），包括原始信息、 推理的中间假设和中间结论、推理过程的信息等.因此，数据库中的 事实可以而且也是经常变化的. 在描述数据库的结构时，常会用到黑板这一概念.黑板是沟通系 统中各个部件的全局工作区.它以全局性的数据结构形式，组织问题 ，求解数据，处理知识源之间的通信.黑板模型可以分为若干个信息 层，每一层用于描述问题的某一类信息.各个信息层之间形成一个松 散的层次结构，高一层的黑板元素可以近似地看成是下一级若干个 黑板元素的抽象.根据需要黑板还可以划分为一系列子黑板.在某些 系统中数据库就是黑板，其意义是强调了它用来记录推理过程中用 到的控制信息、中间假设和中间结果.有些系统中黑板是数据库的一 部分，有些系统中将黑板独立于数据库之外.在简单的系统中，经常 省略黑板.
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1.知识库 知识库是专家系统的核心组成部分，用于存取和 管理问题求解所需的专家知识和经验，包括广泛共有 的事实、可行操作与规则等.通过知识库管理系统，可 以实现对知识库知识存取、检索、编辑、修改和知识 更新以及维护等功能.一个专家系统的能力很大程度上 取决于其知识库中所含知识的数量和质量.知识库的建 造包括知识获取和知识表示.知识获取要解决的问题是 如何从专家那里获得专门知识；而知识表示则要解决 如何用计算机能理解的形式来表达所获取的专家知识 并存入知识库中.
第四节 人工智能与专家系统
LOGO 信息决策是经济领域中的一个重大课题，计算机技术的引入 及信息技术的广泛应用，信息决策的发展提供了新的手段.一 方面计算机数据处理技术的发展和推广应用，使信息决策中的许 多问题可以借助于计算机来进行处理，而且，一些复杂的决策问 题在采用定量分析时，因其多因素和非线性，过去难以对付，现 在则可以用数值方法加以解决，从而可使决策过程中的大量问题 可以找到有效的解决方案；可是，信息处理手段的进步和大量新 型信息传媒的出现，却又造成了信息时代的信息爆炸，而使得许 多企业的决策家们不得不面对日益增多、错综复杂的信息而难以 抽身，对此，在寻求解决方案时，自然而然地就要依赖于包括专 家系统、自然语言理解系统、决策支持系统、模式识别系统、机 器人系统在内的人工智能工程系统，并通过智能机器人感知到的 各种环境状态、信息及变化，及时作出适当的分析、综合、计算 、推理、联想、判断、预测、估计、规划与决策，以便能够实现 一系列的预期目标.
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三、专家系统的特征
专家系统既不同于传统的应用程序， 也不同于其它类型的人工智能问题求解程序。
1.专家系统区别于传统应用程序的主要特征
2.专家系统区别于其它人工智能问题求解程序的主要特征
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四、专家系统的结构
推理机 全局数据库 过 程 接 口
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LOGO 3.推理机 推理机是专家系统的组织控制机构.在推理机的控制和管理下， 整个专家系统能够以逻辑方式协调地工作.它可以根据用户的输入数 据，利用知识库中的知识，在一定的推理策略下，根据数据库的当 前状态，按照类似专家水平的问题求解方法，进行分析、判断、作 出决策，推出新的结论或事实，或者执行某个操作.推理机的程序应 符合专家的推理过程，而与知识库的具体结构和组成无关，即推理 机与知识库是分离的，这是专家系统的重要特征.它的优点是对知识 库进行修改和扩充时，无需改动推理机. 4.解释机构 解释机构负责对求解过程作出说明和解释，回答用户的提问， 并使用户了解推理过程及其所运用的知识和数据.解释机构在工作中 通常要用到知识库中的知识、数据库推理过程中的中间结构、中间 假设和记录等.专家系统的透明性主要取决于解释机构的性能.解释 结构已成为故障诊断、生产操作指导等实时专家系统的重要输出通 道.
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一、人工智能的研究目标与作用
现代人工智能是近 40多年发展起来的一门综合性边 缘学科，目标是研究如何利用计算机等现代化工具设 计一种系统来模仿人类的智能行为，使之具有认识问 题与解决问题的能力，并能延伸人们的智能. 人工智能发展至今，已经形成了一整套的理论与方 法，这些理论与方法已经在专家系统、自然语言处理、 模式识别、人机交互、智能信息处理与决策、信息检 索、图像处理、数据挖掘以及知识管理（企业管理的 未来发展方向）等各个人工智能的应用领域发挥着巨 大的作用 . 而在众多的人工智能应用领域中，专家系 统又是近30多年发展起来的一种极富代表性的智能应 用系统.
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二、什么是专家系统
所谓专家系统，就是一种包含知识和推理的人工智能的计算机程序 系统，这些程序软件具有相当于某个专门领域的专家的知识和经验水平 ，同时具有处理该领域问题的能力. 专家系统的能力来自于它所拥有的专家知识，而知识的表示和推理 的方法又提供了应用的机理.这种基于知识的系统设计方法是以知识库 和推理机为中心而展开的.这就是说， 知识+推理=系统， 而传统软件的结构是 数据+算法=程序. 但应注意的是，专家系统所要解决的问题一般没有基本算法，并且 通常要在不精确、或不确定、或不完全的信息条件下进行推理，最终作 出结论.专家系统是应用人工智能技术和计算机技术进行推理和判断， 进而模拟各行各业的专家解决问题和进行决策，它的独到之处便是能求 解那些只有专家才能求解的高难度的复杂问题.
人 机 接 口
解释机构
知识库
知识获取机构
图6-1 专家系统简化结构图
专家系统的结构是指专家系统各个组成部分的构造方法和组织 形式.图6-1便是专家系统的一个简化结构图.在实际使用的各个不同 的专家系统中，由于不同的应用领域和应用目标，往往需要采用不 同的系统结构.对此，我们可以根据具体情况，在系统的简化结构图 上，进行相应调整：或简化、或细化、或删除、或增加某些部分.在 基本结构中，专家系统主要包括下述几个部分：
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LOGO 2.全局数据库 全局数据库又称综合数据库或简称数据库，它是问题求解过程 中符号或数据的集合，也称工作存储器.它用于存储求解问题所需的 原始数据和推理过程中得到的中间信息（数据），包括原始信息、 推理的中间假设和中间结论、推理过程的信息等.因此，数据库中的 事实可以而且也是经常变化的. 在描述数据库的结构时，常会用到黑板这一概念.黑板是沟通系 统中各个部件的全局工作区.它以全局性的数据结构形式，组织问题 ，求解数据，处理知识源之间的通信.黑板模型可以分为若干个信息 层，每一层用于描述问题的某一类信息.各个信息层之间形成一个松 散的层次结构，高一层的黑板元素可以近似地看成是下一级若干个 黑板元素的抽象.根据需要黑板还可以划分为一系列子黑板.在某些 系统中数据库就是黑板，其意义是强调了它用来记录推理过程中用 到的控制信息、中间假设和中间结果.有些系统中黑板是数据库的一 部分，有些系统中将黑板独立于数据库之外.在简单的系统中，经常 省略黑板.
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1.知识库 知识库是专家系统的核心组成部分，用于存取和 管理问题求解所需的专家知识和经验，包括广泛共有 的事实、可行操作与规则等.通过知识库管理系统，可 以实现对知识库知识存取、检索、编辑、修改和知识 更新以及维护等功能.一个专家系统的能力很大程度上 取决于其知识库中所含知识的数量和质量.知识库的建 造包括知识获取和知识表示.知识获取要解决的问题是 如何从专家那里获得专门知识；而知识表示则要解决 如何用计算机能理解的形式来表达所获取的专家知识 并存入知识库中.
第四节 人工智能与专家系统
LOGO 信息决策是经济领域中的一个重大课题，计算机技术的引入 及信息技术的广泛应用，信息决策的发展提供了新的手段.一 方面计算机数据处理技术的发展和推广应用，使信息决策中的许 多问题可以借助于计算机来进行处理，而且，一些复杂的决策问 题在采用定量分析时，因其多因素和非线性，过去难以对付，现 在则可以用数值方法加以解决，从而可使决策过程中的大量问题 可以找到有效的解决方案；可是，信息处理手段的进步和大量新 型信息传媒的出现，却又造成了信息时代的信息爆炸，而使得许 多企业的决策家们不得不面对日益增多、错综复杂的信息而难以 抽身，对此，在寻求解决方案时，自然而然地就要依赖于包括专 家系统、自然语言理解系统、决策支持系统、模式识别系统、机 器人系统在内的人工智能工程系统，并通过智能机器人感知到的 各种环境状态、信息及变化，及时作出适当的分析、综合、计算 、推理、联想、判断、预测、估计、规划与决策，以便能够实现 一系列的预期目标.