知识库方面ppt课件

➢ 知识库管理系统(KBMS)的研制
➢ 新型专家系统研制
生物学专家系统MOLGEN
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三、专家系统的功能与结构
3.1 功能
专家系统应当具备以下几个功能：
存储专业领域知识；
存储具体问题求解过程中的初始证据数据和推 理过程中的各种信息与数据；
利用已有知识解决专业问题；
对推理过程和结论作出必要的解释；
提供用户接口；
1968年，数学领域的专家系统MACSYMA 产生；
DENDRAL 和MACSYMA被称为第一代专
家系统。它们通过牺牲通用的问题求解能力，
开始了专门知识的建模，以获取专门领域的
高性能；它们把启发式程序、符号推理技术
运用到了实际问题的求解。
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2.3 成熟期(1972~1977)
此阶段一批卓有成效的专家系统出现，涉及领域包 括医疗、地质、教学、数学、自然语言理解等。
知识组织பைடு நூலகம்形式化技术：开始了知识库方式 的建模和各种知识表示技术的应用和研究。
系统的人机接口：开始研制近乎自然语言的 交互式人机接口，使ES能够适应非计算机专 业人员的使用和掌握。
系统的解释机制：开始了专家系统透明性的 研究，使用户能够理解系统的行为。
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不精确推理技术：针对客观存在的不精确或 不完全的数据和知识，增强了专家系统对专 家启发式知识的表达能力。
知识源包括书籍、杂志、数据库、专家和 人类自身的经验。
计算机表示形式有产生式、逻辑、语义网 络、框架等表示。
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(二) 知识获取的主要任务
➢ 对专家或书本等知识进行理解、认识、选择、 抽取、汇集、分类和组织；
➢ 检查和保证已获取知识的一致性和完整性； ➢ 尽量保证已获取知识的无冗余性； ➢ 从已有知识和实例中产生新知识。
知识库 型 非 自 动
知识库
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书本文字 专家口语 图像 景物
文字识别 语音识别
自然语言 理解系统
图像识别 景物分析
视觉处理 系统
知识归纳 工具
知识库
自动型知识获取
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半自动化知识获取： 指在人工知识获取的基础上增加了部分机
器学习功能，使专家系统本身能够从大量的事 实中归纳出知识。常采用的方法有： ➢ 智能知识编辑器； ➢ 知识发现系统。
60年代中期AI工作者认识到知识在问题求解过程中 的重要性；
1960年， J. McCarthy研制成功了面向人工智能程序
设计的LISP语言。
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2.2 产生期(1965~1971)
1965年， E. A. Feigenbaum研制成功化学 结构专家系统DENDRAL；标志ES的诞生，并 第一次显示知识对AI的重要性；
➢ 综合数据库：用于存放问题求解的初始证据、 中间结果、目标、求解状态及最终结果等。
➢ 推理机：在一定控制策略下针对综合数据库 中的当前信息，识别和选取知识库中的有用 知识进行推理。常采用不精确推理。
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➢ 知识获取程序：辅助知识工程师获取知识的程序及 系统的自学习模块等。
➢ 解释程序：根据用户的提问，对系统得出的结论、
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(三) 知识获取的困难
➢ 知识工程师与领域专家的互不理解； ➢ 知识表示失配； ➢ 专家的启发性知识是不确定的； ➢ 有些启发性的知识表示的不可能性； ➢ 缺乏开发专家系统的现代技术； ➢ 知识测试与调试的困难性。
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(四) 知识获取方法的分类
专家
知识工程师
原始模式
专家 知识工程师 编辑系统 高级模式
求解过程提供说明。除了能增加系统的可接受性 外，在系统自身的生成、测试、运行和维护过 程中起着重要的作用。
➢ 人机接口：专家或用户能理解的信息 解的形式.
系统能理
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3.3 知识获取
(一) 知识获取的概念
知识获取就是把用于问题求解的专门领域 知识，从拥有这些知识的知识源中抽取处理， 并转换为特定的计算机表示形式。
提供知识获取、知识库修改完善等维护手段。
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3.2 结构
(一) 基本结构
知识工程师 领域专家
知识库
数据
推理机
结果
用户
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(二) 一般结构
用户
专家
人机接口
推理机
解释程序
知识获取程序
综合 数据库
知识库
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➢ 知识库：用以存放领域专家提供的专门知识， 知识库中拥有知识的数量和质量是系统性能 和问题求解能力的关键因素，此是建立ES的核 心任务。
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1.2 专家系统的概念
专家系统(Expert Systems, ES)：目前尚无统一的定义。 简单定义为，专家级、智能型的计算机程序系统。 ➢ 具体地说，就是利用存储在计算机内的某一特定领域 内人类专家的知识，来解决过去需要人类专家才能解 决的现实问题的计算机系统。 ➢ 专家系统与专家在知识广度、深度、速度和精度上存 在差异。
几个典型代表：
74年，MYCIN：用于治疗和诊断感染性疾病；
76年，CASNET：用于治疗青光眼疾病；
76年，PROSPECTOR: 用于根据地质寻找矿藏；
73年，HEARSAY: 语言理解；
1972年，A. Colmerauer 提出逻辑程序设计语言 PROLOG面世。
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此阶段相比于第一代专家系统，在以下几个 方面开始了研究和改进：
第五章 专家系统
什么是专家系统 专家系统的产生与发展 专家系统的功能与结构 专家系统的基本特征 专家系统的设计和开发 专家系统的分类 专家系统展望
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一、什么是专家系统
1.1 专家
专家：指在某一专业领域内其专业知识与解决问题 的能力达到很高水平的学者或技术人员。 专家的能力：指专家对某一领域问题的理解及解决 问题的技能。 专业知识 ▪ 公开知识； ▪ 个人知识。
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二、专家系统的产生与发展
2.1 孕育期（1965年前）
1956年人工智能诞生，早期的人工智能是从具体的 问题入手的。如1956年Newell和Simon编制的LT系统实 现定理证明；Samuel研制的西洋跳棋程序CHECKERS。
60年代初期，AI集中开发通用的方法和技术，如通 用问题求解程序( GPS) ；
专家系统通用性的研究：开始把具有一定通 用性的推理方法和领域的专门知识结合起来， 试图构造有通用性的专家系统框架。
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2.4 发展期(1978~至今)
此阶段研究突出在以下几个方面：
➢ 自动知识获取系统研制
采用归纳式知识获取设计Meta-DENDRAL
➢ 骨架系统等建造ES的工具相继出现
EMYSIN、EXPERT