第八章-专家系统

专家系统

一、填空题

1、专家系统最主要的组成部分为和。

2、专家系统具有三个重要的特征是、和。

3、专家系统由、、、和等五部分组成。

4、专家控制系统把人类操作者、工程师和领域专家的经验知识与相结合，知识模型与相结合，符号推理与相结合，知识信息处理技术与相结合。

5、专家系统一般由、、、、和六部分组成。

6、专家控制器通常包含、、和等部分。

7、专家控制系统应该具有如下特点：、、和。

8、按照专家控制器在整个过程控制中的作用形式可分为和两类。

9、建造一个专家系统一般需要、、和四个步骤。

二、选择题

1、被成为“专家控制先行者”的科学家是（）

A、p.H Winston

B、N.J Nilsson

C、K .J. Astrom

D、E.A Fergenbaum

2、能够在系统远行过程中估计未知信息，并据此之进行优化与控制，以便逐步改进系统性能的控制叫做（）

A、最优控制

B、反馈控制

C、随机控制

D、学习控制

3、建立专家系统最艰难的任务（‘瓶颈问题’）是()

A、知识表示

B、知识应用

C、知识推理

D、知识获取

三、简答题

1、专家系统的基本组成。

2、简述专家系统的分类。

3、试画图说明专家控制系统的典型结构。

4、试论述建立专家系统的步骤。

5、什么是专家系统？

6、简述专家系统的发展概况，并列举各发展阶段典型理论技术和代表性的应用成果。

7、专家系统的结构？专家系统有几种结构形式？

8、简单论述专家系统的一般结构的组成。

9、专家系统的基本特征有哪些？

10、专家系统按照完成任务的特征，可以分为哪些类型？

11、专家系统具有哪些优点？

12、什么是专家控制系统？它与传统的专家系统的区别是什么？

13、专家控制系统的特点及对专家控制系统的要求是什么？

14、简单论述专家控制系统的基本结构。

15、试举一个实时专家控制系统的应用实例，说明实时专家控制系统的构成和工作原理。

16、专家系统可以和哪些技术结合，并应用到哪些领域？

17、专家控制器与专家控制系统的区别？

18、按照专家控制器在整个过程控制中的作用形式可分为几类？简述其结构形式。

19、设计专家控制的原则是什么？

20、简述专家控制系统的基本结构。

21、专家系统与常规的应用程序之间有何不同呢？

22、一般的专家控制系统有哪些并发运行的子过程？

23、有几种专家控制系统？试说明工业上实用的专家控制器组成及其各部分的作用。

24、试画出一种工业工程专家控制器的结构图。

25、有哪几类专家控制系统应用最为广泛？

四、计算题

答案

一、

1、知识库、推理机

2、略。

3、略。

4、控制算法、数学模型、数值运算、控制技术

5、知识库及其管理系统、推理机、综合数据库、知识获取机制、解释机构和人机接口

6、知识库（KB）、、推理机（IE）、控制规则集（CRS）、信息获取与处理（FR&IP）

7、在线控制的实时性、控制的灵活性和应用的通用性、优良的控制性能与自学习能力

8、直接式专家控制器、间接式专家控制器

9、确认、概念化、形式化、实现测试

二、

1 D

2 D

3 A

三、

1、略。

2、答案：按照知识表示技术来分类，专家系统可以分为：基于逻辑的专家系统、基于规则的专家系统、基于语义网络的专家系统和基于框架的专家系统。

按照应用领域分类，专家系统可以分为：医疗诊断和咨询专家系统、气象预报专家系统、工业专家系统、农业专家系统、法律专家系统、教育专家系统、地质勘探专家系统、军事专家系统、化学分析专家系统和经济专家系统。

3、略。

4、略。

5、略。

6、略。

7、略。

8、略。

9、略。

10、略。

11、略。

12、略。

13、略。

14、略。

15、略。

16、略。

17、略。

18、略。

19、略。

20、答案：一般的专家控制系统有知识基系统、数值算法库和人－机接口三个并发运行的子过程。三个运行子过程之间的通信是通过五个信箱进行的，这五个信箱即出口信箱（Outbox）、入口信箱（In box）、应答信箱（Answer box）、解释

信箱（Result box）和定时器信箱（Timer box）。

21、答案：1）从用户界面上看，传统程序一般是不具有解释功能的指令界面，而专家系统具有良好的人机交互能力和解释机构，能够对求解的问题给出专家水平的建议或决策，并作出合理的推理解释。

2）从设计方法上来看，传统的程序系统是基于数字信息的确定型算法式设计方法，可以表述为：程序系统＝数据＋算法。专家系统是由存放符号表示的专家知识的知识库和能运用知识进行推理的推理机组成，设计方法简单表述为：专家系统＝知识＋推理。二者的根本区别在于专家系统使知识库和推理机制能够相互独立。

3）从内部结构看，传统程序一般信息和控制集成在一起，不便于补充和修改事实和规则，系统缺乏灵活性。专家系统是描述式的，它可以将事实与规则分开，并且可以具备学习能力不断补充规则和事实，使推理时的匹配过程不断完善，极大地增强了系统的灵活性。

4）从处理的信息方面看，传统程序处理的数据多是精确的，面向数值计算的数据处理的，执行顺序是由程序确定的。专家系统则体现计算机由一般数值信息处理向模糊和不确定性知识信息处理的智能化方向发展，开创了计算机求解非数值问题和知识处理的新途径。

5）从结论来看，传统程序系统一般会通过查找或分析计算给出最终的结果或最优解，而专家系统会通过知识库进行推理，给出解释性的建议或可接受的解。

22、答案：一般的专家控制系统有知识基系统、数值算法库和人－机接口三个并发运行的子过程。

23、答案：根据系统的复杂性，可把专家控制系统分为两类：即专家控制器和专家控制系统；按照系统的控制机理，又可把专家控制系统分为直接专家控制系统和间接专家控制系统。

专家控制器(EC)的组成:

1）知识库(KB)：KB存放工业过程控制的领域知识，由经验数据库(DB)和学习与适应装置(LA)组成。经验数据库主要存储经验和事实。学习与适应装置的功能就是根据在线获取的信息，补充或修改知识库内容，改进系统性能.以便提高问题求解能力。

2）控制规则集(CRS)：对受控过程的各种控制模式和经验的归纳和总结。