面向?qū)ο蟮闹R表示方法研究

1、面向?qū)ο蟮闹R表示方法研究 學(xué)號：1004111204姓名：梅亞1專家系統(tǒng)(Expert System)開發(fā)的關(guān)鍵是表示和運用專家知識，知識表示是對知識的一種描述，是一種計算機可以接受的、用于描述知識的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對知識進行表示就是把知識表示成便于計算機存儲和利用的某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，知識表示形式稱為知識表示模式，在此基礎(chǔ)上才能進行相應(yīng)的推理與演繹。2知識表示方法決定了計算機怎樣有效使用知識；而推理策略決定了推理機如何運用知識進行推理。知識表示方法及推理策略的優(yōu)劣對專家系統(tǒng)的性能起著至關(guān)重要的作用。本文結(jié)合異步電機的結(jié)構(gòu)特點，說明了如何在故障診斷系統(tǒng)中使用面向?qū)ο蟮姆椒▽崿F(xiàn)對知識的表示。3知識表示方法

2、 傳統(tǒng)的知識表示方法 產(chǎn)生式規(guī)則 產(chǎn)生式規(guī)則是使用最廣泛的一種知識表示方法，其基本形式為：簽條件then動作(或結(jié)論)。整個產(chǎn)生式的含義是：如果條件被滿足，則可推出結(jié)論或執(zhí)行動作所規(guī)定的操作。推理形式以演繹推理為基礎(chǔ)，把一組產(chǎn)生式放在一起，協(xié)同作用，一個產(chǎn)生式生成的結(jié)論可供另一個產(chǎn)生式作為已知事實使用，以求得問題的解決，這樣的系統(tǒng)稱為產(chǎn)生式系統(tǒng)。這種表示方式接近于人的思維，自然、簡潔、易于理解，規(guī)則相對獨立。但也存在工作效率不高，求解復(fù)雜問題時容易引起組合爆炸，不能表達結(jié)構(gòu)關(guān)系的知識等缺點。4框架框架是一種描述所論對象屬性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在框架表示法中，框架被看成是知識表示的基本單位。不同的框架之

3、間可以通過屬性之間關(guān)系建立聯(lián)系，從而構(gòu)成一個框架網(wǎng)絡(luò)，充分表達各對象問的關(guān)系。一個框架由若干個叫做“槽”的結(jié)構(gòu)組成，用于描述所論對象某一方面的屬性，每一個“槽”根據(jù)實際情況分為若干個“側(cè)面”，用于描述相應(yīng)屬性的一個方面。5框架推理主要通過框架匹配與填槽實現(xiàn)?？蚣鼙硎痉ㄍ怀鎏攸c是善于表示結(jié)構(gòu)性知識，能把知識的內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系及知識之間的聯(lián)系表示出來，另外，框架具有的繼承性，使其減少了知識的冗余。但在多重繼承時可能產(chǎn)生屬性描述的多義性，而且框架不善于表示過程性知識。6語義網(wǎng)絡(luò)表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法是通過概念及其語義關(guān)系來表示知識的一種網(wǎng)絡(luò)圖。一個語義網(wǎng)絡(luò)就是一個帶標(biāo)識的有向圖，其中，有向圖的節(jié)點表示各種

4、事物、概念、屬性、動作、狀態(tài)等，有向弧表示所連接的節(jié)點間的某種語義聯(lián)系。大多數(shù)語義網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用的推理機制都是以網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的匹配為基礎(chǔ)的，主要包括網(wǎng)絡(luò)匹配、繼承推理和網(wǎng)絡(luò)演繹三個方面。7語義網(wǎng)絡(luò)表示法的優(yōu)點是它能很容易地增加、修改、刪除節(jié)點和弧并能通過表示層次關(guān)系的ISA和表示集合關(guān)系的AKO實現(xiàn)繼承性。其缺點在于缺乏形式化的表示體系，由于節(jié)點間的聯(lián)系多樣而使得知識的存儲、修改和檢索變得困難，推理、管理和維護相對復(fù)雜。8面向?qū)ο蟮闹R表示方法目前，面向?qū)ο蠹夹g(shù)的研究已經(jīng)深入到計算機軟、硬件的多個領(lǐng)域，人們開始把面向?qū)ο蟮乃枷?、方法用于智能系統(tǒng)的設(shè)計與構(gòu)造，并在知識表示、知識庫的組成與管理、專家系統(tǒng)

5、的設(shè)計等方面有了一定進展。相對于傳統(tǒng)的知識表示方法，面向?qū)ο蟮闹R表示方法從客觀世界的具體事物及事物間的聯(lián)系進行抽象，更符合人們認識問題和分析問題的習(xí)慣思維方式，并具有代碼重用和可維護性好等特點。9用面向?qū)ο蟮姆椒ū硎镜闹R系統(tǒng)中，對象的靜態(tài)屬性就是對象具有知識，而對知識的處理方法和操作就是該對象所具有行為，因此，一個從客觀世界抽象出來的對象可表示為：=(ID，DS，MS。MI)其中：ID是對象的標(biāo)識符，即對象名；DS是對象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，描述對象的靜態(tài)屬性；MS是對象的方法，用于說明對象提供的對靜態(tài)數(shù)據(jù)進行處理的方法操作，由于對象的數(shù)據(jù)只能由其具體操作來改變，其它對象不能操縱，從而體現(xiàn)了面向?qū)ο?/p>

6、方法所具有信息隱蔽性即封裝性；MI作為對象的消息接口，用于接收外部信息和驅(qū)動內(nèi)部相關(guān)操作及產(chǎn)生向外的輸出信息， 問題的求解就是依靠對象問傳遞消息完成的。10面向?qū)ο笤O(shè)計需要將一組客觀對象具有的共同特征抽象出來，即采用從特殊到一般的歸納方法構(gòu)造類，為系統(tǒng)構(gòu)成提供了同一類對象之間代碼共享的手段。此外，面向?qū)ο笤O(shè)計還是一個建立類層次的過程，派生類通過繼承機制從較簡單的基類中繼承特征，實現(xiàn)代碼重用，為系統(tǒng)構(gòu)成提供了類之間代碼共享的手段。用面向?qū)ο蠓椒ū硎局R時需要對類進行描述，具體描述形式如下：class：【】StructureMethodRestraint】END11其中，類名是系統(tǒng)中類的唯一標(biāo)識，

7、如果該類是由其它類繼承而來，則superclass指出其基類名字，給出類所有對象所共享的一組變量，用于描述類對象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，給出對類對象可進行的操作和方法，也可以是一組規(guī)則，指出該類對象應(yīng)滿足的限制條件。12推理機制領(lǐng)域?qū)＜医鉀Q領(lǐng)域問題的能力主要體現(xiàn)在兩個方面：一是專家擁有大量的知識。二是專家具有選擇知識來解決問題的能力。知識庫和推理機是 專家系統(tǒng)必不可少的組成部分，是基于知識的推理的基礎(chǔ)和核心。在面向?qū)ο蟮闹R表示方法中，知識對象將實體屬性、知識以及知識處理方法封裝在一起，知識對象通過消息(接口)與外部發(fā)生聯(lián)系，整個推理過程就是消息在各對象之問傳遞的過程。13面向?qū)ο蟮耐评磉^程是知識對象類的實例化過程，如果傳遞到知識對象的消息觸發(fā)了其方法，則該知識對象被激活，知識對象類實例化一個知識對象過程是：如果該對象還包含其他對象類作為自己的成員，則首先實例化那些對象，然后進行屬性填充、繼承、過程調(diào)用等方法獲取知識，建立起一個新對象。14對象創(chuàng)建后開始進行推理，推理首先在對象內(nèi)部，在知識對象內(nèi)部確定導(dǎo)致該知識對象對應(yīng)的結(jié)構(gòu)元素發(fā)生故障的子結(jié)構(gòu)或發(fā)生故障的同層次的其它結(jié)構(gòu)元素，如果是子結(jié)構(gòu)故障，說明故障發(fā)生在對象