人工智能第四章基于知識的系統(tǒng)

第四章基于知識的系統(tǒng)4.1KB系統(tǒng)的開發(fā)4.2設(shè)計基于產(chǎn)生式表示的KB系統(tǒng)開發(fā)工具4.3專家系統(tǒng)實例——MYCIN4.4問題求解的構(gòu)造化組織本章小結(jié)4.1KB系統(tǒng)的開發(fā)KB系統(tǒng)是基于知識的問題求解系統(tǒng)，當(dāng)其表現(xiàn)出專家級問題求解才干時稱為專家系統(tǒng)。KB系統(tǒng)的研討起始于20世紀(jì)60年代中期。通用問題求解方法的一味追求導(dǎo)致了人工智能的研討墮入黑暗探求期！1.KB系統(tǒng)的普通概念KB系統(tǒng)的特點(diǎn)具有求解問題所需的專門知識根本原理和常識領(lǐng)域?qū)＜议啔v知識具有運(yùn)用專門知識的符號推理才干KB系統(tǒng)的組成KB系統(tǒng)的根本構(gòu)造可視為由三個部分組成：知識庫、推理機(jī)和用戶界面KB系統(tǒng)執(zhí)行的一些常見問題求解義務(wù)：1)解釋2)診斷3)監(jiān)控4)預(yù)測5)規(guī)劃6)設(shè)計推了解釋解釋問題求解過程及結(jié)果的合理性是KB系統(tǒng)應(yīng)具備的才干。簡單的解釋方式：規(guī)那么追蹤就是把問題求解過程中激活運(yùn)用的規(guī)那么按激活的次序顯示給用戶。高級的解釋方式：按領(lǐng)域根本原理和常識重構(gòu)解答。KB系統(tǒng)的評價KB系統(tǒng)有多個方面的評價，其中有三個最重要：計算、感觀和性能對MYCIN性能的評價評價方式：首先由KB系統(tǒng)的設(shè)計者用各種能夠的實驗測試，確保無誤后再交給用戶；用戶以大量實踐案例運(yùn)轉(zhuǎn)KB系統(tǒng)，并與原有方式執(zhí)行的結(jié)果相比較；一旦發(fā)現(xiàn)錯誤就立刻作修正，直到用戶服氣KB系統(tǒng)的有效性，然后才正式投入運(yùn)用。對于任何類型的錯誤，其允許出現(xiàn)的程度必需經(jīng)過權(quán)衡錯誤導(dǎo)致的損失和正確解答帶來的利益來決議。2.KB系統(tǒng)的體系構(gòu)造原那么本節(jié)內(nèi)容面向研討生，可以不看了3.KB系統(tǒng)的開發(fā)過程知識獲?。壕褪前延糜趩栴}求解的專門知識從某些知識源提煉出來，轉(zhuǎn)化為推理機(jī)運(yùn)用方式的過程。潛在的知識源包括領(lǐng)域?qū)＜?、書本、?shù)據(jù)庫以及普通人的閱歷。目前，知識獲取的主要方式：以知識工程師作為中間人從領(lǐng)域?qū)＜姨帿@取專門知識。為實現(xiàn)知識獲取的自動化，就要努力取消知識工程師的中介作用，讓一個智能的知識獲取界面直接與領(lǐng)域?qū)＜覍υ?。領(lǐng)域?qū)＜抑R工程師知識獲取界面推理機(jī)知識庫手工知識獲取過程KB系統(tǒng)領(lǐng)域?qū)＜抑悄艿闹R獲取界面推理機(jī)知識庫KB系統(tǒng)知識獲取的自動化經(jīng)過知識工程師來開發(fā)KB系統(tǒng)可歸納為五個階段。識別階段，知識工程師和領(lǐng)域?qū)＜乙煌袆e問題的類型和特征。概念化階段，闡明重要的概念、關(guān)系和信息流特征，并用以描畫問題求解的概念模型，包括問題求解方法、推理控制要求和約束條件。方式化階段，決議知識表示方式和推理機(jī)制。實現(xiàn)階段，以概念模型作為語義框架獲取問題求解所需的詳細(xì)知識，以方式化階段決議的知識表示言語編寫并存放進(jìn)知識庫。新建立的知識庫和推理機(jī)一同構(gòu)成KB系統(tǒng)的第一個原型。測試階段，經(jīng)過各種測試手段評價原型系統(tǒng)的性能。認(rèn)識問題的特征找出表達(dá)知識的概念設(shè)計組織知識的原那么構(gòu)成概括知識的規(guī)那么驗證組織知識的原那么必要條件概念構(gòu)造規(guī)那么重新描畫重新設(shè)計重新完善KB系統(tǒng)的開發(fā)步驟識別概念化方式化實現(xiàn)測試4.KB系統(tǒng)的開發(fā)工具和環(huán)境開發(fā)工具和環(huán)境可以分為三類：外殼(骨架系統(tǒng))、表示言語、開發(fā)工具箱(開發(fā)環(huán)境)。外殼：給知識工程師提供現(xiàn)成的實現(xiàn)KB系統(tǒng)的骨架，只需按骨架規(guī)定的表示方式編寫專門知識，就可構(gòu)成運(yùn)用領(lǐng)域的KB系統(tǒng)。表示言語類工具：為知識工程師提供面向知識處置的高級編程言語。典型：OPS5開發(fā)工具箱(或稱開發(fā)環(huán)境)：為KB系統(tǒng)的生命周期中各個階段提供工具，甚至可以提供多種外殼和表示言語，以及綜合它們建立復(fù)雜KB系統(tǒng)的手段。典型：KEE(KnowledgeEngineeringEnvironment)義務(wù)特征與外殼不匹配時不行！編程言語不能直接描畫控制構(gòu)造！4.2設(shè)計基于產(chǎn)生式表示的KB

系統(tǒng)開發(fā)工具最著名的基于產(chǎn)生式表示的KB系統(tǒng)開發(fā)工具就是產(chǎn)生式系統(tǒng)言語OPS5。OPS5采用條件-動作型產(chǎn)生式規(guī)那么，只允許正向推理，規(guī)那么的右部可以是任何操作函數(shù)的序列。下面引見一個命名為Xps的實驗型產(chǎn)生式系統(tǒng)，它模擬了OPS5的實現(xiàn)。4.2.1總體設(shè)計產(chǎn)生式系統(tǒng)由三個部分組成：規(guī)那么庫、綜合數(shù)據(jù)庫和控制系統(tǒng)。1.規(guī)那么的表示<規(guī)那么>:=<規(guī)那么名>{<匹配方式>}*{<操作>}+可以用規(guī)那么定義函數(shù)Define-Rule定義一條新規(guī)那么，并將其置于規(guī)那么庫。例如：

(Define-RuleEat

(Hungry?Person)(Edible?Food)

(Write'(?Personeatsthe?Food)))2.綜合數(shù)據(jù)庫的表示綜合數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容表示為以列表方式描畫的謂詞公式?？梢杂么鎯瘮?shù)DB-Store將它們插進(jìn)綜合數(shù)據(jù)庫。例如，在初始化有關(guān)飲食問題的綜合數(shù)據(jù)庫時，假設(shè)執(zhí)行：

(DB-Store'(HungryPeter))

(DB-Store'(HungryPaul))

(DB-Store'(EdibleHot-Dog))

(DB-Store'(EdibleTurkey-Leg))

(DB-Store'(EdibleMuffin))

那么綜合數(shù)據(jù)庫的初始內(nèi)容就由這5個現(xiàn)實元素構(gòu)成，且每個元素附加一個時間標(biāo)簽以指示它們進(jìn)入綜合數(shù)據(jù)庫的先后順序.時間標(biāo)簽按現(xiàn)實元素進(jìn)入綜合數(shù)據(jù)庫的順序，從1開場，依次加1。3.控制系統(tǒng)控制機(jī)制采用前述的識別-行動循環(huán)控制流。在每個識別-行動循環(huán)的識別階段均有能夠激活多條規(guī)那么，且每條激活的規(guī)那么可有多個激活例，這些規(guī)那么激活例構(gòu)成了所謂沖突集。例如上述有關(guān)飲食問題的規(guī)那么就存在多個滿足綜合數(shù)據(jù)庫的激活例，并由此建立了以下沖突集：

規(guī)那么名激活例序號變量置換時間標(biāo)簽表

Eat1{Peter/Person,Hot-Dog/Food}(13)

Eat2{Peter/Person,Turkey-Leg/Food}(14)

Eat3{Peter/Person,Muffin/Food}(15)

Eat4{Paul/Person,Hot-Dog/Food}(23)

Eat5{Paul/Person,Turkey-Leg/Food}(24)

Eat6{Paul/Person,Muffin/Food}(25)

其中，時間標(biāo)簽表記載了與規(guī)那么條件部分匹配方式匹配的現(xiàn)實元素的時間標(biāo)簽。Xps采用的沖突解法是：新近和特殊的規(guī)那么激活例優(yōu)先選用。沖突集可以有三種情況：空集：那么系統(tǒng)無法繼續(xù)推理過程，失敗終了；單一規(guī)那么激活例：直接執(zhí)行該激活例；多個規(guī)那么激活例：執(zhí)行沖突解法。沖突解法分三個步驟，分別由三個挑選器執(zhí)行：〔1〕折射〔Refraction〕挑選將已運(yùn)用過，又再一次激活的規(guī)那么例刪除，不讓其進(jìn)入沖突集。規(guī)那么激活例中記載的時間標(biāo)簽表，使得檢查規(guī)那么例能否反復(fù)激活成為能夠?！?〕新近性〔Recency〕挑選優(yōu)先選用能與最新近進(jìn)入綜合數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)實元素相匹配的規(guī)那么激活例。由于規(guī)那么條件部分往往有多個匹配方式，所以必需綜合評價它們的新近性?？苫跁r間標(biāo)簽表加以評價，該方法如下：首先將各規(guī)那么激活例的時間標(biāo)簽表按數(shù)字從大到小陳列其包含標(biāo)簽的順序〔并刪除反復(fù)的標(biāo)簽〕，然后再依次比較經(jīng)排序后的時間標(biāo)簽表的相應(yīng)元素，就可鑒別出新近性的不同。例如，有以下各時間標(biāo)簽表：

〔1103〕〔3101〕〔913〕〔8697〕〔103〕〔3129〕〔31101〕那么先對各時間標(biāo)簽表進(jìn)展排序得：

〔1031〕〔1031〕〔931〕〔9876〕〔103〕〔9321〕〔1031〕按新近性原那么，相應(yīng)于時間標(biāo)簽表

〔1103〕〔3101〕〔31101〕

的規(guī)那么激活例新近性最好?！?〕特殊性〔Specificity〕挑選特殊性意指規(guī)那么的條件部分具有更多的匹配方式。顯然，特殊性高的規(guī)那么難以激活，所以一旦激活，并經(jīng)過了新近性挑選，就應(yīng)優(yōu)先選用這種規(guī)那么的激活例。對于上例新近性挑選留下的三個規(guī)那么激活例，按特殊性原那么，就應(yīng)選用對應(yīng)于時間標(biāo)簽表〔31101〕的那個。假設(shè)經(jīng)由上述三個步驟的挑選后仍留下多于一個的規(guī)那么激活例，那么從中隨機(jī)選用一個。練習(xí)P190、二、4 設(shè)在Xps運(yùn)轉(zhuǎn)的某個識別-行動循環(huán)激活了6條規(guī)那么例，它們的時間標(biāo)簽表依次分別為：〔135〕〔760〕〔7660〕〔568〕〔562〕〔037〕

知第1、4規(guī)那么激活例已執(zhí)行過，問此循環(huán)應(yīng)選用哪條規(guī)那么激活例加以執(zhí)行？4.2.2Xps的實現(xiàn)實現(xiàn)Xps的程序設(shè)計分三個部分進(jìn)展：規(guī)那么庫管理、綜合數(shù)據(jù)庫管理和推理引擎。1、規(guī)那么庫管理規(guī)那么庫設(shè)計為一個散列表，用前述函數(shù)Define-Rule定義產(chǎn)生式規(guī)那么。為提高運(yùn)用效率，規(guī)那么轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)部方式的數(shù)據(jù)構(gòu)造存放，包括5個數(shù)據(jù)場：規(guī)那么名、匹配方式列表、方式變量表、操作函數(shù)列表和時間標(biāo)簽表集合。時間標(biāo)簽表集合存放已被執(zhí)行過的該規(guī)那么激活例的時間標(biāo)簽表，以備檢查。2、綜合數(shù)據(jù)庫管理綜合數(shù)據(jù)庫設(shè)計為樹狀層次索引網(wǎng)?？砂船F(xiàn)實元素列表中的元素次序逐層建立現(xiàn)實元素的索引，并將現(xiàn)實元素置于索引途徑的末端。面向綜合數(shù)據(jù)庫的管理操作包括PS-Store、PS-Erase和PS-Fetch，分別實現(xiàn)現(xiàn)實元素的插入、刪除和取用。3、推理引擎推理引擎也稱為解釋器，其主要任務(wù)就是對規(guī)那么庫中的規(guī)那么進(jìn)展解釋性執(zhí)行。根本的控制流是識別-行動循環(huán)。1〕建立沖突集每當(dāng)一個規(guī)那么條件部分的一切匹配方式都找到匹配的現(xiàn)實元素時，就建立該規(guī)那么的一個激活例，記載方式變量束縛值和時間標(biāo)簽表。隨即檢查該標(biāo)簽表能否出現(xiàn)于該規(guī)那么的標(biāo)簽表集合中，假設(shè)出現(xiàn)，那么該激活例已運(yùn)用過，不再進(jìn)入沖突集，否那么加進(jìn)沖突集。 2〕處理沖突由于"折射"挑選步已在建立沖突集的過程中完成，處理沖突實踐上就是進(jìn)展后二步：新近性挑選和特殊性挑選，假設(shè)挑選后沖突集中還剩余多個規(guī)那么激活例，就隨機(jī)取一個。3〕執(zhí)行選用的規(guī)那么例

首先把該規(guī)那么激活例的時間標(biāo)簽表加進(jìn)相應(yīng)規(guī)那么內(nèi)部構(gòu)造的時間標(biāo)簽表集合；然后將方式變量的束縛值取出，作為參數(shù)調(diào)用規(guī)那么右部的操作函數(shù)加以執(zhí)行。為添加產(chǎn)生式規(guī)那么的表示功能，Xps允許在規(guī)那么的條件部分運(yùn)用特殊謂詞Assign，連詞AND和NOT，關(guān)系表達(dá)式〔以前綴方式表示〕和任何真值函數(shù)〔以$符號作為函數(shù)名前綴〕。

運(yùn)用Assign謂詞的表達(dá)式形如：

〔Assign<方式變量><匹配方式>〕

用于提高規(guī)那么表示的便易性。其用法經(jīng)過下面例子加以闡明：

〔Define-RuleFill-Big-Box

(Assign?A〔On?XTable〕)

(Color?XGreen)

(PS-Store'(In?XBig-Box))

(Write'(?Xisnowinthebigbox))

(PS-Erase?A))

這里謂詞Assign,僅指示將與匹配方式匹配的現(xiàn)實元素作為方式變量?A的束縛值。需做匹配檢查曾經(jīng)是束縛值了！連詞AND的運(yùn)用使多個匹配方式結(jié)協(xié)作為單一的匹配方式。例如某規(guī)那么條件部分形如：

(P?X?Y)(AND(Q?X?Y)(W?Y?Z))相當(dāng)于該規(guī)那么只需2個匹配方式，規(guī)那么激活例的時間標(biāo)簽表也只包含2個時間標(biāo)簽。連詞AND轄域內(nèi)的匹配方式仍分別作匹配檢查，只是僅將匹配的現(xiàn)實元素中最大的時間標(biāo)簽作為整個AND匹配方式的時間標(biāo)簽。連詞NOT的運(yùn)用引入了否認(rèn)的匹配方式。例如：

(NOT(P?X?Y))只需〔P?X?Y〕不能滿足的情況下，NOT匹配方式才滿足。顯然,相應(yīng)于滿足的NOT匹配方式，不能夠獲得時間標(biāo)簽；但為了表示因NOT匹配方式的引入添加了規(guī)那么的特殊性，可產(chǎn)生一個以數(shù)字“0〞指示的空時間標(biāo)簽。例如時間標(biāo)簽〔903〕就意指條件部分第2個匹配方式是NOT匹配方式。關(guān)系表達(dá)式和真值函數(shù)不需求在綜合數(shù)據(jù)庫中進(jìn)展匹配檢查，而是根據(jù)關(guān)系符的語義或真值函數(shù)的執(zhí)行來確定真值〔T或F〕。因此，同樣不能夠獲得時間標(biāo)簽，可相應(yīng)地引入空時間標(biāo)簽。上周回想知識表示的適用化問題程序性知識陳說性知識本體表示言語的研討XMLDTDRDFKB系統(tǒng)特點(diǎn)、組成、評價、開發(fā)實驗型產(chǎn)生式系統(tǒng)XPs的設(shè)計和實現(xiàn)4.2.3運(yùn)用實例——家族樹下面經(jīng)過一個關(guān)于家族樹運(yùn)用簡例，察看基于產(chǎn)生式表示的KB系統(tǒng)設(shè)計和問題求解流程。問題求解義務(wù)是查詢某人的祖先，可以設(shè)計5條產(chǎn)生式規(guī)那么加以表示。該KB系統(tǒng)啟動后首先初始化綜合數(shù)據(jù)庫：用PS-Store插入標(biāo)志〔Load-Signal〕作為第1個現(xiàn)實元素。1〕(Define-RuleLoad-Data

(Assign?A(Load-Signal))

(PS-Erase?A)

(PS-Store'(ParentsPenelopeJessicaJeremy))

(PS-Store'(ParentsJessicaMary-ElizabethHomer))

(PS-Store'(ParentsJeremyJennySteven))

(PS-Store'(ParentsStevenLoreeNil))

(PS-Store'(ParentsLoreeNilJason))

(PS-Store'(ParentsHomerStephanieNil))

(PS-Store'(Start-Singal)))2〕(Define-RuleStart-Example

(Assign?A(Start-Signal))

(PS-Erase?A)

(Write'(NameofPerson:))(Read?Input)

(PS-Store'(RequestAncestors?Input)))插入現(xiàn)實元素懇求輸入姓名3〕(Define-RuleFind-Ancestors

(RequestAncestors?Name)

(NOT(Equal?NameNil))

(Parents?Name?Mother?Father)

(PS-Store'(RequestAncestors?Mother)))

(PS-Store'(RequestAncestors?Father)))4〕(Define-RulePrint-Ancestor

(Assign?Request1(RequestAncestors?Name))

(NOT(=?NameNil))

(Write'(?Nameisanancestor))

(PS-EraseRequest1)5〕(Define-RuleStop-Finding-Ancestors

(RequestAncestors?Name)

(NOT(=?NameNil))

(NOT(AND(RequestAncestors?X)(NOT(=?XNil))

(NOT(=?X?Name))))

(Write'(Nomoreancestors))(Halt))

查詢父親母親打印祖先名無其他祖先！(Load-Signal)(ParentsPenelopeJessicaJeremy)(ParentsJessicaMary-ElizabethHomer)(ParentsJeremyJennySteven)(ParentsStevenLoreeNil)(ParentsLoreeNilJason)(ParentsHomerStephanieNil)(Start-Singal)(RequestAncestorsPenelope)(RequestAncestorsJessica)(RequestAncestorsJeremy)(RequestAncestorsJenny)(RequestAncestorsSteven)(RequestAncestorsLoree)(RequestAncestorsJason)(RequestAncestorsMary-Elizabeth)(RequestAncestorsHomer)(RequestAncestorsStephanie)4.2.4性能改良缺陷：從上例可看出，Xps求解過程中反復(fù)地產(chǎn)生沖突集。每個識別-行動循環(huán)都重新生成一個沖突集，但系統(tǒng)只從中選一個規(guī)那么激活例執(zhí)行，其他規(guī)那么激活例全部丟棄。適用上，相鄰二個循環(huán)之間綜合數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容往往變化很小，呵斥許多同樣的匹配檢查任務(wù)反復(fù)地進(jìn)展，浪費(fèi)時間，降低問題求解效率。改良：Xps應(yīng)設(shè)計成不是每個循環(huán)重新生成一個沖突集，而是一直堅持一個全局沖突集。一旦初始沖突集生成，在以后的識別-行動循環(huán)中只需根據(jù)綜合數(shù)據(jù)庫的增刪變化，加新的規(guī)那么激活例到?jīng)_突集，刪去條件部分變得不滿足的規(guī)那么激活例。對Xps作以下改良：〔1〕將規(guī)那么條件部分的匹配方式置于另一樹狀層次索引網(wǎng)，并記載匹配方式在規(guī)那么條件部分中的陳列次序和方式變量束縛值。用增刪的現(xiàn)實去匹配規(guī)那么?！?〕記載規(guī)那么的部分滿足形狀?！?〕處置否認(rèn)的匹配方式。Xps的主要功能與OPS5相當(dāng)，推理控制機(jī)制也一樣；主要區(qū)別在于知識表示方式和內(nèi)部存儲方式。4.2.5開發(fā)工具OPS5OPS5開發(fā)于70年代后期，屬表示言語型專家系統(tǒng)開發(fā)工具。能提供比骨架型工具更為通用的推理控制機(jī)制和知識表示言語去順應(yīng)于較寬范圍的運(yùn)用領(lǐng)域，尤其是專家系統(tǒng)開發(fā)者可以經(jīng)過OPS5的表示言語去設(shè)計特別的控制要求。Xps較好地模擬了OPS5的實現(xiàn)，主要差別在下面三個方面。1〕對象表示Xps用一組相互獨(dú)立的現(xiàn)實元素來描畫一個對象，而OPS5那么用對象子句集描畫一個對象，形如：

〔<對象>{^<屬性><值>}+〕例如Xps用一組現(xiàn)實元素來描畫某個人Penelope：

(ParentsPenelopeJessicaJeremy〕

(AgePenelope20)

(SexPenelopeFemale)

而在OPS5中那么緊湊地表示為：

(Person^NamePenelope^Age20^SexFemale^ParentsJessicaJeremy)指示屬性名2)對象的存儲方式Xps以樹狀層次索引網(wǎng)存儲現(xiàn)實元素，OPS5那么為每類對象定義一個類〔Class〕構(gòu)造，使類的每個實例〔即對象〕具有固定數(shù)量的屬性和固定的屬性名。OPS5以LITERALIZE格式定義類。例如類Person定義為：〔LITERALIZEPersonNameAgeSexParents〕類定義允許最后一個屬性取多值，這種屬性稱為向量屬性。3〕規(guī)那么條件規(guī)那么條件部分匹配方式中的方式變量常會遭到一些值束縛限制，例如要求方式變量?X非空。Xps以插入規(guī)那么條件部分的〔NOT(EQUAL?XNIL)〕來表示；OPS5中規(guī)那么前提部分的方式那么以帶變量的類實例〔對象〕來實現(xiàn)更為方便和緊湊的表示。就以前述家族樹最后一條規(guī)那么的條件部分為例，OPS5將其表示為：

〔Request^TypeAncestors^Target{<Name><>NIL}〕

-(Request^TypeAncestors^Target{<><Name><>NIL})OPS5〔和Xps〕的一個不同于骨架型工具的重要特點(diǎn)是允許專家系統(tǒng)開發(fā)者定制特別的控制要求。定制建立在二個重要概念的根底上：目的方式和控制元素。OPS5提供的這種推理控制的定制才干既是優(yōu)點(diǎn)也是缺陷。優(yōu)點(diǎn)表達(dá)在可以定制控制要求以順應(yīng)于問題特征和更有效地求解問題，也有利于知識庫維護(hù)；缺陷表達(dá)在要求專家系統(tǒng)開發(fā)者具有一定的技術(shù)程度，無閱歷的開發(fā)者會覺得到難以運(yùn)用。4.3專家系統(tǒng)實例——MYCINMYCIN是一個經(jīng)過提供咨詢效力來協(xié)助普通內(nèi)科醫(yī)生診治細(xì)菌感染性疾病的專家系統(tǒng)，其于1972年開場研制，74年根本完成，并投入實踐運(yùn)用。圍繞著MYCIN的各種研討任務(wù)不斷延續(xù)了10年，對于推進(jìn)知識工程以及專家系統(tǒng)學(xué)科的建立和開展具有重要影響。知識表示方式：MYCIN也設(shè)計為典型的產(chǎn)生式系統(tǒng)，由規(guī)那么庫、綜合數(shù)據(jù)庫和控制系統(tǒng)三個部分組成；只是基于規(guī)那么的推理采用逆向方式。從KB系統(tǒng)的組成來看，規(guī)那么庫就是MYCIN的知識庫，綜合數(shù)據(jù)庫和控制系統(tǒng)結(jié)合構(gòu)成推理機(jī)。由于當(dāng)時髦未出現(xiàn)視窗技術(shù)，用戶界面只提供基于文本(text)的問答過程和結(jié)果顯示。4.3.1知識庫的構(gòu)造MYCIN的知識庫以前提-動作型產(chǎn)生式規(guī)那么來表示。<規(guī)那么>:=RULE<規(guī)那么號>

PREMISE($AND{<條件>}+)

ACTION{<動作>}+

<條件>:=<簡單條件>|〔$OR{<簡單條件>}+〕。常用函數(shù)：(SAME<對象><屬性><值>)(CONCLUDE<對象><屬性><值>TALLY<結(jié)論CF>)可信度，[-1,+1]關(guān)聯(lián)三元組MYCIN系統(tǒng)建立的初期就以上述格式表示和搜集了200多條規(guī)那么于知識庫，其中047號規(guī)那么表示如下：RULE047

PREMISE($AND(SAMECNTXTSITEBLOOD)

(NOTDEFINITECNTXTIDENT)

(SAMECNTXTSTAINGRAMNEG)

(SAMECNTXTMORPHROD)

(SAMECNTXTBURNT))

ACTION(CONCLUDECNTXTIDENTPSEUDOMONASTALLY0.4)規(guī)那么047

假設(shè)：1〕培育物取自血液，且2〕病原體的身份未鑒別，且

3〕病原體的染色是革蘭氏陰性，且

4〕病原體的形狀為桿狀，且

5〕病人被燒傷；

那么：該病原體的身份應(yīng)鑒別為假單胞細(xì)菌，且可信度為0.4。需調(diào)查的對象〔上下文〕4.3.2推理機(jī)的設(shè)計整個推理過程經(jīng)過稱為目的規(guī)那么的092號規(guī)那么來啟動。

規(guī)那么092

假設(shè)：1〕存在一種病原體需求治療，且

2〕能夠存在其它需求治療的病原體，雖然它們尚未從目前的培育物中分別出來；

那么：1〕根據(jù)病原體對藥物的敏感情況，制定能有效抑制這些病原體的治療方案〔可以有多個〕，且

2〕從中制定最正確的綜合治療方案；

否那么：病人不用治療。1、診斷的推理控制采用逆向推理和深度優(yōu)先的搜索戰(zhàn)略。步驟：在綜合數(shù)據(jù)庫〔MYCIN稱為動態(tài)數(shù)據(jù)庫〕中建立上下文對象：病人-1〔patient-1〕，作為一棵上下文樹的根節(jié)點(diǎn)。以建立病人的治療方案(REGIMEN)為目的，激活上述規(guī)那么092。規(guī)那么鏈的構(gòu)成導(dǎo)致推理樹〔或稱目的樹〕的建立。由于導(dǎo)出一樣結(jié)論的規(guī)那么〔如090和149〕相互獨(dú)立地支持結(jié)論的成立〔有"或"關(guān)系〕，而規(guī)那么前提包含的條件又有"與"關(guān)系，所以推理樹成為與或樹。MYCIN系統(tǒng)經(jīng)過兩個相互調(diào)用的程序MONITOR和FINDOUT去推進(jìn)整個推理〔咨詢〕過程。MONITOR分析相關(guān)的規(guī)那么能否激活；FINDOUT那么搜索規(guī)那么激活所需的數(shù)據(jù)〔屬性值及其CF〕。MYCIN將規(guī)那么按上下文對象分類，使得每次對于一個目的作推理時，只需思索該目的涉及的那個上下文對象相關(guān)的規(guī)那么，從而大幅度提高了推理的效率。FINDOUT的程序流程2、不確定推理鑒于推理過程生成了與或推理樹，MYCIN的不確定推理既要處置CF沿推理鏈的傳送，又要處置CF的與或組合。3、治療選擇機(jī)制所謂治療方案，就是根據(jù)推斷出的能夠病菌〔病原體〕選用適當(dāng)?shù)闹委熕幬铩ＶR庫中已包含一組治療規(guī)那么，每條規(guī)那么為一種病菌制定一個藥物治療方案。當(dāng)然，醫(yī)生對藥物的運(yùn)用有最后決議權(quán)，假設(shè)發(fā)現(xiàn)用藥不合理，可以要求除掉這些不合理的藥物，并重新啟動治療方案的綜合制定。4.3.3系統(tǒng)效力設(shè)備1、推了解釋W(xué)HY:主要用于推理過程中系統(tǒng)懇求醫(yī)生提供觀測數(shù)據(jù)時。HOW:主要用于推理終了后，回答醫(yī)生對推理結(jié)果提出的疑問。WHYNOT:醫(yī)生訊問某條規(guī)那么為何未被運(yùn)用，系統(tǒng)的解釋通常是該規(guī)那么的前提不能滿足。為了使系統(tǒng)提供的解釋適宜于不同專業(yè)的醫(yī)生〔甚至病人〕，MYCIN的研制者于1982年提出了能根據(jù)用戶知識程度加以裁剪的解釋；并設(shè)置了二個參數(shù)：復(fù)雜性和重要性，來量化知識單元〔規(guī)那么和對象屬性〕的可解釋性。復(fù)雜性--用以指示為了解-知識單元，需求用戶本身具備的知識程度。重要性--為讓用戶了解給出的解釋，該知識單元不可短少的程度。2、知識庫維護(hù)MYCIN系統(tǒng)知識庫中包含的推理規(guī)那么，雖然方式上相互獨(dú)立，但語義上卻相互關(guān)聯(lián)，并由此構(gòu)成推理樹。正是這種語義上的關(guān)聯(lián)，使知識庫的維護(hù)面臨困難。以添加規(guī)那么到知識庫為例，通常會出現(xiàn)以下三類問題：包含問題在知識庫包含規(guī)那么r:A∧BD的情況下，添加新規(guī)那么r'：A∧B∧CD。顯然，這二條規(guī)那么不應(yīng)同時存在于知識庫〔會引起冗余〕。終究保管哪條規(guī)那么于知識庫取決于能否存在這樣的情況：A∧B∧?CD。單一規(guī)那么的不一致在知識庫包含規(guī)那么AB的情況下，添加新規(guī)那么A?B，就會產(chǎn)生這種不一致問題。顯然，讓系統(tǒng)自動發(fā)現(xiàn)該問題是容易的。多規(guī)那么的不一致在知識庫包含規(guī)那么AB，BC，CD的情況下，添加新規(guī)那么A?D就會產(chǎn)生這種不一致問題。由于涉及到一條推理鏈，要查出這種問題往往既困難又耗時。3、教學(xué)MYCIN的知識庫包含了醫(yī)學(xué)專家提供的豐富閱歷知識，可以作為醫(yī)療教學(xué)的知識來源。4.3.4開發(fā)工具EMYCINEMYCIN是從MYCIN系統(tǒng)抽取出的與運(yùn)用領(lǐng)域無關(guān)的骨架型專家系統(tǒng)開發(fā)工具。EMYCIN承繼了MYCIN的主要特點(diǎn)，如下：采用逆向鏈深度優(yōu)先的控制戰(zhàn)略；運(yùn)用產(chǎn)生式規(guī)那么表示領(lǐng)域知識；允許現(xiàn)實和規(guī)那么具有不確定性〔以可信度指示〕。