專家系統(tǒng)概述

專家系統(tǒng)概述本節(jié)主要學(xué)習(xí)專家系統(tǒng)發(fā)展的簡單歷史回顧和專家系統(tǒng)的基本特征，以便對它有一個概念性的了解。1專家系統(tǒng)發(fā)展的歷史簡述世界上第一個專家系統(tǒng)DENDRAL是由E.A.費根鮑姆(E.A.Feigenbaum)等人于1968年研制成功的，該系統(tǒng)能夠解釋化合物分子結(jié)構(gòu)。人們在總結(jié)以往人工智能通用問題求解系統(tǒng)的成功與失敗的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，運用化學(xué)領(lǐng)域的專門知識，通過質(zhì)譜圖和其他化學(xué)試驗數(shù)據(jù)的分析來推算未知化合物可能存在的結(jié)構(gòu)，并用lnterLisp語言來實現(xiàn)它，所以它是一個有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)分析的專家系統(tǒng)。至今，世界各國已在化學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、生物、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、氣象、地質(zhì)勘探、軍事、工程、法律、商業(yè)、空間技術(shù)和計算機(jī)科學(xué)等眾多領(lǐng)域開發(fā)了成千上萬個專家系統(tǒng)，其中不少成果能達(dá)到相當(dāng)高的水平，在實際應(yīng)用中產(chǎn)生了巨大的效益。早期的專家系統(tǒng)是采用通用編程語言（如FORTRAN、Paseal、C等）和人工智能語言（如LlSP、Prolog等），由人工智能專家與相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜液献?，直接編程并實現(xiàn)的，所以它們的研制周期長、難度大，但是靈活實用。當(dāng)今，大部分專家系統(tǒng)的開發(fā)都使用專門的開發(fā)工具，從而為專家系統(tǒng)在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用開辟了前景。專家系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了幾個階段。第一階段開發(fā)的專家系統(tǒng)的特點是高度專業(yè)化，求解專門問題的能力強(qiáng)。但在體系結(jié)構(gòu)、功能的完整性、可移植性方面還存在不少缺陷，其代表作品是分析有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的專家系統(tǒng)DENDRAL和具有廣泛的代數(shù)處理能力的專家系統(tǒng)MACSYMA等；第二階段的典型作品有MYCIN（診斷和治療感染性疾病的專家系統(tǒng)）、CASNET（診斷和治療青光眼的專家系統(tǒng)）、PROSPECTOR（處理硬巖石礦物勘探問題的專家系統(tǒng)）和HEARSAY（具有語言理解能力的專家系統(tǒng)）等。它們屬于單學(xué)科專業(yè)型、應(yīng)用型系統(tǒng)，其體系結(jié)構(gòu)較完整，可移植性方面也有所改善，在人機(jī)接口、解釋機(jī)制、知識獲取技術(shù)、應(yīng)用不精確推理技術(shù)、推理方法的啟發(fā)性、通用性等方面都有較多改進(jìn)：第三階段開發(fā)的專家系統(tǒng)，如大型專家系統(tǒng)HP80等，屬多學(xué)科綜合型應(yīng)用系統(tǒng)。它們采用多種人工智能語言，綜合應(yīng)用各種知識表示方法和多種推理機(jī)制及控制策略，運用框架系統(tǒng)和專家系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境及工具來研制大型綜合專家系統(tǒng)。與此同時，各種小量實用的專家系統(tǒng)也像雨后春筍般被開發(fā)和應(yīng)用。2專家系統(tǒng)的基本特征專家系統(tǒng)與傳統(tǒng)的計算機(jī)程序有著不同的體系結(jié)構(gòu)。通常由知識庫(knowledgebase)、推理機(jī)(inferenceengine)、綜合數(shù)據(jù)庫、知識獲取機(jī)制、解釋機(jī)制、和人機(jī)接口等幾個基本的、相對獨立的部分組成。專家系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)隨其規(guī)模大小、所屬類型和功能要求的不同而有所差異。專家系統(tǒng)的基本特征是：

（1）具有特定領(lǐng)域內(nèi)專家水平的專門知識；

（2）具有對知識及數(shù)據(jù)的符號處理能力；

（3）具有運用專業(yè)知識和經(jīng)驗進(jìn)行啟發(fā)式推理的能力；（4）具有解釋功能，并能交互式地回答“有什么？”“為什么？”“如何？”等問題；

（5）具有獲取知識的能力，并能確保知識庫中的知識不斷充實和豐富；

（6）在結(jié)構(gòu)上，知識（存儲在加識庫中）與知識處理機(jī)構(gòu)彼此分開、互相獨立；

（7）具有運用不確定（或不精確）知識進(jìn)行推理的能力。3問題與練習(xí)