第六章专家系统 是人工智能的一个重要分支，广泛应用于 医疗诊断、图像处理、石油化工、地质勘探、 金融决策、实时控制、分子遗传工程等领域。 §6.1基本概念 1专家系统 ·它是一个智能程序系统； ·它具有相关领域内大量的专家知识； ·它能应用人工智能技术模拟人类专家求解问 题的思维过程进行推理，解决相关领域内的 困难问题，并且达到领域专家的水平
第六章 专家系统 是人工智能的一个重要分支，广泛应用于 医疗诊断、图像处理、石油化工、地质勘探、 金融决策、实时控制、分子遗传工程等领域。 §6.1 基本概念 1 专家系统 • 它是一个智能程序系统； • 它具有相关领域内大量的专家知识； • 它能应用人工智能技术模拟人类专家求解问 题的思维过程进行推理，解决相关领域内的 困难问题，并且达到领域专家的水平
2专家系统的基本特征： (1)具有专家水平的专门知识 专家系统中的知识分为：数据级、知识 库级、控制级 数据级知识：具体问题所提供的初始事实以 及问题求解过程中所产生的中间结论、最终 结论等。例如：病人的症状，化验结果，专 家推出的病因、治疗方案等。 ·知识库级知识：专家的知识是基础，决定一 个系统的数量和质量。例如：医学常识，医 生诊治疾病的经验等
2 专家系统的基本特征： (1)具有专家水平的专门知识 专家系统中的知识分为：数据级、知识 库级、控制级 • 数据级知识：具体问题所提供的初始事实以 及问题求解过程中所产生的中间结论、最终 结论等。例如：病人的症状，化验结果，专 家推出的病因、治疗方案等。 • 知识库级知识：专家的知识是基础，决定一 个系统的数量和质量。例如：医学常识，医 生诊治疾病的经验等
·控制级知识：关于如何运用前两种知识的知识。 例如：搜索策略 专家系统的知识都具有专门性，它可能很 精，但只局限于所面向的领域，针对性强。 (2)能进行有效的推理 ·根据用户提供的已知事实，通过运用掌握的知 识，进行有效的推理，以实现对问题的求解。 精确推理 不确定性推理 不完全推理 试探性推理
• 控制级知识：关于如何运用前两种知识的知识。 例如：搜索策略 专家系统的知识都具有专门性，它可能很 精，但只局限于所面向的领域，针对性强。 (2)能进行有效的推理 • 根据用户提供的已知事实，通过运用掌握的知 识，进行有效的推理，以实现对问题的求解。 精确推理 不确定性推理 不完全推理 试探性推理
(3)具有莱取知识的能力 -建立知识编辑器，把领域知识《传授”给专 家系统，建立知识库 一系统自身具有学习能力，能从系统运行中总 结出新知识，使知识库越来越丰富，完善 (4)具有灵活性 知识库—推理机分离 (⑤)具有透明性 一透明性：是指系统自身及其行为能被用户所 理解 一解释机构：向用户解释它的行为动机及得出 某些答案的推理过程
(3)具有获取知识的能力 –建立知识编辑器，把领域知识“传授”给专 家系统，建立知识库 –系统自身具有学习能力，能从系统运行中总 结出新知识，使知识库越来越丰富，完善 (4)具有灵活性 知识库—推理机分离 (5)具有透明性 –透明性：是指系统自身及其行为能被用户所 理解 –解释机构：向用户解释它的行为动机及得出 某些答案的推理过程
(6)具有交互性 一专家系统一般都是交互系统 获取知识（对话中） 一回答用户的询问（对话中） (7）具有实用性 专家系统是根据领域问题的实际需求开发的。 (⑧)具有一定的复杂性及难度 一专家系统拥有知识，能运用知识进行推理， 以模拟人类求解问题的思维过程。 一知识一丰富 一思维一多种多样
(6)具有交互性 –专家系统一般都是交互系统 –获取知识（对话中） –回答用户的询问（对话中） (7)具有实用性 专家系统是根据领域问题的实际需求开发的。 (8)具有一定的复杂性及难度 –专家系统拥有知识，能运用知识进行推理， 以模拟人类求解问题的思维过程。 –知识—丰富 –思维—多种多样
2专家系统的分类 按专家系统的特性及处理问题的类型分类。海叶 斯一罗斯等人将专家系统分为如下10类 (1)解释型：从所得到的有关数据，经过分析、推理， 从而给出相应解释一类专家系统 ·特点：必须能处理不完全，甚至受到干扰的信息，并 能从多处得到的数据给出一致且正确的解释 (②)诊断型：根据输入信息推出相应对象存在的故障， 找出产生故障的原因，给出排除故障的方案的一类专 家系统 ·特点：要求掌握处理对象内部各部件的功能及相互关 系，特别要注意多种故障并存，间歇性故障
2 专家系统的分类 按专家系统的特性及处理问题的类型分类。海叶 斯-罗斯等人将专家系统分为如下10类 (1)解释型：从所得到的有关数据，经过分析、推理， 从而给出相应解释一类专家系统 • 特点：必须能处理不完全，甚至受到干扰的信息，并 能从多处得到的数据给出一致且正确的解释 (2)诊断型：根据输入信息推出相应对象存在的故障， 找出产生故障的原因，给出排除故障的方案的一类专 家系统 • 特点：要求掌握处理对象内部各部件的功能及相互关 系，特别要注意多种故障并存，间歇性故障
(3)预测型：根据相关对象的过去及当前状况来 推测未来情况一类专家系统。 ·特点：这类系统通常需要有相应模型的支持， 时间推理是这类系统中常用的技术 (4)设计型：按给定要求进行相应设计的一类专 家系统，工程设计、电路设计、建筑及装修设 计等 ·特点：在给定限制条件下能给出最佳或较佳设 计方案
(3)预测型：根据相关对象的过去及当前状况来 推测未来情况一类专家系统。 • 特点：这类系统通常需要有相应模型的支持， 时间推理是这类系统中常用的技术 (4)设计型：按给定要求进行相应设计的一类专 家系统，工程设计、电路设计、建筑及装修设 计等 • 特点:在给定限制条件下能给出最佳或较佳设 计方案
(⑤)规划型：按给定目标拟定总体规划、行动计 划、运筹优化等的一类专家系统 ·特点：在给定的约束条件下能以较小的代价达 到给定的目标 (6)控制型：对各种大型设备及系统实现控制的 一类专家系统。一般有数字和非数字两种模式 ·特点：能直接接收来自被控对象的信息，并能 迅速地进行处理，及时做出判断和采取相应的 控制能力
(5)规划型：按给定目标拟定总体规划、行动计 划、运筹优化等的一类专家系统 • 特点：在给定的约束条件下能以较小的代价达 到给定的目标 (6)控制型：对各种大型设备及系统实现控制的 一类专家系统。一般有数字和非数字两种模式 • 特点：能直接接收来自被控对象的信息，并能 迅速地进行处理，及时做出判断和采取相应的 控制能力
(7)监测型：用于完成实时监测任务的一类专 家系统 ·特点：随时收集任何有意义的信息。并能迅 速地对得到的信息进行鉴别、分析、处理、 一旦发现异常，能尽快做出反应 (8)维修型：用于制定排除某类故障的规划并 实施排除的一类专家系统 ·特点：要求能根据故障的特点制定纠错方案、 并能实施这个方案排除故障，当制定的方案 失效，部分失效，能及时采取补救措施
(7)监测型：用于完成实时监测任务的一类专 家系统 • 特点：随时收集任何有意义的信息，并能迅 速地对得到的信息进行鉴别、分析、处理、 一旦发现异常，能尽快做出反应 (8)维修型：用于制定排除某类故障的规划并 实施排除的一类专家系统 • 特点：要求能根据故障的特点制定纠错方案、 并能实施这个方案排除故障，当制定的方案 失效，部分失效，能及时采取补救措施
(9)教育型：用于辅助教学一类的专家系 ·特点：要求有以深层知识为基础的解释功能， 需建立各种相应的模型 (10)调试型：对系统实施调试一类的专家系统 ·特点：能根据相应的标准检测被调试对象存在 的错误，能从多种纠错方案中造出适用于当前 情况的最佳方案，排除错误
(9)教育型：用于辅助教学一类的专家系 • 特点：要求有以深层知识为基础的解释功能， 需建立各种相应的模型 (10)调试型：对系统实施调试一类的专家系统 • 特点：能根据相应的标准检测被调试对象存在 的错误，能从多种纠错方案中造出适用于当前 情况的最佳方案，排除错误