2.理想專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 圖7.2表示理想專家系統(tǒng)結(jié)的結(jié)構(gòu)圖。由于每個(gè)專家系統(tǒng)所需要完成的任務(wù)和特點(diǎn)不同，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也不盡相同，一般只具有圖中部分模塊。
接口是人與系統(tǒng)進(jìn)行信息交流的媒介，它為用戶提供了直觀方便的交互作用手段。接口的功能是識(shí)別與解釋用戶向系統(tǒng)提供的命令、問(wèn)題和數(shù)據(jù)等信息，并把這些信息轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)部表示形式。另一方面，接口也將系統(tǒng)向用戶提出的問(wèn)題、得出的結(jié)果和作出的解釋以用戶易于理解的形式提供給用戶。
黑板是用來(lái)記錄系統(tǒng)推理過(guò)程中用到的控制信息、中間假設(shè)和中間結(jié)果的數(shù)據(jù)庫(kù)。它包括計(jì)劃、議程和中間解3部分。計(jì)劃記錄了當(dāng)前問(wèn)題總的處理計(jì)劃、目標(biāo)、問(wèn)題的當(dāng)前狀態(tài)和問(wèn)題背
| 圖 7.2 理想專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 |
景。議程記錄了一些待執(zhí)行的動(dòng)作，這些動(dòng)作大多是由黑板中已有結(jié)果與知識(shí)庫(kù)中的規(guī)則作用而得到的。中間解區(qū)域中存放當(dāng)前系統(tǒng)已產(chǎn)生的結(jié)果和候選假設(shè)。
知識(shí)庫(kù)包括兩部分內(nèi)容。一部分是已知的同當(dāng)前問(wèn)題有關(guān)的數(shù)據(jù)信息；另一部分是進(jìn)行推理時(shí)要用到的一般知識(shí)和領(lǐng)域知識(shí)。這些知識(shí)大多以規(guī)則、網(wǎng)絡(luò)和過(guò)程等形式表示。
調(diào)度器按照系統(tǒng)建造者所給的控制知識(shí)(通常使用優(yōu)先權(quán)辦法)，從議程中選擇一個(gè)項(xiàng)作為系統(tǒng)下一步要執(zhí)行的動(dòng)作。執(zhí)行器應(yīng)用知識(shí)庫(kù)中的及黑板中記錄的信息，執(zhí)行調(diào)度器所選定的動(dòng)作。協(xié)調(diào)器的主要作用就是當(dāng)?shù)玫叫聰?shù)據(jù)或新假設(shè)時(shí)，對(duì)已得到的結(jié)果進(jìn)行修正，以保持結(jié)果前后的一致性。
解釋器的功能是向用戶解釋系統(tǒng)的行為，包括解釋結(jié)論的正確性及系統(tǒng)輸出其它候選解的原因。為完成這一功能，通常需要利用黑板中記錄的中間結(jié)果、中間假設(shè)和知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)。
前已定義，專家系統(tǒng)是一種智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。那么，專家系統(tǒng)程序與常規(guī)的應(yīng)用程序之間有何不同呢?
一般應(yīng)用程序與專家系統(tǒng)的區(qū)別在于：前者把問(wèn)題求解的知識(shí)隱含地編入程序，而后者則把其應(yīng)用領(lǐng)域的問(wèn)題求解知識(shí)單獨(dú)組成一個(gè)實(shí)體，即為知識(shí)庫(kù)。知識(shí)庫(kù)的處理是通過(guò)與知識(shí)庫(kù)分開(kāi)的控制策略進(jìn)行的。更明確地說(shuō)，一般應(yīng)用程序把知識(shí)組織為兩級(jí)：數(shù)據(jù)級(jí)和程序級(jí)；大多數(shù)專家系統(tǒng)則將知識(shí)組織成三級(jí)；數(shù)據(jù)、知識(shí)庫(kù)和控制。
在數(shù)據(jù)級(jí)上，是已經(jīng)解決了的特定問(wèn)題的說(shuō)明性知識(shí)以及需要求解問(wèn)題的有關(guān)事件的當(dāng)前狀態(tài)。在知識(shí)庫(kù)級(jí)是專家系統(tǒng)的專門知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)。是否擁有大量知識(shí)是專家系統(tǒng)成功與否的關(guān)鍵，因而知識(shí)表示就成為設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的關(guān)鍵。在控制程序級(jí)，根據(jù)既定的控制策略和所求解問(wèn)題的性質(zhì)來(lái)決定應(yīng)用知識(shí)庫(kù)中的哪些知識(shí)。這里的控制策略是指推理方式。按照是否需要概率信息來(lái)決定采用非精確推理或精確推理。推理方式還取決于所需搜索的程度。
下面把專家系統(tǒng)的主要組成部分歸納于下。
(1) 知識(shí)庫(kù)(knowledge base)
知識(shí)庫(kù)用于存儲(chǔ)某領(lǐng)域?qū)＜蚁到y(tǒng)的專門知識(shí)，包括事實(shí)、可行操作與規(guī)則等。為了建立知識(shí)庫(kù)，要解決知識(shí)獲取和知識(shí)表示問(wèn)題。知識(shí)獲取涉及知識(shí)工程師(konwledge engineer)如何從專家那里獲得專門知識(shí)的問(wèn)題；知識(shí)表示則要解決如何用計(jì)算機(jī)能夠理解的形式表達(dá)和存儲(chǔ)知識(shí)的問(wèn)題。
(2) 綜合數(shù)據(jù)庫(kù)(global database)
綜合數(shù)據(jù)庫(kù)又稱全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)或總數(shù)據(jù)庫(kù)，它用于存儲(chǔ)領(lǐng)域或問(wèn)題的初始數(shù)據(jù)和推理過(guò)程中得到的中間數(shù)據(jù)(信息)，即被處理對(duì)象的一些當(dāng)前事實(shí)。
(3) 推理機(jī)(reasoning machine)
推理機(jī)用于記憶所采用的規(guī)則和控制策略的程序，使整個(gè)專家系統(tǒng)能夠以邏輯方式協(xié)調(diào)地工作。推理機(jī)能夠根據(jù)知識(shí)進(jìn)行推理和導(dǎo)出結(jié)論，而不是簡(jiǎn)單地搜索現(xiàn)成的答案。
(4) 解釋器(explanator)
解釋器能夠向用戶解釋專家系統(tǒng)的行為，包括解釋推理結(jié)論的正確性以及系統(tǒng)輸出其它候選解的原因。
(5) 接口(interface)
接口又稱界面，它能夠使系統(tǒng)與用戶進(jìn)行對(duì)話，使用戶能夠輸入必要的數(shù)據(jù)、提出問(wèn)題和了解推理過(guò)程及推理結(jié)果等。系統(tǒng)則通過(guò)接口，要求用戶回答提問(wèn)，并回答用戶提出的問(wèn)題，進(jìn)行必要的解釋。
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