鼠鼠百科——专家系统

   一、鼠鼠带你认识专家系统 专家系统（Expert System,ES）是早起人工智能的一个分支，相当于将某个领域专家的脑子植入计算机中，让计算机具有专家的知识和经验，从而让计算机解决通常由领域专家才能够解决的复杂问题。
二、鼠鼠讲解：专家系统=知识库+推理机专家系统是基于知识的系统，成为一个专家系统，需要层层修炼：第一层——具备领域专家的知识，也就是说首先要大量的学习第二层——模拟专家思维，只有从思维上模拟专家，才能以不变应万变第三层——达到专家级的水平，具备了上面两点，还不能说是新的专家，只有在面对真正问题作出准确率较高的推理，才能达到专家级的水平。
另外，这里还提出了两个新名词：知识库和推理机，下面鼠鼠就来讲解一下这两个名词的含义：知识库（Knowledge Base），是一个知识集群，是针对某一领域问题求解的需要，采用某种知识表现方法在计算机存储、组织、管理和使用的相互联系的知识片集合，通俗来说，就是把用文字表示出来的领域知识转化成计算机语言表示的内容并存下来。知识库包括理论知识、事实数据、由专家经验得出的启发式知识。知识库是有层次的，最底层是“事实知识”，中间层是控制事实的知识（通常用规则、过程来表示），最高层是“策略”，它以中间层知识为控制对象。在知识库中，知识片之间通常都存在相互依赖的关系，规则是最典型的知识片。推理机（Inference Engine），又称推理引擎，是用程序根据已有知识，分析实际情况并给出结论。推理机是专家系统的一个核心模块。在推理机中，将知识表达为规则，要分析的情况定义为事实，二者在内存中的存储分别为Production Memory和Working Memory。与人类思维相似，推理机中也存在三种推理方式：正向推理（Forward-Chaining）和反向推理（Backward-Chaining），正向推理也叫演绎法，由事实驱动，从初始事实出发，不断应用规则得出结论。反向推理也叫归纳法，由目标驱动，首先提出某个假设，然后寻找证明该假设的依据。最后一种就是将两者结合起来的双向推理。
三、鼠鼠带你组装专家系统 ES通常由人机交互界面、知识库、推理机、解释器、综合数据库、知识获取等六个部分组成， 1、人机界面：它是系统与用户进行交流的界面，通过该界面，用户输入基本知识，回答系统提出的相关问题，并输出推理结果和相关的解释。 2、知识库：知识库用来存放专家们的知识，相当于ES的大脑，因此，知识库中的知识的质量和数量决定着专家系统的质量水平。 3、推理机：推理机针对当前问题的条件或已有的信息，反复匹配知识库中的规则，获得新的结论，已得到问题的求解结果。 4、解释器：解释器能够根据用户的提问，对结论、求解过程做出说明。 5、综合数据库：综合数据库用来存放推理过程中所需要的原始数据、中间结果和最终结论，往往是作为暂时的存储区。 6、知识获取：知识获取是检验ES是否优越的关键，通过知识获取，可以扩充和修改知识库中的内容，也可以实现自动学习的功能。
四、专家系统都有什么根据领域的不同，专家系统也五花八门，下面，鼠鼠就给大家介绍一下：

　　1、 诊断型专家系统：根据对症状的观察分析，推导出产生症状的原因以及排除故障方法的一类系统，如医疗、机械、经济等。

　　2、 解释型专家系统：根据表层信息解释深层结构或内部情况的一类系统，如地质结构分析、物质化学结构分析等。

　　3、 预测型专家系统：根据现状预测未来情况的一类系统，如气象预 、人口预测、水文预 、经济形势预测等。

　　4、 设计型专家系统：根据给定的产品要求设计产品的一类系统，如建筑设计、机械产品设计等。

　　5、 决策型专家系统：对可行方案进行综合评判并优选的一类专家系统。

　　6、规划型专家系统：用于制定行动规划的一类专家系统，如自动程序设计、军事计划的制定等。

　　7、 教学型专家系统：能够辅助教学的一类专家系统。

　　8、 数学专家系统：用于自动求解某些数学问题的一类专家系统。

　　9、 监视型专家系统：对某类行为进行监测并在必要时候进行干预的一类专家系统，如机场监视、森林监视等。 

五、鼠鼠教你开发专家系统 专家系统的开发也是有一定的工具滴，主要分为三种类型：1、骨架型它是在一些获得成功应用的专家系统的基础上，抽去具体的知识内容，保留知识表达的外壳和推理机构，增强知识获取子系统的功能而形成的一种专用工具。当领域专家在知识工程师的协助下，装入不同于原先的具体知识后，就构成一个新的专家系统。例如MYCIN系统是诊断血液感染病的专家系统，当抽去血液感染病的知识、增强知识获取中的人机对话功能后,就形成了开发工具,称为EMYCIN,利用它装入肺功能的有关知识,就构成了用于诊断肺功能的专家系统，称PUFF。这类专用工具的特点是使用方便，生成的专家系统运行效率高。但这类工具的适用范围较窄。2、通用型这类工具提供一种较为通用的知识表达语言，并为这类语言配置相应的推理机构。例如OPS-5是面向产生式系统的语言,它内部配备了正向推理机构,使用者只要输入产生式形式的知识和事实,系统就靠内部的推理机制获得问题的解。又如PROLOG语言是面向一阶谓词逻辑的语言，内部配备了逆向推理机构，使用者也只要输入一阶谓词形式的知识和事实，系统就能自动求出若干个解。这类工具的特点是适用范围较广，但生成的专家系统运行效率较低，且这类工具不易掌握，需要有一定的软件专业知识。著名的专家系统RI就是利用OPS-5写成的。3、工具箱型是介于通用和专用之间的一种开发工具。它提供几种专家系统的框架组件（如推理框架,黑板框架等）,每个框架又由若干模块组成。根据设计者的需求说明，系统将自动生成具有一定领域针对性的专家系统。属于这类开发工具的有AGE，ZDEST-1。