人工智能及专家系统 教学课件 作者 敖志刚 第9章 专家系统开发工具与环境.ppt

第2章 知识表示 第9章 专家系统开发工具与环境 9．1 专家系统语言型工具 9．1．1 程序设计语言 9．1．2 知识工程语言 9．2 专家系统设计工具 9．2．1 辅助型工具 9．2．2 支持工具 9．3 专家系统开发环境 9．3．1 开发环境的定义与功能 9．3．2 开发环境的实现途径 9．4 专家系统工具经典实例 9．4．1 骨架工具系统EMYClN 9．4．2 骨架工具系统KAS 9．4．3 通用专家系统工具介绍 第9章 专家系统开发工具与环境 专家系统(ES)工具有时也叫做ES外壳和ES环境，主要是研制样机的工具，通过抽调某个ES的知识库，就可从特殊的ES中抽出外壳来而成为ES工具。 ES工具支持的功能包括：推理过程、数据存取、自然语言对话的界面(接口)、过程的界面、解释功能。 ES开发工具可以提高ES设计和开发的效率和性能，极大地简化建造ES的工作，缩短研制周期，提供系统设计和开发的计算机辅助手段和环境，提高ES生产的产量、质量和自动化水平。从而使程序容易掌握、易于维护、擅长学习、解释和问答，使程序变得更加有用。 ES开发工具与环境是一种为高效率开发ES而设计的高级程序系统或高级程序设计语言环境。 第9章 专家系统开发工具与环境 ES开发工具和环境可分为五种主要类型:程序设计语言、知识工程语言、辅助型工具、支持工具及开发环境，如图9-1所示。 专家系统建造方法可以分成以下三种: ① 利用计算机高级语言编写建造ES； ② 利用计算机程序设计环境编写建造ES； ③ 用计算机程序设计工具建造ES。 9．1 专家系统语言型工具 9．1．1 程序设计语言 程序设计语言包括面向问题的语言和符号处理语言。面向问题的语言是为特定的问题类型而设计的，其主要代表有C、PASCAL、ADA等，它们在处理代数运算方面有很方便的特征；符号处理语言是为人工智能应用而设计的，它的主要代表有以LISP为代表的函数型语言，以Prolog为代表的逻辑型语言，以及C++、Java等为代表的面向对象语言。这些语言典型的特点是具有很强的递归功能 9．1．1 程序设计语言 LISP的成功主要是它具有灵活简便的符号处理、自动存储管理、强有力的编辑和调试手段以及对程序设计代码与数据的统一处理的性能。Prolog语言具有简洁的文法以及一阶逻辑的推理能力，它们的通用性强，且使用灵活，限制少，用户能“随心所欲”地设计自己的系统，因而被广泛地应用于符号处理的许多研究领域中。 由于面向对象程序设计语言以其类、对象、继承等机制，而与人工智能特别是知识表示与知识库产生了天然的联系。C++语言既是一种面向问题的程序设计语言，又是一种很好的符号处理语言。尤其是Visual C++的发展更引人注目，它为ES对多媒体信息的处理、可视化界面的设计、基于网络的分布式运用场合等提供了一种很好的语言环境。 9．1．2 知识工程语言 1．骨架型知识工程语言 骨架型知识工程语言也称为专家系统外壳，它是由一些已经成熟的具体专家系统演变来的。其演变方法是，抽去这些专家系统中的具体知识，保留它们的体系结构和推理机功能，再把领域专用的界面改为通用界面，这样，就可得到相应的专家系统外壳。采用骨架系统可以利用系统已有的知识表示模式、规则语言及推理机制，并且可以直接使用已建立的支持该系统的许多辅助功能，如知识的编码输入及解释、知识库结构及管理机制、推理机结构及控制机制、《人-机》接口及辅助工具、规则之间的一致性检查、修改以及跟踪调试等功能，使得新的系统的开发工作变得简单、容易些。 当用它来建造专家系统时，只须把相应领域的专家知识用外壳规定的知识表示模式装入知识库，就可以快速地产生一个新的专家系统。 1．骨架型知识工程语言 ES外壳的典型代表有EMYCIN、KAS及EXPERT等。PROSPECTOR的设计者去掉了关于地质方面的知识而把它变成了KAS。KAS是用于诊断和分类的骨架系统。用同样的方法把诊断治疗细菌感染的ESMYCIN变成了骨架系统EMYCIN(Empty MYCIN)。把治疗和诊断青光眼CASENT系统变成了骨架系统EXPERT。 用程序设计语言直接开发ES和用外壳型知识工程语言开发ES相比，后者具有省时、速度快、开发效率高、继承性强等优点。骨架系统的缺点是：灵活性和通用性较差，外壳的推理机制和知识表示方式是固定不变的，只能用在较窄的范围内，只适合于与原系统同类的ES的开发，在技术上受骨架系统原有水平的限制。 2. 通用型知识工程语言 通用型知识工程语言也即通用型ES开发工具，是专门用于构造和调