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知识工程与专家系统

1.知识是什么

所谓知识，是人们对自然现象的认识和从中总结出的规律、经验。人类的知识是极其丰富与

庞杂的，如何规范描述这些认识、规律、经验一直是人们所探讨的问题，至今没有一个统一模式，

但常用

K=F+R+C

来表述，其中

K表示知识项(KnowledgeItems);

F表示事实(Facts)，是指人类对客观世界、客观事物的状态、属性、特征的描述，以及

对事物之间的关系的描述;

R表示规则(Rules)，是指能表达在前提与结论之间的因果关系的一种形式;C表示概念

(ConcePts)，主要指事实(术语)的含义、规则的语义说明等。知识的层次关系描述如图6一

30所示，其中再生知识是指人们在对客观世界、

客观事物认识和总结的基础上，升华提高的系统的专业知识，这些知识被人们学习、传授、

再提高、再扩充，最终为人类的需要服务。

2.知识工程

人类智能的衡量反映在对问题的求解、推理能力，学习能力，联想能力上，这就是所谓的“智

能三要素”。如何用计算机系统来实现这些能力，那就是知识工程(KnowledgeBasedEngineer

-ing,KBE)所要解决的问题。此外，如何通过知识库获得新的知识、新的结论、新的规律等;

知识处理系统和知识库的工程设计与实现等间题;人与知识处理系统、知识库之间的界面如何进

行交互作用，各种知识处理系统之间的关系问题，以及对知识结构、知识库的研究，这些问题及

其实现方法和技术就构成了“知识工程”，或称“知识处理学”。

知识工程是获取特定领域知识并将它送到知识库中去的过程，它是一种设计方法学，使用启

发式的设计规则，涵盖构件、装配和系统的开发，系统存储的产品信息模型包含了几何和非几何

信息，以及描述产品如何设计、分析和制造的工程准则。比起其他基于知识的系统，知识工程更

加专注于工程设计以及后继的制造、销售等活动。对知识的处理至少包括以下几个方面：

l)知识的表示如何把这些知识用计算机所能接受的形式表示出来，这就是知识表示要研究

的问题，应能提供给用户一种或多种知识表示方法，目前已有的知识表达方法有谓词逻辑方法，

以框架为基础的知识表示方法，产生式规则，语义网络方法，脚本方法，过程式方法，直接表示

法等.同时，一个良好的知识表示方法应该具有充分表达、有效推理、便于管理和易于理解等性

能。

2)知识的获取与机器学习系统如何获取新的知识，知识如何编辑，以及系统如何学习创新

知识―机器学习问题是知识工程研究的难点，在获取新知识的过程中要对知识的完整性、新的

知识的一致性进行检查和处理。

3)对知识的系统化组织和管理人类的知识是浩瀚庞杂的，如何对这些知识进行系统化的管

理存放，并能快速地检索和查询，使之为人类服务，这一直是人们致力研究的课题。大容量知识

的存储与管理是人们必须重视的，因此，知识库和知识库管理系统的研究与开发就成为知识工程

的重要内容。

4)推理初制的研究近年来，思维科学的研究引起人们的重视，人类的思维能力中的一个重

要因素就是推理能力，推理是人类的高级思维活动。推理的形式，推理的过程、方法，推理的声

径等等都是知识工程研究的问题。

3.专家系统的含义

专家系统(ExpertSystom，ES)，或称基于知识的系统(KnowledgeBasedSystem,KBS)，

它与传统计算机应用的区别也许在于它有能力采用人类判断及直觉的反应过程来处理当今世界

卜一些富有挑战性的问题，而这些恰恰就是专家系统最为使人感兴趣和有效的待点一个专家系统

其实质就是用来解决复杂问题的一种计算机应用，而这类问题卯不通过专家系统来解决，那就要

求有广博的人类专家知识，专家系统其实就是通过应用专门知识和推理来模仿人类推理而进行工

作的。一个理想化的专家系统按其内在特点可包括如下诸方面：

l)来自感兴趣领域的广博的专门知识;

2)有哪些信誉好的足球投注网站技术的应用;

3)支持启发式分析;

4)具有从现有知识推理出新知识的能力;

5)符号处理能力.

6)解释本身推理过程的能力。

4.专家系统的结构

专家系统通常采用许多特殊的系统结构，主要是因为对于给定的应用，一种结构有可能比另

一种结构更为有效，但不管各种专家系统的结构有多大差别，它们中的大多数还是有一些共同点

的。

l)用户专家系