1、人工智能導論課程實驗指導書廉師友編計算機工程實驗室2007 年 3 月目錄1.小型專家系統設計與實現.2專家系統涉及人工智能導論課程的大局部內容，而且實踐性和應用性都很 強。因此，本課程將專家系統設計與實現作為一個上機實驗工程。 該實驗是一個 設計性實驗， 它對加深課程內容的理解和掌握， 培養學生運用所學知識開發智能 系統的能力有重要意義。一、實驗名稱小型專家系統設計與實現二、實驗目的1. 加深理解專家系統的結構原理與實際應用。2. 初步掌握知識獲取的根本方法。3. 掌握產生式規那么知識表示方法及其編程實現方法。4. 初步掌握知識庫的組建方法。5. 加深理解推理機的算法原理并初步掌握其編程實現

2、方法。三、實驗內容運用所學知識，設計并編程實現一個小型專家系統如分類、診斷、預測等 類型。四、根本要求1. 具體應用領域自選，具體系統名稱自定；但所做系統絕對不能雷同。2. 用產生式規那么作為知識表示，用產生系統實現該專家系統。3. 可用PROLOG言編程并參考下面例如程序；但也可用其他語言另行編 程。4. 所實現的專家系統必須上機運行演示； 程序運行時，應有人機對話過程。5. 系統完成后，要提交實驗報告。五、實驗步驟具體工作及步驟為：1. 選題。2. 系統分析。3. 知識獲取與知識表示選擇 / 設計。4. 知識庫組建。5. 推理機選擇 / 編制。6. 系統調試與測試：可先運行一兩個簡單的 P

3、ROLOGS序，以熟悉語言環 境；接著運行例如程序；然后編輯、調試、測試自己的系統程序。7. 撰寫實驗報告。六、系統例如考慮到本實驗有一定難度，下面給出一個“小型動物分類專家系統例如， 以供參考。1. 動物分類規那么集1假設某動物有奶，那么它是哺乳動物。2假設某動物有毛發，那么它是哺乳動物。3假設某動物有羽毛，那么它是鳥。4假設某動物會飛且生蛋，那么它是鳥。5 假設某動物是哺乳動物且有爪且有犬齒且目盯前方，那么它是食肉動物。6假設某動物是哺乳動物且吃肉，那么它是食肉動物。7假設某動物是哺乳動物且有蹄，那么它是有蹄動物。8假設某動物是有蹄動物且反芻食物，那么它是偶蹄動物。9假設某動物是食肉動物且

4、黃褐色且有黑色條紋，那么它是老虎。10假設某動物是食肉動物且黃褐色且有黑色斑點，那么它是金錢豹。11 假設某動物是有蹄動物且長腿且長脖子且黃褐色且有暗斑點，那么它是 長頸鹿。12假設某動物是有蹄動物且白色且有黑色條紋，那么它是斑馬。13假設某動物是鳥且不會飛且長腿且長脖子且黑白色，那么它是駝鳥。14假設某動物是鳥且不會飛且會游泳且黑白色，那么它是企鵝。15假設某動物是鳥且善飛且不怕風浪，那么它是海燕。下面是該規那么集所形成的局部推理網絡：有黑色條紋黃褐色食肉動物有蹄動物有黑色斑點哺乳動物有蹄有犬齒有爪有奶有毛發目盯前方吃肉長腿有暗斑點長脖子老虎金錢豹長頸鹿2. 源程序/s An Anima.l

5、 Classifying Expo?'!. System 沁 databasexpositive(symbol, symbol)xnegative(symbol, symbol)predicatesrundri iiiih.I_i 臺(.syinbul)11_i symbol)positive(symbol, symbol)n egative(symbol, symbol)clear_factsremember(symbol, symbol, symbol)ask(symbol, symbol)goalrun.clausesrun:-an imal_is(X),!,write(&quo

6、t;nY our ani mal may be a(n) ", X),nl, nl, clear_facts.run:-write("nUn able to determ ine what"),write("your an imal is. nn )，cL s,positive(X, Y):-xpositive(X, Y),!.positive(X, Y):-not(x negative(X, Y), ask(X, Y).negative(X, Y):-xnegative(X, Y), !.n egative(X, Y):- no t(xpositive

7、(X, Y), ask(X, Y).ask(X, Y):-write(X, " it ", Y, "n"),readl n( Reply),remember(X, Y, Reply).remember(X, Y, y):-asserta(xpositive(X, Y).remember(X, Y, n ):-asserta(x negative(X, Y), fail. clear_facts:-retract(xpositive(_, _), fail. clear_facts:-retract(x negative(_,)，fail.clear_fa

8、cts:-write("nn Please press the space bar to Exit"), readchar(_)./*Knowl edge Bp.sc水/ani mal_is(cheetah):-it_is(car ni vore),positive(has, taw ny_color), positive(has, black_spots).ani mal_is(tiger):- it_is(car ni vore), positive(has, taw ny_color), positive(has, black_stripes).ani mal_is(

9、girafe):- it_is( un gulate), positive(has, l ong_n eck), positive(has, l on g_legs), positive(has, dark_spots).ani mal_is(zebra):- it_is( un gulate), positive(has, black_stripes).an imal_is(ostrich):- it_is(bird), n egative(does, fly), positive(has, l ong_n eck), positive(has, l on g_legs), positive

10、(has, black_a nd_white_color). ani mal_is(pe nguin):- it_is(bird), n egative(does, fly), positive(does, swim), positive(has, black_a nd_white_color).ani mal_is(albatross):- it_is(bird), positive(does, fly_well).it_is(mammal):- positive(has, hair).it_is(mammal):- positive(does, give_milk).it_is(bird)

11、:- positive(has, feathers).it_is(bird):- positive(does, fly), positive(does, lay_eggs).it_is(carnivore):- positive(does, eat_meat).it_is(carnivore):- it_is(mammal), positive(has, poin ted_teeth), positive(has, claws), positive(has, forward_eyes).it_is( un gulate):- it_is(mammal),positive(has, hooves

12、).it_is(ungulate):-it_is(mammal),positive(does, chew_cud).需要說明的是， 嚴格來講， 該專家系統程序中并無顯式的推理機， 而是利用 了 PROLO語言本身的推理機制實現推理的。這就是說，用PROLOGS寫專家系統 程序，可以省去推理機局部。如果用其他語言編程，推理機那么是必不可少的。當 然，用PROLO編寫專家系統程序，也可以不用它自身的推理機作為所實現的專 家系統的推理機， 而用戶自己重新編寫一個顯式的推理機， 這可根據問題和需要 而定。如果要重新編寫推理機，一般說來，規那么就要用PROLO的事實來實現。知識庫就要用PROLO的動態數據庫來實現。當然，以上實習也可用C或C+編程，但工作量要大得多。七、實驗報告實驗報告用學校統一的實驗報告紙書寫， 表頭嚴格按其要求填寫， 其中“實 驗名稱后填：小型專家系統設計與實現。 下面是實驗報告的根本內容和書寫格 式。一、實驗目的 加深對專家系統的理解，初步掌握專家系統的設計與實現方法。二、實驗內容 運用所學知識，設計并編程實現一個小型專家系統