1、專家系統(tǒng)(zhun ji x tn)實(shí)驗(yàn)(shyn)課程(kchng)編號(hào) 英文名稱 Expert System適應(yīng)對(duì)象 智能科學(xué)與技術(shù) 指導(dǎo)教師：肖曉明一、學(xué)時(shí)與學(xué)分 總學(xué)時(shí)：32；實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：6。教 學(xué) 內(nèi) 容教學(xué)時(shí)數(shù)地點(diǎn)實(shí)驗(yàn)一 專家系統(tǒng)與CLIPS2民主樓126實(shí)驗(yàn)二 麥粒腫診斷專家系統(tǒng)開發(fā)2民主樓126實(shí)驗(yàn)三 CLIPS代碼分析2升華后樓205二、實(shí)驗(yàn)課的任務(wù)、性質(zhì)與目的 本實(shí)驗(yàn)課程是控制專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)課程，通過CLIPS軟件環(huán)境提供的大量開發(fā)性、驗(yàn)證性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生更好地熟悉和掌握專家系統(tǒng)的基本原理和方法;通過實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力;使學(xué)生對(duì)專家系統(tǒng)的

2、相關(guān)理論有更深刻的認(rèn)識(shí)。三、實(shí)驗(yàn)方式與基本要求 本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘箤W(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)專家系統(tǒng)的基本原理和方法的認(rèn)識(shí),通過實(shí)踐了解專家系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)手段。 實(shí)驗(yàn)方式: 1. 由指導(dǎo)教師講解實(shí)驗(yàn)的基本要求,提示算法的基本思想; 2. 實(shí)驗(yàn)一人一組,獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的演示、驗(yàn)證和開發(fā)設(shè)計(jì); 3. 學(xué)生在完成預(yù)習(xí)報(bào)告后才能進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。四、考核方式(fngsh)與評(píng)分辦法 1. 學(xué)生每次做完實(shí)驗(yàn)要進(jìn)行(jnxng)登記; 2. 實(shí)驗(yàn)(shyn)結(jié)束后學(xué)生應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等; 3. 指導(dǎo)教師對(duì)每份實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行批改、評(píng)分并將成績登錄在冊(cè)。不符合實(shí)驗(yàn)要求的重做; 4. 該課程所有實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,

3、指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)及報(bào)告給出考核成績,作為平時(shí)成績的重要組成部分(占平時(shí)成績的60%)。實(shí)驗(yàn)(shyn)1 專家系統(tǒng)(zhun ji x tn)與CLIPS實(shí)驗(yàn)(shyn)內(nèi)容提要：專家系統(tǒng)不僅是具有特定的結(jié)構(gòu)，同時(shí)，它還有多種知識(shí)表示形式，及其相應(yīng)的知識(shí)推理方法。因此，直接采用程序設(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn)專家系統(tǒng)是比較困難的，而采用適當(dāng)?shù)膶＜蚁到y(tǒng)開發(fā)工具則可以大大降低系統(tǒng)開發(fā)的難度。因此，本章結(jié)合麥粒腫系統(tǒng)專斷專家系統(tǒng)開發(fā)的需要，首先安排了對(duì)專家系統(tǒng)及其開發(fā)工具CLIPS基本理論知識(shí)，以及CLIPS基本理論知識(shí)，以及CLIPS基本使用方法的概要介紹，目的是為第6章“麥粒腫診斷專家系統(tǒng)開發(fā)”做好準(zhǔn)備。

4、實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)：專家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)產(chǎn)生式規(guī)則的表示及其正向推理專家系統(tǒng)開發(fā)工具的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)專家系統(tǒng)開發(fā)工具CLIPS的基本語法專家系統(tǒng)開發(fā)工具CLIPS的基本使用實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諏＜蚁到y(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)掌握產(chǎn)生式規(guī)則的表示及其正向推理掌握專家系統(tǒng)開發(fā)工具的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)了解專家系統(tǒng)開發(fā)工具CLIPS的設(shè)計(jì)目標(biāo)與特點(diǎn)掌握專家系統(tǒng)開發(fā)工具CLIPS的基本語法掌握專家系統(tǒng)開發(fā)工具CLIPS的基本使用實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求學(xué)習(xí)專家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)產(chǎn)生式規(guī)則的表示及其正向推理學(xué)習(xí)專家系統(tǒng)開發(fā)工具的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)學(xué)習(xí)專家系統(tǒng)開發(fā)工具CLIPS的設(shè)計(jì)目標(biāo)與特點(diǎn)學(xué)習(xí)專家系統(tǒng)開發(fā)工具CLIPS的基本語法學(xué)習(xí)專家系統(tǒng)開發(fā)工具CLIPS的基本使

5、用實(shí)驗(yàn)步驟本實(shí)驗(yàn)包括以下六個(gè)具體步驟，分別是：學(xué)習(xí)專家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)產(chǎn)生式規(guī)則的表示及其正向推理、學(xué)習(xí)專家系統(tǒng)開發(fā)工具的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)、學(xué)習(xí)專家系統(tǒng)開發(fā)工具CLIPS的設(shè)計(jì)目標(biāo)與特點(diǎn)、學(xué)習(xí)專家系統(tǒng)開發(fā)工具CLIPS的基本語法，以及學(xué)習(xí)專家系統(tǒng)開發(fā)工具CLIPS的基本使用。1 學(xué)習(xí)專家系統(tǒng)(zhun ji x tn)的一般結(jié)構(gòu)：專家系統(tǒng)(zhun ji x tn)（ES，Expert System）是利用大量專家知識(shí)，運(yùn)用只是推理方法解決特定領(lǐng)域中實(shí)際(shj)問題的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。專家系統(tǒng)由產(chǎn)生式規(guī)則專家系統(tǒng)發(fā)展而來，主要包括知識(shí)庫、推理機(jī)、綜合數(shù)據(jù)庫、知識(shí)獲取程序、人機(jī)接口，以及解釋程序六

6、大部分。其中，知識(shí)庫、推理機(jī)、綜合數(shù)據(jù)庫，以及人際接口是目前大多數(shù)專家系統(tǒng)的主要內(nèi)容，而知識(shí)獲取程序和解釋則是所有專家系統(tǒng)都期望具有的兩個(gè)模塊。在專家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)中，知識(shí)庫用于存放各領(lǐng)域?qū)＜姨峁┑慕?jīng)驗(yàn)性知識(shí)：綜合數(shù)據(jù)庫用于存放關(guān)于問題求解的初始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、假設(shè)、目標(biāo)，以及最終求解結(jié)果（事實(shí)）；推理機(jī)在一定的控制策略下針對(duì)綜合數(shù)據(jù)庫中的當(dāng)前信息，識(shí)別和選取知識(shí)庫中對(duì)當(dāng)前問題求解有用的知識(shí)進(jìn)行推理；知識(shí)獲取程序完成把專家只是按一定表示形式輸入到知識(shí)庫中，部分代替知識(shí)工程師進(jìn)行知識(shí)的自動(dòng)獲取，實(shí)現(xiàn)專家系統(tǒng)的字學(xué)習(xí)，不斷完善知識(shí)庫；解釋程序可以根據(jù)用戶提問，對(duì)系統(tǒng)給出的結(jié)論、求解過程，以及系統(tǒng)當(dāng)

7、前求解狀態(tài)提供說明，便于用戶理解系統(tǒng)的問題求解，增加用戶對(duì)系統(tǒng)求解結(jié)果的信任程度，在知識(shí)庫的完善過程中，便于專家或知識(shí)工程師發(fā)現(xiàn)和定位知識(shí)庫中的錯(cuò)誤，便于各領(lǐng)域的專業(yè)人員或初學(xué)者能夠從問題的求解過程中得到直觀學(xué)習(xí)；人機(jī)接口將專家愛或用戶的輸入信息翻譯為系統(tǒng)可接受的內(nèi)部形式，同時(shí)，也把系統(tǒng)向?qū)＜一蛴脩糨敵龅男畔⑥D(zhuǎn)化成人類易于理解的外部形式。2 學(xué)習(xí)產(chǎn)生式規(guī)則的表示及其正向推理目前，用于專家系統(tǒng)的知識(shí)表示形式主要有謂詞邏輯、產(chǎn)生式規(guī)則、語義網(wǎng)絡(luò)、框架，以及劇本。其中，采用產(chǎn)生式規(guī)則知識(shí)表示形式建立的專家系統(tǒng)最為流行和廣泛，這主要因?yàn)椋菏紫龋a(chǎn)生式規(guī)則知識(shí)表示容易被人理解；其次，它基于演譯推理，保證

8、了推理結(jié)果，的準(zhǔn)確性；最后，大量產(chǎn)生式規(guī)則可以連接成多棵推理樹，樹的寬度反映了實(shí)際問題的范圍，樹的深度反映了問題的難度。產(chǎn)生式規(guī)則一般表示為：如果A成立，則B成立，簡記為A-B,其中A是前提，B是結(jié)論。一般來說，不同的產(chǎn)生式規(guī)則之間都是有聯(lián)系的，即謀條產(chǎn)生式規(guī)則的前提實(shí)力外一條產(chǎn)生式規(guī)則的結(jié)論。如果把規(guī)則庫（知識(shí)庫）中所包含的總目標(biāo)（某些規(guī)則的結(jié)論）作為根節(jié)點(diǎn)，按規(guī)則的前提和結(jié)論展開形成樹的形式，則形成的樹就被稱為推理樹或知識(shí)樹，它把規(guī)則庫中的所有規(guī)則都連接了起來。產(chǎn)生(chnshng)式規(guī)則的推理分為正向推理和逆向推理兩種，這里主要介紹正向推理。產(chǎn)生式規(guī)則的正向推理過程是：逐條搜索規(guī)則庫，對(duì)

9、每一條規(guī)則的的前提條件檢查實(shí)事庫（綜合數(shù)據(jù)庫）中是否存在。若再事實(shí)庫中前提條件的個(gè)子項(xiàng)不是全部存在，則放棄該條規(guī)則；若在事實(shí)庫總?cè)看嬖冢瑒t實(shí)行該規(guī)則，把結(jié)論放入事實(shí)庫中。反復(fù)循環(huán)執(zhí)行上述(shngsh)過過程，直至推出目標(biāo)，并存入事實(shí)庫中為止。3學(xué)習(xí)專家系統(tǒng)開發(fā)工具的結(jié)構(gòu)(jigu)和特點(diǎn)開發(fā)專家系統(tǒng)主要有三條途徑：直接使用程序設(shè)計(jì)語言，如LISP或PROLOG等；使用知識(shí)獲取工具，如知識(shí)獲取系統(tǒng)（KAS，Knowledge Acquisition System）到等；利用專家系統(tǒng)開發(fā)工具，如CLIPS或M.1等。專家系統(tǒng)開發(fā)工具一般包括開發(fā)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩部分。其中，開發(fā)環(huán)境有知識(shí)編輯、編

10、譯模塊，知識(shí)庫查詢、維護(hù)模塊，數(shù)據(jù)庫查詢、維護(hù)模塊，知識(shí)庫，以及實(shí)事庫組成；運(yùn)行環(huán)境有推理機(jī)，解釋機(jī)制，人機(jī)交互，知識(shí)庫，以及實(shí)事庫組成。知識(shí)庫和實(shí)時(shí)庫即被包括在開發(fā)環(huán)境中，同時(shí)也被包括在運(yùn)行環(huán)境中，它們都有一定的格式要求，知識(shí)和事實(shí)由開發(fā)環(huán)境輸入，提供給運(yùn)行環(huán)境使用。從專家系統(tǒng)開發(fā)工具的結(jié)構(gòu)可以看出，專家系統(tǒng)開發(fā)工具具有一下特點(diǎn)：首先，工具有開發(fā)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境組成，開發(fā)環(huán)境用于建立知識(shí)庫、實(shí)事庫、并修改、查詢知識(shí)庫和事實(shí)庫；對(duì)指定知識(shí)表示形式的推理機(jī)和解釋機(jī)制預(yù)先已經(jīng)做好；運(yùn)行環(huán)境的目的在于支持實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)行。其次，工具提供了一套用于開發(fā)專家系統(tǒng)的語言，包括知識(shí)標(biāo)示語言和工具操作語言。其中，

11、只是表示語言用于完成外部知識(shí)到內(nèi)部知識(shí)的編譯；利用工具操作語言可以使用工具中的開發(fā)環(huán)境，實(shí)行運(yùn)行環(huán)境中的功能。4學(xué)習(xí)專家系統(tǒng)開發(fā)工具CLIPS的設(shè)記目標(biāo)與特色CLIPS（C Language Integrated Production System）是由美國國家航天局約翰遜空間中心人工智能部在1985年推出的專家系統(tǒng)開發(fā)工具，其設(shè)計(jì)目標(biāo)和特色包括：可用于管理、工業(yè)、商業(yè)、文教等各種領(lǐng)域的專家系統(tǒng)開發(fā)，具有廣泛的通用性；適用于各種型號(hào)的計(jì)算機(jī)，從IBM PC及其兼容機(jī)，到VAX，HP，SUNMACINTOSH，直到CRAY，都可以運(yùn)行CLIPS，具有對(duì)機(jī)型的廣泛適用性與已有的普通軟件系統(tǒng)易于集成

12、，同F(xiàn)ortran、ADA等高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言均有接口，為用戶(yngh)提供了方便用C語言寫成，運(yùn)行(ynxng)速度快具有不確定性下進(jìn)行推理(tul)的能力正是由于上述設(shè)計(jì)目標(biāo)與特色，加之美國國家航天局對(duì)CLIPS采取公開化，以及免費(fèi)使用的政策，CLIPS在眾多的專家系統(tǒng)開發(fā)工具中深受歡迎，CLIPS研制小組也因而獲得美國航天科技獎(jiǎng)CLIPS與比它早的專家愛系統(tǒng)開發(fā)工具ART、OPSS有很密切的關(guān)系，繼承與吸收了ART、OPSS的長處與優(yōu)點(diǎn)。但是由于CLIPS最求的簡單實(shí)用，以極高度的可移植性，因此，只提供了正向推理能力、CLIPS的發(fā)展歷史證明，這并不影響他成為一個(gè)有效的專家系統(tǒng)開發(fā)工具。

13、5學(xué)習(xí)專家系統(tǒng)開發(fā)工具CLIPS的基本語法為了支持麥粒腫診斷專家系統(tǒng)CLIPS程序的編寫，以下將分別從符號(hào)體系、語言符號(hào)、事實(shí)、規(guī)則、注釋、printout命令、變量、字符通配符、特權(quán)、read函數(shù)，以及其他常用命令等11各方面，對(duì)CLIPS的基本語法進(jìn)行概要介紹。符號(hào)體系CLIPS的符號(hào)體系包括以下三種類型。需要完全照樣輸入計(jì)算機(jī)的字和字符，即不被 、 、 所括住的所有內(nèi)容，比如（example）。方括號(hào)表示其中的內(nèi)容可有可無，比如在（example1）中，方括號(hào)中的1是任選的，即輸入（example）和（example 1）都是允許的。尖括號(hào)表式其中的字所表示的意義要用一個(gè)相應(yīng)的任意值代替

14、，比如（example ）表示在example后面一定要跟一個(gè)任意整數(shù)，即應(yīng)輸入（example 1）、（example 5）或者（example -20）等。對(duì)于用雙尖括號(hào)括住的描述，表示任意多個(gè)（包括0個(gè)）與其中的自相應(yīng)的值，比如,見到這一描述，可以輸入1，1 2，1 2 3,1 4 8，或-15，也可以不輸入任何內(nèi)容。對(duì)于用三尖括號(hào)括住的描述，表示任意多個(gè)（但不包括0個(gè)）與其中的字相應(yīng)的值，比如，相當(dāng)于 。用于大括號(hào)括住的描述表示選用其中的任意一項(xiàng)（必須一項(xiàng)，但也僅一項(xiàng)）輸入，比如all，none，some，可以輸入all，或者輸入none，或者輸入some。語言(yyn)符號(hào)在CLIP

15、S主要(zhyo)的語言符號(hào)單位是“字段”，也稱為“域”（field）。字段包括以下三種類型(lixng)。字（word）。字以可以打印的ASCII字符開始，后隨零個(gè)或多個(gè)字符。但是“”、“|”、“&”、“$”、“?”、“+”、“-”、“（）”字符及其組合不能作為字的開始字符。另外，字中間也不能包含“”、“|”、“&”、“（）”字符，因?yàn)檫@些字符在CLIPS中有特殊用途，即作為字的界限符，表示字的結(jié)束。最后，CLIPS認(rèn)為統(tǒng)一字母的大、小寫是兩個(gè)不同的字。根據(jù)一項(xiàng)規(guī)定，以下均為有效的CLIPS字：emergencyfireemergency-fireactivate-sprinkler-sys

16、temnotify-fire-departmentshut-down=electrical-junction-387!?#$*字串（string）。字串以引號(hào)開始和結(jié)束，雙引號(hào)和結(jié)束，雙引號(hào)本身是字串的一部分，期間可以有零個(gè)或任意個(gè)字符，比如“Activate the sprinkler system”。數(shù)值字段或簡稱數(shù)值（number），表示浮點(diǎn)數(shù)。在CLIPS中，所有的數(shù)，包括整型值的數(shù)，都以浮點(diǎn)數(shù)形式存儲(chǔ)。數(shù)值字段包括三個(gè)部分：符號(hào)、值和指數(shù)。其中，符號(hào)和指數(shù)是任選的。呼號(hào)或?yàn)?，或?yàn)?；值包括一個(gè)或多個(gè)數(shù)字，以及一個(gè)任選的小數(shù)點(diǎn)；指數(shù)包括字母e或E，后隨任選的+或-，其后是一個(gè)或多個(gè)數(shù)

17、字。根據(jù)以上規(guī)定，1,1.2，.7，+3，-1，65,3.5e10都是CLIPS中有效的數(shù)值字段數(shù)值為了解題，CLIPS程序必須有據(jù)以推理的數(shù)據(jù)或信息，這在CLIPS中被稱為“事實(shí)”（fact）。事實(shí)由配對(duì)的左、右圓括號(hào)括住的一個(gè)或多個(gè)字段組成，比如（single-field）和（two fields）。CLIPS所承認(rèn)的事實(shí)都保存在事實(shí)表（fact-list）中，新的事實(shí)用assert命令加入事實(shí)表，其語法格式為：（assert）。比如表示發(fā)生火警的事實(shí)（emergency fire）就可以使用命令（assert（emergency fire）加入到事實(shí)表中。雖然CLIPS不接受重復(fù)輸入的事

18、實(shí)，但是可以使用一個(gè)assert命令同時(shí)輸入多個(gè)事實(shí)。比如，可以使用命令（assert （emergency fire）（emergency flood）將兩個(gè)事實(shí)（emergency fire）（emergency flood）同時(shí)加入事實(shí)表中。撤銷(chxio)事實(shí)表中已經(jīng)竄在的事實(shí)使用retract命令，其語法格式為：（retract ）。其中，fact-index稱為事實(shí)索引號(hào)，是CLIPS賦予事實(shí)的標(biāo)識(shí)，用于區(qū)分事實(shí)表眾不同的事實(shí)。使用一個(gè)retract命令可以一次同時(shí)撤銷一個(gè)或多個(gè)事實(shí)。比如(br)，使用命令（retract 1）可以撤銷事實(shí)表中事實(shí)索引號(hào)為1的一個(gè)事實(shí)，而使用命令

19、（retract 1 2 3）則可以同時(shí)撤銷事實(shí)表中事實(shí)索引號(hào)為1、2、3的三個(gè)事實(shí)。使用facts命令可以顯示當(dāng)前事實(shí)表中存在的所有事實(shí).規(guī)則(guz)規(guī)則用以表示推理和行為的過程，它描述了題的狀態(tài)轉(zhuǎn)移、性質(zhì)變化等內(nèi)容。在CLIPS中，定義規(guī)則使用的defrule命令，其語法格式為：（defrule optional comment=）其中，命令的第一行是規(guī)則標(biāo)題，由三部分組成，分別是：關(guān)鍵字defrule；規(guī)則明rule-name，可以為任意有效地CLIPS字，但必須唯一，如果新輸入的規(guī)則明與已經(jīng)存在的規(guī)則明相同，則已經(jīng)存在的規(guī)則將被新規(guī)則所取代；注解optional comment，可有

20、可無u，但必須是一雙引號(hào)開始和結(jié)尾的字串。命令的第二行是零個(gè)或多個(gè)模式pattern，也就是規(guī)則的左端條件部分。每個(gè)模式由一個(gè)或多個(gè)字段組成。對(duì)于無模式的情況，系統(tǒng)將自動(dòng)加入一個(gè)模式（initial-fact）。命令的第三行是一個(gè)箭頭，由一個(gè)等號(hào)和一個(gè)大于號(hào)組成。命令的第四行是規(guī)則的右端動(dòng)作部分，它給出了動(dòng)作表，這部分也可以為空。一下是一個(gè)使用defrule命令，定義一個(gè)名為fire-emergency的規(guī)則的例子，其含義是“如果發(fā)生的緊急情況是火災(zāi)，那么就啟動(dòng)噴淋裝置”(defrule fire-emergency An example rule(emergency fire)=(asser

21、t (action activate-sprinkler-system)使用rules命令或pprule命令可以顯示(xinsh)當(dāng)前規(guī)則庫中的規(guī)則。其中，使用rules命令將顯示當(dāng)前規(guī)則庫總存在的所有規(guī)則的名稱；而使用pprule命令則可以顯示某個(gè)規(guī)則的文本內(nèi)容注釋(zhsh)為了方便對(duì)程序邏輯的理解，增強(qiáng)代碼的可讀性，應(yīng)該在代碼中加入必要(byo)的注釋。CLIPS中，注釋以“；”開頭，一會(huì)可換行結(jié)束，比如一下代碼：；*；* 題目 ：火災(zāi)報(bào)警 *；* 日期 ：2006年7月 *; *實(shí)驗(yàn)二 麥粒腫診斷專家系統(tǒng)開發(fā)內(nèi)容提要：學(xué)習(xí)專家系統(tǒng)基本理論知識(shí)及其開發(fā)工具最終目的是為了進(jìn)行實(shí)際系統(tǒng)的開發(fā)

22、。因此，在上一章內(nèi)容的基礎(chǔ)上，本章首先安排了對(duì)專家系統(tǒng)開發(fā)過程的概要介紹。然后，結(jié)合相應(yīng)的基本理論知識(shí)，詳細(xì)介紹了麥粒腫診斷推理樹的繪制、麥粒腫診斷專家系統(tǒng)CLIPS程序的編寫，以及以批處理方式運(yùn)行麥粒腫診斷專家系統(tǒng)的具體過程。本章重點(diǎn)專家系統(tǒng)的開發(fā)過程。繪制麥粒腫診斷推理樹。編寫麥粒腫診斷專家系統(tǒng)CLIPS程序。以批處理方式運(yùn)行麥粒腫診斷專家系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諏＜蚁到y(tǒng)的開發(fā)過程。掌握根據(jù)產(chǎn)生式規(guī)則繪制相應(yīng)推理樹的方法。掌握使用記事本編寫CLIPS應(yīng)用程序的方法。掌握以批處理方式運(yùn)行CLIPS應(yīng)用程序的方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(nirng)與要求學(xué)習(xí)專家系統(tǒng)(zhun ji x tn)的開發(fā)過程。根據(jù)以

23、下(yxi)給出的麥粒腫診斷產(chǎn)生式規(guī)則繪制相應(yīng)的麥粒腫診斷推理樹。R1：毛囊皮根微紅腫輕型。R2：鼻塞流涕外感風(fēng)熱。R3：舌苔薄黃胃納差胃腸積熱。R4：眼瞼局部明顯紅腫重型。R5：眼瞼局部紅腫頂尖有膿點(diǎn)重型。R6：膿點(diǎn)破潰晚期。R7：輕型外感風(fēng)熱輕風(fēng)熱型。R8：重型外感風(fēng)熱重風(fēng)熱型。R9：重型胃腸積熱重積熱型。R10：輕型散瘌法。R11：晚期外敷藥物。R12：輕風(fēng)熱型散癩加罐。R13：重風(fēng)熱型挑瘌加罐。R14：重積熱型放血法。為了后續(xù)編碼的方便，在推理樹的繪制過程中，首先，應(yīng)以漢語拼音首字母的形式為每一條產(chǎn)生式規(guī)則的前提和結(jié)論進(jìn)行編碼，如“散癩法”可以編碼為“SLF”。其次，對(duì)于單前提的規(guī)則，

24、在相應(yīng)的推理樹弧上應(yīng)標(biāo)出其相應(yīng)的規(guī)則編號(hào)，而對(duì)于具有兩個(gè)或多個(gè)前提，且前提間具有“并且”關(guān)系的規(guī)則，則應(yīng)在其相應(yīng)的推理樹弧之間使用帶有規(guī)則編號(hào)的曲線來表示。參考繪制的推理樹，使用記事本編寫麥粒腫診斷專家系統(tǒng)CLIPS程序。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，首先對(duì)所有的癥狀進(jìn)行提問，收集“yes”或“no”的回答；然后，根據(jù)提出的產(chǎn)生式推理規(guī)則進(jìn)行正向推理，如果能夠推出治療方法，則顯示治療方法，并提示是繼續(xù)開始新一輪的推理還是退出程序；如果不能推出治療方法，則直接提示是繼續(xù)開始新一輪的推理還是推出程序。以批處理方式運(yùn)行麥粒腫診斷專家系統(tǒng)。編寫麥粒腫診斷專家系統(tǒng)開發(fā)實(shí)驗(yàn)報(bào)告書。具體格式參考附錄A。實(shí)驗(yàn)步驟本實(shí)驗(yàn)包括以下

25、五個(gè)具體步驟，分別是：學(xué)習(xí)專家系統(tǒng)的開發(fā)過程、繪制(huzh)麥粒腫推理樹、編寫麥粒腫診斷專家系統(tǒng)CLIPS程序、以批處理方式運(yùn)行麥粒腫診斷專家系統(tǒng)，以及(yj)編寫麥粒腫診斷專家系統(tǒng)開發(fā)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。1 學(xué)習(xí)專家系統(tǒng)(zhun ji x tn)的開發(fā)過程專家系統(tǒng)一般是由專家和知識(shí)工程師共同配合研制而成的。專家可以不懂計(jì)算機(jī)，但他一定是某個(gè)實(shí)際領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)豐富的人，而知識(shí)工程師則是既懂計(jì)算機(jī)和專家系統(tǒng)原理，同時(shí)又具有編程專家系統(tǒng)能力的人。專家系統(tǒng)的開發(fā)一般遵循如圖2-1所示的過程：首先，在知識(shí)工程師的引導(dǎo)和啟發(fā)下，專家提供解決實(shí)際領(lǐng)域中問題的基本知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)；其次，知識(shí)工程師根據(jù)對(duì)專家知識(shí)及專家系統(tǒng)的理

26、解設(shè)計(jì)知識(shí)庫、推理機(jī)等模塊；最后，知識(shí)工程師利用知識(shí)工程語言編制知識(shí)庫、推理機(jī)等模塊程序，并將模塊程序集成為專家系統(tǒng)。專 家引導(dǎo)和啟發(fā)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)知識(shí)工程師建立專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)庫設(shè)計(jì)推理機(jī)等模塊同2-1專家系統(tǒng)開發(fā)過程2 繪制麥粒腫診斷推理樹根據(jù)上述的專家系統(tǒng)開發(fā)過程，由于進(jìn)行麥粒腫診斷的產(chǎn)生式規(guī)則已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)要求2)中給出，而根據(jù)第5章實(shí)驗(yàn)4對(duì)專家系統(tǒng)開發(fā)工具的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，以及CLIPS的介紹可知，針對(duì)產(chǎn)生式規(guī)則的知識(shí)表示，相應(yīng)的正向推理機(jī)和解釋機(jī)制也已經(jīng)在CLIPS中預(yù)先做好。因此，利用CLIPS開發(fā)麥粒腫診斷專家系統(tǒng)的主要工作就只剩下編寫代碼，將實(shí)驗(yàn)要求2)中給出的產(chǎn)生式規(guī)則放入規(guī)則庫（知識(shí)

27、庫），最終建立麥粒腫診斷專家系統(tǒng)。為了方便對(duì)麥粒腫診斷專家系統(tǒng)的編碼，建議首先根據(jù)已知的產(chǎn)生式規(guī)則繪制出相應(yīng)的推理樹。如果把規(guī)則庫（知識(shí)庫）中所包含的總目標(biāo)（某些規(guī)則的推論）作為根節(jié)點(diǎn)，按規(guī)則的前提和結(jié)論展開(zhn ki)形成樹的形式，這樣形成的樹就被稱為推理樹或知識(shí)樹，它把規(guī)則庫中的所有規(guī)則都連接起來。根據(jù)上述對(duì)推理樹的定義，以及在實(shí)驗(yàn)(shyn)要求2)中給出的14條麥粒腫診斷產(chǎn)生式規(guī)則(guz)，首先，以治療麥粒腫的五種具體方法（散瘌法、散癩加罐、挑瘌加罐、放血法和外敷藥物）作為根節(jié)點(diǎn)。然后，將所有規(guī)則的其他前提和結(jié)論作為其他節(jié)點(diǎn)，規(guī)則作為連接結(jié)點(diǎn)間的弧，按規(guī)則的前提和結(jié)論展開，就可以

28、形成如圖2-2所示的麥粒腫診斷推斷樹。圖2-2麥粒腫診斷推理樹需要說明的是：在圖2-2的推理樹繪制過程中，為了后續(xù)編碼的方便，首先，以漢語拼音首字母的形式為每一條產(chǎn)生式規(guī)則的前提和結(jié)論進(jìn)行了編碼，規(guī)則的前提和結(jié)論于編碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2-1所示。表2-1規(guī)則的前提和結(jié)論與編碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系規(guī)則的前提/結(jié)論編碼規(guī)則的前提/結(jié)論編碼毛囊皮根微紅腫MNPGWHZ鼻塞流涕BSLT舌苔薄黃STBH胃納差WNCH眼見局部明顯紅腫YJJBMXHZ眼見局部紅腫YJJBHZ頂尖有膿點(diǎn)DJYND膿點(diǎn)破潰NDPK輕型QX外感風(fēng)熱WGFR胃腸積熱WCJR重型ZX晚期WQ輕風(fēng)熱性QFRX重風(fēng)熱型ZFRX重積熱型ZJRX散瘌法

29、SLF外敷藥物WFYW散癩加罐SLJC挑瘌加罐TLJG放血法FXF其次，對(duì)于但前提的規(guī)則，在相應(yīng)的推理樹弧上都標(biāo)出了其相應(yīng)的規(guī)則編號(hào)(bin ho)，比如，在“SLF”和“QX”之間的弧上標(biāo)出了“R10”，而對(duì)于(duy)具有兩個(gè)前提，且前提間具有“并且(bngqi)”關(guān)系的規(guī)則，則在其相應(yīng)的推理樹弧之間使用帶有規(guī)則編號(hào)的曲線來表示，比如，在分別連接“QFRX”與“QX”，以及“QFRX”與“WGFR”的兩條弧之間使用了標(biāo)有“R7”的曲線。3 編寫麥粒腫診斷專家系統(tǒng)CLIPS程序由于CLIPS的當(dāng)前版本還不能正確地處理中文，而在編寫代碼的過程中，使用中文注釋可以有效地提高代碼的可讀性，因此，本

30、節(jié)在編寫麥粒腫診斷專家系統(tǒng)代碼時(shí)沒有直接使用CLIPS提供的編輯環(huán)境，而是借助了windows操作系統(tǒng)自帶的記事本（notpad）應(yīng)用程序，使用記事本編寫麥粒腫診斷專家系統(tǒng)代碼的具體步驟如下。單擊操作系統(tǒng)桌面左下方的“開始”“所有程序”“附件”“記事本”選項(xiàng)，啟動(dòng)記事本程序。單擊記事本程序菜單欄上的“文件”“保存”選項(xiàng)，在彈出的“另存為”對(duì)話框文件名右側(cè)的下拉框中輸入“mlzzdzjxt.clp”，更換存儲(chǔ)路徑為“c:jczcyzjxtzjxt”，修改“保存類型”下拉框?yàn)椤八形募保缓螅瑔螕簟氨４妗卑粹o，保存文件。;*;* 麥粒腫診斷專家系統(tǒng) *;*;*;rule init:;初始化程序;

31、* (defrule init (declare (salience 9980) ?x (retract ?x) (assert (start);*; rule end:;結(jié)束程序(chngx)，退出CLIPS;*(defrule end (declare (salience 9200) ?w (exit);*;rule ckMNPGWHZ:; 進(jìn)行程序描述，提問毛囊(monng)皮根微紅腫;*(defrule ckMNPGWHZ (declare (salience 100) ?x (printout t crlf crlf crlf這個(gè)(zh ge)程序?qū)椭阋徊讲降剡M(jìn)行麥粒腫的診斷 c

32、rlf crlf毛囊皮根微紅腫嗎？ crlf選擇 y / n - ) (retract ?x) (assert (MNPGWHZ =(read);*;rule ckBSLT:;提問鼻塞流涕;* (defrule ckBSLT (declare (salience 100)(MNPGWHZ ?) = (printout t crlf crlf鼻塞流涕嗎？ crlf選擇 y / n - ) (assert (BSLT =(read);*;rule ckYJJBMXHZ:;提問眼瞼局部明顯紅腫;* (defrule ckYJJBMXHZ (declare (salience 100)(BSLT ?)

33、 = (printout t crlf crlf眼瞼局部明顯紅腫嗎？ crlf選擇 y / n - ) (assert (YJJBMXHZ =(read);*;rule ckYJJBHZ:;提問眼瞼局部紅腫;* (defrule ckYJJBHZ (declare (salience 100)(YJJBMXHZ ?) = (printout t crlf crlf眼瞼局部紅腫嗎？ crlf選擇 y / n - ) (assert (YJJBHZ =(read);*;rule ckDJYND:;提問頂尖有膿點(diǎn);* (defrule ckDJYND (declare (salience 100)(

34、YJJBHZ ?) = (printout t crlf crlf頂尖有膿點(diǎn)嗎？ crlf選擇 y / n - ) (assert (DJYND =(read);*;rule ckSTBH:;提問(twn)舌苔薄黃;* (defrule ckSTBH (declare (salience 100)(DJYND ?) = (printout t crlf crlf舌苔(shti)薄黃嗎？ crlf選擇(xunz) y / n - ) (assert (STBH =(read);*;rule ckWNC:;提問胃納差;* (defrule ckWNC (declare (salience 100)

35、(STBH ?) = (printout t crlf crlf胃納差嗎？ crlf選擇 y / n - ) (assert (WNC =(read);*;rule ckNDPK:;提問膿點(diǎn)破潰;* (defrule ckNDPK (declare (salience 100)(WNC ?) = (printout t crlf crlf膿點(diǎn)破潰嗎？ crlf選擇 y / n - ) (assert (NDPK =(read);*;*;rule rule1:;規(guī)則1;* (defrule rule1a (declare (salience 99) (MNPGWHZ y) = (assert (

36、QX y)(defrule rule1b (declare (salience 99) (MNPGWHZ n) = (assert (QX n);*;*;rule rule2:;規(guī)則2;* (defrule rule2a (declare (salience 99) (BSLT y) = (assert (WGFR y)(defrule rule2b (declare (salience 99) (BSLT n) = (assert (WGFR n);*;*;rule rule3:;規(guī)則3;* (defrule rule3a (declare (salience 99) (STBH y) (W

37、NC y) = (assert (WCJR y)(defrule rule3b (declare (salience 99) (STBH n) = (assert (WCJR n)(defrule rule3c (declare (salience 99) (WNC n) = (assert (WCJR n);*;*;rule rule4:;規(guī)則(guz)4;*(defrule rule4a (declare(salience 99) (YJJBMXHZ y) = (assert (ZX y);*;rule rule5:;規(guī)則(guz)5;* (defrule rule5a (declare

38、(salience 99) (YJJBHZ y) (DJYND y) = (assert (ZX y)(defrule rule5b (declare (salience 99) (YJJBMXHZ n) (YJJBHZ y) (DJYND n) = (assert (ZX n)(defrule rule5c (declare (salience 99) (YJJBMXHZ n) (YJJBHZ n) (DJYND y) = (assert (ZX n);*;*;rule rule6:;規(guī)則(guz)6;* (defrule rule6a (declare (salience 99) (NDP

39、K y) = (assert (WQ y)(defrule rule6b (declare (salience 99) (NDPK n) = (assert (WQ n);*;*;rule rule7:;規(guī)則7;* (defrule rule7a (declare (salience 98) (QX y) (WGFR y) = (assert (QFRX y)(defrule rule7b (declare (salience 98) (QX n) = (assert (QFRX n)(defrule rule7c (declare (salience 98) (WGFR n) = (asse

40、rt (QFRX n);*;*;rule rule8:;規(guī)則(guz)8;* (defrule rule8a (declare (salience 98) (WGFR y) (ZX y) = (assert (ZFRX y)(defrule rule8b (declare (salience 98) (WGFR n) = (assert (ZFRX n)(defrule rule8c (declare (salience 98) (ZX n) = (assert (ZFRX n);*;*;rule rule9:;規(guī)則(guz)9;* (defrule rule9a (declare (sali

41、ence 98) (ZX y) (WCJR y) = (assert (ZJRX y)(defrule rule9b (declare (salience 98) (ZX n) = (assert (ZJRX n)(defrule rule9c (declare (salience 98) (WCJR n) = (assert (ZJRX n);*;*;rule rule10:;規(guī)則(guz)10;* (defrule rule10a (declare (salience 98) (QX y) = (assert (SLF y)(defrule rule10b (declare (salien

42、ce 98) (QX n) = (assert (SLF n);*;*;rule rule11:;規(guī)則(guz)11;* (defrule rule11a (declare (salience 98) (WQ y) = (assert (WFYW y)(defrule rule11b (declare (salience 98) (WQ n) = (assert (WFYW n);*;*;rule rule12:;規(guī)則(guz)12;* (defrule rule12a (declare (salience 97) (QFRX y) = (assert (SLJG y)(defrule rul

43、e12b (declare (salience 97) (QFRX n) = (assert (SLJG n);*;*;rule rule13:;規(guī)則(guz)13;* (defrule rule13a (declare (salience 97) (ZFRX y) = (assert (TLJG y)(defrule rule13b (declare (salience 97) (ZFRX n) = (assert (TLJG n);*;*;rule rule14:;規(guī)則14;* (defrule rule14a (declare (salience 97) (ZJRX y) = (asse

44、rt (FXF y)(defrule rule14b (declare (salience 97) (ZJRX n) = (assert (FXF n);*;*;rule result1:;診斷結(jié)果1：采用散癩法;* (defrule result1 (declare (salience 96) (SLF y) = (printout t crlf crlf診斷結(jié)果：可以采用散瘌法。 crlf crlf) (assert (succeed);*;*;rule result2:;診斷(zhndun)結(jié)果2：采用(ciyng)外敷藥物;* (defrule result2 (declare (salience 96) (WFYW y) = (printout t crlf crlf診斷結(jié)果(ji gu)：可以采用外敷藥物。 crlf crlf) (assert (succeed);*;*;rule result3:;診斷結(jié)果3：采用散瘌加罐;* (defrule result3 (declare (salience 96) (SLJ