動物識別專家系統研究摘要：動物識別專家系統是將人的思維進程轉化為運算機語言的邏輯進程，其關鍵在于知識和信息的表示，智能推理或求解的基礎——知識庫的創建和治理，和基于某種知識和信息表示的智能推理或求解進程。使動物識別具有必然的智能性、良好的交互性和可視化成效。本論文也要緊以識別七種動物的設計思路和程序為例所寫的。關鍵詞：人工智能；專家系統；動物識別一、專家系統大體知識動物識別專家系統介紹動物識別專家系統是人工智能中一個比較基礎的規那么演繹系統，是人工智能領域里的一個大模塊的專家系統的一個特定例子。是集知識表與推理為一體的，以規那么為基礎對用戶提供的事實進行向前、逆向或雙向的推理得出結論的一種產生式系統。若是通過良好的分析、精準地設計和細致的計劃會創設出高度靈活和快速有效的識別系統，再加上良好的界面供用戶添加新的事實和規那么，反饋詳細的錯誤或信息的話，那確實是一個相當完整的識別系統了。專家系統實際應用目前專家系統已經成功地滲透到生活的各個領域，而且還產生了龐大的社會效益和經濟效益。例如，像車輛傳感、藥物、紡織服裝等重工業和輕工業領域中都會應用到，專門是在運算機領域里，此刻已是一門超級重要的學科類了。專家系統的開發專家系統設計與實現的一樣進程圖1【3】設計大體思路知識庫知識庫作用用產生式系統監別動物，需要一種演繹機制，利用己知事實的集合做出新的結論，一種方式是替動物園中的每一個動物作一個產生式，利用者第一搜集所有可利用的事實，然后在產生式的表中進行掃描，尋覓一個狀態部份能與之匹配的產生式。一樣要通過量少步并生成和利用一些中間事實才能從大體事實推出結論，如此做所包括的產生式能夠比較小，容易明白得，容易利用和容易產生。動物識別專家系統中的知識庫中的知識一般是用規那么表示的。知識庫成立知識庫所要遵循的規那么【1】規那么1：若是：動物有毛發那么：該動物是哺乳動物規那么2：若是：動物能產奶那么：該單位是哺乳動物規那么3:若是：該動物有羽毛那么：該動物是鳥規那么4：若是：動物會飛，且會下蛋那么：該動物是鳥規那么5：若是：動物吃肉那么：該動物是肉食動物規那么6：若是：動物有犬齒，且有爪，且眼盯前方那么：該動物是食肉動物規那么7：若是：動物是哺乳動物，且有蹄那么：該動物是有蹄動物規那么8：若是：動物是哺乳動物，且是反芻動物那么：該動物是有蹄動物規那么9：若是：動物是哺乳動物，且是食肉動物，且是黃褐色的，且有暗斑點那么：該動物是豹規那么10：若是：若是：動物是黃褐色的，且是哺乳動物，且是食肉，且有黑條紋那么：該動物是虎規那么11：若是：動物有暗斑點，且有長腿，且有長脖子，且是有蹄類那么：該動物是長頸鹿規那么12：若是：動物有黑條紋，且是有蹄類動物那么：該動物是斑馬規那么13：若是：動物有長腿，且有長脖子，且是黑色的，且是鳥，且可不能飛那么：該動物是鴕鳥規那么14：若是：動物是鳥，且可不能飛，且會游泳，且是黑色的那么：該動物是企鵝規那么15：若是：動物是鳥，且善飛那么：該動物是信天翁動物分類專家系統由15條規那么組成能夠識別七種動物.知識庫獲取知識獲取一樣是指從某個活某些致使原中獲取專家系統問題求解所需要的專門知識，并以某種形式在運算機中存儲、傳輸與轉移。專家系統的知識獲取一樣是由知識工程師與專家系統知識的獲取機構一起完成的。知識獲取的經常使用方式有以下幾種⑶：手工知識獲??；半自動獲??；自動知識獲?。蝗斯ど窠浘W絡知識獲??；選用哪一種知識獲取方式需要依照當前的系統，和用戶的需求來決定。但在有些大型系統上還可能會用到不是僅僅一種方式的。數據庫數據庫作用數據庫即為事實庫【2】，在運算機中流出一些存儲區間，以寄存反映系統當前狀態的事實,寄存用戶回答的事實、已知的事實和由推理而得的事實，即由已知事實推導出的假設成立時,也作為事實。其綜合數據庫的內容是不斷轉變的。

數據庫成立char*str[]={"","反芻動物"/*1*/,"蹄類動物"/*2*/,"哺乳動物"/*3*/,"目視前方"/*4*/,"有爪子"/*5*/,"有犬齒"/*6*/,"吃肉"/*7*/,"下蛋"/*8*/,"會飛"/*9*/,"有羽毛"/*10*/,"有蹄"/*11*/,"肉食動物"/*12*/,"鳥類"/*13*/,"產奶"/*14*/,"有毛發"/*15*/,"善飛"/*16*/,"黑白色"/*17*/,"會游泳"/*18*/,"長腿"/*19*/,"長脖子"/*20*/,"有黑色條紋"/*21*/,"有暗斑點"/*22*/,"黃褐色"/*23*/,"信天翁"/*24*/,"企鵝"/*25*/,"鴕鳥"/*26*/,"斑馬"/*27*/,"長頸鹿"/*28*/,"老虎"/*29*/,"獵豹"/*30*/,"\0"};intrulep[][6]={{22,23,12,3,0,0},{21,23,12,3,0,0},{22,19,20,11,0,0},intrulec[]={{21,11,0,0,0,0},intrulec[]={{21,11,0,0,0,0},{17,19,20,13,-9,0},{17,18,13,-9,0,0},{16,13,0,0,0,0},{15,0,0,0,0,0},{14,0,0,0,0,0},{10,0,0,0,0,0},{8,7,0,0,0,0},{7,0,0,0,0,0},{4,5,6,0,0,0},{2,3,0,0,0,0},{1,3,0,0,0,0}};30,29,28,27,26,25,24,3,3,13,13,12,12,11,11};三、推理機構推理機介紹推理機作用原理推理機是一組函數【4】，本例既有正向推理機又有反向推理機，都是用精準推理。推理機是實施問題求解的核心執行機構，它是對知識進行說明的程序，依照知識的語義，對按必然策略找到的知識進行說明執行，并把結果記錄到動態庫的適當空間中去。推理網絡以下圖為識別本文中所舉的識別七種動物時所規那么形成的推理網絡：圖2正向推理正向推理大體思想用戶第一提供一批事實，寄存到數據庫中，然后推理機進行工作。方式是：推理機用這批事實與知識庫中規那么的前提進行匹配。把匹配成功的規那么的結論部份作為新的事實加到數據庫中去（這時，數據庫中的事實增加了）。再用更新后的數據庫中的所有事實，重復上述①②二步，如此反復進行，直到得以結論（答案）或再也不有新的事實加到數據庫為止。例如，用戶輸入一批事實：動物有暗斑點、長脖子、長腿、產奶、有蹄子（這批事實寄存在數據庫中），要求系統判定這是一個什么動物？推理機利用這批事實來匹配規那么。

正向推理示用意正向推理機所要具有功能要設計一個正向推理機，確實是設計一組程序，使其至少具有以下的功能⑶：能用數據庫中的事實去匹配規那么的前提，假設匹配不成功，能自動地進行嚇一跳規那么的匹配。那個地址如何匹配最為適合，是設計專家系統者依照專業特點和知識表示等情形，需要專門好考慮的問題，也確實是在匹配時到底用什么策略等問題都需要考慮全面；假設某條規那么匹配成功，系統能將此規那么的結論部份自動加入數據庫；能判定何時應終止推理；能將匹配成功的規那么記錄下來；反向推理反向推理大體思想由用戶或系統第一提出一批假設，然后系統一一驗證這些假設的真假性，方式:

1?看假設是含在數據庫中，假設在，那么假設成立，推理終止或進行下一個假設的驗證,不然進行下一步。2?判定這些假設是不是是證據節點，假設是，系統提問用戶，不然進行下一步。3?找出結論部份包括此假設的那些規那么，把這些規那么的所有前提作為新的假設。①、②、③步。反向推理示用意斤始提出假設*此假設是仰是證擁節心？此假設還在數據庫中嗎？在此假設成立是提問用戶找出結論部分包會此有此事結束此假設是仰是證擁節心？此假設還在數據庫中嗎？在此假設成立是提問用戶找出結論部分包會此有此事結束將此事實記入數據冷結束假設的那些規則將此事實記入數據冷結束11找出規則Z-的1個訶提作為新的假設反向推理機所要具有功能能依照用戶要求或情形提出假設；能驗證此假設是不是是在數據庫中；能把知識庫中將結論部份包括此假設的規那么都找出來；能將找出來地規那么的前提部份掏出，并作為新的假設逐條驗證；能判定假設是不是是證據接點，假設是，能向用戶提出相應的問題，并記錄結果;能將匹配成功的規那么記錄下來；能判定何時應終止推理；四、實例系統實現系統介紹此系統是實現了《人工智能教程（的二版）》專家系統實例里的動物識別系統。此系統是識別——老虎、獵豹、斑馬、長頸鹿、鴕鳥、企鵝、信天翁等七種動物。是嚴格遵循了知識庫中的規那么，并運用C語言在VisualC++環境下實驗編譯同過的。因為各類緣故沒能設計實現出比較精美的界面，但仍是表現出了很多專家系統所該具有的東西和功能。4.2大體思路該系統的知識表示采納產生式表示法。產生式系統由規那么庫、綜合數據庫、操縱系統三個部份組成。其中規那么庫、綜合數據庫別離對應本系統中的rule類,str指針鏈表。Rule鏈表寄存用戶輸入的事實。用到一個fact事實類和Fact事實鏈表，并用GetName（），GetNumber（），GetAct（），GetSucc（）等函數來獲取事實信息。推理操縱策略采納精準匹配算法的正向推理。程序要緊代碼/*<Function釋放規那么鏈表節點之前提鏈空間/><Note規那么鏈本身空間為釋放/>*/rule::~rule(){list*L;while(Pre){L=Pre->Next;deletePre;Pre=L;}deleteName;}/*<Function要緊實現推理機/><Return規那么利用成功與否/>*/intrule::Query(){【1】charc;工智能教程[M](第二版)北京：電子工業出版社，2006:188-206WangShi-tong,ChenHui-ping,ZhaoYue-hua,QianXu.Artificialintelligencecourse[M]Beijing:ElectronicIndustryPress,2006:188-206【2】馬鳴遠.人工智能與專家系統導論［M］北京：清華大學出版社,2006:232-238MaMing-yuan.Introductionofartificialintelligenceandexpertsystem[M]Beijing:TsinghuaUniversitypress,2006:232-238【3】敖志剛.人工智能與專家系統導論[M]合肥：中國科學技術大學出版社，2002:165-197AoZhi-gang.Introductionofartificialintelligencean