齊魯軟件大賽題目3--便攜式專家系統(tǒng)

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1、第十一屆齊魯大學(xué)生軟件設(shè)計大賽命題便攜式※※專家系統(tǒng)1.課題描述所謂“專家”，一般都擁有某一特定領(lǐng)域的大量知識，以及豐富的經(jīng)驗。在解決問題時，專家們通常擁有一套獨特的思維方式，能較圓滿地解決一類困難問題，或向用戶提出一些建設(shè)性的建議等。那么，什么是專家系統(tǒng)呢？簡單地講，專家系統(tǒng)就是一個具有智能特點的計算機程序，它的智能化主要表現(xiàn)為能夠在特定的領(lǐng)域內(nèi)模仿人類專家思維來求解復(fù)雜問題。因此，專家系統(tǒng)必須包含領(lǐng)域?qū)＜业拇罅恐R，擁有類似人類專家思維的推理能力，并能用這些知識來解決實際問題。例如，一個醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)就能夠像真正的專家一樣，診斷病人的疾病，判別

2、出病情的嚴(yán)重性，并給出相應(yīng)的處方和治療建議等。根據(jù)“專家系統(tǒng)”的定義，結(jié)合移動設(shè)備的便攜性、方便性，針對某個專門領(lǐng)域（如汽車修理、醫(yī)療診斷等），開發(fā)一個專家系統(tǒng)軟件，能夠在此專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)為用戶答疑解惑，代替專家實現(xiàn)問題的診斷、規(guī)劃或決策。關(guān)于“專家系統(tǒng)”的最基本知識，請參閱附件。2.課題基本要求（1）軟件要具備一定規(guī)模的知識，以滿足用戶多方面的提問，保證推理結(jié)果的正確性。（1）軟件要具備人性化的操作界面及方式，讓用戶感覺這不是一臺計算機、一臺設(shè)備，而是在與專家對話。（2）軟件根據(jù)用戶對提問的回答，不但能得出結(jié)論，還要提供更多其他信息，如“我是怎么得

3、到結(jié)論的”等類似信息，以增強用戶的人性化體驗。（3）軟件要具備學(xué)習(xí)功能，初始時，軟件掌握的知識較少，不足以回答用戶的多數(shù)問題，但隨著軟件的不斷學(xué)習(xí)，知識庫不斷增添、完善，能夠回答的問題會越來越多。（4）軟件能夠運行在移動式便攜設(shè)備上（如手機、平板電腦等），方便用戶隨時隨地進行咨詢。1.評審依據(jù)1.軟件界面是否友好，操作是否簡潔合理。2.是否具有學(xué)習(xí)功能。3.推理過程是否具備處理冗余的、矛盾的知識。4.推理結(jié)果的正確率。5.人性化程度，比如提問問題的方式、用戶能否用自然語言回答問題、對用戶回答問題的理解能力、是否具備語音問答等因素。其它未提及的內(nèi)容

4、，如作品提交方式及時間等，遵照大賽網(wǎng)站發(fā)布的各種文件執(zhí)行。附件：專家系統(tǒng)簡介1.專家系統(tǒng)概述根據(jù)人們在某一領(lǐng)域內(nèi)的知識、經(jīng)驗或技術(shù)而建立的解決問題和做決策的計算機軟件系統(tǒng)，它能對復(fù)雜問題給出專家水平的結(jié)果。專家系統(tǒng)是一個智能計算機程序系統(tǒng)，其內(nèi)部含有大量的某個領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R與經(jīng)驗，能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理該領(lǐng)域問題。也就是說，專家系統(tǒng)是一個具有大量的專門知識與經(jīng)驗的程序系統(tǒng)，它應(yīng)用人工智能技術(shù)和計算機技術(shù)，根據(jù)某領(lǐng)域一個或多個專家提供的知識和經(jīng)驗，進行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，以便解決那些需要人類專家處理的復(fù)雜問

5、題，簡而言之，專家系統(tǒng)是一種模擬人類專家解決領(lǐng)域問題的計算機程序系統(tǒng)。專家系統(tǒng)是人工智能中最重要的也是最活躍的一個應(yīng)用領(lǐng)域，它實現(xiàn)了人工智能從理論研究走向?qū)嶋H應(yīng)用、從一般推理策略探討轉(zhuǎn)向運用專門知識的重大突破。專家系統(tǒng)是早期人工智能的一個重要分支，它可以看作是一類具有專門知識和經(jīng)驗的計算機智能程序系統(tǒng)，一般采用人工智能中的知識表示和知識推理技術(shù)來模擬通常由領(lǐng)域?qū)＜也拍芙鉀Q的復(fù)雜問題。專家系統(tǒng)的一個偽代碼形象化表示如下：IF能做單腿跳嗎=否AND在蘇格蘭嗎=是AND高度=大THEN動物=馬IF能做單腿跳嗎=否AND在蘇格蘭嗎=是AND高度=中THE

6、N動物=小馬在這條規(guī)則當(dāng)中，IF后面的前件中包含三個條件，只有三個條件都得到了滿足，才能得出該動物是“馬”。反之就得不出這個結(jié)論。產(chǎn)生式專家系統(tǒng)的知識庫中包含了大量的規(guī)則，換言之，這里的知識庫就是一個規(guī)則集。1.專家系統(tǒng)的構(gòu)造專家系統(tǒng)通常由人機交互界面、知識庫、推理機、解釋器、綜合數(shù)據(jù)庫、知識獲取等6個部分構(gòu)成。其中尤以知識庫與推理機相互分離而別具特色。專家系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)隨專家系統(tǒng)的類型、功能和規(guī)模的不同，而有所差異。為了使計算機能運用專家的領(lǐng)域知識，必須要采用一定的方式表示知識。目前常用的知識表示方式有產(chǎn)生式規(guī)則、語義網(wǎng)絡(luò)、框架、狀態(tài)空間、邏輯

7、模式、腳本、過程、面向?qū)ο蟮??；谝?guī)則的產(chǎn)生式系統(tǒng)是目前實現(xiàn)知識運用最基本的方法。產(chǎn)生式系統(tǒng)由綜合數(shù)據(jù)庫、知識庫和推理機3個主要部分組成，綜合數(shù)據(jù)庫包含求解問題的世界范圍內(nèi)的事實和斷言。知識庫包含所有用“如果：〈前提〉，于是：〈結(jié)果〉”形式表達的知識規(guī)則。推理機（又稱規(guī)則解釋器）的任務(wù)是運用控制策略找到可以應(yīng)用的規(guī)則。2.1知識庫知識庫用來存放專家提供的知識。專家系統(tǒng)的問題求解過程是通過知識庫中的知識來模擬專家的思維方式的，因此，知識庫是專家系統(tǒng)質(zhì)量是否優(yōu)越的關(guān)鍵所在，即知識庫中知識的質(zhì)量和數(shù)量決定著專家系統(tǒng)的質(zhì)量水平。一般來說，專家系統(tǒng)中的知識

8、庫與專家系統(tǒng)程序是相互獨立的，用戶可以通過改變、完善知識庫中的知識內(nèi)容來提高專家系統(tǒng)的性能。人工智能中的知識表示形式有產(chǎn)生式、框架、語義