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一个动物识别专家系统在 JAVA语言下的实现
姚勇
(太原科技大学计算机科学与技术学院,200420050231)
摘要:首先扼要分析了专家系统的基本工作原理,然后用JAVA语言语言实现了一个简单的动物识别专家系统
关键词:专家系统;动物识别;JAVA语言
1 引言
自1968年 、 DENDRAL以来,专家系统迅速发展,目前已经成为人工智能中一个最活跃、最有成效的研究领域。本文首先从专家系统的组成原理框图着手,扼要介绍了专家系统的基本工作原理,然后用JAVA语言语言实现了一个基于产生式表示方法的动物识别专家系统。
2 专家系统的基本工作原理

尽管专家系统已经得到广泛的应用,但对于究竟什么是专家系统这个问题,目前尚无统一且精确的定义。:“专家系统是一种智能的计算机程序,运用知识和推理步骤来解决只有专家才能解决的问题。”Nils :“All programs that achieve expert-petence in solving problems by bring to bear body of knowledge are called knowledge-based systems or expert systems.”比较一致的观点是:专家系统是一个具有大量的专门知识,并能够利用这些知识以专家水平去解决该领域中的困难问题的计算机智能程序。
专家系统的基本工作原理
尽管专家系统有众多类型,名称各异,但基本原理框图一致,如图1所示。
专家系统的核心是知识库和推理机,其基本工作过程为:系统根据知识库中的知识和用户提供的事实进行推理,不断地由已知前提推出一些初步结论,并将这些初步结论作为中间结果存放在数据库中,然后将其作为新的已知事实进行下一步推理,往复循环,逐步逼近求解目标。在这个过程中,系统可以通过人机接口不断地与用户交流,向用户提问,或对用户提出的问题做出解释。
知识库是专家系统的知识存储器,用来存放求解问题的领域知识(包括事实性知识和启发性知识)。常见的知识表示法有:一阶谓词逻辑表示法、产生式规则表示法、语义网络表示法、框架表示法、脚本表示法、过程表示法、状态图表示法、面向对象表示法以及一些不确定知识的表示方法等。
推理机是专家系统中用来实现推理的程序。其主要功能是模拟领域专家的思维过程,控制并执行对问题的求解。它能根据当前已知的事实,利用知识库中的知识,按一定的推理方法和控制策略进行推理,直到得出相应的结论为止。它包括推理方法和控制策略两个部分。推理方法可以采用精确推理或非精确推理。控制策略分为推理策略和搜索策略两个部分,其中,搜索策略是关键,它可以分为非启发式的搜索和启发式搜索,现代主要采用启发式搜索。
数据库又称为“黑板”或“综合数据库”,它主要用来存储有关领域问题的初始事实、问题描述、推理过程中得到的中间结果以及最终结果等信息。
解释机构由一组程序组成,它能够跟踪并记录推理过程,当用户提出的询问需要给出解释时,它将根据问题的要求做出相应的处理,最后把解答用约定的形式通过人机接口输出给用户。目前,大多数专家系统都采用人机对话