專家知識庫

專家知識庫是專家系統的核心之一,其主要功能是存儲和管理專家系統中的知識,主要包括來自書本上的知識和各領域專家在長期的工作實踐中所獲得的經驗知識。

基本介紹

  • 中文名:專家知識庫
  • 外文名:Expert knowledge base
  • 類型:計算機科學
  • 學科:跨學科
  • 性質:知識庫
  • 功能:存儲和管理專家系統中的知識
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引言

各行各業都希望能有專家來解決問題,以提高工作效率和經濟效益。由於專家有限,人們便求助於專家系統(即一種電腦程式系統)。在國外,專家系統已被廣泛套用於各種需要由專家來解決問題的領域,同時專家系統的技術也被套用於各種計算機智慧型系統中。我國這方面的研究起步較晚,始於70年代末期。早期主要集中在中醫診療方面,此後,不少單位相繼開展了計算機輔助判斷方面的研究工作,目前已形成一股熱潮。
專家系統已廣泛套用於化學、電子學、醫學、地質學等眾多領域。專家系統是人工智慧領域的一個分支。專家系統早期先導者之一,史丹福大學的Edward Feigenbaum教授,把專家系統定義為“一種智慧型的電腦程式,它套用知識和推理過程來解決只有專家才能解決的複雜問題”。因此專家系統可表達為:專家系統=知識庫+推理機。早期專家系統的特點是弱知識庫、強推理機。其目標是利用功能強大的推理方法,依賴少量的知識庫來解決大量的問 題。 其中最有名的是通用問題求解器 。直到20世紀70年代人們才意識到如果知識庫太弱,哪怕推理機的功能無窮強大還是無法達到人類專家的水平。因 此“弱 知 識 庫+強 推 理 機”模式開始演化,逐步形成現代的“強知識庫+強推理機”模式。這種演化提高了專家知識庫在專家系統開發中的重要性。
專家系統的知識庫是專家系統極其重要的組成部分,知識庫的質量好壞直接影響專家系統的質量好壞。從知識的本身來看,它可分為兩種類型:一是基礎原理和理論,另一種是基於直接和間接經驗積累的專門知識。專家的知識並不都是從經驗中得到的,如果缺乏堅實的理論基礎,就很難做好經驗的積累工作,也就不可能對一個複雜的問題給予正確的解。因此,我們認為,一個好的專家系統不僅要具有某一領域的專門知識,更重要的還要具有能夠處理複雜問題所需的基本理論的深層知識。

專家系統組成

著名的自動控制權威Austrom指出,模糊邏輯控制、神經網路控制和專家系統是三種典型的人工智慧控制方法。其中,專家系統是人工智慧控制領域中的一個重要的、很有實用價值的研究分支。專家系統在很多領域得到了實際套用,但至今尚沒有一個被人們普遍接收的確切定義。從本質上講,它是一類包含著知識和推理的智慧型電腦程式,這些知識加上推理要達到這樣的水平,即可被認為是某一特定領域中最佳實踐者的專家模型。
專家系統一般由以下幾部分組成:
1、知識庫(Knowledgebase);
2、推理機(Inference Engine);
3、知識管理系統(Knowledge Administrition System),也即綜合資料庫;
4、人機接口(Man-machine Interface)
5、知識獲取(Knowledge Acquisition)

專家知識庫

專家知識庫是專家系統的核心之一,其主要功能是存儲和管理專家系統中的知識,主要包括來自書本上的知識和各領域專家在長期的工作實踐中所獲得的經驗知識。專家系統的知識庫是專家系統極其重要的組成部分,知識庫的質量好壞直接影響專家系統的質量好壞。從知識的本身來看,它可分為兩種類型:一是基礎原理和理論,另一種是基於直接和間接經驗積累的專門知識。專家的知識並不都是從經驗中得到的,如果缺乏堅實的理論基礎,就很難做好經驗的積累工作,也就不可能對一個複雜的問題給予正確的解。因此,我們認為,一個好的專家系統不僅要具有某一領域的專門知識,更重要的還要具有能夠處理複雜問題所需的基本理論的深層知識。
專家系統中的知識庫是人類專家頭腦中知識的電子記錄,而知識庫主要通過知識工程師與人類專家進行溝通 得到。在人類專家知識的基礎上建立專家系統的過程稱為知識工程(Knowledge engineering)。這個過程由知識工程師來完成。知識工程師從人類專家獲得知識,並把它們編碼到專家系統中,如圖所示。知識表示是用計算機能夠接受並進行處理的符號和方式來完成的。不同的表示方法大大地影響系統的工作效率。因此,知識表示是研製專家系統的重要問題,這就需要研究如何把知識形式化,並轉移給機器。常用的知識表示有產生式系統,框架結構,語義網路,一階謂詞邏輯。
專家知識庫
專家的能力來自於其具有深厚的專業知識和豐富的實際經驗,因此,專家系統必須有足夠的專家知識。知識獲取有兩種方式:一種是外部收集;另一種是機器通過自學自動獲取。目前主要採用第一種方式,第二種方式尚處於研究階段。知識獲取後,還需要解決如何進行知識的表達問題。應根據所要解決的問題的特點選擇不同的知識表達方法,常用的表達方法有產生式規則、框架、謂詞邏輯、面向目標方法等。對於知識的不確定性有基於機率和模糊集的表達方法,後者構成了目前很有發展前途的模糊專家系統。

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