人工智能小型动物分类专家系统的设计与实现PPTWord下载.docx
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该动物是食肉动物
规则7：
动物是哺乳动物，且有蹄
该动物是有蹄动物
规则8：
动物是哺乳动物，且是反刍动物
规则9：
动物是哺乳动物，且是食肉动物，且是黄褐色的，且有暗斑点
该动物是豹
规则10：
动物是黄褐色的，且是哺乳动物，且是食肉，且有黑条纹
该动物是虎
规则11：
动物有暗斑点，且有长腿，且有长脖子，且是有蹄类
该动物是长颈鹿
规则12：
动物有黑条纹，且是有蹄类动物
该动物是斑马
规则13：
动物有长腿，且有长脖子，且是黑色的，且是鸟，且不会飞
该动物是鸵鸟
规则14：
动物是鸟，且不会飞，且会游泳，且是黑色的
该动物是企鹅
规则15：
动物是鸟，且善飞
该动物是信天翁
动物分类专家系统由15条规则组成，可以识别七种动物，在15条规则中，共出现30个概念（也称作事实），共30个事实，每个事实给一个编号，从编号从1到30，在规则对象中我们不存储事实概念，只有该事实的编号，同样规则的结论也是事实概念的编号，事实与规则的数据以常量表示，其结构如下：
Char*str{}={"
chew_cud"
"
hooves"
mammal"
forward_eyes"
claws"
"
pointed_teeth"
eat_meat"
lay_eggs"
fly"
feathers"
ungulate"
"
carnivore"
bird"
give_milk"
has_hair"
fly_well"
black&
white_color"
can_swim"
long_legs"
long_neck"
black_stripes"
dark_spots"
tawny_color"
albatross"
penguin"
ostrich"
zebra"
giraffe"
tiger"
cheetah"
\0"
}
程序有编号序列的方式表达了产生式规则，如资料中规则15，如果动物是鸟，且善飞，则该动物是信天翁。
相应的规则数组第七条是{16，13，0，0，0，0}，第十三个是“bird”（鸟），如果事实成立，询问使用者下一个事实，第十六个“fly_well”（善飞），如果也成立，则查找结论断言编号数组{30,29,28,27,26,25,24,3,3,13,12,12,11,11,0}中第七个“24”，这里24对应事实数组中的“albatross”（信天翁）。
上述就是程序的推理过程，也是程序中的重点，该部分是由规则类（类rule）中的Query方法实现。
三、实验原理
一个基于规则专家系统的完整结构示于图1。
其中，知识库、推理机和工作存储器是构成专家系统的核心。
系统的主要部分是知识库和推理引擎。
知识库由谓词演算事实和有关讨论主题的规则构成。
推理引擎由所有操纵知识库来演绎用户要求的信息的过程构成－如消解、前向链或反向链。
用户接口可能包括某种自然语言处理系统，它允许用户用一个有限的自然语言形式与系统交互；
也可能用带有菜单的图形接口界面。
解释子系统分析被系统执行的推理结构，并把它解释给用户。
图1一个基于规则专家系统的完整结构
四、实验环境
开发工具采用MicrosftVisualC++6.0集成开发工具或C，其它C++工具任选，如采用数据库完成知识库，数据库管理系统采用SqlServer2000.
五、实验步骤
知识库中的知识源于领域专家，它是问题求解所需要的领域知识的集合，包括基本事实、规则和其它有关信息。
步骤一：
知识获取与知识表示选择/设计
1.
知识的获取
获取专业领域所涉及到的知识内容。
上图是从规则集所形成的（部分）推理网络。
2、知识的表达
由步骤1获取的知识集合中的内容，包括定性信息和定量信息，对于定性信息必须制定相应的规则来表达知识的含义。
也是知识库建立的重点。
3、建立知识库
步骤二：
简单推理机设计
推理机是实施问题求解的核心执行机构，它是对知识进行解释的程序，根据知识的语义，对按一定策略找到的知识进行解释执行，并把结果记录到动态库的适当空间中去。
推理策略包括：
1、正向（数据驱动）
2、反向（目标驱动）
3、双向
本实验用正向推理策略来完成，实现推理机的程序与知识库的具体内容无关，对知识库的修改不需要改动推理机。
本步骤具体包括：
1、充分理解知识库现有知识，提出待解决问题
2、建立规则库
3、从规则库中获取可用规则集
4、确定搜索控制策略（例如：
估价函数策略）
5、通过搜索控制策略，从规则集中选出最优规则
6、执行最优规则，更新知识库
7、反复多次以上步骤
8、获得解决方案或无解
步骤三：
系统调试与测试
先熟悉语言环境；
接着运行示例程序；
然后编辑、调试、测试自己的系统程序。
程序的流程主要是：
1、实例化各个类
2、初始化事实集
3、初始化规则集
4、使用规则对事实进行推导
规则类：
规则名只是用来表示规则的一个名称，前提链由前提类生成的单链表，结论则是存放结论断言编号，表示由该规则的到的结论在事实数组中的编号。
事件类:
事实号和规则数据和结论断言数据的数字相对应。
激活标志表示这个时候有没有被处理过。
断言保存推理后的结论，在重复查询这个事实条件时不用反复询问用户。
六、实验思考题
1、专家系统的设计和开发方法与其它软件的设计和开发的方法有什么不同？
2、如果使用数据库管理系统中建立知识库，程序如何实现？
附程序参考源代码：
#include<
string.h>
math.h>
stdio.h>
iostream.h>
#defineTrue1
#defineFalse0
#defineDontKnow-1
char*str[]={"
"
0};
intrulep[][6]={{22,23,12,3,0,0},{21,23,12,3,0,0},{22,19,20,11,0,0},
{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}};
intrulec[]={30,29,28,27,26,25,24,3,3,13,13,12,12,11,11,0};
classfact
{private:
intNumber;
charName[21];
intActive;
intSucc;
public:
fact*Next;
fact（intNum,char*L）
{
strcpy（Name,L）;
Number=Num;
Active=False;
//-1是已经推理，不符合。
1是已经推理，符合。
Succ=DontKnow;
//0是无，-1是不知道，1是有。
Next=NULL;
}
char*GetName（）
char*L;
L=newchar[21];
strcpy（L,Name）;
returnL;
intGetNumber（）
returnNumber;
intGetAct（）
returnActive;
intGetSucc（）
returnSucc;
voidPutAct（constintAct0,intSuc0）
Active=Act0;
Succ=Suc0;
};
fact*Fact;
classlist
list*Next;
list（intNum）
classrule
{
char*Name;
list*Pre;
intConc;
rule*Next;
rule（char*N,intP[],intC）;
~rule（）;
intQuery（）;
voidGetName（）
cout<
<
Name;
rule:
:
~rule（）
list*L;
while（Pre）
L=Pre->
Next;
deletePre;
Pre=L;
deleteName;
rule（char*N,intP[],intC）
inti;
Pre=NULL;
Next=NULL;
Name=newchar[strlen（N）+1];
strcpy（Name,N）;
i=0;
while（P[i]!
=0）
L=newlist（P[i++]）;
L->
Next=Pre;
Conc=C;
intrule:
Query（）
charc;
intTag=0;
fact*F;
F=Fact;
L=Pre;
if（L==NULL）
\nError"
;
while（L!
=NULL）
F=Fac
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