（计算机软件与理论专业论文）基于专家信息的甄选专家系统.pdf

东北大学硕士学位论文摘要 基于专家信息的甄选专家系统 摘要 本文结合某省科技厅科技评估工作而开发的基于专家信息的甄选专家系统被 称为e s d m ( e x p e r t s s e l e c t i n gd e c i s i o n m a k i n g ) 。近几年来，随着计算机网络、通 信等技术的发展，特别是i n t e m e t ，w o r l dw i d ew e b 的普及，人工智能与专家系统 的研究再度活跃起来，并正向更为广泛的领域发展。其中把专家系统技术应用在 员工甄选决策的人事管理方面也得到一定的发展。e s d m 是把专家系统技术应用 于科技项目评估专家的甄选决策人事管理应用上，科技评估专家甄选决策是科技 项目评估中最重要的人事决策之一。专家甄选就是选择合适的专家，录用在科技 项目某一方面评审的过程。 以科技评估专家甄选知识为背景，系统构建了小型基于专家信息的甄选专家 系统。系统中运用一种简单的规则形式来表达知识，规则中采用二元组的形式f a c t ( 属性，值) 作为基本事实。因此在推理过程中容易把专家信息数据库中的信息转化为 基本事实。e s d m 用逻辑程序设计语言p r o l o g 开发，对已有的p r o l o g 标准推理引 擎模型的不足做了改进，系统设计了适于规则推理和解释的双层推理引擎。这个 推理引擎是e s d m 的一部分。推理引擎由作者开发，被称为e s e l ( e x p e r t s s e l e c t i n g ) 。 e s d m 系统包括三个子系统专家信息库管理子系统、知识库管理子系统、专 家甄选子系统。系统用流行的人工智能语言v i s u a lp r o l o g 实现。e s d m 系统采用 图形用户界面，使得用户界面友好，操作简单。e s d m 系统已装入某些行业甄选 专家综合管理的知识，并通过调试。 关键词a 7 - 智能专家系统搜索技术知识表示双层推理引擎 i i t h e d e s i g n a n d i m p l e m e n t a t i o no f e x p e g s - s e l e c t i n gd e c i s i o n - m a k i n ge x p e l s s y s t e m b a s e do n e x p e l s i n f o r m a t i o n a b s t r a c t t h i se x p e r ts y s t e mi s d e s i g n e dt oa s s i s tt h ep r o j e c t e v a l u a t i n gj o bo fs c i e n c ea n d t e c h n o l o g yb u r e a u i nr e c e n ty e a r sw i t ht h ed e v e l o p m e n to fc o m p u t e rn e t w o r ka n d c o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g ya n dt h ep o p u l a r i t yo fi n t e r n e ta n dw o r l dw i d ew e bt h e r e s e a r c ho na r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c e a n d e x p e r ts y s t e m i s g e t t i n g a c t i v e a g a i na n d e x t e n d i n gi n t ow i d e ra p p l i c a t i o na r e a t h ea p p l i c a t i o no fe x p e r ts y s t e mt e c h n o l o g yo n p e r s o n n e lm a n a g e m e n to fe x p e r t s s e l e c t i n g d e c i s i o n - m a k i n g h a s c o n s i d e m b t y b e e n d e v e l o p e d t h ee x p e r ts y s t e mi nt h i sp a p e ri s t oa p p l ye x p e r ts y s t e mt e c h n o l o g yo n e x p e r t s s e l e c t i n gd e c i s i o n m a k i n g o f p r o j e c t e v a l u a t i o n p e r s o n n e lm a n a g e m e n t e x p e r t s e l e c t i n gd e c i s i o n - m a k i n g i so n eo ft h em o s t i m p o r t a n tp e r s o n n e l d e c i s i o n m a k i n g so fp r o j e c te v a l u a t i o n s e l e c t i n go fe x p e r t si st of i n do u ta p p r o p r i a t e e x p e r t sw h o c a nb e a p p l i e d i no n eo f t h e p r o c e d u r e so f p r o j e e le v a l u a t i o n i nt h i sp a p e rw eh a v ee s t a b l i s h e das m a l le x p e r t s s e l e c t i n gd e c i s i o n - - m a k i n ge x p e r t s y s t e mb a s e do ne x p e r ti n f o r m a t i o n ( e s d m ) t h i se x p e r ts y s t e mh a sa d o p t e das i m p l e f o r mo fr u l et or e p r e s e n tk n o w l e d g e t h ef o r mo ft h eb a s i cf a c t so fr u l e si si nt h ef o r m o ft h ef a c t ( p r o p e r t y , v a l u e ) s oi ti se a s yt ot r a n s f o r mt h ee x p e r ti n f o r m a t i o nr e c o r do f d a t a b a s ei n t ob a s i cf a c t st h i s e x p e r ts y s t e m i s i m p l e m e n t e dw i t h ak i n d o fa i p r o g r a m m i n gl a n g u a g eo fv i s u a lp r p o l o g t h es a m p l es y s t e m si nl i t e r a t u r ea r e u s u a l l yn e i t h e rf l e x i b l ee n o u g hf o rc o m p l e xp r o b l e md o m a i n sn o ra r et h e yo f t e na s c o m p l e t e a so n em i g h tw a n t t h i sp a p e ra d d r e s s e st h ep r o b l e mb ye x t e n d i n gt h e s t a n d a r dt r e a t m e n to f e x p e r ts y s t e md e v e l o p m e n t i np r o l o g t h i sp a p e rh a sd e s i g n e da t w o t i e r si n f e r e n c ee n g i n e t h ee n g i n ei sa p a r to f t h ee x p e r ts y s t e md e v e l o p e db yt h e i i i 东北大学硕士学位论文a b s t r a c t a u t h o rw h i c hi sc a l l e db y e s e l ( e x p e r t s s e l e c t i n g ) t h i se x p e r ts y s t e mh a sg u iu s e r - i n t e r f a c ew h i c hm a k eu s e r i n t e r f a c ei s f r i e n d l y a n di se a s yt oo p e r a t e t h i se x p e r ts y s t e mh a sl o a d e ds o m e s e l e c t i o nd e c i s i o n - m a k i n g k n o w l e d g e a n dh a sb e e nt e s t i f i e dw o r k i n gw e l l k e y w o r d sa r t i f i c i a li n t e l l i g e n c e ，e x p e r t ss y s t e m ，s e a r c h i n g t e c h n o l o g y , k n o w l e d g e r e p r e s e n t a t i o n ，d u a li n f e r e n c ee n g i n e 一 声明 本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取 得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或 撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确 的说明并表示谢意。 本人签名：尉护同 日期：如p 午、f z 0 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 第一章绪论 本章介绍基于专家信息的甄选专家系统( e s d m e x p e r t s s e l e c t i n g d e c i s i o n m a k i n g ) 的知识背景：人工智能，专家系统。简介e s d m 系统的应用背 景和意义，e s d m 系统的功能和结构。 1 1 专家系统综述 本节介绍人工智能的有关知识，专家系统的起源和专家系统的描述及有关概 念。 1 1 1 人工智能简介 19 5 6 年，在达特马斯大学由j m c c a r t h y 和m m i n s k y 发起，邀请了几位数学 家、心理学家、计算机专家、神经学家和工程师，召开了以“人工智能( a r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c e ) ”为主题的研讨会。自此以后，以人工智能为名的研究机构、专业学 会以及报刊书籍发展迅速，在全球范围广泛传播。人工智能现已成为一个新兴的 学科，得到人们的重视。其研究成果也应用到人们生产生活的各个领域。 1 、人工智能的概念 所谓人工智能【引，又称为智能模拟，是计算机技术的一个分支，它研究如何利 用计算机来完成用人的智慧才能完成的工作。 2 、人工智能的发展轨迹 ( 1 ) 模拟人类的思维规律，即推理方法的研究和程序化； ( 2 ) j 下确的知识表示，运用知识进行推理，即知识的形式化： ( 3 1 从大量已有的知识推出新的知识，即专家系统。 3 、人工智能的技术 人工智能的技术有以下几种： ( i ) 启发式搜索 人们解决问题的基本方法是方案试验法，对各种可能的方案进行试验， 直至找到正确的方案。搜索策略有盲目搜索、启发式搜索之分。 盲目搜索是对可能方案进行顺序的试验：启发式搜索是依照经验或某种启发 式信息，摒弃希望不大的搜索方向。启发式搜索大大加快搜索过程，使得人们处 理问题效率得到提高。 一1 一 东北大学硕士学位论文第一章绪论 ( 2 ) 规划 人们待解决的问题一般可以分解转化为若干小问题，对于每个小问题还可以 进行分解。由于解决小问题的搜索大为减少，使得原问题的复杂度降低，问题的 解决得到简化。规划要依靠启发式信息，成功与否，很大程度上决定于启发信息 的可靠程度。 ( 3 ) 知识的表示技术 知识在计算机内的表达方式是用计算机模拟人类智能必须解决的重要问题。 问题解决的关键是如何把各类知识进行编码、存储；如何快速寻找需要的知识； 如何对知识进行运算、推理：如何对知识进行更新、修改。 4 、人工智能的研究领域 人工智能的研究更多的是结合具体领域进行的，主要研究领域有专家系统， 机器学习，模式识别，自然语言理解，自动定理证明，自动程序设计，机器人学， 博弈，智能决定支持系统和人工神经网络【2 3 1 。 人工智能是一种外向型的学科，它不但要求研究它的人懂得人工智能的知识， 而且要求有比较扎实的数学基础，哲学和生物学基础，只有这样才可能让一台什 么也不知道的机器模拟人的思维【2 4 】。 因为人工智能的研究领域十分广阔，它总的来说是面向应用的，也就说什么 地方有人在工作，它就可以用在什么地方，因为人工智能的最根本目的还是要模 拟人类的思维。因此我们可以从许多的应用领域中挑选几个有代表性的方面来看 看人工智能的发展需要进行哪些方面的工作。 人工智能的应用领域概括起来有： ( 1 ) 问题求解 我们通过对人们求解问题的一般规律、求解问题的思路的研究，编制一个智 能程序，依照人们解决问题的方法与步骤，解决问题。 ( 2 ) 自然语言处理 自然语言处理是研究计算机如何运用已有的词法和语法规则，正确理解人们 的自然语言，以方便用户的使用与表达【2 5 】。 ( 3 ) 模式识别 模式识别是研究如何从庞大的信息中提取特征，根据特征识别不同事物的基 本原理1 2 6 】。 ( 4 ) 智能数据库 智能数掘库是研究利用人的推理、想象、记忆原理，实现对数据库的存储、 - 2 - 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 搜索和修改。智能数据库通过有效的组织，能够满足人们快速检索和修改数 据库的要求。 ( 5 ) 智能机器人 智能机器人能够对外部环境具有一定的适应能力，根据实际的环境信息进行 综合处理，并做出正确的响应。这种机器人用于航天、军事、工业制造等领域。 ( 6 ) 博奕 博弈是研究使自己取胜、战胜对手的策略。在决策过程中要对形势做出恰当 的估计，搜寻各种可能的策略组合，通过对比分析确定对自己最有利的策略。其 中运用到问题求解、模式识别等方法。 ( 7 ) 程序自动设计 程序自动化是为了设计一种算法。该算法是分层结构的，先提出一些规定， 形成最高一级的预算法，并提出下一层算法的规定，然后按照这些规定形成下一 级的算法和再下一级的规定，最后完成整个程序。程序自动化较多的研究工作放 在了自动程序验证方面，即让计算机自动查找程序中的错误。 ( 8 ) 定理的自动证明 计算机通过模仿人的推理和演绎过程，从最基本的公理出发，证明定理的正 确性。 现在信息技术的飞速发展。使得a i 有更广泛的研究和应用领域，如专家咨询 系统、组合调度问题、虚拟现实等等。 1 1 2 专家系统的起源 专家系统起源于人工智能的。人工智能这门学科自形成起，曾先后出现两个 指导思想。 一种指导思想是：研究和总结人类思维的普遍规律，并用计算机模拟它的实 现。他们深信：计算机一定能够达到人的智能。达到这一步的关键就是建立个 通用的，万能的符号逻辑运算体系。对于输入的任何智力问题，它都能给出一个 解答。n e w e l l 等老一辈人工智能专家称此为“物理符号系统假设”。 n i l s s o n 的 观点则是更进一步，认为这种符号体系的核心应该是逻辑演绎方法他提出了一 个口号，叫“命题主义”。他主张，一切人工智能研究应该在一个类似逻辑形式 框架内进行。这一指导思想受到年轻一代的挑战，他们认为， 万能的逻辑推理体 系至今没有创造出来，并不是因为人工智能专家的本事不够， 而是这种万能的体 系从根本上说就是不可能的，它的最大弱点就是缺乏知识a - 3 - 东北大学硕士学位论文第一章绪论 另一个指导思想是：以知识为中心，在实际生活中，人是根据知识行事的， 而不是根据在抽象原则上推理行事的。其次，即使就逻辑推理体系来说，它的主 要技术是状态空间搜索，而在执行中遇到的主要困难是“组合爆炸”【2 ”。事实表 明，单靠一些思维原则是解决不了问题的，要摆脱困境，只有大量使用现成的知 识。斯坦福大学的年轻教授f e i g e n b a u m 是这种观点的著名代表。他说：“过去2 0 年中， 人工智能的方向发生了转变，从探索广泛普遍的思维规律转向智能行为的 中心问题，即评价特定知识事实，经验知识，及知识的运用。用机械装置模 拟人的智能人工智能极其同属的，同类的科学在前2 5 年里试探了多条道 路，走过了漫长行程条条道路汇合在一个中心问题上，认为所有智能活动，既 理解，解决问题的能力，甚至学习能力，都完全靠知识。”f e i g i n b a u m 开创了人 工智能研究的一个重要领域：以知识为基础的专家咨询系统【2 ，并且取得了异乎 寻常的成功。在他主持下，第一个成功的专家系统d e n d r a l 于1 9 6 8 年问世。在 d e n d r a l 的影响下，涌现出一大批各行各类的专家系统。进入8 0 年代后期，专 家系统走出实验室，成为软件产业的一个新分支：知识产业，f e i g e n b a u m 教授为 这个新领域起了一个新名字：知识工程。 1 1 _ 3 专家系统的描述和有关概念 1 、专家系统描述： 专家系统是用计算机模拟专家思维和推理过程，于5 0 年代兴起的一个综合性 很强的边缘学科，它是由控制论、信息论、计算机科学、电子学、生物学、神经 学、生理学、心理学、数学、语言学和哲学等多种学科相互渗透而形成的。专家 系统( e x p e r ts y s t e m ，e s ) 是人工智能领域中最广泛、最实用、最有成就的分支( 其 它两个分支为模式识别和智能机器人) ，是在某领域内具有专家水平，模拟专家的 思维活动，推理判断，求解专门问题的计算机程序系统。一个完整的专家系统应 由下列5 个部分组成：知识库、数据库、推理机、知识获取模块和解释接口。 专家系统是人工智能的一个分支，它是专门知识的扩展应用并能在人类专家 水平上解决问题。专家是在某个领域具有专门技术的人。既是说，专家具有的知 识和技能不能被大多数人了解和获得。专家解决的问题是大多数人不能解决或能 高效的解决( 但成本昂贵) 。当二十世纪六十年代专家系统首次被开发时，它们只 包含专家知识。然而专家系统这个名词通常被用在任何使用专家系统技术的系统 上。专家系统技术包含特殊的专家系统语言，程序，硬件用来帮助专家系统的开 发和执行。 - 4 - 东北大学硕士学位论文第一章绪论 专家系统中的知识可以是专门技术或可从书本，杂志，有知识的人上获得的 知识。专家系统，基于知识的系统，基于知识的专家系统这些术语是同义的。 2 、专家系统的有关概念 图1 1 阐明基于知识的专家系统基本功能的基本概念。用户对专家系统提供事 实和其它信息并获得专家建议或专门技术作为响应。在内部，专家系统包含两个 主要部分。知识库中包含知识，使用它推理引擎可获得结论。结论是专家系统对 用户的有关专门技术询问的响应。 已经设计出很有用的基于知识的专家系统作为人类专家的智能助手。因为开 发方面的优点，这些智能助手是使用专家系统技术设计的。当更多的智能加入智 能助手时，它就更像一个人类专家。 而且通过加快解决问题的速度，它能节省专家的时间。智能导师是另一个人 工智能的应用。不象旧的计算机辅助指导系统，新的系统能提供上下文敏感的指 导。 l l左 n 矗= 用 r im 、p p 专门技术 户 l推理引擎 幽1 1专家系统功能的基本概念 f i g 1 1 t h eb a s i cc o n c e p t so f t h ee x p e r ts y s t e mf u n c t i n o s 专家系统的知识是针对某个特殊的问题领域的，不是关于通用求解技术的知 识。问题领域是特殊的，例如医学，经济，科学，或工程等等，专家可以很好地 解决。专家系统，象人类专家一样，通常被设计为一个问题领域的专家。例如： 不能期望下棋专家具有医学方面的专家知识。一个领域的专门技术不能自动带到 另一领域。 解决特殊问题的专家知识被称为专家的知识域。例如用来诊断传染病的专家 系统包含大连的由传染病引起的症状。在这种情况下，知识领域是医学并包含大 量的有关疾病症状和疗法。 图1 - 2 阐明问题领域和知识领域之间的关系。注意这个知识领域是完全包含在 问题领域的。知识领域外的部分表现了一个领域域它没有关所有问题的知识。 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 一个医学专家系统通常不包含其它医学分支如外科或小儿科，尽管它的传染 病的知识相当于人类专家，专家系统也不能知道其它知识领域的任何东西滁非它 编程时带有那个知识领域。 图1 2问题域羽i 知识域的可能关系 f i g 1 2 ap o s s i b l ep r o b l e ma n dk n o w l e d g ed o m a i n r e l a t i o n s h i p 3 、专家系统的特点 ( 1 ) 具有专家水平的专门知识和经验。 ( 2 ) 能够进行有效的逻辑推理运算。 ( 3 ) 具有获取知识的特点，能够不断扩充知识范围。 ( 4 ) 对用户是透明的，即用户无需知道系统的内部结构也可操作。 ( 5 ) 具有交互性和灵活性。 1 - 2 本文所做的工作 1 2 1e s d m 的应用背景和意义 e s d m 是某省科技厅的课题，目的是设计一个智能助手辅助科技计划项目评 估评审过程中有关单位和个人行为，选出适应项目评审的评审专家。建立评审专 家基本信息表，评审专家的主要业务和工作成果表，评审专家近三年来承担国家 和地方科研项目情况表。建立评审专家各项衡指标的量化标准。根据评估经验， 总结衡量各种专家的规则。建立评价专家的知识库。评价专家知识库可以根据经 验的积累对知识进行增加，删改，修改操作。用户提出目标，e s d m 系统根据知 识库推导出相适应的评审专家。 e s d m 适用于在项目立项( 含项目招标) 、项目检查、项目验收等过程中组 织或参与评估、评审活动的单位和个人，包括项目评估评审活动的组织者、承担 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 者，项目评估人员和评审专家以及项目推荐者和项目申请者( 含投标人和项目责 任人) 。 项目中报者 科技专家中报者 科技项目中报 网上申报子系统 科技专家申报 科技项目库 科技项目评估专家系统 科技专家库 基于专家信息的甄选专家系统 综合数据库ii 知识库 li 亏蒙磊j i i i 雨i | ；i 否磊 图1 3 科技项目评估专家系统结构示意幽 f i g1 3 t h es t r u c t u r eo f e x p e r t ss y s t e m o fs c i e n c ea n d t e c h n o l o g ye v a l u a t i n g e s d m 系统是科技项计划项目评估系统的一部分，在项目评估中评估专家起 着重要的作用，选出适合的专家会提高整个项目评估的质量水平。科技计划项目 评估系统包含两大子系统，科技项目评估子系统，专家甄选子系统。科技计划项 目评估系统整体结构见图1 3 。 1 、专家甄选决策的一般过程 专家甄选决策是项目评估最重要的人事决策之一。专家甄选就是选择合适的 候选人，录用在项目评估的某一过程中。通常的方法是，要求专家提供某些资料 ( 如简历、学历证书、推荐信、档案等) ，评估组运用一些测试工具( 如智力测 验、个性测查等) 对这些候专家加以测试，根据对资料的分析和测试结果，来预 东北大学硕士学位论文 第一幸绪论 测某些申请专家比其他专家更适合做某些工作。具体讲，可以通过以下步骤来进 行： ( 1 ) 对职务进行分析。利用职务分析程序分析职务的优秀绩效所需要的个体的 知识、技能、能力条件。最好的员干是最符合这些条件者。某个人对某一职务可 能是最好的人选，面对另一个职务就不一定了。 ( 2 ) 根据职务分析的结果建立职务的绩效标准。 ( 3 ) 依照职务绩效标准选择预测源。包括心理测量、问卷调查、情境练习、自 我评定、履历、推荐信、面试等。 ( 4 ) 评定测量变量。即对候选人的职务绩效变量进行评定和测量。包括对自我 评定、履历、推荐信、面试等有关变量的评定，以及运用心理测量、问卷、情境 练习等对候选人进行有关变量的测试。根据这些变量评定和测试的结果，确定哪 些候选人入选。 ( 5 ) 研究预测源的效度。这一步是比较、确定预测源分数的差异与标准分数的 差异是否相关，即预测源的标准关联效度是否高。通过统计分析。计算相关系数 得到效度值。 ( 6 ) 确定预测源的效用。一个预测源的效用是由预测源的效度、信度、录用率、 基础率、成本等因素构成。录用率是指职务空缺数与申请人数的比率。基础率是 指在一定就业状态下，现有职工中具有优秀绩效水平者的比率。成本即使用某种 预测源所需要支付的费用。 ( 7 ) 再分析。一段时间以后。职务可能会发生变化，职务变量亦随之改变，预 测源的效用也会发生变化。因此，每隔一段时间，就应对上述问题进行再分析， 并据此进行专家甄选。 2 、计算机在我国专家甄选中的应用现状 我国人事管理中计算机的应用，基本上处于事务处理的水平上，至多作 为企业管理信息系统( m i s ) 中的一个子系统，所做的工作一般是 己录、检索、 统计、生成各种图表及结论等工作。 心理测验软件也开始在人事选拔中应用。应用的方法基本上是在计算机上进 行测试，由计算机自动对这些数字进行计算，得出计算结果和侧面图等。 这些计算机软件的应用确实起到了减少工作人员、提高工作效率和管理规范 化等方面的作用，但对计算结果和各种图表如何分析、解释，企业管理人员应如 何根据这些数字和图表进行有关决策，这些软件是无能为力的。例如，在专家甄 选决策工作中传统的计算机程序完成的是数据测试、记录、计算、检索、得出结 东北大学硕士学位论文第一章绪论 论等工作，对提高专家甄选工作的效率和规范化是很有帮助的。但对于如何进行 职务分析、如何建立职务绩效标准、如何实施预测源、如何解释和评价预测源的 预测结果等工作则没有办法。 3 、如何将专家系统技术应用于评估专家甄选决策 通过对评估专家甄选决策过程和专家系统技术特点的分析，专家系统技术可 在以下几个方面得到应用： ( 1 ) 职务分析及绩效标准的建立 职务说明书的结果可以通过定量的职务分析问卷得到。各类职务操作的有关 特质通常包括以下几个方面： 生理因素：包括体力、耐力、敏捷程度、视觉、听觉等方面的特质。 心理因素：包括知觉、注意、记忆、理解、逻辑、演绎、问题解决、创造性、 人格等方面的特质。 学习因素：包括数字运算能力、口头表达能力、书面表达能力、计划能力、 决策能力、专业知识和技能等方面的特质。 动机因素：包括对环境变化、单调工作、工作压力、孤独、恶劣环境、危险 等的适应能力，对依赖性、持久性、积极性、完善性、进取性等的控制程度。 社会因素：包括外表、忍耐性、影响力、合作精神等方面的特质。 这些方面特质的职务功能分析、通常要在职务分析专家的指导下进行。职务 分析专家一般要让具备丰富的心理学、生理学、管理学和工程学知识。这样的专 家在我国是不多见的。运用专家系统技术，可以把这些专家的知识和经验输入到 专家系统的知识库中，企业在作职务分析工作遇到问题时，可随时打开职务分析 专家系统，向该系统咨询各种问题的解决方法。 职务绩效标准是根据职务分析的结果建立的。这一过程通常是出职务分析专 家与企业管理者共同制定的。可以把职务分析专家的知识和经验输入到专家系统 的知识库中，供企业管理人员制定职务绩效标准时参考。 ( 2 ) 选择和实施预测源 在人事管理中，能够描述、测量修改特点的预测源，通常包括一心理测验、工 作模拟、情境练习、面谈、履历、档案、自我评定等。其中，心理测验、工作模 拟、情境练习等预测源的选择与实施，尤其需要人事管理专家的知识和经验。把 这些知识和经验输入到专家系统的知识库中，企业管理人员可根据职务分析的结 果和相应的职务绩效标准来选择预测源，并运用专家系统的推理机和其他功能来 实施这些预测源。 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 ( 3 ) 对预测结果的解释和评价 预测结果的解释与评价，是一个涉及因素多、问题结构性差的领域，其解释 与评价方法带有很大的启发性，专家的知t 和经验起着很大的作用。将人事管理 专家对预测结果解释与评价的知识和经验输入专家系统的知识库，会为企业在最 终确定哪些候选人入选时提供各种有价值的参考意见。 1 2 2e s d m 的功能 本系统帮助识别在某个领域胜任某些要求的专家。这个专家系统决定那些专 家符合那些要求。本专家系统的功能是各领域的专家把个人信息通过w e b 页，提交 到专家信息数据库，知识库中储存了评判各领域专家资格的各种规则，推理机负责 推理工作，用户可通过w e b 提交咨询的目标，推理机负责查找相匹配的规则，进行推 理，给出推理结果。本专家系统提供解释机制，解释推理过程。本专家系统的特点 是提供了外层的i n t e m e t 环境，信息的采集，知识的获取都可以通过w e b 技术来实现 要想解决上述问题专家系统技术有着广泛的用途。例如，在专家甄选决策 工作中，专家系统可完成这样的工作；不仅能完成传统计算机程序的测试、记录、 计算( 不包括复杂的运算) 、检索、得出结论等工作，而且可以通过专家系统的 知识库和推理机。指导和帮助评估组进行职务分析、建立职务绩效标准、选择预 测源、实施预测源、解释和评价预测结果。事实上，由于专家系统的知识库中装 进了人事管理专家的知识和经验，推理机实现了这些专家的推理策略和方法、这 就等同于人事管理专家亲临现场工作，帮助企业搞好专家甄选的决策工作。这样 的工作一方面可以使专家选决策工作的效率和规范化得以提高，另一方面，而且 是更重要的一个方面，使得该项决策工作的质量得以大大提高。这才是专家系统 工作的根本目的。 通过上述的专家系统和传统计算机程序的比较，可以看出，在评估专家甄选 决策工作中，专家系统有其传统计算机程序不能代替的优点。 1 2 - 3e s d m 的结构 专家系统的优劣，主要取决于它的设计和运行的正确性和实用性1 2 j 。一个性能 优异的专家系统，其设计思想和方法，咨询解释，推理结论和求解结果是正确的，它应 易于使用，维护，运行可靠，适用范围广，易于扩充和更新，专家系统是以逻辑推理为手 段，以知识为中心解决问题的。 系统架构( 见图1 4 ) 描述述： 一10 东北大学硕士学位论文 第一章绪论 幽l4 基于规则的专家系统的结构 f i g 1 4 t h es t r u c t u r eo fe x p e r t ss y s t e mb a s e do nr u l e s ( 1 ) 知t 库( k n o w l e d g eb a s e ) ：储存用以解决问题的规则a ( 2 ) 推理引擎( i n f e r e n c e 。e n g i n e ) ：用以控制推理。 f 3 1 用户接i ：1 ( u s e ri n t e r f a c e ) ：提供使用者与专家系统的接口。 ( 4 ) 解释功能( e x p l a n a t i o nf a c i l i t y ) ：提供使用者友善的解释说明及咨询功能。 ( 5 ) 知识获取接i ( k n o w l e d g ea c q u i s i t i o ni n t e r f a c e ) ：提供增删知识库功能。 ( 6 ) 9 - 作记忆n ( w o r k i n gm e m o r y ) ：储存推理过程中的事实。 东北大学硕士学位论文 第2 - 章专家系统的开发技术综述 第二章专家系统的开发技术综述 2 。l 专家系统开发实现方式简介 本节主要介绍专家系统的开发工具，分析它们的特点，优点，和不足从中选择一 种较适合于e s d m 系统开发的工具。 2 1 1 专家系统的四种实现方式 1 、人工智能语言 上面我们讨论了专家系统如何解决问题的方法论。然而，如何在计算机上实 现这些方法呢? 这就涉及到了计算机语言问题，也就是说，是否需要一种专门的 人工智能语言。严格地讲，可以使用任何计算机语言来实现这些算法，但是大量 的事实表明，使用专门的人工智能只能语言，可以方便而有效地建立人工智能系 统。 在人工智能的研究发展过程中，从一开始就注意到了语言问题，较早地被作 为人工智能语言使用的计算机语言是l i s p 。l i s p 语言最初是在1 9 6 0 年作为定义 数学函数的一种计法来介绍的，但因其具有较强的符号处理功能和较灵活的控制 结构，特别适合于人工智能的研究，从而很快受到了人工智能工作者青睐，直到 今天，l i s p 语言仍然是应用最为广泛的人工智能语言。 ( 1 ) l i s p 语言 从七十年代丌始，在l i s p 语言的基础上，通过扩充功能的方法，设计了 p l a n n e r ，c o n n i v e r 以及p o p 2 等语言，同时推出了程序设计环境更为完善 的强化l i s p 版本i n n ! r l i s p 。八十年代初，在总结了各种l i s p 不同版本的 优缺点的基础上，又推出了功能更强的c o m m o n l i s p 版本。 l i s p 语言还有以下特点： 函数式程序设计语言。l i s p 程序不是被插述为一个可机械执行的有限序列， 而是被描述为组接近于数学形式定义的函数。程序的执行实际上就是对函数的 调用。函数式程序设计语言增强了程序的模块性。每个函数可以看成是一个独立 的模块，模块之间的联系体现在函数之间的相互调用上。 函数式程序设计语言很 容易扩充，扩充l i s p 语言的功能实际上就是定义新函数。 一1 2 东北大学硕士学位论文第二章专家系统的开发技术综述 程序与数据等价。与许多传统的程序设计语言不同，l i s p 的程序和数掘具 有相同的表示形式表。因此，在l i s p 语言中，程序和数据没有严格界限。一 个表可以在某时刻作为程序被执行，也可以在另一时刻作为数据被处理。某一 个到底是程序还是数据，完全根据当时的运行环境来决定。这允许一个程序对另 一个程序进行操作。l i s p 的这一特性对a i 程序设计特别有用。 递归控制结构。l i s p 语言主要采用递归控制结构，l i s p 函数是递归定义 的。任何函数都可直接或间接调用其本身。递归的基本思想是把问题分解成一些 简单的问题，然后再用这个函数本身处理每个简单问题，递归的优点是简练，高 效。 交互式解释性执行。由于l i s p 语言语法格式一致，使其很容易解释执行。 解释执行的语言在程序开发其间大有好处，它允许设计人员以交互方式设计程序。 ( 2 ) p r o l o g 语言 六十年代末期，以谓词逻辑为基础，开发了运用于定理证明的q a l ，q a 2 和q a 3 语言，后来受到p l a n n e r 的影响，又推出了q a 4 语言。随着功能扩充，系统变 得越来越大，这样既降低了处理速度，又为程序调试带来了困难，为此，于1 9 7 2 年开发了基于一阶谓词的逻辑语言p r o l o g ， 该语言实现了自动推理功能，是 一种较有前途的计算机语言p r o l o g 语言建立在一阶谓词逻辑和归结原理 ( r e s o l u t i o np r i n c i p l e ) 基础上，它具有自动推理功能。用p r o l o g 设计应用程序时， 仅需指明领域中各种对象之间的关系( 事实) 和决策规则，而应用这些知识的推 理由p r o l o g 系统本身完成。因此，一个p r o l o g 程序= 数据+ 规则库，整个p r o l o g 的 程序设计就是要做三种工作：说明事实，定义规则和提出问题。从专家系统的 观点来看，p m l o g 有些类似与骨架系统，用p r o l o g 设计专家系统也有些类似于用 骨架系统开发专家系统。 p r o l o g 作为一种叙述性语言，将解决问题的知识与利用知识的推理机制有效地 分离开来。这使得用p r o l o g 书写的程序具有简练，清晰，易读，易写，易验证等 优点，使之受到关注。此外，从程序设计的观点来看，p r o l o g 同l i s p 一样，具有 数学基础坚实，文法简洁，程序与数据格式一致，表达能力强等特点，便于进行 人工智能程序设计。 2 、面向过程的程序语言 面向过程的程序遵循面向过程的问题求解方法。其中心思想是用计算机能够 理解的逻辑来描述和表达待解决的问题及其具体的解决过程。数据结构、算法是 面向过程问题求解的核心组成。其中数据结构利用计算机的离散逻辑来量化表达 一13 东北大学硕士学位论文 第二章专家系统的开发技术综述 需要解决的问题，而算法则研究如何快捷、高效地组织解决问题的具体过程。面 向过程的问题求解可以精确、完备地描述具体的求解过程( 这晕的过程通常是指 操作) ，但却不足以把一个包含了多个相互关联的过程的复杂系统表述清楚，而面 向对象的问题求解则可以胜任这件工作。面向过程的程序有f o r t r a n 语言、c 语言等。 3 、面向对象程序语言 面向对象技术中的对象就是现实世界中某个具体的物理实体在计算机逻辑中 的映射和体现。比如，电视机是一个具体存在的，拥有外形、尺寸、颜色等外部 特性和开、关、频道设置等实在功能的实体；而这样一个实体，在面向对象的程 序中，就可以表达成一个计算机可理解、可操纵、具有一定属性和行为的对象。 类是同种对象的集合与抽象 图2 1表示面向对象的问题求解的思维方式 f i g 2 1 t h e t h i n k i n g - m e t h o do f o b j e c t e d - o r i e n t e dp r o b l e mr e s o l v i n g 在用面向对象的软件方法解决现实世界的问题时首先将物理存在的实体抽 象成概念世界的抽象数据类型，这个抽象数掘类型里面包括了实体中与需要解决 的问题相关的数据和属性；然后再用面向对象的工具，将这个抽象数据类型用计 算机逻辑表达出来，即构造计算机能够理解和处理的类；最后将类实例化就得到 了现实世界实体的面向对象的映射一对象，在程序中对对象进行作，就可以模拟 现实世界中的实体上的问题并解决之，见图( 2 1 ) 。 在进一步了解类和对象的关系之后，应认识到类是抽象了若干对象的共同性 而封装这些藏属性( 域和方法) 的一种复合型数据类型，而对象则是某一类实例 化的变量【5 1 。面向对象的程序有c 抖、j a v a 等。 4 、专家系统工具 一1 4 东北大学硕士学位论文 第二章专家系统的开发技术综述 专家系统工具是在七十年代中期开始发展起来的，它比我们通常所说的高级 计算机语言，如l i s p ，f o r t r a n 等，在功能上又提高了一个层次，是专门用于开发专 家系统的一种计算机语言。 现有的各种专家系统工具，大体上可以分为两类，一类是骨架型工具，又称 为外壳，一类是语言型工具。 1 1 骨架型工具： 一般的专家系统都可以分为推理机和规则集两个部分。在一个理想的专家系 统中，推理引擎完全独立于所要求的问题领域，系统功能上的完善或改变，只依 赖于规则集的完善或改变。因此，借用以前开发好的专家系统，将描述领域知识 的规则，从原系统中“挖掉”，只保留其独立于问题领域知识的推理机部分，这 样形成的工具称为骨架型工具，如e m y c i n ，k a s 以及e x p e r t 等。这类工具其 控制策略是预先给定的，使用起来很方便，用户只须将具体领域的知识，明确地 表示成为一些规则就可以了，这样，可以把主要精力放在具体概念和规则的整理 上，而不是像传统的程序设计语言建立专家系统那样，将大部分时间花费在开发 系统的过程结构上，从而大大提高了专家系统的开发效率。而且这类工具往往交 互性很好，用户可以方便地与之对话，并能提供很强的对结果进行解释的功能。 然而，因其程序的主要骨架是固定的，除了规则以外，用户不可改变任何东西， 因而骨架型工具存在以下几个问题： 原有骨架可能不适合于你要求解的问题。 推理引擎中的控制结构可能不符合专家新的求解问题的方法。 原有的规则语言，可能不能完全表示所要求解领域的知识。 求解问题的专门领域知识可能不可识别地隐藏在原系统中。 基于这些原因，使得骨架型工具的应用范围很窄，只能用来与原系统相类似 的问题 2 1 语言型工具 语言型工具与骨架型工具不同，它们并不与具体的体系和范例有紧密的联系， 也不偏于具体问题的求解策略和表示方法，所提供给用户的是建立专家系统所需 要的基本机制，其控制策略也不固定于一种或几种形式，用户可以通过一定的手 段来影响其控制策略。因此，语言型工具的结构变化范围广泛，表示灵活，所适 应的范围要比骨架型工具广泛得多。像o p s 5 ，r l l 及r o s i e 等，均属于这一类 工具。 东北大学硕士学位论文 第二章专家系统的开发技术综述 2 1 2 四种实现方式的分析与比较 从专家系统的实际开发应用情况看，专家系统的实现有四种方法手段。第一 种方法是采用人工智能语言程序设计方法，如用l i s p 或p r o l