农业专家系统及其开发工具(ppt 34页).ppt

1、农业专家系统及其开发工具,研究生课程讲座,Developing Tool for Expert Systems Developing Platform for Expert Systems,Expert Systems in Agriculture Agricultural Expert Systems Intelligent Systems in Agriculture,内容,概况 概念 结构 技术,工具（平台） 步骤 实例 未来,一、概况,1、二十一世纪最活跃的学科：生物技术、信息技术 （数据库、多媒体、网络、人工智能、3S 等） 2、ES是人工智能（AI）的一个重要分支 3、ES产生于7

2、0年代末，应用于医疗、探矿、化学结构 4、农业专家系统开始于80年代初，如雄风系列， Comax/Gossym CottonPlus,国际上有代表性的农业专家系统 Some main expert systems in agriculture,二、概念,1、专家级、智能型的计算机程序系统 2、数据结构 + 算法 = 程序 知识 + 推理 = 专家系统 3、功能：咨询、诊断、预测、分析、决策,人机交互接口,知识获取模块,知识库,解释模块,数据库,推理机,三、结构,四、技术（知识工程,知识获取 知识表示 知识运用,1、人工获取：知识工程师 领域专家 2、半自动获取：向导型、示例型、非编 码型工具软

3、件 3、自动获取：有自学习功能，如机器学 习、机器发现（活跃领域） KDD(Knowledge Discovery in Database,一）知识获取：“瓶颈,二）知识表示： 规则、框架、逻辑、语义网络等,1、规则组 = 规则架 + 规则体 RULE n IF THEN . RB 体规则 IF THEN 计算公式,2、综合知识体 = 描述性框架 + 规则组,框架： FRAME 1 架名 STATE 状态槽名（集） IF THEN （条件侧面 PROCESS ） . DEFAULT（默认侧面） PROCESS 处理槽名 处理侧面 ADVICE 无处理侧面 （调用子框架或规则组,3、基于OOP的

4、综合知识体 = 知识体 对象块,ASK（提问集） BEGIN（开始知识体） 控制对象块 KB（知识体） 对象块,RG（规则组对象块） KB（功能） RULE n （规则组） END,三）知识运用（推理策略,1、正向推理：数据（事实）驱动 2、反向推理：目标驱动 3、混合推理,4、不确定性（不精确性）推理 概率论 (Bayes模型） 确定性理论（CF模型） 证据理论（D-S模型） 模糊理论（P模型、三I模型,合并算法3,更新算法2,更新算法1,特征展开三I模糊推理模型,雄风4.1的模糊EBNF定义,规则组:=规则架规则体 规则架:= RULE规则号IF前提项集THEN结论项集 规则号:=整数 前

5、提项集:=前提项，前提特征系数项，前提项，前提特征系数项 结论项集:=结论项，结论特征系数项，结论项，结论特征系数项 前提项:=因素 结论项:=因素 因素:=汉字串|字母串 前提特征系数项:=实变量 结论特征系数项:=实变量 实变量:=字母字母|数字 规则体:= RB 模糊体规则集|计算规则集模糊体规则集 模糊体规则集:=模糊规则；模糊规则,模糊规则:= IF模糊前提集THEN 模糊结论集规则支持度 模糊传递函数； 模糊前提集:=模糊前提逻辑符模糊前提 模糊前提:=前提项=模糊值 逻辑符:= AND|OR|NOT 模糊结论集:=模糊结论；模糊结论； 模糊结论:=结论项=模糊值|汉字串 模糊值:

6、= 模糊语言|模糊数 规则支持度:= 数值； 模糊传递函数:= 更新算法1|更新算法2|合并算法3 计算规则集:=计算规则；计算规则； 计算规则:=因素= 代数表达式,5、其它推理方法 常识推理 定性推理 非单调推理 基于案例推理（CBR,CBR（Case-Based Reasoning)是目前构建新型专家系统的最有效手段,例 基于案例模糊推理的砀山酥梨黑星病预报系统,五、工具（开发平台,1、雄风（XF）2.0、2.1 DOS下编译、运行 知识库编辑：字处理软件（Word、 WPS、写字板、记事本等）；保存为 *.TXT文件 知识表示方法：规则组,2、雄风（XF）3.0、3.1 DOS下编译、

7、Windows下运行 知识库编辑：字处理软件（Word、 WPS、写字板、记事本等）；保存为 *.TXT文件 知识表示方法：综合知识体,3、雄风（XF）4.0、4.1 Windows下编辑、编译、运行 知识库编辑：自带编辑软件；保存为 *.TXT文件 知识表示方法：基于OOP的综合知识体,六、步骤,1）问题（任务）及其分解 推理网络图 定性、定量细化,例 砀山酥梨营养诊断与矫治模糊专家系统推理网络图,知识体（架）推理网络图,规则对象块推理网络图,2）知识库建造（雄风4.1,ASK（提问集） . BEGIN（开始知识体） 控制对象块 KB（知识体） 对象块,RG（规则组对象块） KB（功能） R

8、ULE n （规则组） END,总体结构,1）控制对象块：IF THEN（对象块 n） 对象块 n 2）描述性对象块：ADVICE“字串” 3）计算对象块：数据类型、计算符、逻辑符、 函数等 4）信息对象块：输入、输出、提示等 5）接口对象块,对象块类型,接口对象块形式,1）多媒体文件 ADVICE“（动画=*.app）” ADVICE“（声音=*.wav）” ADVICE“（图象=*.bmp）” 2）可执行文件 RUN COMMAND“Path *.exe” 3）数据文件 OPEN / READ *.txt DATABASE (SQL) *.dbf,4）规则组对象块 RUN RULE 规则组对象名 . 功能名 5）知识体 知识体名(,3）知识库检验 语法检验 完备性检验 一致性检验 提示修改,4）测试运行（实际检验） 正确性