实验一：产生式系统-动物识别系统

《人工智能导论》实验报告

实验一：产生式系统

——动物识别系统

一、实验目的

1.掌握知识的产生式表示法

2.掌握用程序设计语言编制智能程序的方法

二、实验内容

所选编程语言:C语言；

2.拟订的规则：

（1）若某动物有奶，则它是哺乳动物。

（2）若某动物有毛发，则它是哺乳动物。

（5）（3）若某动物有羽毛，则它是鸟。

（4）若某动物会飞且生蛋，则它是鸟。

若某动物是哺乳动物且有爪且有犬齿且目盯前方，则它是食肉动物。

（6）若某动物是哺乳动物且吃肉，则它是食肉动物。

（7）若某动物是哺乳动物且有蹄，则它是有蹄动物。

（8）若某动物是哺乳动物且反刍食物，则它是有蹄动物。

（9）若某动物是食肉动物且黄褐色且有黑色条纹，则它是老虎。

（10）若某动物是食肉动物且黄褐色且有黑色斑点，则它是金钱豹。

（11）若某动物是有蹄动物且长腿且长脖子且黄褐色且有暗斑点，则它是长颈鹿。

（12）若某动物是有蹄动物且白色且有黑色条纹，则它是斑马。

（13）若某动物是鸟且不会飞旦长腿且长脖子且黑白色，则它是驼鸟。

1、（14）若某动物是鸟且不会飞且会游泳且黑白色，则它是企鹅。

2、（15）若某动物是鸟且善飞，则它是海燕。

设计思路：

用户界面：采用问答形式；

知识库（规则库）：存放产生式规则，推理时用到的一般知识和领域知识，比如动物

的特征，动物的分类标准，从哺乳动物、食肉动物来分，再具体地添加一些附加特征

得到具体动物；建立知识库的同时也建立了事实库。事实库是一个动态链表，一个事

实是链表的•个结点。知识库通过事实号与事实库发生联系。

3、数据库：用来存放用户回答的问题，存放初始状态，中间推理结果，最终结果；

4、推理机：采用正向推埋，推理机是动物识别的逻辑控制器，它控制、协调系统的推埋,

并利用知识库中的规则对综合数据库中的数据进行逻辑操作。推理机担负两项基本任

务：一是检查已有的事实和规则，并在可能的情况下增加新的事实；二是决定推理的方

式和推理顺序。将推理机制同规则对象封装在•起，事实对象记录了当前的状态，规则

对象首先拿出前提条件的断言（只有这些前提都有符合时才会做这条规则的结论），询

问事实对象集，如事实对象集不知道，则询问用户，如所有前提条件都被证实为真则

结论为真，否则系统不知道结论真假。

程序流程图：

程序运行如下：

□

国"D:\我的文件'学习'文件\AnimalExpert\Debu八AninalExpert.，m

有蹄<Y/N〉?n

犬齿<Y/N〉?n

吃肉<Y/N)?n

能飞<Y/N)?y

下蛋<¥/N>?n

羽毛<Y/N〉?n

有奶<Y/N)?n

毛发<Y/N>?

善飞<Y/N>？y

鸟类<Y/N>?y

Thisis海燕

以老虎，金钱豹，长颈鹿为例画出程序流程图如下:

三、程序编制：

程序包括知识库，数据库：推理机:

#include"Fact.h"

^include"Rule,h”

#include<stdio.h>

fact*Fact;

〃事实集（概念集）

char*str[]={"〃,

〃反刍〃/*1*/,”有蹄〃/*2*/,〃哺乳类〃/'*3*/,

"眼前〃/*4*/,〃有爪〃/*5*/,〃犬齿〃/*6*/,

〃吃肉〃/*7*/,"下蛋"/*8*/,“能飞〃/*9*/,

"羽毛"/*10*/,“有蹄类"/*11*/,〃食肉类”/*12*/,

"鸟类〃/*13*/,〃有奶〃/*14*/,〃毛发〃/*15*/,

〃善飞〃/*16*/,"黑色白条纹"*17*/,〃游泳〃/*18*/,

〃长腿”/*19*/,〃长脖子〃/*20*/,“黑条纹〃/*21*/,

”暗斑点〃/*22*/,〃黄褐色〃/*23*/,〃海燕”/*24*/,

〃企鹅〃/*25*/,”鸵鸟〃/*26*/,〃斑马〃/*27*/,

”长颈鹿〃/*28*/,”老虎〃/*29*/,〃金钱豹”/*30*/,

"\0"

}；

〃规则之前件(条件)集：注意与下面对应

intrulep[][6]={

{22,23,12,3,0,0},/木金钱豹30+/{21,23,12,3,0,0},/本老虎29*/

{22,19,20,11,0,0},/*长颈鹿28*/

21,17,0,0,0,0),/*斑马27*/{17,19,20,13,-9,0},/*鸵鸟26*/

{17,18,13,-9,0,0},/*企鹅25*/

{13,16,0,0,0,0},/*海燕24*/{15,0,(),0,0,0},/*哺乳类3*/{14,0,0,0,0,0},

/*哺乳类3*/

{10,0,0,0,0,0},/*鸟类13*/{8,9,0,0,0,0},/*鸟类13*/{3,7,0,0,。,。},

/*食肉类12*/

{3,4,5,6,0,0},/*食肉类12*/{3,2,0,0,0,0},/*有蹄类11*/{3,1,0,0,0,0）

/*有蹄类11*/

}；

〃规则之后件•（结论）集，注意与上面对应

intrulcc[]=(

30,29,28,

27,26,25,

24,3,3,

13,13,12,

12,11,11

)：〃前7个是要识别的动物

intmain()

{fact*F,*T;

rule*Rule,*R;

charch[8];

inti=l;

Fact=NULL;〃事实链表初始为空

while(strcmp(str[i],"\0")!=0)〃在事实链表中填入事实，注意：前插入

{F=newfact(i,str[i++]);

F->Next=Fact;

Fact=F;

)

F=FdcI,

Fact=NULL;

while(F)

{〃倒转上面前插入的事实链表。invertedtheupperlink

T=F;

F=F->Next;

T->Next=Eact;

Fact=T;

)

ch[O]=*R';ch[l]=,U:;ch[2]=,L*;ch[3]=*E*;ch[41=，_*;ch[5]=,a*;ch[6]=>\0*;

Rule二NULL;〃规则链表初始为空

for(i=0;i<15;i++)//linktherule

(

R=ne\vrule(ch.rulep[i],rulec[i]);

R->Next=Rule;

Rule二R;

ch[5]++;

)

R=Rule:

for(;;)〃开始询问用户。Query

{i=R->Query(Fact);

if((i==l))break;〃如果返回“真”，则推理成功，并可以给出最后专家答

案！

R=R->Next;

if(!R)break;〃所有规则都扫描完，R为空，则退出！

)

if(!R)cout«cndl«z，Idon'tknow";〃所有规则都扫描完的退出，表明无法得

到答案，

cout<<endl«/，Pressanybartoexit!”;

getchar();

ieluxIITrue;

)

五、实验总结

本次识别型专家系统可以采用多种语言编程，如vc,vb,prolog等等，我通过认真阅读

了实验指导书后，选用c语言设计成动物识别