人教版九年级上册七、专家系统教案设计

课题

2.3设计专家系统

课时

1课时

周次

教学

目标

1. 了解专家系统的基本概念和产生式规则
2. 了解小型专家开发工具的使用方法
3. 体验用专家系统解决问题的基本过程，感受人工智能技术的魅力

教学

重点

小型专家开发工具有使用方法

教学

难点

用专家系统解决问题的基本过程，感受人工智能技术的魅力

教学

过程

教 学 内 容 与 师 生 活 动

设计意图和

关注的学生

情境导入：

观察专家视频引入主题

新授课：

一、专家系统的概念

中文名专家系统（外文名Expert system）实质智能计算机程序系统特点模拟人类专家解决领域问题1基本信息起源与发展2构造知识库其他部分功能专家系统应用的领域趋势预测专家系统基本信息编辑专家系统简介专家系统是人工智能中最重要的也是最活跃的一个应用领域，它实现了人工智能从理论研究走向实际应用、从一般推理策略探讨转向运用专门知识的重大突破

二、 专家系统的特点

和一般的计算机应用系统（如数值计算、数据处理系统等）相比，专家系统具有下列特点：

（1）从处理的问题性质看，专家系统善于解决那些不确定性的、非结构化的、没有算法解或虽有算法解但在现有的机器上无法实施的困难问题。

（2）从处理问题的方法看，专家系统则是靠知识和推理来解决问题（不像传统软件系统使用固定的算法来解决问题），所以，专家系统是基于知识的智能问题求解系统。

（3）从系统的结构来看，专家系统则强调知识与推理的分离，因而系统具有很好的灵活性和可扩充性。

（4）专家系统一般还具有解释功能，即在运行过程中一方面能回答用户提出的问题，另一方面还能对最后的输出（结论）或处理问题的过程做出解释。

（5）有些专家系统还具有“自学习”能力，即不断对自己的知识进行扩充、完善和提炼。这一点是传统系统所无法比拟的。

（6）专家系统不像人那样容易疲劳、遗忘，易受环境、情绪等的影响，它可始终如一地以专家级的高水平求解问题。

三、专家系统应该具备以下四个要素：

（1）应用于某专门领域

（2）拥有专家级知识；

（3）能模拟专家的思维；

（4）能达到专家级水平。

四、专家系统的工作原理

即知识库和推理机。其中知识库中存放着求解问题所需的知识，推理机负责使用知识库中的知识去解决实际问题。知识库的建造需要知识工程师和领域专家相互合作把领域专家头脑中的知识整理出来，并用系统的知识方法存放在知识库中。当解决问题时，用户为系统提供一些已知数据，并可从系统处获得专家水平的结论。

 专家系统的基本结构

由此可见，专家系统具有相当数量的权威性知识，能够采取一定的策略，运用专家知识进行推理，解决人们在通常条件下难以解决的问题。它克服了专家缺少，其知识昂贵，难于永久保存以及专家在解决问题时易受心理、环境等因素影响而使临场发挥不好等缺点。因此，专家系统自从问世以来，发展非常迅速，目前专家系统已经成为人工智能应用最活跃和最成功的领域。经过20多年的努力，其应用范畴已遍及各个领域，如疾病诊断、探矿、设计、制造、自动控制、生产过程监视，取得了极大的经济效益，并获得了许多新的进展。

五、专家系统的开发

专家系统的开发步骤如下：

１）知识工程师首先通过与专家进行对话获取专家知识。

２）将知识编码至知识库中

３）专家评估系统并返回意见给知识工程师

六、专家系统的分类

⑴按知识表示技术可分为:基于逻辑的专家系统、基于规则的专家系统、基于语义网络的专家系统和基于框架的专家系统。

⑵按任务类型可分为:

解释型:可用于分析符号数据,进行阐述这些数据的实际意义。

预测型:根据对象的过去和现在情况来推断对象的未来演变结果。

诊断型:根据输入信息来找到对象的故障和缺陷。

调试型:给出自己确定的故障的排除方案。

维修型:指定并实施纠正某类故障的规划。

规划型:根据给定目标拟定行动计划。

设计型:根据给定要求形成所需方案和图样。

监护型:完成实时监测任务。

控制型:完成实施控制任务。

教育型:诊断型和调试型的组合,用于教学和培训。

激趣导入，引入主题。

板

书

设

计

一、专家系统的概念

二、 专家系统的特点

三、专家系统应该具备以下四个要素：

四、专家系统的工作原理

五、专家系统的开发

六、专家系统的分类

教

学

反

思