人工智能大作业
课程人工智能
实验名称动物专家系统算法的实现
专业班级计算机0803 姓名宋喜新
学号 0304080328
专家系统在动物识别领域内的应用
一：专家系统概念
1.1专家系统（expert system）是人工智能领域应用研究最活跃和最广泛的课题之一。
第一个专家系统是在1956年由Allen Newell、Herbert Simon及J. C. Shaw 所发展。
其后，许多专家系统也纷纷随之建立，但在前期多半是属于研究性质的雏形系统。
1970年代之后，人工智能与专家系统专用的程序语言及软件开发工具逐渐开始发展，而各种知识表示法及算法也被广泛地研究，使得专家系统的建构与发展方式产生了不小的改变。
在1980年代后期开始，专家系统便能够逐渐脱离实验室的研究而广泛应用于各行业中[。
专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题[1]。
1.2 专家系统的结构
专家系统的基本结构如图1所示，其中箭头方向为数据流动的方向。
专家系统通常由人机交互界面、知识库、推理机、解释器、综合数据库、知识获取等6个部分构成。
机构中的知识库包括两个部分，一是与当前问题有关的数据信息，二是进行推理时要用到的一般知识和领域知识。
专家系统的问题求解过程是通过知识库中的知识来模拟专家的思维方式的，所以知识库中知识的质量和数量决定着专家系统的质量水平；而推理机用于记忆所采用的规则和控制策略的程序，使整个专家系统能够以逻辑方式协调的工作，它能够根据知识进行推理并导出结论，而不是简单的搜索现成的答案；综合数据库用于存储领域或问题的厨师数据和推理过程中得到的中间数据，即被处理对象的一些当前事实；解释器能够向用户解释专家的行为，包括解释推理结论的正确性以及系统输出其他候选解的原因；人机交互
界面能够使系统与用户进行对话，用户能够输入必要数据、提出问题和了解推理过程及推理结果，而系统则通过此界面要求用户回答问题，或回答用户提出的问题并作必要解释[1。
二：应用领域的情况
近年来专家系统技术逐渐成熟，广泛应用在工程、科学、医药、军事、商业等方面，而且成果相当丰硕，甚至在某些应用领域，还超过人类专家的智能与判断。
其功能应用领域概括有：
解释（Interpretation）－如测试肺部测试（如PUFF）。
预测（Prediction）－如预测可能由黑蛾所造成的玉米损失（如PLAN）。
诊断（Diagnosis）－如诊断血液中细菌的感染（MYCIN）。
又如诊断汽车柴油引擎故障原因之CATS系统。
故障排除（Fault Isolation）－如电话故障排除系统ACE。
设计（Design）－如专门设计小型马达弹簧与碳刷之专家系统MOTOR B RUSH DESIGNER。
规划（Planning）－就出名的有辅助规划IBM计算机主架构之布置，重安装与重安排之专家系统CSS，以及辅助财物管理之PlanPower专家系统。
监督（Monitoring）－如监督IBM MVS操作系统之YES/MVS。
除错（Debugging）－如侦查学生减法算术错误原因之BUGGY。
修理（Repair）－如修理原油储油槽之专家系统SECOFOR。
行程安排（Scheduling）－如制造与运输行称安排之专家系统ISA。
又如工作站（work shop）制造步骤安排系统。
教学（Instruction）－如教导使用者学习操作系统之TVC专家系统。
控制（Control）－帮助Digital Corporation计算机制造及分配之控制系统PTRANS。
分析（Analysis）－如分析油井储存量之专家系统DIPMETER及分析有机分子可能结构之DENDRAL系统。
它是最早的专家系统，也是最成功者之一。
维护（Maintenance）－如分析电话交换机故障原因之后，及能建议人类该如何维修之专家系统COMPASS。
架构设计（Configuration）－如设计VAX计算机架构之专家系统XCON以及设计新电梯架构之专家系统VT等。
校准（Targeting）－例如校准武器准心之专家系统BATTLE。
三：专家系统在动物识别领域内的应用
本文主要讲述了专家系统算法在动物识别领域中的应用
动物识别15条规则的中文表示是：
规则1：
如果：动物有毛发
则：该动物是哺乳动物
规则2：
如果：动物有奶
则：该单位是哺乳动物
规则3:
如果：该动物有羽毛
则：该动物是鸟
规则4：
如果：动物会飞，且会下蛋
则：该动物是鸟
规则5：
如果：动物吃肉
则：该动物是肉食动物
规则6：
如果：动物有犬齿，且有爪，且眼盯前方
则：该动物是食肉动物
规则7：
如果：动物是哺乳动物，且有蹄
则：该动物是有蹄动物
规则8：
如果：动物是哺乳动物，且是反刍动物
则：该动物是有蹄动物
规则9：
如果：动物是哺乳动物，且是食肉动物，且是黄褐色的，且有暗斑点
则：该动物是豹
规则10：
如果：如果：动物是黄褐色的，且是哺乳动物，且是食肉，且有黑条纹则：该动物是虎
规则11：
如果：动物有暗斑点，且有长腿，且有长脖子，且是有蹄类
则：该动物是长颈鹿
规则12：
如果：动物有黑条纹，且是有蹄类动物
则：该动物是斑马
规则13：
如果：动物有长腿，且有长脖子，且是黑色的，且是鸟，且不会飞
则：该动物是鸵鸟
规则14：
如果：动物是鸟，且不会飞，且会游泳，且是黑色的
则：该动物是企鹅
规则15：
如果：动物是鸟，且善飞
则：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，
四：流程图分析：
（1）主程序的流程主要是：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
（2）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。
（3）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。
断言这保存推理后的结论，在重复查询这个事实条件时不用反复询问用户。
五：程序运行结果
六：课程体会：
通过一学期人工智能课程的学习，简单的了解到各个智能算法在一些特定领域内的应用，加深了自己对人工智能这个概念的理解，通过自己动手编写和调试程序，大大加强了自己的编程能力。
七：参考文献
[1]蔡自兴,徐光祐.人工智能及其应用[M].北京:清华大学出版社
[2]数据挖掘研究院.专家系统概述
[3]杨兴,朱大奇,桑庆兵.专家系统研究现状与展望[J].计算机应用研究。
[4]尤凤英.专家系统软件的开发与利用[J].山东省农业管理干部学院学报。
[5]张素琴，戴桂兰.编译原理.清华大学出版社。
[6]严蔚敏，吴伟名.数据结构.清华大学出版社。
[7]谭浩强.C语言程序设计.清华大学出版社。
