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第1章 专家系统导论1

1.1 概述1

1.2 专家系统的定义1

1.3 专家系统的优点3

1.4 专家系统的基本概念3

1.5专家系统的特点5

1.6 专家系统技术的发展6

1.6.1 人类问题求解与产生式7

1.6.2 知识系统的起源9

1.7 专家系统的应用与领域10

1.7.1 专家系统的应用11

1.7.2 专家系统的适用领域12

1.8 语言、外壳和工具14

1.9 专家系统的要素15

1.10 产生式系统18

1.10.1 post产生式系统19

1.10.2 Markov算法20

1.10.3 Rete算法21

1.11 过程化程序规范21

1.11.1 命令式程序设计22

1.11.2 函数式程序设计23

1.12 非过程化程序规范25

1.12.1 说明性程序设计25

1.12.2 面向对象程序设计25

1.12.3 逻辑程序设计26

1.12.4 专家系统28

1.12.5 非说明性程序设计29

1.12.6 基于归纳的程序设计29

1.13 人工神经系统30

1.13.1 货郎担问题30

1.13.2 ANS的单元30

1.13.3 ANS的特点31

1.13.4 ANS技术的发展32

1.13.5 ANS技术的应用33

1.13.6 ANS的商业发展33

1.14 专家系统与归纳学习的关系33

1.15 小结34

第2章 知识的表示40

2.1 概述40

2.2 知识的含义40

2.3 产生式42

2.4 语义网44

2.5 对象-属性-值三元组46

2.6 PROLOG和语义网47

2.6.1 PROLOG本质47

2.6.2 在RPOLOG中搜索49

2.7 语义网的困难之处50

2.8 模式51

2.9 框架52

2.10 框架的困难之处54

2.11 逻辑与集合55

2.12 命题逻辑57

2.13 一阶谓词逻辑60

2.14 全称量词61

2.15 存在量词62

2.16 量词与集合62

2.17 谓词逻辑的局限性63

2.18 小结63

第3章 推理方法67

3.1 概述67

3.2 树、格和图67

3.3 状态与问题空间69

3.3.1 状态空间的例子70

3.3.2 非结构化问题空间72

3.4 与或树和目标73

3.5 演绎逻辑与三段论75

3.6 推理规则79

3.7 命题逻辑的局限性84

3.8 一阶谓词逻辑85

3.9 逻辑系统86

3.10 归结88

3.11 归结系统与演绎90

3.12 浅推理和因果推理92

3.13 归结与一阶谓词逻辑94

3.13.1 转化为子句形式95

3.13.2 合一与规则97

3.14 正向链和反向链98

3.15 其他推理方法103

3.15.1 类比103

3.15.2 生成与验证104

3.15.3 溯因105

3.15.4 非单调推理106

3.16 元知识109

3.17 小结109

4.3 误差种类115

4.2 不确定性115

第4章 不确定性推理115

4.1 概述115

4.4 误差与归纳117

4.5 经典概率118

4.5.1 经典概率的定义119

4.5.2 样本空间120

4.5.3 概率理论121

4.6 经验主观概率121

4.7 复合概率123

4.8.1 乘法律124

4.8 条件概率124

4.8.2 贝叶斯定理126

4.9 假设推理与反向归纳127

4.10 时间推理与马尔柯夫链130

4.11 信任几率133

4.12 充分性与必然性134

4.13 推理链中的不确定性136

4.13.1 专家的不一致性136

4.13.2 不确定性证据137

4.14.1 不确定性证据的分类139

4.14 证据组合139

4.13.3 修正不确定性139

4.14.2 通过模糊逻辑组合证据141

4.14.3 有效似然性142

4.14.4 条件独立性的困难143

4.15 推理网144

4.15.1 PROSPECTOR144

4.15.2 推理网145

4.15.3 推理关系147

4.15.4 推理网的结构149

4.16 概率的传播151

4.17 小结153

第5章 不精确推理159

5.1 概述159

5.2 不确定性与规则159

5.2.1 规则中不确定性的来源159

5.2.2 缺乏理论基础160

5.2.3 规则间相互影响160

5.2.4 冲突归结161

5.2.5 包含与不确定性162

5.3 确定性因子163

5.3.2 信任与不信任164

5.3.1 贝叶斯方法的难题164

5.3.3 信任与不信任的测度166

5.3.4 确定性因子的计算167

5.3.5 确定性因子的难题170

5.4 Dempster-Shafer理论171

5.4.1 识别框架171

5.4.2 mass函数与未知172

5.4.3 组合证据174

5.4.4 信任的标准化177

5.4.6 Dempster-Shafer理论的难题179

5.4.5 移动mass和集合179

5.5 近似推理180

5.5.1 模糊集合和自然语言180

5.5.2 模糊集合的操作186

5.5.3 模糊关系189

5.5.4 语言变量193

5.5.5 扩张原理196

5.5.6 模糊逻辑196

5.5.7 模糊规则198

5.5.8 最大-最小合成200

5.5.9 最大值和瞬时方法202

5.5.10 可能性和概率205

5.5.11 转换规则206

5.5.12 模糊专家系统中的不确定性208

5.6 不确定性的研究现状209

5.7 小结210

第6章 专家系统设计217

6.1 概述217

6.2 选择合适的问题217

6.2.1 选择合适的范例217

6.2.2 收益217

6.3 开发专家系统的步骤218

6.3.1 项目管理218

6.2.3 工具218

6.2.4 成本218

6.3.2 发行问题219

6.3.3 维护和升级220

6.4 开发过程中的误区220

6.5 软件工程与专家系统221

6.6 专家系统生命周期223

6.6.1 维护成本223

6.6.2 瀑布模型223

6.6.4 增量模型224

6.6.3 代码修改模型224

6.6.5 螺旋模型225

6.7 详细生命周期模型225

6.7.1 计划226

6.7.2 知识定义226

6.7.3 知识设计227

6.7.4 编码与校验228

6.7.5 知识验证228

6.8 小结229

6.7.6 系统评估229

第7章 CLIPS介绍231

7.1 概述231

7.2 CLIPS231

7.3 记号232

7.4 字段233

7.5 进入和退出CLIPS235

7.6 事实235

7.6.1 自定义模板结构236

7.6.2 多字段槽236

7.6.3 有序事实237

7.7 增加和删除事实238

7.9 监视命令240

7.8 修改和复制事实240

7.10 自定义事实结构241

7.11 规则的组成242

7.12 议程与执行244

7.12.1 议程显示245

7.12.2 规则和反射245

7.12.3 监视激活、规则和统计数据246

7.13.1 显示特定结构的成员清单247

7.13.2 显示指定结构成员的文本描述247

7.13 结构处理命令247

7.13.3 删除指定的结构成员248

7.13.4 清除CLIPS环境的所有结构249

7.14 打印输出命令249

7.15 使用复合规则250

7.15.1 在规则中捕获真实世界250

7.15.2 多模式的规则250

7.16 设置断点命令251

7.17 调入和保存结构252

7.17.1 从文件中调入结构252

7.18 注释结构253

7.17.3 将结构保存到文件中253

7.17.2 监视编译253

7.19 小结254

第8章 模式匹配258

8.1 概述258

8.2 变量258

8.3 变量的复合用法259

8.4 事实地址259

8.5 单字段通配符261

8.6 块世界262

8.7.1 多字段通配符266

8.7 多字段通配符和变量266

8.7.2 多字段变量267

8.7.3 以多种方式进行模式匹配268

8.7.4 堆栈的实现269

8.7.5 块世界问题的重新探讨270

8.8 字段约束270

8.8.1 非字段约束270

8.8.2 或字段约束271

8.8.3 与字段约束271

8.8.4 字段约束组合272

8.9.1 基本数学函数273

8.9 函数和表达式273

8.9.2 可变参数运算274

8.9.3 优先级和嵌套表达式275

8.10 使用规则求和275

8.11 Bind函数277

8.12 I/O函数278

8.12.1 Read函数278

8.12.2 Open函数278

8.12.3 Close函数279

8.12.5 Format函数280

8.12.4 对文件进行读写操作280

8.12.6 Readline函数282

8.13 小结282

第9章 高级模式匹配288

9.1 概述288

9.2 棍子游戏288

9.3 输入技术288

9.4 谓词函数289

9.5 测试条件元素290

9.6 谓词字段约束291

9.7 返回值字段约束292

9.8 棍子游戏程序293

9.9 OR条件元素294

9.10 AND条件元素296

9.11 NOT条件元素297

9.12 EXISTS条件元素299

9.13 FORALL条件元素300

9.14 LOGICAL条件元素302

9.15 实用命令305

9.15.1 System命令305

9.15.2 Batch命令305

9.15.3 Dribble-on和Dribble-off命令307

9.16 小结307

10.2 自定义模板属性312

10.2.1 类型属性312

第10章 模块化设计和执行控制312

10.1 概述312

10.2.2 静态和动态约束检查313

10.2.3 允许值属性314

10.2.4 范围属性315

10.2.5 基数属性315

10.2.6 缺省属性315

10.2.7 缺省动态属性317

10.3 优先级318

10.2.8 冲突槽属性318

10.4 阶段和控制事实320

10.5 优先级属性的误用323

10.6 自定义模块结构325

10.7 输入输出事实327

10.8 模块与执行控制330

10.8.1 Focus命令331

10.8.2 控制和检查焦点栈333

10.8.3 Return命令334

10.8.4 自动焦点特性335

10.9 小结336

10.8.5 替换阶段和控制事实336

第11章 基于规则语言的效率342

11.1 概述342

11.2 Rete模式匹配算法342

11.3 模式网络344

11.4 连接网络346

11.5 模式顺序的重要性348

11.5.1 计算规则match-1的匹配349

11.5.3 Matches命令350

11.5.4 观察状态变化350

11.5.2 计算规则maaatch-2的匹配350

11.6 排列模式以求高效353

11.6.1 最特定的模式优先353

11.6.2 匹配易变事实的模式置后353

11.6.3 匹配最少事实的模式优先353

11.7 多字段变量与效率353

11.8 测试条件元素与效率354

11.9 内置的模式匹配约束356

11.10 通用规则与专用规则356

11.11 过程函数357

11.11.1 If函数358

11.11.2 While函数358

11.11.3 Halt函数359

11.12 简单规则与复杂规则360

11.13 装载和存储事实361

11.14 小结362

第12章 专家系统设计实例366

12.1 概述366

12.2 确定性因子366

12.3 判定树369

12.3.2 判定学习树371

12.3.1 多叉判定树371

12.3.3 一个基于规则的判定树程序373

12.3.4 判定树程序的逐步跟踪377

12.4 反向链380

12.4.1 一个反向链的算法380

12.4.2 CLIPS反向链规则的表达381

12.4.3 CLIPS反向链推理机383

12.4.4 反向链系统的逐步跟踪385

12.5 监视问题388

12.5.1 问题描述389

12.5.2 开始必需的细节390

12.5.3 知识定义391

12.5.4 执行的控制392

12.5.5 读取传感器原始值393

12.5.6 检测趋势397

12.5.7 发出警告399

12.6 小结400

附录A 一些有用的等式403

附录B 一些基本量词公式及其含义404

附录C 一些集合性质405

附录D 关于CLIPS406

附录E CLIPS命令与函数407

附录F CLIPS BNF 范式417