专家系统的概念及分类

（一）专家系统的定义

何谓专家系统？目前对此尚无一个精确的、全面的、众所公认的定义。产生这种状况的因素很多，主要原因是ES的历史相当短暂；其次，是由于各个应用领域的特点不同，人们研制专家系统的出发点不同，看待问题的角度不同，追求的目标不同，造成了对专家系统定义的不同看法。此外，ES的发展历史是各种系统不断进化的历史，人们在不同的时期对ES有不同的理解，也是造成专家系统有多种定义的一个因素。

尽管如此，研究者们对ES还是有一种比较一致的、粗略的定义，这就是：专家系统是一种设计用来对人类专家的问题求解能力建模的计算机程序。^[1]

专家系统是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。也就是说，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。简而言之，专家系统是一种拟人类解决领域问题的计算机程序系统。

（二）专家系统的类型

若按专家系统的特性及功能分类，专家系统可分为10类。

1.解释型专家系统

解释型专家系统能根据感知数据，经过分析、推理，从而给出相应解释，例如化学结构说明、图像分析语言理解、信号解释、地质解释、医疗解释等专家系统。代表性的解释型专家系统有DENDRAL、PROSPECTOR等。

2.诊断型专家系统

诊断型专家系统能根据取得的现象、数据或事实推断出系统是否有故障，并能找出产生故障的原因，给出排除故障的方案。这是目前开发、应用得最多的一类专家系统，例如医疗诊断、机械故障诊断、计算机故障诊断等专家系统。代表性的诊断型专家系统有MYCIN、CASNET、PUFF（肺功能诊断系统）、PIP（肾脏病诊断系统）、DART（计算机硬件故障诊断系统）等。

3.预测型专家系统

预测型专家系统能根据过去和现在的信息（数据和经验）推断可能发生和出现的情况，例如用于天气预报、地震预报，市场预测、人口预测、灾难预测等领域的专家系统。

4.设计型专家系统

设计型专家系统能根据给定要求进行相应的设计，例如用于工程设计，电路设计、建筑及装修设计、服装设计、机械设计及图案设计的专家系统。对这类系统一般要求在给定的限制条件下能给出最佳的或较佳的设计方案。代表性的设计型专家系统有XCON（计算机系统配置系统）、KBVILSI（VLSI电路设计专家系统）等。(www.xing528.com)

5.规划型专家系统

规划型专家系统能按给定目标拟定总体规划、行动计划运筹优化等，适用于机器人动作控制、工程规划、军事规划、城市规划生产规划等领域。这类系统一般要求在一定的约束条件下能以较小的代价达到给定的目标。代表性的规划型专家系统有NOAH（机器人规划系统）、SECS（制定有机合成规划的专家系统）、TATR（帮助空军制订攻击敌方机场计划的专家系统）等。

6.控制型专家系统

控制型专家系统能根据具体情况，控制整个系统的行为，适用于对各种大型设备及系统进行控制。为了实现对控制对象的实时控制，控制型专家系统必须能直接接收来自控制对象的信息，并能迅速地进行处理，及时地做出判断和采取相应行动。控制型专家系统实际上是专家系统技术与实时控制技术相结合的产物。代表性的控制型专家系统是YES/MVS（帮助监控和控制MVS操作系统的专家系统）。

7.监督型专家系统

监督型专家系统能完成实时的监控任务，并根据监测到的现象做出相应的分析和处理；这类系统必须能随时收集任何有意义的信息，并能快速地对得到的信号进行鉴别、分析和处理。一旦发现异常，能尽快地做出反应，如发出报警信号等。代表性的监督型专家系统是REACTOR（帮助操作人员检测和处理核反应堆事故的专家系统）。

8.修理型专家系统

修理型专家系统是用于制定排除某类故障的规划并实施排除的一类专家系统，要求能根据故障的特点制订纠错方案，并能实施该方案排除故障；当制定的方案失效或部分失效时，能及时采取相应的补救措施。

9.教学型专家系统

教学型专家系统主要适用于辅助教学，并能根据学生在学习过程中所产生的问题进行分析、评价，找出错误原因，有针对性地确定教学内容或采取其他有效的教学手段。代表性的教学型专家系统是GUIDON（讲授有关细菌传染性疾病方面的医学知识的计算机辅助教学系统）。

10.调试型专家系统

调试型专家系统用于对系统进行调试，能根据相应的标准检测被检测对象存在的错误，并能从多种纠错方案中选出适用于当前情况的最佳方案，排除错误。

以上分类往往不是很确切，因为许多专家系统不止一种功能。还可以从另外的角度对专家系统进行分类。例如，可以根据专家系统的应用领域进行分类。当前专家系统主要的应用领域有：医学、计算机系统、电子学、工程学、地质学、军事科学、过程控制等。