基于Web的专家系统

2022-09-12

1 基于Web专家系统的结构

随着internet技术的发展,网络化已成现代软件的一个基本特征,采用基于Web的专家系统技术,是专家系统发展的一种必然趋势。基于Web专家系统的简单结构如图1所示。由浏览器、应用服务器和数据库服务器三个层次所组成,包括Web接口、推理机、知识库、数据库和解释器。

如图1所示,各部分的功能与其他类型专家系统相似,Web接口用来实现用户与系统之间在internet层次上的交互,推理机用来实现系统推理和控制系统的运行;解释器用来向用户解释专家系统的推理过程,知识库用来存放领域知识;数据库用来存放初始事实和中间结果。

基于Web的专家系统将人机之间的交互定位在internet层次上,系统中的各类用户,包括领域专家、知识工程师和普通用户都可以通过浏览器访问专家系统的应用服务器,将问题传递给Web推理机,而后Web推理机通过后台数据服务器,并利用数据库和知识库进行推理,推导出问题的结论,最后将推出的结论汇报给用户。

2 基于Web专家系统的开发

基于Web专家系统多采用B/S模式。例如可采用浏览器/Web/服务器的三层体系结构,用户通过浏览器向Web服务器发送服务请求,服务器端的专家系统收到浏览器传来的请求信息后,调用知识库,运行推理模块,进行推理判断,最后将产生的推理结构显示在浏览器上。

用户页面可设计成HTML格式,利用Web技术,实现与远程服务器专家系统的连接。目前,实现Web与专家系统连接的可用技术很多,常用的有CGI(common gateway interface)、ISAP、JAVA Applet、ASP、PHP等。

数据库设计应选用主流数据库管理系统来实现。例如,可选择SQL Server作为专家系统的数据库管理系统。SQL Server不仅是一个高性能的多用户数据库管理系统,而且提供了Web支持,具有数据容错、完整性检查和安全保密等功能。利用SQL Server的数据库管理功能,实现B/S模式下的知识库管理与维护,可对知识库提供方便的增删改等操作,可以更好地保证知识库的正确性、完整性和统一性。

3 分布式和协同式专家系统

分布式和协同式是两种不同的先进专家系统,各自的侧重点和倾向不同。协同式专家系统强调的是协作与协同,分布式专家系统强调并行和分布。

3.1 分布式专家系统

分布式专家系统是具有并行分布处理特征的专家系统,它可以把一个专家系统的功能分解后,分布到多个处理机上去并行执行,这样在总体上提高系统的处理效率。分布式专家系统的运行环境可以是紧密耦合的多处理器系统,也可以是松耦合的计算机网络环境。

从结构上来看,分布式专家系统由多个可分布并行执行的分专家系统所组成,并且其只是库、推理机、数据库、解释模块等部件也都是可以分布的。因此,要想设计和建立一个分布式专家系统,需要解决以下一些特殊问题:(1)功能分布;(2)知识分布;(3)接口设计;(4)系统结构;(5)驱动方式。

3.2 协同式专家系统

协同式专家系统又叫做“群专家系统”,是一种能综合若干个相近领域或同一领域内多个方面的分专家系统相互协作、共同解决单个分专家系统无法解决的更广领域或更复杂问题的专家系统。协同式专家系统是解决单专家系统存在的知识的窄台阶问题的一个重要途径。

从结构上来看,协同式专家系统和分布式专家系统有一定的相似之处,他们都涉及到多个分专家系统,但是在功能上却有很大的差别,分布式专家系统强调的是功能分布和知识分布,他要求系统必须在多个节点上并行运行;协同式专家系统强调的则是各分专家系统之间的协同,各分专家系统可以在不同结点上运行,也可以在同一个结点上运行。因此,设计和建立一个协同式专家系统,需要解决如下几点问题。

(1)任务的分解。根据领域知识,将确定的总任务合理地划分为若干个子任务,每个子任务对应着一个分专家系统。至于一个分布式专家系统应该划分为多少个分专家系统,一般应尊重领域专家的意见。

(2)公共知识的导出。公共知识导出时指吧各子任务所需要的公共知识部分分离出来,形成一个公共知识库,共各分专家系统共享。

(3)讨论方式。协同式专家系统通常把黑板作为各分专家系统进行讨论的园地。所谓黑板,实际上是一个设在内存的可供各分专家系统随机存取的存储区。各分专家系统可以随时从黑板上了解其他专家系统对某个问题的意见。获取它所需要的各种信息资源。同时,也可以随时将自己的意见发表,供其他分专家系统参考。

(4)裁决问题。裁决问题是指如何由多个分专家系统来决定某个问题。其解决办法往往同问题本身的性质有关。若问题是一个非选择题,则可采用表决法或加权平均法。若问题是一个评分问题,可以采用加权平均法等办法。若问题是一个互补问题,则可采用互相配合的方法。

(5)驱动方式。尽管协同式专家系统的各个分专家系统可能在同一个处理机上执行,也仍然存在用什么方式将各分专家系统激活的问题,也就是驱动方式问题。协同式专家系统的驱动方式与分布式专家系统中采用的驱动方式基本上是一致的,在分布式专家系统中介绍的驱动方式对协同式专家系统同样可用。

摘要：基于Web的专家系统是Web数据交换技术与传统专家系统集成所得到的一种先进的专家系统。它利用Web浏览器实现人机交互,基于Web专家系统中的各类用户都可通过浏览器访问专家系统。

关键词：Web专家系统,结构,分布式,协同式