专家数据库系统

专家数据库系统(Expert Database System，简称EDS)

　　专家数据库系统(EDS)作为人工智能(AI)和数据库(DB)技术相结合的产物已经成为当前计算机应用的一个重要领域，引起了广泛的关注。

　　传统的数据库技术在大量共享数据库的存储、管理、查询等方面显示了它的优越性，然而，它的数据加工能力不足。人工智能能在逻辑性推理和知识处理方面显示出威力，但它在存储空间管理和工作效率方面存在不足，使得应用范围受限制。

　　因而，把人工智能和数据库技术结合起来势在必行。数据库的信息存储、共享、开发控制和故障排除等技术有助于解决大型知识库、知识共享和分布等知识库管理问题，而人工智能技术为以数据库为基础的信息系统增加了表达和推理能力。专家数据库系统兼有专家系统和数据库系统的功能。它是管理和存取大量共享知识、数据的一种计算机程序。

　　一般说来，专家数据库系统具有如下特征：

　　(1)面向应用对象传统的数据库以字符数据为处理对象，专家系统则以知识为处理对象。一个理想的EDS应该既能处理数据、知识，又能处理其它介质，如声音、图像和图形等。

　　(2)处理对象的结构化这使得系统能够减少冗余，增强共享能力。

　　(3)独立性EDS具有逻辑结构和物理结构上的独立性，易于扩充和修改。

　　(4)启发性EDS可以在信息不完全、不精确的情况下，求解非结构化问题。

　　(5)透明性EDS在求解问题的过程中，能根据用户的需要，解释和回答有关问题。

　　(6)友好的人—机接口。

　　专家数据库系统可以按照不同的因素进行分类，下面介绍几种主要分类方法。

　　(1)按应用领域分类根据目前专家系统和数据库技术的应用领域，EDS可以划分为如下类型：企业管理专家数据库系统，军事专家数据库系统，公安专家数据库系统，医疗专家数据库系统，地质专家数据库系统，气象专家数据库系统，建筑专家数据库系统，航空专家数据库系统，化学专家数据库系统，人事专家数据库系统等等。

　　(2)按知识表示技术分类根据知识表示的方法，EDS可分为：基于规则的专家数据库系统，基于框架的专家数据库系统，基于逻辑的专家数据库系统，基于语义网络的专家数据库系统，基于决策表的专家数据库系统等等。

　　(3)按处理问题的类型分类

• 管理决策型，根据实际情况和给定的目标，拟定行动方案。
• 设计型，根据给定的要求，形成所需要的方案或图形描述。
• 控制型，完成实时控制任务。
• 监督型，完成实时监测任务。
• 诊断型，根据获得的信息，寻找处理对象存在的问题，提出解决问题的方案。
• 预测型，根据处理对象过去和现在的情况，推测未来的演变结果。
• 解释型，分析所获得的原始数据，阐明这些数据的实际含义。
• 教育型，用于教学和技术培训。

　　1.以数据库为核心的EDS

　　以数据库为核心的专家数据库系统的结构，如图所示。按此结构形式，在用户和存储数据之间存在三个层次：

　　第一层是专家系统，进行基于知识和数据的处理；

　　第二层是数据库管理系统，管理共享数据；

　　第三层是进行特殊形式数据处理的专用处理器，它的数量和类型随处理对象而定。

　　上一个层次可以向下一个层次发送命令和存取特定数据。

　　EDS把专用处理器置于数据库管理系统的控制下，其目的在于把处理器的功能作为数据库管理系统功能的扩充。这样，数据库管理系统的处理对象就可扩充到所要求处理的信息类型。

　　2.以专家系统为核心的EDS

　　下图表示了以专家系统为核心的专家数据库系统的一般结构。在这种结构中，用户和存储数据之间存在四个层次：

　　第一层专家系统；

　　第二层是知识库管理器；

　　第三层是数据库管理系统；

　　第四层是专用处理器。

　　它与图1相比，多了一层管理共享知识的知识库管理器。

　　3.复合型的EDS

　　复合型专家数据库系统的结构如下图所示。这种结构的EDS由以下万个主要部分构成：

　　(1)智能接口处理用户与系统之间的信息交换。

　　(2)专用知识处理器处理面向各种应用对象的特定数据，如知识、图形、图像、声音等，使之成为系统能接受的形式。

　　(3)专用数据处理器处理传统的字符数据。

　　(4)专家数据库管理系统履行对共享信息的存储和管理。

　　(5)知识库和数据库。