探究基于规则的专家系统中不确定性推理的研究

胡亚楠 宋佳

摘要：随着社会的发展，教育在社会中所占的地位极其重要，而近年来随着计算机的发展，计算机对教育的影响也越来越深大。伴随着MOOC、SPOC的出现，我国也进入了计算机辅助教育的浪潮中。然而真正符合学生口味的却很少，真正实施并运用的也只有极少数高校。本文通过对计算机辅助平台进行数据挖掘，并通过不确定性推理来实现学习者特征与学习需求的提取，从而使计算机辅助平台能够更加适应学习者。

关键词：专家系统；不确定性推理；数据挖掘；推理机应用

社会发展，计算机技术应用普遍，大数据成为现下最热门话题，人们对知识的智能化分类越来越重视，数据挖掘与人工智能的研究发展也越来越受到重视，智能化早已渗透到人们的生活中，其中应用最为广泛的则是专家系统。利用专家系统与数据挖掘，对计算机辅助平台中用户的数据进行挖掘，提取数据中的规律，并利用专家系统对提取的知识进行不确定性推理，从而得到学习者的主要学习特征与学习需求。并将其利用到计算机辅助平台中，使其更加人性化。

一、专家系统功能

专家系统主要由知识库、数据库、推理机、解释机构、用户界面、开发界面组成。本文是针对计算机辅助平台，利用专家系统来归纳，推理大多数学习者特征以及学习需求，从而使计算机辅助系统能够运用所获取的知识使自身更加人性化。在此系统运行中，要查找、推理用户操作日志，即学习者学习情况，以这些信息与数据为基础，根据系统中知识库存储的知识规则进行判断推理，为平台提供较为准确的学习者需求，从而使教育质量上升高度。

二、数据挖掘与推理机

数据挖掘可以看做是信息技术自然演化的结果。首先通过对操作日志进行数据清理，去除不一致数据；其次，对清理后的数据进行集成；第三，从数据库中提取与分析任务相关的数据；第四，对数据进行汇总；最后挖掘数据中蕴含的规律。专家通过分析规律设计知识库，供专家系统使用。

专家系统的重要组成部分为推理机，主要是通过已知条件来进行求解。在此系统中，针对用户的需求性强——也就是用户的课程学习情况，比如，选择了哪些课程，课程学习了多长时间等，其推理方式为逆向推理。原理就是根据给定推理目标，在知识库中，根据结论寻找该目标的结论规则，验证该规则条件是否满足其条件部分，如不满足，则在知识库中继续寻找，如果存在这样的规则，加入新规则继续推理，不存在则继续查找，是否可以补充新的信息用来满足需要的条件。

三、知识获取

计算机辅助平台中学习者的活动多种多样，如何才能准确的识别出学习者的学习特征与学习需求是平台的核心。一般情况下，技术人员都是根据以往经验来判断学习者操作日志，而对于不系统的学习者行为特征，大多情况是显得无能为力。所以，要与专家进行沟通交流，根据专家提出的教育经验去构造一个专家系统，获取知识，在提供给用户使用。

（一）知识抽取

明确其抽取范围，根据平台中的学习者学习范畴、内容进行确定。蕴含在知识源里的知识，通过理解、识别、归纳、筛选等抽取出来建立知识库。因此，研究的深入后，不断总结出新知识，对人类教育活动的知识进行不断扩充，提高了系统效率。

（二）转换知识

是将知识的一种表现形式转换成另一种。将归纳与实施的知识间的信息进行概念化处理，确定概念间关系并对其进行编码操作。对平台中操作日志的数据进行挖掘与归纳，总结出不同学习者的学习特征与学习需求，进而满足平台的用户需要。使平台能够得到更好地利用。

（三）输入知识

用适当知识的表示模式，通过表示的知识在经过编译、编辑过后录入知识库的过程。知识经过转换与抽取形成相应规律，为辅助平台中的学习者需求提供数据。例如，学习者操作日志，经过不确定性推理将信息输入并形成数据表。

TEFO（数据来源）=“平台操作日志”；

SEIN（解决问题）=“学习者特征与需求”

CHAFANGAN（归纳方案）=“方案一：（学习者原始录入的兴趣课程）

方案二：（学习者较常观看的课程）

方案三：（学习者观看课程时间较长的课程）”

（四）管理知识库

采用ORA9I数据库进行管理，其存储结构便于查询、管理与使用，最重要的也是因为使用频率最高的查询操作，可以输入简单的语句进行查询工作。不同的SQL语句可以完成语句添加、语句删除与修改等操作，简单实用，便捷易懂。

结语：

通过讨论得出，系统的知识库中的组织和设计技术，不仅阐述了其含义与优点，还实现了组建知识库。数据挖掘辅助专家系统，使用户在与专家系统交流的过程中更人性化。但是，专家系统在教育方面的运用还需要进一步完善，引入不确定性推理理论与数据挖掘技术，提高其知识领域与和技术水平，其中的知识表示方法等问题都需要进一步的深入研究与实践。

参考文献：

[1]张红日.基于可信度区间的不确定性推理[J].山西电子技术，2012（05）.

[2]涂传飞.考虑时态信息的本体知识的不确定性推理研究[D].华中科技大学 ，2013.

[3]王湘龙.专家系统在林业中的应用研究進展[J].中南林业调查规划， 2010（03）.

[4]罗雪.论信息技术在我国林业发展中的应用[J].科技资讯，2010（23）.

作者简介：胡亚楠（1991—），女（汉族），籍贯：黑龙江省哈尔滨市，东北石油大学计算机学院研究生，硕士在读，研究方向：数据挖掘。

宋佳（1991—），女（汉族），籍贯：黑龙江省肇东市，东北石油大学计算机学院研究生，硕士在读，研究方向：数据挖掘。