重庆大学材料学院：《计算机在材料工程中的应用》第五章 材料数据库与专家系统 （汤爱涛）

5章材料数据库与专家系统 重庆大学材料学院汤爱涛

5章 材料数据库与专家系统 重庆大学材料学院 汤爱涛

5.1材料数据库 发展 应用 开发

5.1 材料数据库 ◼ 发展 ◼ 应用 ◼ 开发

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材料数据库开发举例——基于web的镁合金数据库

5.2专家系统基本知识 5.2.1概述 定义 ■运用大量的专业知识解决特定领域中实际问题的计算机程序系 统 ■特点: ■高效率求解复杂问题、逻辑推理、结构良好、自适应性 类型: ■解释、预测、诊断、规划、设计等 结构 专家系统=知识库+推理机

5.2 专家系统基本知识 5.2.1 概述 ◼ 定义 ◼ 运用大量的专业知识解决特定领域中实际问题的计算机程序系 统 ◼ 特点: ◼ 高效率求解复杂问题、逻辑推理、结构良好、自适应性 ◼ 类型： ◼ 解释、预测、诊断、规划、设计等 ◼ 结构 ◼ 专家系统=知识库+推理机

5.2.3专家系统的开发 开发工具 开发过程 识别阶段 概念化阶段 形式化阶段 实现阶段 测试阶段 维护阶段

5.2.3专家系统的开发 ◼ 开发工具 ◼ 开发过程 ➢ 识别阶段 ➢ 概念化阶段 ➢ 形式化阶段 ➢ 实现阶段 ➢ 测试阶段 ➢ 维护阶段

5.2.4材料专家系统的研宄方法 以知识检索、简单计算和推理为基础的 专家系统 ■以计算机模拟和运算为基础的材料设计 专家系统。材料研究的核心问题之一就 是材料的结构和性能关系 以模式识别和人工神经网络为基础的专 家系统。——人工神经网络专家系统

5.2.4材料专家系统的研究方法 ◼ 以知识检索、简单计算和推理为基础的 专家系统。 ◼ 以计算机模拟和运算为基础的材料设计 专家系统。材料研究的核心问题之一就 是材料的结构和性能关系。 ◼ 以模式识别和人工神经网络为基础的专 家系统。——人工神经网络专家系统

5.3人工神经网络专家系统 基于半经验方法构建的,即是从已有试 验数据出发,获取相关材料的成分、工 艺、组织和性能之间的关系规律,然后 进行成分设计或性能预测

5. 3 人工神经网络专家系统 ◼ 基于半经验方法构建的，即是从已有试 验数据出发，获取相关材料的成分、工 艺、组织和性能之间的关系规律，然后 进行成分设计或性能预测

5.3.1人工神经网络的基本知识 ■模型研究方法.doc

5. 3.1人工神经网络的基本知识 ◼ 模型研究方法.doc

神经网络模型结构及其工作原理示意图 Target Neural network Output weights No. layer Hidden layer(s) Ini

Input layer Hidden layer(s) …… …… Outtpu t layer No. layer No. layer Input Output Adjust weights Neural network Compare Target 神经网络模型结构及其工作原理示意图

神经网络构建的一般性步骤 确定输入参 确定中间隐 程序实现训练结果分析 数据分析 学习算法 学习参数 确定输出参数 网络结构部分 算法部分 程序部分

数据分析 确定输入参数 确定中间隐 层 确定输出参数 选定 学习算法 选取 学习参数 程序实现训练 结果分析 网络结构部分 算法部分 程序部分 ① ② ③ 神经网络构建的一般性步骤