糖尿病专家系统的设计与实现

摘　　要
   专家系统是人工智能的一个分支,其发展速度非常快目前专家系统应用领域已经渗透到数学,物理,化学,医学等众多领域,几乎所有的专家系统都至少能将人的效率提高到10倍左右。
本系统是根据人工智能和专家系统的理论知识，利用PowerBuilder9.0开发研制而成的，主要用于实现糖尿病诊断和治疗功能，从而达到利用计算机模拟人类专家诊疗糖尿病的目的。
 本文以糖尿病诊断和治疗的知识为基础，论述了专家系统开发的基本原理，结构，方法和过程，详细阐述了知识库、推理机、数据库、人机对话界面、解释器的设计和实现方法，力求将所学到的知识在专家系统开发中得以全面的应用，并使系统在实际的操作中能按照设计的要求安全有效正确的运行。

 
    
关键字：专家系统，数据库，PowerBuilder,人工智能
 
 
Abstract
Expert system is a branch of artificial intelligence, its development speed is very fast, the application of expert system     already permeate ,such numerous fields as physics , chemistry , medical science ,etc.. Almost all the expert systems can bring people's efficiency up to about 10 times at least. 
This system utilizes PowerBuilder 9.0 according to the theory knowledge of artificial intelligence and expert system.  The purpose of the system is to realize the diagnosis and treatment of diabetes in order to utilize computer simulation human expert.
 The paper introduce the principle and structure of expert system , It explained the design of knowledge base, reasoning machine , database , interactive interface, explaining device and implementation method in detail. During the development the expert system I use all I have learnt to make the system run correctly and eccectively.
Key word: Expert system, the database , PowerBuilder, artificial intelligence
 
一般认为，临床诊断是运用已有的医学知识对疾病的表现进行辩证分析，得出符合逻辑的结论的过程。就是把问诊、体格检查、试验室及其他各项辅助检查所得到的资料，运用医学知识进行辩证分析、综合、推理与判断，从而得出符合患者病情的诊断结论。其基本环节如下：收集资料以综合分析、推理，作出诊断。
在传统的疾病诊断过程中，其综合分析、推理除了从过去的历史资料中得来以外，还主要依据医生的个人经验。因此，其诊断存在一定的片面性和主观性。计量诊断与传统的疾病诊断基本环节一致，但其分析、推理不是凭经验，而是用一种定量的推理模式代替，再根据—定的法则作出合理的临床判断。因此，计量诊断也称定量诊断或数值诊断。随着计算机应用的发展，计量诊断过程可由计算机部分或完全实现，所以也称之为计算机辅助诊断。
从计算机科学角度讲，计算机辅助诊断就是利用机器模仿医生的智能。利用机器模仿人类的智能即人工智能。目前，基于神经网络模型人工智能的研究是世界智能技术研究的热点。人工智能技术在医学上的典型应用是专家系统。专家系统的实质就是让计算机系统代替专家为患者诊断，换句话说就是利用机器模仿人类专家的智能。
本文所介绍的糖尿病专家系统正是基于人工智能和专家系统的理论， 利用POWERBUILDER9.0开发与实现的，系统包括知识库、推理机、数据库、人机对话界面、解释器等。系统可以根据用户输入的症状，推理出他患糖尿病的概率，对糖尿病进行分型，以及糖尿病急性、慢性并发症诊断，并且给出糖尿病及并发症治疗方案，从而实现计算机模拟专家医生诊断、治疗糖尿病的功能。

专家系统的特点
专家系统具有专业的知识水平。专家系统要解决人类专家才能解决的复杂问题就必须依赖人类专家，所以具有专业知识是专家系统最大的特点，也是所有知识库共同的特点。
专家系统中按知识在问题求解中的作用可以分为三个层次，即数据级，知识库级和控制级。数据级是知识按其问题所提供初始事实，及在求解过程中产生的中间结论、最终结论，也可称动态数据，数据知识通常存在数据库中。知识库级指专家知识，这类知识是构成专家系统的基础，一个系统性能的高低，取决于这种知识的质量和数量。控制级也称为元知识、是如何运用两种知识，如在问题求解中搜索策略、推理方法等.能进行有效的推理。专家系统要利用专家知识来求解领域内的具体问题，而问题的求解过程是个推理过程，所以专家知识来求解领域内的具体问题，而问题的求解过程就是一个推理过程，所以专家系统必须有个推理机构，能根据用户提供已知的事实，、通过运用知识库的知识进行有效的推理以实现问题的求解，专家系统的核心就是知识库和推理机。具有启发性。专家系统具有大量的专业知识外，还必须用经验和判断对问题做多个假设，依据某些假设使推理继续进行。具有灵活性。专家系统的体系结构中，知识库和推理机即相互联系，又相互独立。相互联系保证了推理机利用知识库进行推理的有效性，已实现对问题的求解；相互独立保证了当知识库发生修改时，只要推理策略不变，推理机部分就可以不发生改变。使系统容易修改，具有较大灵活性具有透明性。专家系统一般具有解释机构，所以具有较好的透明性。人们在使用专家系统求解问题的时候，不仅能得出正确答案，还希望给出正确答案的求解过程。即回答用户提问的“WHY”还能给出“HOW”等问题。具有交互性。专家系统一般是交互性系统，具有良好的人机界面。一方面他需要领域专家或知识工程师进行对话来取得知识，另一方面它也不断从用户获得已知知识，并回答用户的提问。








 
目录
前言 1
第一章人工智能概述 2
1.1 人工智能定义 2
1.2 人工智能应用领域 2
1.3人工智能的研究方法 2
第二章 专家系统理论 4
2.1 专家系统的定义 4
2.2 专家系统的产生和发展 4
2.3 专家系统特点 5
2.4 专家系统的结构和工作原理 6
2.4.1专家系统的结构 6
2.4.2专家系统的工作原理 7
2.5 专家系统的建立 9
2.5.1 专家系统求解的问题 9
2.5.2 专家系统开发步骤 9
第三章 糖尿病知识库设计 10
3.1糖尿病基础知识 10
3.2 糖尿病专家诊断标准（知识库的设计） 12
3.2.1 糖尿病确诊树 12
3.2.2 糖尿病分型树 12
3.2.2 糖尿病分型树 13
3.2.3 糖尿病急性诊断 14
3.2.4 糖尿病慢性诊断 15
3．3二型糖尿病治疗方案 16
第四章 系统分析 17
4.1系统目标 17
4.2 系统需求分析 17
4.3 系统功能结构设计 17
4.4设计思想 18
4.5 开发环境介绍 19
4.5.1总体开发环境 19
4.5.2 开发工具简介 19
4.6 数据库设计 20
4.7数据库连接 20
4.7.1程序设计时与数据库的连接 20
4.7.2程序运行时与数据库的连接 21
第五章 关键模块代码设计 22
5.1 应用程序对象设计 22
5.2 主界面设计 23
5.3 糖尿病初步诊断窗口设计 25
5.4 糖尿病慢性诊断窗口 31
5.5 糖尿病预防模块 31
5.5 糖尿病预防模块 32
5.6 糖尿病治疗模块 32
5.7 血糖检测模块 33
第六章 系统的编译和发布 34
6.1 创建工程对象 34
6.2 编译生成和测试 34
6.3 发布 35
第七章 结  论 36
致　谢 37
参考文献 38
附  录 39