基本结构和学习方法
（一）基本结构
学习系统的基本结构如图6-8所示。环境向系统的学习部分提供有关信息；学习部分获得外部信息后，经过分析、综合、类比、归纳等思维过程获得知识，并将这些知识存入知识库中，以增进系统执行部分完成任务的效能；执行部分根据知识库完成任务，同时把获得的信息反馈给学习部分。
图6-8 学习系统的基本结构
影响学习系统的最重要因素是环境向系统的学习部分提供的信息。知识库里存放的是指导执行动作的一般原则，较为固定的，但环境向学习系统提供的信息却是多种多样、未经处理的。如果信息的质量较高，与一般原则的差别较小，则学习部分比较容易处理；如果向学习系统提供的是杂乱无章的指导如何处理面临的问题的具体信息，则学习系统需要在获得足够数据之后，进一步分析处理，并应用于解决其他问题，形成处理问题的一般原则，并放入知识库。这样，学习部分的任务就比较繁重，设计起来也较为困难。
由于学习系统获得的信息往往是不完全的，所以学习系统所进行的推理并不完全可靠，总结出来的规则可能正确，也可能不正确，这要通过执行效果加以检验。正确的规则能使系统的效能提高，应予保留；不正确的规则应予修改或从数据库中删除。
知识库是影响学习系统设计的第二个因素。知识的表示有多种形式，比如，谓词逻辑、产生式规则、语义网络和框架等。选择知识表示形式的时候，需要注意以下方面：
①表达能力的强弱。所选择的表示方式能很容易地表达有关的知识。
②推理难度的大小。为了使学习系统的计算代价比较低，知识表示方式应能使推理较为容易。
③修改的难易。学习系统的本质要求它不断地修改自己的知识库，当推广得出一般执行规则后，要添加到知识库中。
④是否便于扩充。学习系统不能在全然没有任何知识的情况下凭空获取知识，每一个学习系统要求具有某些知识、理解环境提供的信息，分析比较做出假设，检验并修改这些假设。因此，更确切地说，学习系统是对现有知识的扩展和改进。
（二）学习方法
1.机械学习
机械学习是最简单的机器学习方法。机械学习就是记忆，即把新的知识存储起来，供需要时检索调用，而不需要计算和推理。机械学习又是最基本的学习过程。任何学习系统必须记住它们获取的知识。在机械学习系统中，知识的获取是以较为稳定和直接的方式进行的，不需要进行过多的加工。当机械学习系统的执行部分解决好问题之后，系统就会记住该问题及其解。例如，低龄的学前儿童被要求反复背诵古诗文，对知识进行强化记忆。背诵的内容直接存储在儿童的大脑中，不经过任何加工和处理。也就是说，他们记住了这些内容，但是可能不理解其含义。
2.传授式学习
由外部环境（比如专家）向系统提供一般性的指示或建议，系统把它们具体转换为系统内部的表现形式，把抽象的建议转换成具体的知识，然后将新知识送入知识库；在学习过程中还要对形成的知识反复进行评价，使其不断完善。这种学习方式被称为传授式学习。
3.类比学习
类比学习先给定一个基本的假设，即人们每遇到一个新的问题时，会联想起一些以前遇到过的问题，这些问题和新问题的抽象级别虽然不一定相同，但它们具有一定程度上的相似性。通过将新的问题和以前遇到过的问题进行类比，找出相互之间的相似性，把这种相似性转换为系统内部的表现形式，并存储入知识库，这就是类比学习。类比学习是在学前和中小学教育阶段经常使用的一种学习方法。例如：儿童和小学生初次学习汉语拼音或者英文字母，教师会用他们所熟悉的日常生活中的事物来类比某个字母，比如，c像月牙，h像椅子等；通过这样的类比，加深儿童对拼音或者字母的认识和记忆。
4.归纳学习
学习者从所提供的事实或观察到的假设进行归纳推理，获得某个概念，这样的学习方式被称为归纳学习。归纳学习还可以划分为两类：如果有教师指导，则被称为示例学习；如果没有教师指导，则被称为观察与发现学习。
5.基于解释的学习
基于解释的学习指通过运用相关的领域知识，对当前提供的单个问题求解实例进行分析，构造出求解过程的因果解释结构，并通过对该解释结构进行一般化处理，获取相应知识，便于指导以后求解类似的问题。