專家係統的核心是強有力的知識體，即知識工程，它包括領域專家的知識，即專業知識和知識工程師在計算機上實施的專門知識。為此，本章論述知識及其應用的基本理論，“實時分析”、“綜合評價”的評判與推理知識以及知識的表示和管理等。
第一節知識及其應用的基本理論
一、知識的定義和範疇
知識包括領域內的專業知識及其在計算機上實施的專門知識。
1.專業知識
定義1
專業知識是領域專家或集體，在給定領域內（如大壩安全綜合評價）憑借資料（或數據）及經驗，對大壩安全作出準確分析和評價，揭露事物的本質，從而有效地對大壩安全狀況作出評價的綜合推理求解等知識。
針對水電站大壩，考慮龍羊峽工程的特點，並兼顧通用性，專業知識主要包括《水電站大壩安全管理暫行辦法》，《水電站大壩安全檢查施行細則》，《水利水電樞紐工程等級劃分及設計標準》（山區、丘陵部分）及其補充規定SDJ12—78，《混凝土拱壩設計規範》SDJ145—85，《混凝土大壩安全監測技術規範》SDJ336—89等規範，《黃河龍羊峽水電站重力拱壩及其基礎工作性態分析報告》，曆次觀測資料分析報告等設計、施工、運行和科研成果以及專家知識和經驗（即啟發性知識）等。
根據專家係統的特點，在上述知識中，可歸納為評判類知識（即知識庫）和綜合推理求解類知識。
（1）評判類知識一一知識庫
定義1在“實時分析”中，識別測值正常還是疑點的各類規範和專家經驗的準則。
這類知識詳見本章第二節的知識庫知識。
定義2在“綜合評價”中，識別樞紐及其建築物等級、設計標準、強度、穩定、施工質量、運行、工作性態和近壩庫區滑坡等安全標準的準則。
這類知識詳見本章第三節的知識庫知識。
（2）綜合推理類知識綜合推理機
定義1在“實時分析”中，對疑點進行成因分析，識別疑點的性質，若為異常則進行物理成因分析，並提出輔助決策措施的建議等。
這類知識詳見本章第二節的推理機知識。
定義2在“綜合評價”中，評判大壩安全級別，並對存在的薄弱環節進行物理成因分析，對病、險壩提出輔助決策措施的建議等。
這類知識詳見本章第三節的推理機知識。
2.專門知識
定義專門知識是知識工程師從專業知識中提取的問題識別、求解過程、策略和經驗規則，去偽存真，並進行知識的編碼和組織，使其成為計算機運行的語言。
二、知識及表示的基本理論
鑒於大壩安全監測有大量的觀測資料，設計、施工和運行的資料，以及有關規範和法規，所以，可以主要應用模式識別理論來應用上述知識。
1.模式識別理論映射模式識別理論
美國的教授提出模式識別可以看作從模式空間到類別隸屬空間的正確映射，他認為自然界的模式識別可以看作一種不透明的映射。計算機的模式識別的任務是用透明映射方式來替代這種不透明映射。
自然界中處理的方式，設被識別目標事件為X，它可以有很多表現形式的樣本王。這就存在某種不透明映射，它將所有這些模式映射。這樣，有模式均被識別並分類到目標事件的類別中，人類專家用感知和認識器官來處理並實現這一不透明映射。