知識(shí)的框架表示法教案

1、知識(shí)的框架表示法教案一、目標(biāo)分析：知識(shí)是智能的基礎(chǔ)。為了使計(jì)算機(jī)具有智能，使它能模擬人類的智能行為， 就必須使它具有知識(shí)。但知識(shí)是需要用適當(dāng)?shù)哪Ｊ奖硎境鰜聿拍艽鎯?chǔ)到計(jì)算機(jī)中去 的，因此關(guān)于知識(shí)的表示問題就成為人工智能中的一個(gè)重要的研究課題。由此可見 知識(shí)的表示是人工智能領(lǐng)域的關(guān)鍵性內(nèi)容。知識(shí)的表示乂有多種形式和方法，對(duì)于 學(xué)生來說多了解多掌握知識(shí)的表示對(duì)人工智能的理解和掌握至關(guān)重要。二、內(nèi)容分析：知識(shí)的框架表示要想讓學(xué)生能夠掌握其要領(lǐng)，我認(rèn)為內(nèi)容要涉及以下方面：(1) 框架表示法的理論基礎(chǔ)，框架理論的介紹(2)框架表示法的介紹(3)框架表示法的特點(diǎn)。三、學(xué)生分析：學(xué)生通過前面的學(xué)習(xí)已經(jīng)初步具備

2、了一定的人工智能的相關(guān)知識(shí)基礎(chǔ)。并且知 識(shí)的框架表示和學(xué)生的生活實(shí)際有一定知識(shí)遷移性和共通性。對(duì)學(xué)生來說學(xué)習(xí)這方 面的知識(shí)應(yīng)當(dāng)說比較容易入手和掌握，也有學(xué)習(xí)的興趣。四、教學(xué)重點(diǎn)：(1)框架表示法的理論基礎(chǔ)，框架理論的介紹(2)框架表示法的介紹(3)框架表示法的特點(diǎn)。五、教學(xué)難點(diǎn)：1、框架表示法實(shí)際應(yīng)用2、框架表示的使用特點(diǎn)和使用情況六、教學(xué)過程：復(fù)習(xí)：提問：知識(shí)的常用幾種表示導(dǎo)入：提問：請(qǐng)同學(xué)們閉上眼睛在腦海中想象一下：當(dāng)一個(gè)人要走近一個(gè)教室時(shí)，他能 根據(jù)以往的知識(shí)，想象到這個(gè)教室都有哪些實(shí)物信息嗎，學(xué)生的回答會(huì)包括：四面墻，有門、窗、天花板和地板，有課桌、椅子、黑板等。由此實(shí)例引出以下內(nèi)容：

3、盡管他對(duì)這個(gè)教室的細(xì)節(jié)還不清楚，但對(duì)教室的基本結(jié)構(gòu)是可以預(yù)見的。他之 所以能做到這一點(diǎn)，是由于他通過以往的認(rèn)識(shí)活動(dòng)已經(jīng)在記憶中建立了關(guān)于教室的 框架，該框架不僅指出了相應(yīng)事物的名稱（教室），而且還指出了事物各有關(guān)方面的 屬性（如有四面墻、有課桌、有黑板，,）。通過對(duì)該框架的查找，很容易得到教室 的各有關(guān)特征?？蚣艿母拍詈投x知識(shí)的框架表示法1975年由M. Minsky提出，最早用作視覺感知、自然語言對(duì) 話等問題的知）。識(shí)表示；目前已作為一種通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表示知識(shí)對(duì)象（實(shí)體框架理論認(rèn)為，人們對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中各種事物的認(rèn)識(shí)都是以一種類似于框架的結(jié) 構(gòu)存儲(chǔ)在記憶中的，當(dāng)面臨一種新事物時(shí)，就從記憶中找出

4、一個(gè)合適的框架并根據(jù) 實(shí)際情況對(duì)其細(xì)節(jié)加以修改、補(bǔ)充，從而形成對(duì)當(dāng)前事物的認(rèn)識(shí)框架定義.框架是用于描述具有固定的靜態(tài)對(duì)象的通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該對(duì)象用“對(duì)象，屬 性,，屬性值”表示；. 一個(gè)框架由若干個(gè)槽（Slot）組成，槽用于描述屬性;. 一個(gè)槽乂可由若干個(gè)側(cè)面組成。側(cè)面用于描述相應(yīng)屬性的一個(gè)方面；.槽和側(cè)面所具有的屬性值分別稱為槽值和側(cè)面值；. 一個(gè)側(cè)面可有一個(gè)或多個(gè)側(cè)面值。.對(duì)框架、槽或側(cè)面，都可以復(fù)加上一些說明性信息，一般是指一些約束條 件，用于指出什么樣的值才能填入到槽或側(cè)面中。.槽值或側(cè)面值既可以是數(shù)值，字符串，布爾值，也可以是一個(gè)在滿足某個(gè) 給定條件時(shí)要執(zhí)行的動(dòng)作或過程，特別是它還可以

5、是另一個(gè)框架的名字，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)框架對(duì)另 一個(gè)框架的調(diào)用.框架實(shí)質(zhì)上是一個(gè)層次的嵌套鏈接表?？蚣苊勖?側(cè)面名1值1,值2,值pl側(cè)面名2值1,值2,值p2側(cè)面名ml值1,值2,值pml槽名2側(cè)面名1值1,值2,值ql側(cè)面名2值1,值2,值q2側(cè)面名m2值1,值2,值qm2槽名n側(cè)面名1值1,值2,值rl側(cè)面名2值1,值2,值r2側(cè)面名mn值1,值2,，值rmn約束：約束條件1約束條件n框架表示的實(shí)例例：框架名： 假冒偽劣商品商品名稱：生產(chǎn)廠家：出售商店：處罰：處理方式：處罰依據(jù)：處罰時(shí)間：?jiǎn)挝唬?、月、日）?jīng)辦部門：在這個(gè)框架中，有4個(gè)槽，其中，“處罰”槽有4個(gè)側(cè)面，側(cè)面“處罰時(shí)間” 用“單

6、位”指出了一個(gè)填值時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)限制。延續(xù)導(dǎo)入實(shí)例：當(dāng)他進(jìn)入教室后，經(jīng)觀察得到了教室的大小、門窗的個(gè)數(shù)、桌凳的數(shù)量、顏色 等細(xì)節(jié)，把它們填入到教室框架中，就得到了教室框架的一個(gè)具體事例，稱為事例 框架學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生以小組的形式進(jìn)行對(duì)框架表示的實(shí)際練習(xí)，寫出教師這個(gè)職業(yè)的知識(shí)表示框架，各小組完成后對(duì)所有的小組結(jié)果進(jìn)行集體討論框架系統(tǒng)中求解問題的基本過程在用框架表示知識(shí)的系統(tǒng)中，問題的求解主要是通過匹配與填槽實(shí)現(xiàn)的。要 求解某個(gè)問題時(shí):(1)首先把這個(gè)問題用一個(gè)框架表示出來；(2)然后通過與知識(shí)庫中已有的框架進(jìn)行匹配，找出一個(gè)或幾個(gè)可匹配的預(yù)選 框架作為初步假設(shè)，并在此初步假設(shè)的引導(dǎo)下收集進(jìn)一步的信息。(3)最后用某種評(píng)價(jià)方法對(duì)預(yù)選框架進(jìn)行評(píng)價(jià)，以便決定是否接受它。知識(shí)的框架表示法的特點(diǎn)(1)結(jié)構(gòu)性框架表示法善于表示結(jié)構(gòu)型知識(shí)，把知識(shí)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系以及知識(shí)間的特殊聯(lián) 系表示出來。知識(shí)的基本單位是框架，而框架乂由若干個(gè)槽組成，一個(gè)槽乂由若干 個(gè)側(cè)面組成，這樣就把知識(shí)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)顯式地表示出來。(2)深層性框架表示法不僅可以從多個(gè)方面、多重屬性表示知識(shí)，可以以嵌套結(jié)構(gòu)分層地 對(duì)知識(shí)進(jìn)行表示，或表示事物間的因果關(guān)系，因此能用來表示事物間的復(fù)雜的深層 聯(lián)系。(3)繼承性在框架系統(tǒng)中，下層框架可以繼承上層框架的槽值，也可進(jìn)行補(bǔ)充，這不僅可 以減少知識(shí)的冗余，而且較好地保證了知識(shí)