人工智能導(dǎo)論-第二章知識(shí)和知識(shí)表示方法

1、第二章 知識(shí)和知識(shí)表示方法2.0 基本概念2.1 狀態(tài)空間法2.2 問(wèn)題歸約法2.3 謂詞邏輯法2.4 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)法2.5 框架表示法22.0 基本概念什么是知識(shí)1.數(shù)據(jù)與信息人類(lèi)賴(lài)以生存的空間是一個(gè)物質(zhì)的世界，同時(shí)又是一個(gè)信息的世界信息需要用一定的形式表示才能被記載和傳遞，尤其使用計(jì)算機(jī)來(lái)做信息存儲(chǔ)及處理時(shí)更需要用一組符號(hào)及其組合進(jìn)行表示。這樣的符號(hào)及其組合表示的信息稱(chēng)為數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)與信息是兩個(gè)密切相關(guān)的概念數(shù)據(jù)是信息的載體和表示信息是數(shù)據(jù)的語(yǔ)義32.知識(shí)把有關(guān)的信息關(guān)聯(lián)在一起的信息結(jié)構(gòu)，就是知識(shí)。信息之間有多種關(guān)聯(lián)形式，其中用得最多的一種是用“如果，則”所表示的形式。知識(shí)反映了客觀世界中事物之間

2、的關(guān)系不同事物或者相同事物間的不同關(guān)系形成了不同的知識(shí)實(shí)例知識(shí)1：如果大雁向南飛，則冬天就要來(lái)臨了。知識(shí)2：雪是白色的。（事實(shí)）知識(shí)3：如果頭痛且流涕，則有可能患了感冒。（規(guī)則）基本概念什么是知識(shí)4噪聲數(shù)據(jù)信息知識(shí) 元知識(shí)人們描述客觀世界的數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)等具有如下的金字塔型層次結(jié)構(gòu)。 知識(shí)層次客觀事物的數(shù)量、屬性、位置及其相互關(guān)系等的抽象表示描述數(shù)據(jù)所表示的含義是一個(gè)或多個(gè)信息的關(guān)聯(lián)。把有關(guān)信息關(guān)聯(lián)在一起所形成的信息結(jié)構(gòu)。反映客觀世界中事物的關(guān)系，不同事物或者相同事物間的不同關(guān)系形成了不同的知識(shí)。是有關(guān)知識(shí)的知識(shí)，是知識(shí)庫(kù)中的高層知識(shí)。包括怎樣使用規(guī)則、解釋規(guī)則、校驗(yàn)規(guī)則、解釋程序結(jié)構(gòu)等知識(shí)

3、。51.相對(duì)正確性2.不確定性3.可表示性與可利用性知識(shí)的特性61.相對(duì)正確性知識(shí)是人們對(duì)客觀世界認(rèn)識(shí)的結(jié)晶，并且受到長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)。因此，在一定的條件及環(huán)境下，知識(shí)一般是正確的，可信任的。應(yīng)該注意一定的條件及環(huán)境的條件約束例如,1+1=2這樣常識(shí)性的知識(shí)，也是在十進(jìn)制下才是正確的2.不確定性信息與關(guān)聯(lián)是構(gòu)成知識(shí)的兩個(gè)要素信息可能是精確的，也可能是不精確的、模糊的；關(guān)聯(lián)可能是確定的，也可能是不確定的。知識(shí)不總是具有“真”或“假”這兩種狀態(tài)，在真和假之間可能存在許多中間狀態(tài)，這種特性稱(chēng)為知識(shí)的不確定性。知識(shí)的特性7知識(shí)的特性（續(xù)）造成知識(shí)不確定性的原因有以下幾種：（1）由隨機(jī)性引起的不確定性

4、（2）由模糊性引起的不確定性（3）由不完全性引起的不確定性（4）由經(jīng)驗(yàn)性引起的不確定性8知識(shí)的特性（續(xù)）3.可表示性與可利用性知識(shí)是可以用適當(dāng)?shù)男问奖硎境鰜?lái)的，如語(yǔ)言、文字、圖形、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)等，正是由于知識(shí)的這一特性，所以它才能被存儲(chǔ)并得以傳播它是可利用的，我們每個(gè)人天天都在利用自己掌握的知識(shí)解決所面臨的各種各樣問(wèn)題9知識(shí)的分類(lèi)對(duì)知識(shí)從不同角度劃分，可得到不同的分類(lèi)方法：1.按作用域劃分:常識(shí)性知識(shí)和領(lǐng)域性知識(shí)2.按作用及表示劃分：事實(shí)性知識(shí)，過(guò)程性知識(shí)，控制性知識(shí)3.按確定性劃分：確定性知識(shí)和不確定性知識(shí)4.按結(jié)構(gòu)及表現(xiàn)形式劃分：邏輯性知識(shí)和形象性知識(shí)5.若拋開(kāi)知識(shí)涉及領(lǐng)域的具體特點(diǎn)，從抽象

5、的、整體的觀點(diǎn)來(lái)劃分，知識(shí)可分為零級(jí)、一級(jí)和二級(jí)知識(shí)。10知識(shí)表示所謂知識(shí)表示，就是對(duì)知識(shí)的一種描述，或者說(shuō)是一種約定，一種計(jì)算機(jī)可以接受的用于描述知識(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)知識(shí)進(jìn)行表示的過(guò)程就是把知識(shí)編碼成某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的過(guò)程知識(shí)的表示方法又稱(chēng)為知識(shí)表示技術(shù)，其表示形式稱(chēng)為知識(shí)表示模式11知識(shí)表示分類(lèi)知識(shí)表示方法可分為兩大類(lèi)：符號(hào)表示法：用各種包含具體含義的符號(hào)，以各種不同的方式和次序組合起來(lái)表示知識(shí)連接機(jī)制表示法：用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)表示知識(shí)的一種方法，相對(duì)于符號(hào)表示法而言是一種隱式表示法12常用知識(shí)表示方法狀態(tài)空間法問(wèn)題歸約法謂詞邏輯表示法產(chǎn)生式表示法框架表示法語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示法腳本表示法過(guò)程表示法Petri

6、網(wǎng)表示法面向?qū)ο蟮谋硎痉ū倔w表示法13知識(shí)的表示（續(xù)）幾點(diǎn)注意同一個(gè)知識(shí)有多種表示方法，不同的方法其效果不一樣不同領(lǐng)域的知識(shí)具有不同的特點(diǎn)各種表示方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，適用的情況不同選擇知識(shí)表示方法，要因問(wèn)題而異一般，在選用知識(shí)表示方法時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮1.充分表示領(lǐng)域知識(shí)2.有利于知識(shí)的利用3.便于知識(shí)的組織、維護(hù)與管理4.便于理解和實(shí)現(xiàn)142.1狀態(tài)空間法（State Space Representation）問(wèn)題求解技術(shù)主要是兩個(gè)方面：?jiǎn)栴}的表示求解的方法狀態(tài)空間法狀態(tài)（state）算符（operator）狀態(tài)空間方法152.1.1問(wèn)題狀態(tài)描述定義狀態(tài)：描述某類(lèi)不同事物間的差別而引入的一

7、組最少變量q0，q1，qn的有序集合。算符：使問(wèn)題從一種狀態(tài)變化為另一種狀態(tài)的手段稱(chēng)為操作符或算符。問(wèn)題的狀態(tài)空間：是一個(gè)表示該問(wèn)題全部可能狀態(tài)及其關(guān)系的圖，它包含三種說(shuō)明的集合，即三元狀態(tài)（S，F(xiàn)，G） （問(wèn)題初始狀態(tài)集合S，操作符集合F，目標(biāo)狀態(tài)集合G）。16對(duì)一個(gè)問(wèn)題的狀態(tài)描述，必須確定三件事：1.該狀態(tài)描述方式，特別是初始狀態(tài)描述；2.操作符集合及其對(duì)狀態(tài)描述的作用；3.目標(biāo)狀態(tài)描述的特性。OriginalStateMiddleStateGoalState算符算符狀態(tài)空間法解釋?zhuān)簭哪硞€(gè)初始狀態(tài)開(kāi)始，每次加一個(gè)操作符，遞增的建立起操作符的實(shí)驗(yàn)序列，直到達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)止。如下棋、迷宮及各種游

8、戲。17例:三數(shù)碼難題（3 puzzle problem）123123123312312312初始棋局目標(biāo)棋局18有向圖 一對(duì)節(jié)點(diǎn)用弧線連接起來(lái)，從一個(gè)節(jié)點(diǎn)指向另一個(gè)節(jié)點(diǎn)這種圖叫做有向圖。路徑 某個(gè)節(jié)點(diǎn)序列（ni1，ni2，nik）當(dāng) j = 2，3，k時(shí)，如果對(duì)于每一個(gè)ni，j-1都有一個(gè)后繼節(jié)點(diǎn)ni，j存在，那么就把這個(gè)節(jié)點(diǎn)序列叫做從節(jié)點(diǎn)ni1至節(jié)點(diǎn)nik的長(zhǎng)度為k的路徑代價(jià) 用c（ni，nj）來(lái)表示從節(jié)點(diǎn)ni指向節(jié)點(diǎn)nj的那段弧線的代價(jià)。兩點(diǎn)間路徑的代價(jià)等于連接該路徑上各節(jié)點(diǎn)的所有弧線代價(jià)之和.狀態(tài)圖示法AB19圖的顯示說(shuō)明 對(duì)于顯式說(shuō)明，各節(jié)點(diǎn)及其具有代價(jià)的弧線由一張表明確給出。此表可

9、能列出該圖中的每一節(jié)點(diǎn)、它的后繼節(jié)點(diǎn)以及連接弧線的代價(jià)(舉例：鄰接表，鄰接矩陣)圖的隱示說(shuō)明 說(shuō)明節(jié)點(diǎn)的無(wú)限集合si作為起始節(jié)點(diǎn)是已知的。后繼節(jié)點(diǎn)算符（gamma）也是已知的，它能作用于任一節(jié)點(diǎn)以產(chǎn)生該節(jié)點(diǎn)的全部后繼節(jié)點(diǎn)和各連接弧線的代價(jià)。（舉例：棋局）表示方法的多樣性 如十五數(shù)碼難題中規(guī)則1：移動(dòng)數(shù)碼（15X4條規(guī)則）規(guī)則2：移動(dòng)空格（4條規(guī)則）20產(chǎn)生式系統(tǒng)搜索過(guò)程描述產(chǎn)生式系統(tǒng)（production system）一個(gè)總數(shù)據(jù)庫(kù)：它含有與具體任務(wù)有關(guān)的信息隨著應(yīng)用情況的不同，這些數(shù)據(jù)庫(kù)可能簡(jiǎn)單，或許復(fù)雜。一套規(guī)則：它對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作運(yùn)算。每條規(guī)則由左部鑒別規(guī)則的適用性或先決條件以及右部描述

10、規(guī)則應(yīng)用時(shí)所完成的動(dòng)作。一個(gè)控制策略：它確定應(yīng)該采用哪一條適用規(guī)則，而且當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)的終止條件滿(mǎn)足時(shí)，就停止計(jì)算。21狀態(tài)空間表示舉例例：猴子和香蕉問(wèn)題22解題過(guò)程用一個(gè)四元表列（W，x，Y，z）來(lái)表示這個(gè)問(wèn)題狀態(tài).W 猴子的水平位置X 當(dāng)猴子在箱子頂上時(shí)取x = 1;否則取 x = 0Y 箱子的水平位置z 當(dāng)猴子摘到香蕉時(shí)取 z=1；否則取 z=0這個(gè)問(wèn)題的操作（算符）如下：goto（U）表示猴子走到水平位置U或者用產(chǎn)生式規(guī)則表示為（W，0，Y，z）goto（U）（U，0，Y，z）23pushbox（V）猴子把箱子推到水平位置V，即有（W，0，W，z）pushbox（V）（V，0，V，z）cli

11、mbbox猴子爬上箱頂，即有（W，0，W，z）climbbox （W，1，W，z） 應(yīng)當(dāng)注意的是，要應(yīng)用算符pushbox（V），就要求產(chǎn)生式規(guī)則的左邊，猴子與箱子必須在同一位置上，并且，猴子不是箱子頂上。這種強(qiáng)加于操作的適用性條件，叫做產(chǎn)生式規(guī)則的先決條件24grasp猴子摘到香蕉，即有（c，1，c，0）grasp （c，1，c，1） 令初始狀態(tài)為(a，0，b，0)。這時(shí)，goto(U)是唯一適用的操作，并導(dǎo)致下一狀態(tài)(U，0，b,0)?，F(xiàn)在有3個(gè)適用的操作，即goto(U)，pushbox(V)和climbbox(若U=b)。把所有適用的操作繼續(xù)應(yīng)用于每個(gè)狀態(tài)，我們就能夠得到狀態(tài)空間圖，如

12、下圖所示。25(b，1，b，0)（U，0，b，0）（V，0，V，0）（c，1，c，0）（U，0，V，0）（c，1，c，1）（a，0，b，0）目標(biāo)狀態(tài)goto（U）goto（U）U=b，climbboxgoto（U）U=bpushbox（V）goto（U）U=V猴子和香蕉問(wèn)題的狀態(tài)空間圖從圖不難看出，把該初始狀態(tài)變換為目標(biāo)狀態(tài)的操作序列為 goto(b),push box(c),climbbox,grasp26猴子和香蕉問(wèn)題自動(dòng)演示猴子香蕉箱子猴子香蕉箱子Ha!Ha!27狀態(tài)空間表示實(shí)例推銷(xiāo)員旅行問(wèn)題(TSP問(wèn)題)問(wèn)題描述： 一個(gè)推銷(xiāo)員計(jì)劃出訪推銷(xiāo)產(chǎn)品。他從一個(gè)城市( 如 A) 出發(fā) , 訪問(wèn)每

13、個(gè)城市一次 , 且最多一次 , 然后 返回城市 A 。要求尋找最短路線 。ABDE28為了確定這個(gè)問(wèn)題 , 作如下規(guī)定 :(1) 總數(shù)據(jù)庫(kù)是到目前為止所訪問(wèn)過(guò)的城市表 .初始數(shù)據(jù)庫(kù)被描述為表 (A) 。不允許目錄表中任一城市出現(xiàn)多于一次 , 只有城市 A 例外 , 但也只有當(dāng)所有其他城市均已出現(xiàn)之后 , 才能再次出現(xiàn) A 。(2) 規(guī)則對(duì)應(yīng)于決策：即下一步走向城市 A; 下一步走向城市 B; ; 下一步走向城市E 。一條規(guī)則除非能夠把某個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)變?yōu)橐粋€(gè)合法數(shù)據(jù)庫(kù) , 否則就不適用于這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。例如, 應(yīng)用“下一步走向城市 A”這條規(guī)則就不適用于尚未出現(xiàn)所有其他城市的任一數(shù)據(jù)庫(kù)。(3) 任一以

14、A 為起點(diǎn)和終點(diǎn),并出現(xiàn)所有其他城市的總數(shù)據(jù)庫(kù),都滿(mǎn)足終止條件?？梢允褂孟聢D的距離圖表來(lái)計(jì)算任一旅程的總距離。提出作為解答的任一旅程,必須是具有最短距離的旅程。29(ACDEBA)推銷(xiāo)員旅行問(wèn)題狀態(tài)空間圖(A)起始節(jié)點(diǎn)ABDE302.2 問(wèn)題歸約法（Problem Reduction Representation）問(wèn)題歸約法思想 先把問(wèn)題分解為子問(wèn)題及子-子問(wèn)題，然后解決較小的問(wèn)題。對(duì)該問(wèn)題的某個(gè)具體子集的解答就意味著對(duì)原始問(wèn)題的一個(gè)解答子問(wèn)題1子問(wèn)題n原始問(wèn)題子問(wèn)題集本原問(wèn)題31問(wèn)題歸約表示的組成部分：一個(gè)初始問(wèn)題描述；一套把問(wèn)題變換為子問(wèn)題的操作符；一套本原問(wèn)題描述。問(wèn)題歸約的實(shí)質(zhì)：從目標(biāo)

15、(要解決的問(wèn)題)出發(fā)逆向推理，建立子問(wèn)題以及子問(wèn)題的子問(wèn)題，直至最后把初始問(wèn)題歸約為一個(gè)平凡的本原問(wèn)題集合。322.2.1 問(wèn)題歸約描述（Problem Reduction Description）梵塔難題123CBA思考：用狀態(tài)空間法有多少個(gè)節(jié)點(diǎn)？為什么？33解題過(guò)程（3個(gè)圓盤(pán)問(wèn)題）12312312312312312312312334梵塔問(wèn)題歸約圖（113）（123）（111）（113）（123）（122）（111）（333）（122）（322）（111）（122）（322）（333）（321）（331）（322）（321）（331）（333）35問(wèn)題歸約的描述問(wèn)題歸約方法應(yīng)用算符把問(wèn)題描述

16、轉(zhuǎn)化為子問(wèn)題描述，可以采用各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：表列、樹(shù)、字符串、矢量、數(shù)組等；例如梵塔問(wèn)題的表示：包含兩個(gè)數(shù)列的表列：(113),(333)也可以用狀態(tài)空間表示法的三元組（S，F(xiàn)，G）表示；其子問(wèn)題描述規(guī)定了最后解答路徑將要通過(guò)的中間狀態(tài)；可以把問(wèn)題歸約發(fā)看成比狀態(tài)空間法更通用的問(wèn)題求解方法；其核心實(shí)現(xiàn)是不斷簡(jiǎn)化問(wèn)題，直至問(wèn)題成為本原問(wèn)題（已知問(wèn)題、易解問(wèn)題）；362.2.2 與或圖表示1.與圖、或圖、與或圖ABCD與圖ABC或圖37BCDEFGAHMBCDEFGAN增加附加節(jié)點(diǎn)后的規(guī)范化與或圖表示：38t1t2t4t5不可解節(jié)點(diǎn)端節(jié)點(diǎn):沒(méi)有子節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)終止節(jié)點(diǎn):本原問(wèn)題所對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)可解節(jié)點(diǎn):1）它

17、是一個(gè)終止節(jié)點(diǎn)2）它是一個(gè)“或”節(jié)點(diǎn)，且其子節(jié)點(diǎn)至少有一個(gè)是可解節(jié)點(diǎn)3）它是一個(gè)“與”節(jié)點(diǎn)，且其子節(jié)點(diǎn)全部是可解節(jié)點(diǎn)不可解節(jié)點(diǎn):關(guān)于可解節(jié)點(diǎn)的三個(gè)條件全部不滿(mǎn)足的節(jié)點(diǎn)稱(chēng)為不可解節(jié)點(diǎn)終止節(jié)點(diǎn)端節(jié)點(diǎn)可解節(jié)點(diǎn)初始節(jié)點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)2. 術(shù)語(yǔ)39tttt有解節(jié)點(diǎn)無(wú)解節(jié)點(diǎn)終止節(jié)點(diǎn)解樹(shù):可解節(jié)點(diǎn)所構(gòu)成的，并且由這些可解節(jié)點(diǎn)可推出初始節(jié)點(diǎn)（它對(duì)應(yīng)于原始問(wèn)題）為可解節(jié)點(diǎn)的子樹(shù)402.3 謂詞邏輯法邏輯語(yǔ)句：一種形式語(yǔ)言，它能夠把邏輯論證符號(hào)化，并用于證明定理，求解問(wèn)題。形式語(yǔ)言：嚴(yán)格地按照相關(guān)領(lǐng)域的特定規(guī)則，以數(shù)學(xué)符號(hào)（符號(hào)串）形式描述該領(lǐng)域有關(guān)客體的表達(dá)式2.3.1 謂詞演算 1. 語(yǔ)法和語(yǔ)義基本符號(hào)謂詞符號(hào)

18、、變量符號(hào)、函數(shù)符號(hào)、常量符號(hào)、括號(hào)和逗號(hào)謂詞演算的解釋?zhuān)褐^詞符號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系，常量符號(hào)論域?qū)嶓w，函數(shù)符號(hào)對(duì)應(yīng)函數(shù)；41原子公式：由若干謂詞符號(hào)和項(xiàng)組成的謂詞演算。原子公式是謂詞演算基本積木塊。項(xiàng)包括常量符號(hào)、變量符號(hào)、函數(shù)符號(hào)等。定義原子公式為真值或假值就表示了某種語(yǔ)義。無(wú)變量的原子公式取值確定，包含變量的原子公式取值不定。例如：INROOM（ROBOT，r1） 為真INROOM（ROBOT，r2）為假M(fèi)ARRIEDfather(wang),mother(wang)42連詞和量詞(Connective &Quantifiers)連詞與、合?。╟onjunction)：用連詞把幾個(gè)公式連接起來(lái)而構(gòu)

19、成的公式。合取項(xiàng)是合取式的每個(gè)組成部分。 例:(我喜愛(ài)音樂(lè)和繪畫(huà)) LIKE(I，MUSIC)LIKE(I，PAINTING) 或、析?。╠isjunction）：用連詞把幾個(gè)公式連接起來(lái)而構(gòu)成的公式。析取項(xiàng)是析取式的每個(gè)組成部分 例：PLAYS(LILI，BASKETBALL)PLAYS(LILI，F(xiàn)OOTBALL) （李力打籃球或踢足球。）蘊(yùn)涵(Implication):“”表示“如果那么”（IFTHEN）關(guān)系，其所構(gòu)成的公式叫做蘊(yùn)涵。非（Not）表示否定，、均可表示量詞全稱(chēng)量詞（Universal Quantifiers)存在量詞 (Existential Quantifiers)432

20、.3.2 謂詞公式原子公式的的定義：用P(x1，x2，xn)表示一個(gè)n元謂詞公式，其中P為n元謂詞，x1,x2,，xn為客體變量或變?cè)Ｍǔ０裀(x1,x2,xn)叫做謂詞演算的原子公式，或原子謂詞公式。分子謂詞公式可以用連詞把原子謂詞公式組成復(fù)合謂詞公式，并把它叫做分子謂詞公式。44合式公式（WFF，well-formed formulas）合式公式的遞歸定義(1)原子謂詞公式是合式公式。(2)若A為合式公式，則A也是一個(gè)合式公式。(3)若A和B都是合式公式，則(AB)，(AB)，(AB)和(AB)也都是合式公式。(4)若A是合式公式，x為A中的自由變?cè)?，則(x)A和(x)A都是合式公式。(

21、5)只有按上述規(guī)則(1)至(4)求得的那些公式，才是合式公式。45合式公式的性質(zhì)合式公式的真值等價(jià)（Equivalence) 如果兩個(gè)合式公式，無(wú)論如何解釋?zhuān)湔嬷当矶际窍嗤?，那么我們就稱(chēng)此兩合式公式是等價(jià)的。T F T F F F表2-1 真值表P Q PQ P Q PQ PT T T T T FF T T F T TF F F F T T46等價(jià)關(guān)系(1 否定之否定(P) 等價(jià)于 P(2)P Q 等價(jià)于 P Q(3) 狄摩根定律(P Q) 等價(jià)于 P Q(P Q) 等價(jià)于 P Q(4 分配律P (Q R) 等價(jià)于 (P Q) (P R)P (Q R) 等價(jià)于 (P Q) (P R)(5)

22、 交換律P Q 等價(jià)于 Q PP Q 等價(jià)于 Q P 47(6) 結(jié)合律(P Q) R 等價(jià)于 P (Q R)(P Q) R 等價(jià)于 P (Q R)(7) 逆否律P Q 等價(jià)于 Q P(8)( x)P(x) 等價(jià)于 ( x)P (x) ( x)P(x) 等價(jià)于 ( x)P (x) (9)( x)P(x) Q(x) 等價(jià)于 ( x)P(x) ( x)Q(x) ( x)P(x) Q(x) 等價(jià)于 ( x)P(x) ( x)Q(x) (10 ( x)P(x)等價(jià)于 ( y)P(y)( x)P(x)等價(jià)于(y)P(y) 482.3.3 置換與合一置換假元推理：就是由合式公式W1和W1W2產(chǎn)生合式公式W

23、2的運(yùn)算。全稱(chēng)化推理：是由合式公式（x）W（x）產(chǎn)生合式公式W（A），其中A為任意常量符號(hào)。綜合推理：同時(shí)應(yīng)用上述二者。定義就是在該表達(dá)式中用置換項(xiàng)置換變量性質(zhì)可結(jié)合的不可交換的49合一（Unification)合一：尋找項(xiàng)對(duì)變量的置換，以使兩表達(dá)式一致。可合一：如果一個(gè)置換s作用于表達(dá)式集Ei的每個(gè)元素，則用Ei s來(lái)表示置換例的集。稱(chēng)表達(dá)式集Ei是可合一的。501）令k=0，F(xiàn)k=F，k=。這里，F(xiàn)是欲求其最一般合一的公式集，是空代換，它表示不做代換2）若Fk只含一個(gè)表達(dá)式，則算法停止,k就是最一般合一3）找出Fk的差異集Dk。4）若Dk中存在元素xk和tk，其中xk是變?cè)?tk是項(xiàng)，且x

24、k不在tk中出現(xiàn)，則置： k+1= k 。tk/ xk Fk+1 = Fk tk/ xk， k=k+1 然后轉(zhuǎn)2）。5）算法終止，F(xiàn)的最一般合一不存在。求最一般合一的算法 51例 設(shè)有公式集 F=P(a,x,f(g(y),P(z,f(z),f(u)求其最一般合一。解： 1）令0=，F(xiàn)0=F,因 F0 中有兩個(gè)表達(dá)式，所以0不是最一般合一 2）差異集D0 =a,z 3）1=0a/z=a/z, F1=F0a/z= P(a,x,f(g,y),P(a,f(a),f(u) 4） D1 =x,f(a) 5）2= 1 f(a)/x=a/z,f(a)/x F2=F1f(a)/x=P(a,f(a),f(g(y)

25、,P(a,f(a),f(u) 6） D2 =g(y),u 7）3= 2g(y)/u=a/z,f(a)/x,g(y)/u 8） F3= F2g(y)/u=P(a,f(a),f(g(y) 因?yàn)镕3只含一個(gè)表達(dá)式，所以3 就是最一般合一， 即是最一般合一為：a/z,f(a)/x,g(y)/u舉 例1.試用相應(yīng)的謂詞公式分別表示下列語(yǔ)句。(1)有的人喜歡梅花，有的人喜歡菊花，有的人既喜歡梅花又喜歡菊花。(2)新型計(jì)算機(jī)速度又快，存儲(chǔ)容量又大。(3)不是每個(gè)計(jì)算機(jī)系的學(xué)生都喜歡在計(jì)算機(jī)上編程序。52(1)有的人喜歡梅花，有的人喜歡菊花，有的人既喜歡梅花又喜歡菊花。解：定義謂詞：P(x):x是人L(x,y

26、):x喜歡y其中，y的個(gè)體域是梅花，菊花將知識(shí)用謂詞表示為：( x)(P(x) L (x,梅花) L (x,菊花) L (x,梅花)L (x,菊花) 53(2)新型計(jì)算機(jī)速度又快，存儲(chǔ)容量又大。解：定義謂詞：NC(x):x是新型計(jì)算機(jī)F(x):x速度快B(x):x容量大將知識(shí)用謂詞表示為：( x)(NC(x)F(x) B(x)54(3)不是每個(gè)計(jì)算機(jī)系的學(xué)生都喜歡在計(jì)算機(jī)上編程序。解：定義謂詞：S(x):x是計(jì)算機(jī)系學(xué)生L(x,programming):x喜歡編程序U(x,computer):x使用計(jì)算機(jī)將知識(shí)用謂詞表示為：( x)(S(x) L(x,programming) U(x,comp

27、uter)5556謂詞邏輯表示方法的特點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn) 符號(hào)簡(jiǎn)單，描述易于理解。 自然、嚴(yán)密、靈活、模塊化。 具有嚴(yán)格的形式定義。 每項(xiàng)事實(shí)僅需表示一次。 具有證明過(guò)程中所使用的推理規(guī)則。 利用定理證明技術(shù)可從舊事實(shí)推出新事實(shí)。主要缺點(diǎn)： 難于表示過(guò)程式和啟發(fā)式知識(shí)。 由于缺乏組織原則，利用該方法表示的知識(shí)庫(kù)難于管理。 由于是弱證明過(guò)程，當(dāng)事實(shí)的數(shù)目增大時(shí)，在證明過(guò)程中決定使用哪條規(guī)則時(shí)可能產(chǎn)生組合爆炸。 不具有表示不精確和不確定知識(shí)的能力。572.4 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)法（Semantic Network Representation）語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)定義組成部分語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)是奎廉（J.R.Quillian）于1

28、968年提出的,作為描述 人類(lèi)聯(lián)想記憶的一種心理學(xué)模型。1972年，西蒙將語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)用于自然語(yǔ)言理解。語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)概念及其語(yǔ)義關(guān)系來(lái)表示知識(shí)的一種網(wǎng)絡(luò)圖一個(gè)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)帶標(biāo)識(shí)的有向圖，其中：節(jié)點(diǎn)：表示各種事物、概念、屬性、動(dòng)作、狀態(tài)有向?。罕硎舅B接的節(jié)點(diǎn)間的某種語(yǔ)義聯(lián)系58組成部分詞法:決定表示詞匯表中允許有哪些符號(hào),它涉及各個(gè)節(jié)點(diǎn)和弧線。 結(jié)構(gòu):敘述符號(hào)排列的約束條件,指定各弧線連 接的節(jié)點(diǎn)對(duì)。 過(guò)程:說(shuō)明訪問(wèn)過(guò)程,這些過(guò)程能用來(lái)建立和修 正描述,以及回答相關(guān)問(wèn)題。 語(yǔ)義:確定與描述相關(guān)的(聯(lián)想)意義的方法即確 定有關(guān)節(jié)點(diǎn)的排列及其占有物和對(duì)應(yīng)弧線。 59ACBDEFGRABRADRB

29、ERFERCFRACRCGRDG語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示例60表示占有關(guān)系和其它情況例：燕子是鳥(niǎo)；2.4. 1 二元語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)的表示SwallowBirdISA61狗吃肉狗的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)能運(yùn)動(dòng)是一種是一種動(dòng)物身上有毛能狩獵有尾巴有生命會(huì)吃跑得快獵狗“獵狗是一種狗”這一簡(jiǎn)單事實(shí)的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)短線與相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)相連的部分是該節(jié)點(diǎn)所描述的屬性1.用語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示事實(shí)62占有鴿子窩春天秋天鳥(niǎo)鳥(niǎo)窩時(shí)間情況小信使小信使鴿子窩鳥(niǎo)鳥(niǎo)窩是一只占有物開(kāi)始于結(jié)束于是一種是是是一種是一種是一種是一只占有物（a）（b）是一種占有者指出了“小信使這只鴿子占有一個(gè)窩”，而且還指出了占有的起止時(shí)間將“占有”作為一個(gè)語(yǔ)義關(guān)系用一條有向弧表示事實(shí)：“小

30、信使”這只鴿子從春天到秋天占有一個(gè)窩632. 用語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示事物間的關(guān)系幾種常用的關(guān)系（1）分類(lèi)關(guān)系 分類(lèi)關(guān)系是指事物之間的類(lèi)屬關(guān)系（2）聚集關(guān)系 如果下層概念是上層概念的一個(gè)方面或者一個(gè)部分，則稱(chēng)它們的關(guān)系是聚集關(guān)系教學(xué)學(xué)生教師課程部分部分部分獵狗狗是一種分類(lèi)關(guān)系聚集關(guān)系64饑餓需進(jìn)食推出（3）推論關(guān)系一個(gè)概念可由另一個(gè)概念推出（4）時(shí)間、位置關(guān)系描述一個(gè)事物時(shí)，常常需要指出它發(fā)生的時(shí)間、位置等65（5）多元關(guān)系 二元關(guān)系：在語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)中，一條有向弧從一個(gè)節(jié)點(diǎn)指向另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，表示這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的一種語(yǔ)義關(guān)系。多元關(guān)系：用一種關(guān)系把幾個(gè)節(jié)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)一個(gè)節(jié)點(diǎn)和多條有向弧來(lái)表示。例如“小信使語(yǔ)義網(wǎng)

31、絡(luò)”中，表示一個(gè)占有關(guān)系占有窩春天秋天情況小信使占有物開(kāi)始于結(jié)束于是一種占有者66用語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示復(fù)雜知識(shí)時(shí)，常涉及到對(duì)量詞及量化變?cè)谋硎緦?duì)于存在量詞直接用“是一個(gè)”、“是一種”等語(yǔ)義聯(lián)系表示。對(duì)于全稱(chēng)量詞需要用網(wǎng)絡(luò)分區(qū)技術(shù)處理。網(wǎng)絡(luò)分區(qū)技術(shù)由享得里克（G.G.Hendrix）在1975年提出的。網(wǎng)絡(luò)分區(qū)技術(shù)的思想： 把一個(gè)表示復(fù)雜知識(shí)的命題劃分為若干子命題，每一個(gè)子命題有一個(gè)較簡(jiǎn)單的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示，稱(chēng)為一個(gè)子空間，多個(gè)子空間構(gòu)成一個(gè)大空間。每個(gè)子空間可以看作是大空間中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，稱(chēng)為超節(jié)點(diǎn)，子空間之間用有向弧連接。空間可以逐層嵌套3. 變?cè)c量詞在語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)中的表示67例，對(duì)于如下事實(shí)：每個(gè)學(xué)生

32、都背誦了一首唐詩(shī)。學(xué)生背誦唐詩(shī)srp是是是主體客體GSgF 其中，s是全稱(chēng)量詞，表示任一個(gè)學(xué)生，r是存在量詞，表示某一次背誦，p是存在量詞，表示某一首唐詩(shī)。用節(jié)點(diǎn)g表示這個(gè)子空間，用有向弧F指明節(jié)點(diǎn)g表示的是一個(gè)什么樣的子空間。有向弧指出子空間g中的全稱(chēng)量詞變?cè)莝。節(jié)點(diǎn)GS表示整個(gè)空間。注意：一個(gè)子空間中的所有非全稱(chēng)量詞變?cè)?jié)點(diǎn)都應(yīng)是全稱(chēng)量詞變?cè)暮瘮?shù)，否則，就放在子空間的外面超結(jié)點(diǎn)68學(xué)生背誦sr是是是主體客體GSgF靜夜思唐詩(shī)例如，對(duì)如下事實(shí)：每個(gè)學(xué)生都背誦了“靜夜思”這首詩(shī)。因?yàn)椤办o夜思”是一個(gè)常量，不是全稱(chēng)量詞s的函數(shù)，應(yīng)放在子空間之外694. 常用的語(yǔ)義聯(lián)系語(yǔ)義聯(lián)系反映了節(jié)點(diǎn)之間的

33、語(yǔ)義關(guān)系在框架表示法中的系統(tǒng)定義的槽名（ISA、Subclass、Part-of、Infer等）可以作為語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)知識(shí)表示中的系統(tǒng)預(yù)定義的語(yǔ)義聯(lián)系70常用的語(yǔ)義聯(lián)系李明XX學(xué)會(huì)A-Member-of 它表示個(gè)體與集體（類(lèi)或集體）之間的關(guān)系。由它聯(lián)系的個(gè)體對(duì)集體有屬性繼承性 和屬性更改權(quán)。例，“李明是學(xué)會(huì)會(huì)員”的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)。（1）A-Member-of聯(lián)系 （2）Compose-of 聯(lián)系它表示“構(gòu)成”聯(lián)系，是一種一對(duì)多的聯(lián)系。有它聯(lián)系節(jié)點(diǎn)一般不具有屬性繼承性，一般需要引入一個(gè)節(jié)點(diǎn)。正整數(shù)與整數(shù)Compose-of零負(fù)整數(shù)例，“整數(shù)由正整數(shù),負(fù)整數(shù)與零組成”。71（3）Have聯(lián)系李 明計(jì)算機(jī)Hav

34、e它表示事物對(duì)屬性的“擁有”關(guān)系或事物之間的“占有”關(guān)系 例如，“李明有計(jì)算機(jī)”（4）Before、After、At聯(lián)系開(kāi)學(xué)9月At用來(lái)表示事件發(fā)生的時(shí)間關(guān)系，Before表示一個(gè)事件發(fā)生在另一個(gè)事件之前，After表示一個(gè)事件發(fā)生在另一個(gè)事件之后，At表示事件發(fā)生的時(shí)間例，“9月份開(kāi)學(xué)”72（5）Located-on(-at,-under,-inside,-outside等) 聯(lián)系計(jì)算機(jī)桌子Located-on表示事物之間的位置關(guān)系 例如，“計(jì)算機(jī)放在桌子上”（6）Similar-to、Near-to聯(lián)系方凳方桌Similar-to表示事物之間的相似和接近關(guān)系 例，“方凳相似于方桌”73例2

35、.9 由給出的系統(tǒng)預(yù)定義語(yǔ)義聯(lián)系畫(huà)出下述知識(shí)的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)：每位住在金山公寓3號(hào)樓的人都是金山公司的程序員.解：先用謂詞公式表示出來(lái)，然后用語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示。定義謂詞： Person(x) : 表示x是人 Address(x,y): 表示x住在y Occupation(x,y):表示x的職業(yè)是y Member(x,y): 表示x是y的成員謂詞公式表示： (x)(Person(x)Address(x,金山公寓3號(hào)樓) (Occupation(x,程序員) Member(x,金山公司)74說(shuō)明：（1）引入兩個(gè)超節(jié)點(diǎn)A和B分別代表兩個(gè)子空間（2）其中， X 是全稱(chēng)量詞，表示任一個(gè)人，add是存在量詞，表示某

36、一住地，OC是存在量詞，表示某一職業(yè)。用有向弧F指明節(jié)點(diǎn)A和B分別表示的是一個(gè)什么樣的子空間。有向弧指出子空間A和B中的全稱(chēng)量詞變?cè)荴。（3）還用到語(yǔ)義聯(lián)系：ISA、Infer、Have、Member-of、Loca-inside等金山公司addxABOCoccupationaddress金山公寓3號(hào)樓程序員ISAPersonISAISAISAISAMember-ofHaveLoca-insideFInferF752.4.3語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)的推理及其特點(diǎn)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)： 用語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示知識(shí)的問(wèn)題求解系統(tǒng)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成：由語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示的知識(shí)庫(kù)利用語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)求解問(wèn)題的程序，稱(chēng)為語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)推理機(jī)76 語(yǔ)義網(wǎng)

37、絡(luò)的推理主要包括：網(wǎng)絡(luò)匹配：尋找與網(wǎng)絡(luò)片斷的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)模式繼承推理：使用節(jié)點(diǎn)的繼承關(guān)系進(jìn)行推理網(wǎng)絡(luò)演繹 ：使用節(jié)點(diǎn)間的推論關(guān)系確定不同結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)片斷間的語(yǔ)義等價(jià)關(guān)系1.語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的推理77 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)求解問(wèn)題的基本過(guò)程：1)把待求解的問(wèn)題構(gòu)造為一個(gè)問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)片段，其中有些節(jié)點(diǎn)或者有向弧的標(biāo)識(shí)是空的，反映待求解問(wèn)題2)在語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)知識(shí)庫(kù)中搜尋可與問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)片段匹配的網(wǎng)絡(luò)片段。搜尋中，可能需要進(jìn)行繼承推理和網(wǎng)絡(luò)演繹3)當(dāng)問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)片段與知識(shí)庫(kù)中的某語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)片段匹配時(shí)，則由此可匹配的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)片段得到問(wèn)題的解78（1）網(wǎng)絡(luò)匹配例設(shè)事實(shí)： 趙云是一個(gè)學(xué)生。趙云在東方大學(xué)主修計(jì)算機(jī)課程。趙云入校的時(shí)間是1990年。用

38、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示上述事實(shí)，并求解問(wèn)題：趙云修什么課？ 解：（1）給出事實(shí)的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)生趙云大學(xué)東方大學(xué)教育1科學(xué)計(jì)算機(jī) 1990時(shí)間ISAISAISAISAISAAgentBeginRecipientMajor趙云受教育情況的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)79X教育趙云RecipientMajorISA待求解問(wèn)題語(yǔ)義片段（3）將二圖進(jìn)行匹配，可以知道趙云主修課程是計(jì)算機(jī)。 (說(shuō)明：語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)匹配建立在精確匹配的基礎(chǔ)上，包含節(jié)點(diǎn)和有向弧的匹配。)（2）根據(jù)事實(shí)構(gòu)造語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)根據(jù)求解問(wèn)題構(gòu)造問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)片段80繼承推理指推理機(jī)利用ISA和AKO等具有繼承性的語(yǔ)義聯(lián)系對(duì)網(wǎng)絡(luò)片段中并不顯示存在的結(jié)構(gòu)進(jìn)行匹配，即網(wǎng)絡(luò)片段的繼承匹配如

39、果在下層網(wǎng)絡(luò)片段中沒(méi)有找到問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)片段需要匹配的有向弧和節(jié)點(diǎn)，可沿該下層節(jié)點(diǎn)的ISA有向弧找到上層節(jié)點(diǎn)。只要上層節(jié)點(diǎn)的屬性描述中有可匹配的有向弧和節(jié)點(diǎn)，問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)片段就完成了繼承匹配（2）繼承推理81小米谷物麻雀麻雀1鳥(niǎo)動(dòng)物翅膀飛行工具AKOAKOAKOISAISA說(shuō)明：可以從圖看出麻雀是鳥(niǎo)的一個(gè)下層結(jié)點(diǎn)。鳥(niǎo)有一個(gè)屬性結(jié)點(diǎn)是翅膀，說(shuō)明鳥(niǎo)是有翅膀的，并且通過(guò)AKO鏈傳遞給下層結(jié)點(diǎn)麻雀，可以通過(guò)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)推導(dǎo)知道，麻雀是有翅膀的82推理網(wǎng)絡(luò)指帶有邏輯語(yǔ)義關(guān)系的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)若兩節(jié)點(diǎn)A和B，由有向弧Infer連接A至B，則A是規(guī)則的前提條件，B是規(guī)則的結(jié)論；若由有向弧Possible-Reason連接A至B，

40、則A是規(guī)則的結(jié)論，B是A成立的原因。（3）語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)演繹83語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示法的特點(diǎn)（1）結(jié)構(gòu)性 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示法是一種結(jié)構(gòu)化的知識(shí)表示方法。語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)具有更大靈活性 ，用其他方法表示的知識(shí)幾乎都可以用語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示（2）自然性 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上是一個(gè)帶有標(biāo)識(shí)的有向圖，可直觀的把事物的屬性及事物間的語(yǔ)義聯(lián)系表示出來(lái)，便于理解84語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示法的主要局限性(1)非嚴(yán)格性 與謂詞相比，語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有公認(rèn)的形式化表示體系(2)復(fù)雜性 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示方法具有表示知識(shí)的靈活性，但是，也由于它表示知識(shí)的非嚴(yán)格性，一旦結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)太多，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，推理就難以進(jìn)行852.5 框架表示法1975年，美國(guó)的人工智能學(xué)者明斯基根據(jù)人們

41、在理解情景、故事時(shí)的思維過(guò)程提出的心理學(xué)模型在論文“A Framework for Representing Knowledge”中提出了框架理論框架理論的思想：認(rèn)為人們對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中各種事物的認(rèn)識(shí)都是一種類(lèi)似于框架的結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在記憶里，當(dāng)面臨一個(gè)新事物時(shí)，就從記憶中找出一個(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)?？蚣鼙硎痉ň褪怯脕?lái)表示這種經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)的一種知識(shí)表示方法。86框架的形式表示： 框架名 槽名1： 側(cè)面名11： 側(cè)面值11 側(cè)面名12： 側(cè)面值12 側(cè)面名1n： 側(cè)面值1n 槽名k： 側(cè)面名k1： 側(cè)面值k1 側(cè)面名k2： 側(cè)面值k2 側(cè)面名km： 側(cè)

42、面值km約束條件：約束條件1約束條件2約束條件3為了給框架、槽、側(cè)面附加說(shuō)明信息2.5.1 框架的構(gòu)成框架通常由描述事務(wù)的各個(gè)方面的槽組成，每個(gè)槽可以擁有若干個(gè)側(cè)面，而每個(gè)側(cè)面可以擁有若干個(gè)值。87框架網(wǎng)絡(luò)建立框架之間的聯(lián)系： 由于框架中的槽值或側(cè)面值都可以是另一個(gè)框架的名，建立框架之間的聯(lián)系，通過(guò)一個(gè)框架可以找到另一個(gè)框架上層框架：處于某種環(huán)境中若干對(duì)象必然會(huì)有某些共同的屬性，提取它們的共同屬性，構(gòu)成上層框架下層框架：對(duì)各類(lèi)對(duì)象獨(dú)有的屬性分別構(gòu)成若干個(gè)下層框架“繼承”槽：指明框架之間的上下關(guān)系繼承性：下層框架可以繼承上層框架的屬性和值繼承性的優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)繼承性，在框架網(wǎng)絡(luò)中，避免了相關(guān)對(duì)象的重

43、復(fù)描寫(xiě)，節(jié)約時(shí)間和空間88例 建立分層框架網(wǎng)絡(luò)說(shuō)明：框架網(wǎng)絡(luò)從最高層框架到最底層框架的框架名依次為：, , , ,并為相應(yīng)框架設(shè)置繼承槽來(lái)避免重復(fù)描述。 師生員工框架為： 框架名： 姓名：?jiǎn)挝唬ㄐ?，名?年齡：?jiǎn)挝唬q） 性別：范圍（男，女） 缺?。耗?健康狀況：范圍（健康,一般,差） 缺?。阂话?住房：住房 教職工框架為： 框架名：教職工 繼承：師生員工工作類(lèi)型：范圍（教師，干部，工人） 缺省：教師 學(xué)歷：范圍（中專(zhuān)，大專(zhuān)，本科，研究生） 缺?。罕究?參加工作時(shí)間：?jiǎn)挝唬辏拢?9教師框架為： 框架名：教師 繼承：教職工 部門(mén)：?jiǎn)挝唬ㄏ?，教研室?語(yǔ)種：范圍（英語(yǔ)，法語(yǔ)，德語(yǔ)，日語(yǔ)，俄語(yǔ)）

44、 缺?。河⒄Z(yǔ) 職稱(chēng)：范圍（教授，副教授，講師，助教） 缺?。褐v師 某個(gè)教師的實(shí)例框架為： 框架名：教師1 繼承：教師 姓名：王林 年齡：36 健康狀況：健康 參加工作時(shí)間：1982，9 部門(mén)：計(jì)算機(jī)系軟件教研室 職稱(chēng)：副教授90從上述描述可以看出：1）在框架網(wǎng)絡(luò)中，既有用“繼承”槽指出上、下層框架之間的縱向關(guān)系，也有以框架名作為槽值指出框架之間的橫向關(guān)系。2）實(shí)例框架中的每一個(gè)槽都應(yīng)給出槽值，并可以繼承上層框架槽的槽值，從而獲得實(shí)例框架中沒(méi)有直接給出的知識(shí)。3）以框架作為知識(shí)表示模式時(shí)，知識(shí)是通過(guò)屬性值表示的91系統(tǒng)預(yù)定義的槽名在框架表示法中，對(duì)于一些常用且可公用的槽名給出了標(biāo)準(zhǔn)槽名及其定義，

45、稱(chēng)這些槽名為系統(tǒng)預(yù)定義槽名（1）ISA槽用于指出事物之間抽象概念上的類(lèi)屬關(guān)系，其含義是“是一個(gè)”、“是一種”、“是一只”等當(dāng)用ISA作為某下層框架的槽時(shí)，表示該框架所描述的事物是其上層框架的一個(gè)特例，上層框架是比下層框架更一般或更抽象的概念?；蛘哒f(shuō)，框架可以用一個(gè)ISA槽指出它的父框架槽值是它父框架的框架名說(shuō)明：用“ISA”槽所指出的聯(lián)系都具有繼承性 ，即下層框架可繼承上層框架所描述的屬性及其屬性值92（2）AKO槽用于具體地指出事物間的類(lèi)屬關(guān)系，其含義是“是一種”。當(dāng)用它作為某下層框架的槽時(shí)，就明確的指出該下層框架所描述的事物是其上層父框架所描述的事物中的一種槽值是它上一層框架的框架名 （3

46、）Subclass槽用于指出子類(lèi)與父類(lèi)（或子類(lèi)與超類(lèi)）之間的類(lèi)屬關(guān)系。當(dāng)用它作為某下層框架的槽時(shí)，表示該下層框架是其上層父框架的一個(gè)子類(lèi)（或子子類(lèi)）槽值是它父框架的框架名（4）Instance槽用來(lái)建立AKO槽的逆關(guān)系。當(dāng)它作為某上層框架的槽時(shí)，用來(lái)指出它的下一層子框架是哪一些框架槽值是它下一層框架的框架名93（5）Part-of槽用于指出“部分”與“整體”的關(guān)系當(dāng)它用作某下層框架時(shí)，它指出該下層框架所描述的事物只是其上層框架所描述事物的一部分。Part-of槽不具有繼承性：Part-of槽只是指出下層框架是上層框架的一個(gè)子結(jié)構(gòu)，兩者一般不具有共同的特性，不能繼承上層框架所描述的屬性和值（6）

47、Infer槽用來(lái)指出兩個(gè)框架所描述事物間的邏輯關(guān)系，可以用來(lái)表示產(chǎn)生式規(guī)則（7）Possible-Reason槽與Infer槽的作用相反,它用來(lái)把某個(gè)結(jié)論與可能的原因聯(lián)系起來(lái)942.5.2 框架的推理及其特點(diǎn)用框架表示知識(shí)的系統(tǒng)組成：有框架網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的知識(shí)庫(kù)；由一組程序構(gòu)成的框架推理機(jī)。說(shuō)明：知識(shí)庫(kù)作用：提供求解問(wèn)題所需要的知識(shí)推理機(jī)作用：針對(duì)用戶(hù)提的問(wèn)題，運(yùn)用知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)完成問(wèn)題求解推理機(jī)理知識(shí)庫(kù)向特定框架發(fā)送消息，啟動(dòng)相應(yīng)的附加過(guò)程根據(jù)返回值，評(píng)價(jià)決定下一步的附加過(guò)程框架推理過(guò)程95框架推理的基本過(guò)程在框架表示知識(shí)的系統(tǒng)中，推理過(guò)程是主要通過(guò)框架匹配與填槽來(lái)實(shí)現(xiàn)：（1）把要求解的問(wèn)題用一個(gè)稱(chēng)為問(wèn)題框架表示出來(lái)（2）把初始問(wèn)題框架與知識(shí)庫(kù)已有的框架進(jìn)行匹配96例題: 假設(shè)上例提出的關(guān)于師生員工的框架網(wǎng)絡(luò)已建立在知識(shí)庫(kù)中，當(dāng)前要求解的問(wèn)題是從知識(shí)庫(kù)中