知識(shí)表示方法(一)課件

第二章知識(shí)表示方法（一）李艷燕第二章知識(shí)表示方法（一）李艷燕數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)？22數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)的區(qū)別數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)是按一定規(guī)則排列組合的物理符號(hào)，是關(guān)于事件的一組離散的客觀事實(shí)。它是抽象的內(nèi)容，而且單獨(dú)看起來，它根本沒什么意義。信息：經(jīng)過搜集和處理的數(shù)據(jù)。知識(shí)：知識(shí)是信息經(jīng)過加工整理、解釋、挑選和改造而成的。它是經(jīng)過人為的解讀和人的經(jīng)驗(yàn)充實(shí)之后的信息，同時(shí)它還極度依賴于該信息所處的背景環(huán)境。3數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)的區(qū)別數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)是按一定規(guī)則排列組合的物理符知識(shí)的特性知識(shí)是人們把實(shí)踐中獲得的信息關(guān)聯(lián)在一起所形成的信息結(jié)構(gòu)。具有以下特性：相對(duì)正確性：任何知識(shí)都是在一定環(huán)境和條件下產(chǎn)生的，所以知識(shí)的正確性也是在一定的前提下才能正確的。不確定性：知識(shí)是有關(guān)信息關(guān)聯(lián)在一起形成的信息結(jié)構(gòu)，“信息”與“關(guān)聯(lián)”是構(gòu)成知識(shí)的兩大要素。由于現(xiàn)實(shí)世界的復(fù)雜性，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。這就使得知識(shí)不總是只有真和假兩種狀態(tài)，而是在真和假之間存在有很多狀態(tài)，即存在“真”的程度問題。4知識(shí)的特性知識(shí)是人們把實(shí)踐中獲得的信息關(guān)聯(lián)在一起所形成的信息知識(shí)的特性可表示性：知識(shí)是可以用形式化的東西表示的，比如可用語言、文字、圖形、公式等來表示知識(shí)，正由于知識(shí)的這一特性，才能使我們將知識(shí)數(shù)據(jù)化，才能用計(jì)算機(jī)來存儲(chǔ)知識(shí)、傳播知識(shí)和利用知識(shí)?？衫眯裕何覀兠繒r(shí)每刻都在利用我們所掌握的知識(shí)來解決現(xiàn)實(shí)世界中的各種問題，如果知識(shí)不具有可利用性，我們就不能積累知識(shí)，世界就不會(huì)前進(jìn)。5知識(shí)的特性可表示性：知識(shí)是可以用形式化的東西表示的，比如可用知識(shí)的分類可從不同角度對(duì)知識(shí)進(jìn)行分類：以知識(shí)的作用范圍劃分，可分為常識(shí)性知識(shí)和領(lǐng)域性知識(shí)以知識(shí)的作用及表示來劃分，可分為事實(shí)性知識(shí)是指有關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的概念、事實(shí)、事務(wù)的屬性、狀態(tài)及其關(guān)系的描述，包括事務(wù)的分類、屬性、事務(wù)間關(guān)系、科學(xué)事實(shí)、客觀事實(shí)等。規(guī)則性知識(shí)是指有關(guān)問題中與事務(wù)的行動(dòng)、動(dòng)作想聯(lián)系的因果關(guān)系知識(shí)，這種知識(shí)是動(dòng)態(tài)的、變化的。常以“如果....,則....”的形式出現(xiàn)?？刂菩灾R(shí)是指有關(guān)問題的求解步驟、技巧性知識(shí)，告訴該怎樣做一件事。也包括當(dāng)有多個(gè)動(dòng)作同時(shí)被激活時(shí)應(yīng)該選擇哪個(gè)動(dòng)作來執(zhí)行的知識(shí)。元知識(shí)是指有關(guān)知識(shí)的知識(shí)，是知識(shí)庫中的高層知識(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)。6知識(shí)的分類可從不同角度對(duì)知識(shí)進(jìn)行分類：6知識(shí)的分類以知識(shí)的確定性來劃分，可分為確定知識(shí)和不確定知識(shí)。按照人類的思維及認(rèn)識(shí)方法來分，可分為邏輯性知識(shí)和形象性知識(shí)。7知識(shí)的分類以知識(shí)的確定性來劃分，可分為確定知識(shí)和不確定知識(shí)。知識(shí)的表示知識(shí)表示是研究用機(jī)器表示知識(shí)的可行性、有效性的一般方法，是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與控制結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一體，既要考慮知識(shí)的存儲(chǔ)又考慮知識(shí)的使用。知識(shí)表示實(shí)際上就是對(duì)人類知識(shí)的一種描述，以把人類知識(shí)表示成計(jì)算機(jī)能夠處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對(duì)知識(shí)進(jìn)行表示的過程就是把知識(shí)編碼成某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的過程。8知識(shí)的表示知識(shí)表示是研究用機(jī)器表示知識(shí)的可行性、有效性的一般知識(shí)的表示知識(shí)表示方法可以分為陳述性知識(shí)表示和過程性知識(shí)表示兩大類，但兩者界限不明顯，難以分開。陳述性知識(shí)表示主要用來描述事實(shí)性知識(shí)。這種表示方法告訴人們所描述的客觀事物涉及的“對(duì)象”是什么，知識(shí)表示就是將對(duì)象的有關(guān)事實(shí)“陳述”出來，并以數(shù)據(jù)的形式表示。這類表示法將知識(shí)表示與知識(shí)運(yùn)用（推理）分開處理，在表示知識(shí)時(shí)，并不涉及如何運(yùn)用知識(shí)的問題，是一種靜態(tài)的描述方法。9知識(shí)的表示知識(shí)表示方法可以分為陳述性知識(shí)表示和過程性知識(shí)表示知識(shí)的表示過程性知識(shí)表示主要用于描述規(guī)則性知識(shí)和控制結(jié)構(gòu)知識(shí)。這種表示方法就是告訴人們“怎么做”，知識(shí)表示的形式是一個(gè)“過程”，這一過程就是求解程序。它將知識(shí)的表示與運(yùn)用（推理）相結(jié)合，知識(shí)就寓于程序之中，是一種動(dòng)態(tài)的描述方法。10知識(shí)的表示過程性知識(shí)表示主要用于描述規(guī)則性知識(shí)和控制結(jié)構(gòu)知識(shí)知識(shí)表示方法的選擇表示能力：能正確、有效地將問題所需要的各類知識(shí)都表示出來；可理解性：所表示的知識(shí)易懂、易讀；便于知識(shí)的獲取和維護(hù)；便于搜索；便于推理。11知識(shí)表示方法的選擇表示能力：能正確、有效地將問題所需要的各類知識(shí)表示方法狀態(tài)空間法/產(chǎn)生式表示法問題歸約法謂詞邏輯法語義網(wǎng)絡(luò)法框架表示法劇本表示過程表示法12知識(shí)表示方法狀態(tài)空間法/產(chǎn)生式表示法121.狀態(tài)空間表示法

以“狀態(tài)空間”的形式對(duì)問題進(jìn)行定義，問題狀態(tài)空間的構(gòu)成包括：（1）狀態(tài)描述問題求解過程中不同時(shí)刻狀況的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。一般用一組變量的有序集合表示：Q=(q0,q1,...qn),其中每個(gè)元素qi(i=0,1,2,...,n)為集合的分量，稱為狀態(tài)變量。當(dāng)給每一個(gè)分量以確定的值時(shí)，就得到了一個(gè)具體的狀態(tài)。（2）算符引起狀態(tài)中某些分量發(fā)生變化，從而使問題由一個(gè)狀態(tài)變?yōu)榱硪粋€(gè)狀態(tài)的操作稱為算符。比如走步、過程、規(guī)則、數(shù)學(xué)算子、運(yùn)算符號(hào)或邏輯符號(hào)等。例如，在下棋程序中，一個(gè)算符就是一個(gè)走步。131.狀態(tài)空間表示法以“狀態(tài)空間”的形式對(duì)問題進(jìn)行定義（3）狀態(tài)空間由表示一個(gè)問題的全部狀態(tài)及一切可用算符構(gòu)成的集合稱為該問題的狀態(tài)空間。由三部分構(gòu)成：?jiǎn)栴}的所有可能初始狀態(tài)構(gòu)成的集合S；算符集合F;目標(biāo)狀態(tài)集合G。用一個(gè)三元組表示（S,F,G)。狀態(tài)空間的圖示形式稱為狀態(tài)空間圖。節(jié)點(diǎn)表示狀態(tài)有向邊（?。┍硎舅惴?）問題的解從問題的初始狀態(tài)集S出發(fā)，經(jīng)過一系列的算符運(yùn)算，到達(dá)目標(biāo)狀態(tài)。由初始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)所用算符的序列就構(gòu)成了問題的一個(gè)解。14（3）狀態(tài)空間14用狀態(tài)空間表示問題的步驟:（1）定義狀態(tài)的描述形式（2）表示問題的所有可能狀態(tài)，并確定問題的初始和目標(biāo)狀態(tài)集合描述。（3）定義一組算符，利用這組算符可把問題由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)。15用狀態(tài)空間表示問題的步驟:15利用狀態(tài)空間求解問題的過程:

不斷把算符作用于狀態(tài)的過程。首先將適用的算符作用于初始狀態(tài)，以產(chǎn)生新的狀態(tài)；然后再把一些適用的算符作用于新的狀態(tài)；這樣繼續(xù)下去，直到產(chǎn)生的狀態(tài)為目標(biāo)狀態(tài)為止。這使，就得到問題的一個(gè)解，即使從初始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)所用算符構(gòu)成的序列。利用狀態(tài)空間求解問題的過程:例子：二階Hanoi塔問題問題簡(jiǎn)化，只考慮兩個(gè)盤子的情況。已知三個(gè)柱子1,2,3和兩個(gè)盤子A,B(A比B小)。最初A，B依次放在柱子1上，最后要移動(dòng)A，B到柱子3上，要求每次移動(dòng)一個(gè)盤子，只能移動(dòng)最頂上的盤子，并且任何時(shí)候不允許大盤放在小盤上。17例子：二階Hanoi塔問題17例18例18例19例19例問題的解：A(1,2),B(1,3),A(2,3)20例問題的解：A(1,2),B(1,3),A(2,3)20*產(chǎn)生式表示法

用產(chǎn)生式規(guī)則表示知識(shí)，實(shí)質(zhì)和狀態(tài)空間法是一致的。可表示事實(shí)性知識(shí)和規(guī)則性知識(shí)?；拘问绞牵?/p>

PQ或

IFPTHENQP是前提，Q是一組結(jié)論或操作。21*產(chǎn)生式表示法用產(chǎn)生式規(guī)則表示知識(shí)，實(shí)質(zhì)和狀態(tài)空間法是產(chǎn)生式表示法確定性規(guī)則知識(shí)

PQ或IFPTHENQ不確定性規(guī)則知識(shí)

PQ(置信度)或IFPTHENQ（置信度）當(dāng)已知事實(shí)與前提不能精確匹配時(shí)，只要按照置信度的要求達(dá)到一定的相似度，就認(rèn)為已知事實(shí)與前提條件匹配22產(chǎn)生式表示法確定性規(guī)則知識(shí)22產(chǎn)生式表示法確定性事實(shí)性知識(shí)三元組表示（對(duì)象，屬性，值）或（關(guān)系，對(duì)象1，對(duì)象2）例：老王年齡是40歲

（Wang,Age,40）（Friend，Wang，Zhang）不確定性事實(shí)性知識(shí)四元組表示（對(duì)象，屬性，值，可信度）或（關(guān)系，對(duì)象1，對(duì)象2，可信度）例：（Wang,Age,40,0.8）（Friend,Wang,Zhang,0.1）23產(chǎn)生式表示法確定性事實(shí)性知識(shí)

（Wang,Age,40）產(chǎn)生式系統(tǒng)的組成規(guī)則庫：描述某領(lǐng)域內(nèi)知識(shí)的產(chǎn)生式集合，包含把問題從初始狀態(tài)轉(zhuǎn)換成目標(biāo)狀態(tài)的變換規(guī)則。綜合數(shù)據(jù)庫：事實(shí)庫，存放輸入的事實(shí)以及中間和最后結(jié)果的工作區(qū)推理機(jī)：一個(gè)或一組程序，控制和協(xié)調(diào)規(guī)則庫與綜合數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行，包含了推理方式和控制策略。24產(chǎn)生式系統(tǒng)的組成24產(chǎn)生式系統(tǒng)推理方式（1）正向推理從已知事實(shí)出發(fā)，通過規(guī)則庫得到結(jié)論。推理過程：

1）規(guī)則庫中規(guī)則與綜合數(shù)據(jù)庫中的事實(shí)進(jìn)行匹配，得到匹配的規(guī)則集合；

2）使用沖突解決算法，從匹配規(guī)則集合中選擇一條規(guī)則作為啟用規(guī)則；

3）執(zhí)行啟用規(guī)則的后件，將后件送入綜合數(shù)據(jù)庫或?qū)C合數(shù)據(jù)庫進(jìn)行必要的修改。重復(fù)這個(gè)過程直至達(dá)到目標(biāo)。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方式/自底向上25產(chǎn)生式系統(tǒng)推理方式（1）正向推理數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方式/自底向上25（2）反向推理從目標(biāo)（作為假設(shè)）出發(fā)，反向使用規(guī)則，求得已知事實(shí)。推理過程：

1）規(guī)則庫中的規(guī)則后件與目標(biāo)事實(shí)進(jìn)行匹配，得到匹配的規(guī)則集合；

2）使用沖突解決算法，從匹配規(guī)則集合中選擇一條作為啟用規(guī)則；

3）將啟用規(guī)則的前件作為子目標(biāo)。重復(fù)這個(gè)過程直至各子目標(biāo)均為已知事實(shí)目標(biāo)驅(qū)動(dòng)方式/自頂向下26（2）反向推理目標(biāo)驅(qū)動(dòng)方式/自頂向下26（3）雙向推理推理從上、下兩個(gè)方向同時(shí)進(jìn)行，直至某個(gè)中間界面上兩方向結(jié)果相符便成功結(jié)束。這種推理所形成的推理網(wǎng)絡(luò)小，從而推理效率更高?；旌闲?7（3）雙向推理混合型27產(chǎn)生式表示法特點(diǎn)清晰性：形式簡(jiǎn)單，表示格式固定，規(guī)則間相對(duì)獨(dú)立，沒有直接關(guān)系。易于構(gòu)建知識(shí)庫。模塊性：知識(shí)庫與推理機(jī)分離，這樣易于修改知識(shí)庫，無需修改程序。長(zhǎng)作為建構(gòu)專家系統(tǒng)首選的知識(shí)表示方法。自然性：符合人類的思維習(xí)慣，直觀自然，便于推理?？梢员硎敬_定性和不確定性知識(shí)。28產(chǎn)生式表示法特點(diǎn)清晰性：形式簡(jiǎn)單，表示格式固定，規(guī)則間相對(duì)獨(dú)2.問題歸約法問題歸約的實(shí)質(zhì)：從目標(biāo)(要解決的問題)出發(fā)逆向推理，建立子問題以及子問題的子問題，直至最后把初始問題歸約為一個(gè)平凡的本原問題集合問題歸約表示的組成部分：一個(gè)初始問題描述；一套把問題變換為子問題的操作符；一套本原問題描述。292.問題歸約法問題歸約的實(shí)質(zhì)：從目標(biāo)(要解決的問題)出發(fā)逆問題歸約法用于表示問題及其求解過程的形式化方法，通常用于表示比較復(fù)雜的問題求解。復(fù)雜問題處理:問題分解：將一個(gè)復(fù)雜問題P分解為若干子問題P1,P2,..,Pn(每個(gè)子問題可以繼續(xù)分解直到不需要或不能分解為止)，然后對(duì)每個(gè)子問題求解，當(dāng)所有子問題都有解時(shí)，原問題P才有解。問題等價(jià)變換：對(duì)P進(jìn)行同構(gòu)或同態(tài)的變換，將其變換成若干個(gè)較易求解的新問題P1,P2,..,Pn，只要這些問題中一個(gè)有解，則原問題P有解。30問題歸約法用于表示問題及其求解過程的形式化方法，通常用于表示可以用與/或樹表示：與樹或樹31可以用與/或樹表示：與樹或樹31與/或樹一個(gè)問題既要通過分解，也要通過變換才能得到其本原問題，可用與/或樹表示。根結(jié)點(diǎn)表示待求解的原始問題。32與/或樹32用與/或樹表示問題的步驟：

1）對(duì)待求解問題進(jìn)行分解或等價(jià)變換；

2）如果所得子問題不是本原問題，則繼續(xù)分解或變換，直到分解或變換成本原問題；

3）在分解或變化中，分解用“與樹”表示，等價(jià)變換用“或”樹表示。33用與/或樹表示問題的步驟：33例：三階Hanoi塔問題34例：三階Hanoi塔問題34353536363737第二章知識(shí)表示方法（一）李艷燕第二章知識(shí)表示方法（一）李艷燕數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)？392數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)的區(qū)別數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)是按一定規(guī)則排列組合的物理符號(hào)，是關(guān)于事件的一組離散的客觀事實(shí)。它是抽象的內(nèi)容，而且單獨(dú)看起來，它根本沒什么意義。信息：經(jīng)過搜集和處理的數(shù)據(jù)。知識(shí)：知識(shí)是信息經(jīng)過加工整理、解釋、挑選和改造而成的。它是經(jīng)過人為的解讀和人的經(jīng)驗(yàn)充實(shí)之后的信息，同時(shí)它還極度依賴于該信息所處的背景環(huán)境。40數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)的區(qū)別數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)是按一定規(guī)則排列組合的物理符知識(shí)的特性知識(shí)是人們把實(shí)踐中獲得的信息關(guān)聯(lián)在一起所形成的信息結(jié)構(gòu)。具有以下特性：相對(duì)正確性：任何知識(shí)都是在一定環(huán)境和條件下產(chǎn)生的，所以知識(shí)的正確性也是在一定的前提下才能正確的。不確定性：知識(shí)是有關(guān)信息關(guān)聯(lián)在一起形成的信息結(jié)構(gòu)，“信息”與“關(guān)聯(lián)”是構(gòu)成知識(shí)的兩大要素。由于現(xiàn)實(shí)世界的復(fù)雜性，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。這就使得知識(shí)不總是只有真和假兩種狀態(tài)，而是在真和假之間存在有很多狀態(tài)，即存在“真”的程度問題。41知識(shí)的特性知識(shí)是人們把實(shí)踐中獲得的信息關(guān)聯(lián)在一起所形成的信息知識(shí)的特性可表示性：知識(shí)是可以用形式化的東西表示的，比如可用語言、文字、圖形、公式等來表示知識(shí)，正由于知識(shí)的這一特性，才能使我們將知識(shí)數(shù)據(jù)化，才能用計(jì)算機(jī)來存儲(chǔ)知識(shí)、傳播知識(shí)和利用知識(shí)。可利用性：我們每時(shí)每刻都在利用我們所掌握的知識(shí)來解決現(xiàn)實(shí)世界中的各種問題，如果知識(shí)不具有可利用性，我們就不能積累知識(shí)，世界就不會(huì)前進(jìn)。42知識(shí)的特性可表示性：知識(shí)是可以用形式化的東西表示的，比如可用知識(shí)的分類可從不同角度對(duì)知識(shí)進(jìn)行分類：以知識(shí)的作用范圍劃分，可分為常識(shí)性知識(shí)和領(lǐng)域性知識(shí)以知識(shí)的作用及表示來劃分，可分為事實(shí)性知識(shí)是指有關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的概念、事實(shí)、事務(wù)的屬性、狀態(tài)及其關(guān)系的描述，包括事務(wù)的分類、屬性、事務(wù)間關(guān)系、科學(xué)事實(shí)、客觀事實(shí)等。規(guī)則性知識(shí)是指有關(guān)問題中與事務(wù)的行動(dòng)、動(dòng)作想聯(lián)系的因果關(guān)系知識(shí)，這種知識(shí)是動(dòng)態(tài)的、變化的。常以“如果....,則....”的形式出現(xiàn)?？刂菩灾R(shí)是指有關(guān)問題的求解步驟、技巧性知識(shí)，告訴該怎樣做一件事。也包括當(dāng)有多個(gè)動(dòng)作同時(shí)被激活時(shí)應(yīng)該選擇哪個(gè)動(dòng)作來執(zhí)行的知識(shí)。元知識(shí)是指有關(guān)知識(shí)的知識(shí)，是知識(shí)庫中的高層知識(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)。43知識(shí)的分類可從不同角度對(duì)知識(shí)進(jìn)行分類：6知識(shí)的分類以知識(shí)的確定性來劃分，可分為確定知識(shí)和不確定知識(shí)。按照人類的思維及認(rèn)識(shí)方法來分，可分為邏輯性知識(shí)和形象性知識(shí)。44知識(shí)的分類以知識(shí)的確定性來劃分，可分為確定知識(shí)和不確定知識(shí)。知識(shí)的表示知識(shí)表示是研究用機(jī)器表示知識(shí)的可行性、有效性的一般方法，是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與控制結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一體，既要考慮知識(shí)的存儲(chǔ)又考慮知識(shí)的使用。知識(shí)表示實(shí)際上就是對(duì)人類知識(shí)的一種描述，以把人類知識(shí)表示成計(jì)算機(jī)能夠處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對(duì)知識(shí)進(jìn)行表示的過程就是把知識(shí)編碼成某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的過程。45知識(shí)的表示知識(shí)表示是研究用機(jī)器表示知識(shí)的可行性、有效性的一般知識(shí)的表示知識(shí)表示方法可以分為陳述性知識(shí)表示和過程性知識(shí)表示兩大類，但兩者界限不明顯，難以分開。陳述性知識(shí)表示主要用來描述事實(shí)性知識(shí)。這種表示方法告訴人們所描述的客觀事物涉及的“對(duì)象”是什么，知識(shí)表示就是將對(duì)象的有關(guān)事實(shí)“陳述”出來，并以數(shù)據(jù)的形式表示。這類表示法將知識(shí)表示與知識(shí)運(yùn)用（推理）分開處理，在表示知識(shí)時(shí)，并不涉及如何運(yùn)用知識(shí)的問題，是一種靜態(tài)的描述方法。46知識(shí)的表示知識(shí)表示方法可以分為陳述性知識(shí)表示和過程性知識(shí)表示知識(shí)的表示過程性知識(shí)表示主要用于描述規(guī)則性知識(shí)和控制結(jié)構(gòu)知識(shí)。這種表示方法就是告訴人們“怎么做”，知識(shí)表示的形式是一個(gè)“過程”，這一過程就是求解程序。它將知識(shí)的表示與運(yùn)用（推理）相結(jié)合，知識(shí)就寓于程序之中，是一種動(dòng)態(tài)的描述方法。47知識(shí)的表示過程性知識(shí)表示主要用于描述規(guī)則性知識(shí)和控制結(jié)構(gòu)知識(shí)知識(shí)表示方法的選擇表示能力：能正確、有效地將問題所需要的各類知識(shí)都表示出來；可理解性：所表示的知識(shí)易懂、易讀；便于知識(shí)的獲取和維護(hù)；便于搜索；便于推理。48知識(shí)表示方法的選擇表示能力：能正確、有效地將問題所需要的各類知識(shí)表示方法狀態(tài)空間法/產(chǎn)生式表示法問題歸約法謂詞邏輯法語義網(wǎng)絡(luò)法框架表示法劇本表示過程表示法49知識(shí)表示方法狀態(tài)空間法/產(chǎn)生式表示法121.狀態(tài)空間表示法

以“狀態(tài)空間”的形式對(duì)問題進(jìn)行定義，問題狀態(tài)空間的構(gòu)成包括：（1）狀態(tài)描述問題求解過程中不同時(shí)刻狀況的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。一般用一組變量的有序集合表示：Q=(q0,q1,...qn),其中每個(gè)元素qi(i=0,1,2,...,n)為集合的分量，稱為狀態(tài)變量。當(dāng)給每一個(gè)分量以確定的值時(shí)，就得到了一個(gè)具體的狀態(tài)。（2）算符引起狀態(tài)中某些分量發(fā)生變化，從而使問題由一個(gè)狀態(tài)變?yōu)榱硪粋€(gè)狀態(tài)的操作稱為算符。比如走步、過程、規(guī)則、數(shù)學(xué)算子、運(yùn)算符號(hào)或邏輯符號(hào)等。例如，在下棋程序中，一個(gè)算符就是一個(gè)走步。501.狀態(tài)空間表示法以“狀態(tài)空間”的形式對(duì)問題進(jìn)行定義（3）狀態(tài)空間由表示一個(gè)問題的全部狀態(tài)及一切可用算符構(gòu)成的集合稱為該問題的狀態(tài)空間。由三部分構(gòu)成：?jiǎn)栴}的所有可能初始狀態(tài)構(gòu)成的集合S；算符集合F;目標(biāo)狀態(tài)集合G。用一個(gè)三元組表示（S,F,G)。狀態(tài)空間的圖示形式稱為狀態(tài)空間圖。節(jié)點(diǎn)表示狀態(tài)有向邊（?。┍硎舅惴?）問題的解從問題的初始狀態(tài)集S出發(fā)，經(jīng)過一系列的算符運(yùn)算，到達(dá)目標(biāo)狀態(tài)。由初始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)所用算符的序列就構(gòu)成了問題的一個(gè)解。51（3）狀態(tài)空間14用狀態(tài)空間表示問題的步驟:（1）定義狀態(tài)的描述形式（2）表示問題的所有可能狀態(tài)，并確定問題的初始和目標(biāo)狀態(tài)集合描述。（3）定義一組算符，利用這組算符可把問題由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)。52用狀態(tài)空間表示問題的步驟:15利用狀態(tài)空間求解問題的過程:

不斷把算符作用于狀態(tài)的過程。首先將適用的算符作用于初始狀態(tài)，以產(chǎn)生新的狀態(tài)；然后再把一些適用的算符作用于新的狀態(tài)；這樣繼續(xù)下去，直到產(chǎn)生的狀態(tài)為目標(biāo)狀態(tài)為止。這使，就得到問題的一個(gè)解，即使從初始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)所用算符構(gòu)成的序列。利用狀態(tài)空間求解問題的過程:例子：二階Hanoi塔問題問題簡(jiǎn)化，只考慮兩個(gè)盤子的情況。已知三個(gè)柱子1,2,3和兩個(gè)盤子A,B(A比B小)。最初A，B依次放在柱子1上，最后要移動(dòng)A，B到柱子3上，要求每次移動(dòng)一個(gè)盤子，只能移動(dòng)最頂上的盤子，并且任何時(shí)候不允許大盤放在小盤上。54例子：二階Hanoi塔問題17例55例18例56例19例問題的解：A(1,2),B(1,3),A(2,3)57例問題的解：A(1,2),B(1,3),A(2,3)20*產(chǎn)生式表示法

用產(chǎn)生式規(guī)則表示知識(shí)，實(shí)質(zhì)和狀態(tài)空間法是一致的?？杀硎臼聦?shí)性知識(shí)和規(guī)則性知識(shí)?；拘问绞牵?/p>

PQ或

IFPTHENQP是前提，Q是一組結(jié)論或操作。58*產(chǎn)生式表示法用產(chǎn)生式規(guī)則表示知識(shí)，實(shí)質(zhì)和狀態(tài)空間法是產(chǎn)生式表示法確定性規(guī)則知識(shí)

PQ或IFPTHENQ不確定性規(guī)則知識(shí)

PQ(置信度)或IFPTHENQ（置信度）當(dāng)已知事實(shí)與前提不能精確匹配時(shí)，只要按照置信度的要求達(dá)到一定的相似度，就認(rèn)為已知事實(shí)與前提條件匹配59產(chǎn)生式表示法確定性規(guī)則知識(shí)22產(chǎn)生式表示法確定性事實(shí)性知識(shí)三元組表示（對(duì)象，屬性，值）或（關(guān)系，對(duì)象1，對(duì)象2）例：老王年齡是40歲

（Wang,Age,40）（Friend，Wang，Zhang）不確定性事實(shí)性知識(shí)四元組表示（對(duì)象，屬性，值，可信度）或（關(guān)系，對(duì)象1，對(duì)象2，可信度）例：（Wang,Age,40,0.8）（Friend,Wang,Zhang,0.1）60產(chǎn)生式表示法確定性事實(shí)性知識(shí)

（Wang,Age,40）產(chǎn)生式系統(tǒng)的組成規(guī)則庫：描述某領(lǐng)域內(nèi)知識(shí)的產(chǎn)生式集合，包含把問題從初始狀態(tài)轉(zhuǎn)換成目標(biāo)狀態(tài)的變換規(guī)則。綜合數(shù)據(jù)庫：事實(shí)庫，存放輸入的事實(shí)以及中間和最后結(jié)果的工作區(qū)推理機(jī)：一個(gè)或一組程序，控制和協(xié)調(diào)規(guī)則庫與綜合數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行，包含了推理方式和控制策略。61產(chǎn)生式系統(tǒng)的組成24產(chǎn)生式系統(tǒng)推理方式（1）正向推理從已知事實(shí)出發(fā)，通過規(guī)則庫得到結(jié)論。推理過程：

1）規(guī)則庫中規(guī)則與綜合數(shù)據(jù)庫中的事實(shí)進(jìn)行匹配，得到匹配的規(guī)則集合；

2）使用沖突解決算法，從匹配規(guī)則集合中選擇一條規(guī)則作為啟用規(guī)則；

3）執(zhí)行啟用規(guī)則的后件，將后件送入綜合數(shù)據(jù)庫或?qū)C合數(shù)據(jù)庫進(jìn)行必要的修改。重復(fù)這個(gè)過程直至達(dá)到目標(biāo)。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方式/自底向上62產(chǎn)生式系統(tǒng)推理方式（1）正向推理數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方式/自底向上25（2）反向推理從目標(biāo)（作為假設(shè)）出發(fā)，反向使用規(guī)則，求得已知事實(shí)。推理過程：

1）規(guī)則庫中的規(guī)則后件與目標(biāo)事實(shí)進(jìn)行匹配，得到匹配的規(guī)則集合；

2）使用沖突解決算法，從匹配規(guī)則集合中選擇一條作為啟用規(guī)則；

3）將啟用規(guī)則的前件作為子目標(biāo)。重復(fù)這個(gè)過程直至各子目標(biāo)均為已知事實(shí)目