人工智能-知識表示課件

精選ppt1第二章知識表示知識就是力量精選ppt2第2章知識表示2.1知識表示與知識表示的概念2.2一階謂詞邏輯表示法2.3產(chǎn)生式表示法2.4語義網(wǎng)絡表示法2.5框架表示法2.6狀態(tài)空間表示法2.7問題規(guī)約表示法2.8劇本表示法2.9面向?qū)ο蟊硎痉ňxppt32.1.1知識的概念

----何謂知識（一）知識的一般概念知識是人們在改造客觀世界的實踐中積累起來的認識和經(jīng)驗認識:包括對事物現(xiàn)象、本質(zhì)、屬性、狀態(tài)、關系、聯(lián)系和運動等的認識經(jīng)驗:包括解決問題的微觀方法，如步驟、操作、規(guī)則、過程、技巧等宏觀方法，如戰(zhàn)略、戰(zhàn)術、計謀、策略等知識、信息、數(shù)據(jù)及其關系原因:認識客觀世界的前提是能對其描述，而描述由數(shù)據(jù)和信息來實現(xiàn)的解釋:數(shù)據(jù)是為描述客觀事物而引入的一些數(shù)字、符號、文字等信息是對客觀事物的一般性描述，它還不是知識。數(shù)據(jù)組成結(jié)構(gòu)。關系:數(shù)據(jù)是信息的載體，本身無確切含義，其關聯(lián)構(gòu)成信息信息是數(shù)據(jù)的關聯(lián)，賦予數(shù)據(jù)特定的含義，僅可理解為描述性知識知識可以是對信息的關聯(lián)，也可以是對已有知識的再認識例如:(1)if計算機能聽懂人類語言then可直接與計算機對話(2)if計算機能聽懂人類語言就可直接與計算機對話then人類將努力研究自然語言理解問題精選ppt42.1.1知識的概念

----何謂知識（二）“知識”有代表性的定義（1）知識是經(jīng)過剪裁、塑造、解釋、選擇和轉(zhuǎn)換了的信息（2）知識由特定領域的描述、關系和過程組成（3）知識=事實+信念+啟發(fā)式“信息”與“關聯(lián)”是構(gòu)成知識的兩個要素。信息之間關聯(lián)的形式可以多種多樣，最常見的一種形式是:“如果。。。。。。，則。。。。。?！本xppt52.1.1知識的概念

----知識的屬性真假性與相對性真假性:可以通過實踐和推理來證明知識是真的還是假的相對性:非絕對性。知識的真與假是相對于條件、環(huán)境、事件而言的不確定性不完備性:解決問題時不具備解決該問題的全部知識不精確性:知識本身有真假之分，但由于認識水平限制說不清其真假這時可由可信度、概率等進行描述。模糊性:知識的邊界本身就是不清楚的(人的相貌)用可能性、隸屬度來描述（模糊搜索）矛盾性和相容性矛盾性:同一知識集中的知識之間相互對立或不一致（保健專家系統(tǒng)）相容性:一個知識集中的所有知識之間相互不矛盾可表示性與可利用性可表示性:知識可用適當?shù)男问奖硎境鰜?。如語言、文字、圖形等可利用性:知識可用來解決各種各樣的問題精選ppt62.1.1知識的概念

----知識的類型（一）按知識的性質(zhì)概念、命題、公理、定理、規(guī)則和方法按知識的作用域常識性知識:通用通識的知識。人們普遍知道的、適應所有領域的領域性知識:面向某個具體專業(yè)領域的。該領域?qū)＜也胖赖娜?專家經(jīng)驗。專家系統(tǒng)擁有的是此類知識按知識的作用效果事實性知識:（敘述性知識）描述事物的概念、定義、屬性等（神5實現(xiàn)了中華民族的飛天夢想）問題的狀態(tài)、環(huán)境、條件等（氣溫逐漸下降）過程性知識:用于問題求解過程的操作、演算和行為的知識用來指出如何使用那些與問題有關的事實性知識的知識由與求解問題有關的規(guī)則、定律、定理及經(jīng)驗所構(gòu)成例如:AX2+BX+C=0控制性知識:即元知識或超知識如何使用知識的知識，也稱為關于知識的知識。例如:推理策略、搜索策略(深度優(yōu)先、廣度優(yōu)先、啟發(fā)式)不確定性的傳播策略精選ppt72.1.1知識的概念

----知識的類型（二）按知識的層次表層知識:客觀事物的現(xiàn)象及這些現(xiàn)象與結(jié)論之間關系的知識他描述簡單，但不反映事物的本質(zhì)。如:經(jīng)驗、感性、事實性知識（專家系統(tǒng)）深層知識:客觀事物本質(zhì)、因果關系內(nèi)涵、基本原理之類的知識如:理論知識、理性知識(數(shù)據(jù)挖掘)按知識的確定性確定性知識:可以說明其真值為真或為假的知識不確定性知識:不能確切說明其真假或不能完全知道的知識包括:不精確、模糊、不完備按知識的等級零級知識:敘述性知識。描述事物的屬性，問題的狀態(tài)等一級知識:過程性知識。經(jīng)驗型、啟發(fā)性的知識二級知識（元知識、超知識）:如何使用一級知識三級知識（元元知識）精選ppt82.1.2知識表示的概念

----知識表示的含義及要求什么是知識表示是對知識的描述，即用一組符號把知識編碼成計算機可以接受的某種結(jié)構(gòu)。其表示方法不唯一。(請對比計算機如何了解＋5V電壓信號？)知識表示的要求（難度很大）表示能力：能否正確、有效地將問題求解所需的各種知識表示出來表示范圍的廣泛性領域知識表示的高效性對非確定性知識表示的支持程度可利用性：利用這些知識進行推理，可以求得待解決問題的解對推理的適應性：推理是根據(jù)已知事實利用知識導出結(jié)果的過程對高效算法的支持程度：知識表示要有較高的處理效率可實現(xiàn)性：要便于計算機直接對其進行處理可組織性：可以按某種方式把知識組織成某種知識結(jié)構(gòu)可維護性：便于對知識的增、刪、改等操作（知識的一致性）自然性：符合人們的日常習慣可理解性：知識應易讀、易懂、易獲取等精選ppt92.1.2知識表示的概念

----知識表示的觀點及方法知識表示的觀點陳述性觀點:知識按某種結(jié)構(gòu)存儲，知識的使用由過程來實現(xiàn)優(yōu)點:靈活、簡潔，演繹過程完整、確定，知識維護方便缺點:推理效率低、推理過程不透明（1965歸結(jié)定理）過程性觀點:知識寓于使用知識的過程中，表示與運用相結(jié)合（P38）。優(yōu)點:推理效率高、過程清晰缺點:靈活性差、知識維護不便知識表示的方法邏輯表示法:一階謂詞邏輯產(chǎn)生式表示法:產(chǎn)生式規(guī)則結(jié)構(gòu)表示法:語義網(wǎng)絡，框架，腳本過程表示法:面向?qū)ο蟊硎痉?精選ppt102.2一階謂詞邏輯表示法本節(jié)主要討論:一階謂詞邏輯表示的邏輯基礎僅與知識表示有關的，推理有關的在下一章命題和真值；論域和謂詞；連詞和量詞；項與合式公式；自由變元與約束變元謂詞邏輯表示的方法謂詞邏輯表示的應用謂詞邏輯表示的特性精選ppt11一階謂詞邏輯表示的邏輯基礎

----命題與真值命題的定義:斷言:一個陳述句稱為一個斷言命題:具有真假意義的斷言成為命題可以用大寫字母表示命題，如:A:天在下雨。B:天晴C:人是會死的D:他在哭命題的真值:T:表示命題的意義為真F:表示命題的意義為假表達單一意義的命題稱為“原子命題”。命題邏輯就是研究命題和命題之間關系的符號邏輯系統(tǒng)。精選ppt12一階謂詞邏輯表示的邏輯基礎

----論域和謂詞（一）論域:由所討論對象的全體構(gòu)成的集合。也稱為個體域個體:論域中的元素。謂詞:在謂詞邏輯中命題是用形如P(x1,x2,…,xn)的謂詞來表示的謂詞名:是命題的謂語，表示個體的性質(zhì)、狀態(tài)或個體之間的關系個體:是命題的主語，表示獨立存在的事物或概念定義2.2設D是個體域，P:Dn→{T，F(xiàn)｝是一個映射，其中則稱P是一個n元謂詞，記為P(x1,x2,…,xn)其中，x1,x2,…,xn為個體，可以是個體常量、變元和函數(shù)。例如:GREATER(x,6)x大于6STUDENT(wanghong)王紅是一名學生TEACHER(father(zhang))張的父親是一位教師

精選ppt13一階謂詞邏輯表示的邏輯基礎

----連詞連詞::稱為“非”或者“否定”。它表示對其后面的命題的否定:稱為“析取”。它表示所連結(jié)的兩個命題之間具有“或”:稱為“合取”。它表示所連結(jié)的兩個命題之間具有“與”的關系。:稱為“條件”或“蘊含”。表示“若…則…”的語義。讀作“如果P，則Q”。其中，P稱為條件的前件，Q稱為條件的后件。:稱為“雙條件”。它表示“當且僅當”的語義。即讀作“P當且僅當Q”。例如，對命題P和Q，P?Q表示“P當且僅當Q”，PQ?PPVQPΛQP→QP?QTTFTTTTTFFTFFFFTTTFTFFFTFFTT精選ppt14蘊含關系的困惑?

----例子蘊含詞“若P則Q”與自然語言中的“若P則Q(同屬)”既有相似之處,也有本質(zhì)上的區(qū)別。如果P是真的,Q是假的,那么復合命題“若P則Q”是假的。如果P是假的,那么不管Q是真是假,復合命題“若P則Q”都是真的。

“如果今天下雨,那么我們就呆在家里”

（1）如果今天下雨了,我們呆在家里了,那么復合命題顯然是真的。（2）如果今天下雨了,我們卻沒有呆在家里,那么這顯然違背了原命題,即復合命題是假的。（3）如果今天沒有下雨,那么不管我們是否呆在家里都不能認為我們違背了復合命題的要求,即復合命題是真的。精選ppt15一階謂詞邏輯表示的邏輯基礎

----量詞量詞::全稱量詞，意思是“所有的”、“任一個”命題(x)P(x)為真，當且僅當對論域中的所有x，都有P(x)為真命題(x)P(x)為假，當且僅當對論域中的所有x，都有P(x)為假:存在量詞，意思是“至少有一個”、“存在有”命題(x)P(x)為真，當且僅當至少存在一個xiD，使得P(xi)為真命題(x)P(x)為假，當且僅當至少存在一個xiD，使得P(xi)為假精選ppt16一階謂詞邏輯表示的邏輯基礎

----項與合式公式合法的謂詞表達式稱為合式公式（即謂詞公式）。由“項”來定義。個體常量、個體變量和函數(shù)稱為項。定義2-5原子謂詞公式的含義為:若t1，t2，……，tn是項，P是謂詞符號，則稱P(t1，t2，……，tn)為原子謂詞公式。定義2-6滿足如下規(guī)則的謂詞演算可得到合式公式:單個原子謂詞公式是合式公式；若A是合式公式，則?A也是合式公式；若A，B是合式公式，則AVB，AΛB，A→B，A?B也都是合式公式；若A是合式公式，x是項，則(x)A和(x)A也都是合式公式。

根據(jù)以上是合式公式的形成規(guī)則，可以形成任意復雜的合式公式。例如，?P(x，y)VQ(y)，(x)(A(x)B(x))，都是合式公式。連詞的優(yōu)先級:?，，V，→，?精選ppt17一階謂詞邏輯表示的邏輯基礎

----自由變元與約束變元轄域:指位于量詞后面的單個謂詞或者用括弧括起來的合式公式約束變元:轄域內(nèi)與量詞中同名的變元稱為約束變元自由變元:不受約束的變元稱為自由變元例子:(x)(P(x，y)→Q(x，y))VR(x，y)其中，(P(x，y)→Q(x，y))是(x)的轄域轄域內(nèi)的變元x是受(x)約束的變元R(x，y)中的x和所有的y都是自由變元變元的換名:謂詞公式中的變元的名字是無關緊要的，可以換名。但需注意兩點第一，當對量詞轄域內(nèi)的變元更名時，必須把同名的約束變元都統(tǒng)一換成另外一個相同的名字，且不能與轄域內(nèi)的自由變元同名。例如，對公式(x(P(x，y))，可把約束變元x換成z，得到公式(z)(P(z，y)。第二，當對轄域內(nèi)的自由變元更名時，不能改成與約束變元相同的名字。例如，對公式(x)(P(x，y)，可把自由變元y換成t（但不能換成x），得到公式(z)(P(z，t)。精選ppt18謂詞邏輯表示方法（一）表示步驟:先根據(jù)表示的知識定義謂詞再用連詞、量詞把這些謂詞連接起來（事實、因果）例2.1表示“每個人都有父親”定義謂詞:P(x)表示x是人HF(x,y)表示x有父親y表示知識:(x)(y)(P(x)→HF(x,y)∧P(y))例2.2表示知識“所有教師都有自己的學生”。定義謂詞:T(x):表示x是教師。S(x):表示x是學生。TS(x,y):表示x是y的老師。此時，該知識可用謂詞表示為:(x)(y)(T(x)→TS(x,y)∧S(y))可讀作:對所有x，如果x是一個教師，那么一定存在一個個體y，y的老師是x，且y是一個學生。精選ppt19謂詞邏輯表示方法（二）例2.3表示知識“所有的整數(shù)不是偶數(shù)就是奇數(shù)”。定義謂詞:I(x):x是整數(shù)，E(x):x是偶數(shù)，O(x):x是奇數(shù)知識的謂詞表示為:(x)(I(x)→E(x)O(x))例2.4表示如下知識:王宏是計算機系的一名學生。李明是王宏的同班同學。凡是計算機系的學生都喜歡編程序。定義謂詞:COMPUTER(x):表示x是計算機系的學生。CLASSMATE(x,y):表示x是y的同班同學。LIKE(x,y):表示x喜歡y。上述知識表示為:COMPUTER(Wanghong)CLASSMATE(Liming,Wanghong)(x)(COMPUTER(x)→LIKE(x,programing))精選ppt20練習用一階謂詞邏輯表示下面的句子:自然數(shù)都是大于零的整數(shù)。所有整數(shù)不是偶數(shù)就是奇數(shù)。并不是所有的學生都選修了歷史和生物。歷史考試中只有一個學生不及格。除了選修人工智能的學生外，都去舞會了。精選ppt21謂詞邏輯表示的應用

----機器人移盒子問題（一）智能規(guī)劃NP旅行規(guī)劃、自動武器等謂詞可用來描述狀態(tài)、動作:機器人從c點出發(fā)，將盒子從a桌拿到b桌，然后再回到c處。研究的對象:桌子x的個體域是{a,b}機器人y的個體域是{robot}位置z的個體域是{a,b,c}物體w的個體域是{box}描述狀態(tài)的謂詞:TABLE(x):x是桌子EMPTY(y):y手中是空的AT(y,z):y在z的附近HOLDS(y,w):y拿著wON(w,x):w在x桌面上abc精選ppt22謂詞邏輯表示的應用

----機器人移盒子問題（二）問題的初始狀態(tài)AT(robot,c)EMPTY(robot)ON(box,a)TABLE(a)TABLE(b)問題的目標狀態(tài)AT(robot,c)EMPTY(robot)ON(box,b)TABLE(a)TABLE(b)機器人行動的目標把問題的初始狀態(tài)轉(zhuǎn)換為目標狀態(tài),而要實現(xiàn)問題狀態(tài)的轉(zhuǎn)換需要完成一系列的操作abc精選ppt23謂詞邏輯表示的應用

----機器人移盒子問題（三）操作的表示方法由條件和動作兩部分條件部分用來說明執(zhí)行該操作必須具備的先決條件可用謂詞公式來表示動作部分給出了該操作對問題狀態(tài)的改變情況動作部分則是通過在執(zhí)行該操作前的問題狀態(tài)中刪去和增加相應的謂詞來實現(xiàn)的機器人需要執(zhí)行的操作Goto(x,y):從x處走到y(tǒng)處。Pickup(x):在x處拿起盒子。Setdown(x):在x處放下盒子。abc精選ppt24謂詞邏輯表示的應用

----機器人移盒子問題（三）操作對應的條件和動作如下Goto(x，y)條件:AT(robot，x)動作:刪除:AT(robot，x)添加:AT(robot，y)Pickup(x)條件:ON(box，x)，TABLE(x)，AT(robot，x)，EMPTY(robot)動作:刪除:EMPTY(robot)，ON(box，x)添加:HOLDS(robot，box)Setdown(x)條件:AT(robot，x)，TABLE(x)，HOLDS(robot，box)動作:刪除:HOLDS(robot，box)添加:EMPTY(robot)，ON(box，x)機器人在執(zhí)行每一操作之前，都需要檢查當前狀態(tài)是否可以滿足該操作的先決條件。如果滿足，就執(zhí)行相應的操作，否則就檢查下一個操作所要求的先決條件。(歸結(jié)理論)abc精選ppt25謂詞邏輯表示的應用

----機器人移盒子問題（四）這個機器人行動規(guī)劃問題的求解過程如下:狀態(tài)1(初始狀態(tài))AT(robot,c)開始EMPTY(robot)=======>ON(box,a)TABLE(a)TABLE(b)狀態(tài)2AT(robot,a)Goto(x,y)EMPTY(robot)=========>ON(box,a)用c代換xTABLE(a)a代換yTABLE(b)狀態(tài)3AT(robot,a)Pickup(x)HOLDS(robot,box)========>TABLE(a)用a代換xTABLE(b)abc精選ppt26謂詞邏輯表示的應用

----機器人移盒子問題（五）

狀態(tài)4AT(robot,b)Goto(x,y)HOLDS(robot,box)========>TABLE(a)

用a代換xTABLE(b)b代換y狀態(tài)5

AT(robot,b)Setdown(x)EMPTY(robot)=========>ON(box,b)

用b代換xTABLE(a)TABLE(b)

狀態(tài)6(目標狀態(tài))AT(robot,c)Goto(x,y)EMPTY(robot)========>ON(box,b)

用b代換xTABLE(a)c代換yTABLE(b)abc精選ppt27謂詞邏輯表示的應用

----機器人摞積木問題（一）描述狀態(tài)的謂詞(看圖找謂詞，TABLEEMPTY)CLEAR(x):積木x上面是空的ON(x,y):積木x在積木y的上面ONTABLE(x):積木x在桌子上HOLDING(x):機械手抓住xHANDEMPTY:機械手是空的其中，x和y的個體域都是{A,B,C}問題的初始狀態(tài)CLEAR(B),ON(C,A),ONTABLE(A),CLEAR(C)HANDEMPTY,ONTABLE(B)問題的目標狀態(tài)是ON(B,C),ON(A,B),ONTABLE(C)CLEAR(A),HANDEMPTYABCABC初態(tài)目標機械手精選ppt28謂詞邏輯表示的應用（續(xù)）精選ppt29謂詞邏輯表示的應用

----機器人摞積木問題（二）需要的4個操作Pickup(x):從桌面上揀起一塊積木xPutdown(x):將手中的積木x放到桌子上Stack(x,y):把積木x摞在積木y上Upstack(x,y):把積木x從積木y上面揀起操作對應的先決條件及動作Pickup(x)(從桌面上揀起一塊積木x)條件:ONTABLE(x)，HANDEMPTY，CLEAR(x)動作:刪除表:ONTABLE(x)，HANDEMPTY，CLEAR(x)添加表:HOLDING(x)Putdown(x)（將手中的積木x放到桌子上）條件:HOLDING(x)動作:刪除表:HOLDING(x)添加表:ONTABLE(x)，HANDEMPTY，CLEAR(x)ABC初態(tài)目標機械手精選ppt30謂詞邏輯表示的應用

----機器人摞積木問題（三）Stack(x,y)（把積木x摞在積木y上）條件:HOLDING(x)，CLEAR(y)動作:刪除表:HOLDING(x)，CLEAR(y)添加表:HANDEMPTY，ON(x,y)，CLEAR(x)Upstack(x,y)（把積木x從積木y上面揀起）條件:HANDEMPTY，CLEAR(x)，ON(x,y)動作:刪除表:HANDEMPTY，ON(x,y)添加表:HOLDING(x)，CLEAR(y)利用上述謂詞和操作，即可完成積木世界的求解問題。至于其求解過程，和前述機器人搬盒子問題類似，這里從略。ABC初態(tài)目標機械手精選ppt31謂詞邏輯表示的練習

----猴子摘香蕉問題（一）描述狀態(tài)的謂詞AT(x,y):x在y處ONBOX:猴子在箱子上HB:猴子得到香蕉其中，x的個體域是{Monkey,Box,Banana}Y的個體域是{a,b,c}問題的初始狀態(tài)AT(Monkey,a)AT(Box,b)?ONBOX，?HB問題的目標狀態(tài)AT(Monkey,c)，AT(Box,c)ONBOX，HBabc精選ppt32謂詞邏輯表示的應用

----猴子摘香蕉問題（二）需要的操作Goto(u,v):猴子從u處走到v處Pushbox(v,w):猴子推著箱子從v處移到w處Climbbox:猴子爬上箱子Grasp:猴子摘取香蕉abc精選ppt33謂詞邏輯表示的應用

----猴子摘香蕉問題（二）操作對應的先決條件及動作Goto(u,v)條件:?ONBOX，AT(Monkey,u)，動作:刪除表:AT(Monkey,u)添加表:AT(Monkey,v)Pushbox(v,w)條件:?ONBOX，AT(Monkey,v)，AT(Box,v)動作:刪除表:AT(Monkey,v)，AT(Box,v)添加表:AT(Monkey,w)，AT(Box,w)Climbbox條件:?ONBOX，AT(Monkey,w)，AT(Box,w)動作:刪除表:?ONBOX添加表:ONBOXGrasp條件:ONBOX，AT(Box,c)動作:刪除表:?HB添加表:HBabc請寫出猴子摘香蕉的求解過程精選ppt34謂詞邏輯表示的特征主要優(yōu)點自然:一階謂詞邏輯是一種接近于自然語言的形式語言系統(tǒng)，謂詞邏輯表示法接近于人們對問題的直觀理解，易于被人們接受明確:人們都可以按照一種標準的方法去解釋知識，因此用這種方法表示的知識明確、易于理解精確:謂詞邏輯的真值只有“真”與“假”，其表示、推理都是精確的靈活:知識和處理知識是分開的，無須程序中考慮處理知識的細節(jié)模塊化:各條知識都是相對獨立的，它們之間不直接發(fā)生聯(lián)系，因此添加、刪除、修改知識的工作比較容易進行主要缺點知識表示能力差:只能表示確定性知識，而不能表示非確定性知識、過程性知識和啟發(fā)式知識知識庫管理困難:缺乏知識的組織原則，知識庫管理比較困難存在組合爆炸:由于難以表示啟發(fā)式知識，因此只能盲目地使用推理規(guī)則，這樣當系統(tǒng)知識量較大時，容易發(fā)生組合爆炸系統(tǒng)效率低:它把推理演算與知識含義截然分開，拋棄了表達內(nèi)容中所含有的語義信息，往往使推理過程冗長，降低了系統(tǒng)效率精選ppt352.3產(chǎn)生式表示法是目前人工智能中使用最多的一種知識表示方法2.3.1產(chǎn)生式表示的基本方法事實的表示規(guī)則的表示產(chǎn)生式與蘊含式的區(qū)別產(chǎn)生式與條件語句的區(qū)別2.3.2產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及過程2.3.3產(chǎn)生式系統(tǒng)的控制策略2.3.4產(chǎn)生式系統(tǒng)的類型2.3.5產(chǎn)生式系統(tǒng)的特性精選ppt36產(chǎn)生式表示的基本方法

----事實的表示事實的定義事實是斷言一個語言變量的值或斷言多個語言變量之間關系的陳述句.語言變量的值或語言變量之間的關系可以是數(shù)字、詞等.例如:“雪是白的”，其中“雪”是語言變量，“白的”是語言變量的值；“王峰熱愛祖國”，其中，“王峰”和“祖國”是兩個語言變量“熱愛”是語言變量之間的關系。事實的表示確定性知識，事實可用如下三元組表示:（對象，屬性，值）或（關系，對象1，對象2）其中，對象就是語言變量。例如:(Snow,color,White)或（雪，顏色，白）(Love,Wangfeng,Country)或（熱愛，王峰，祖國）非確定性知識、事實可用如下四元組表示:（對象，屬性，值，可信度因子）其中，“可信度因子”是指該事實為真的相信程度。例如（Like,Liming,Computer,0.9）精選ppt37產(chǎn)生式表示的基本方法

----規(guī)則知識的表示知識的表示方法1.確定性規(guī)則知識的產(chǎn)生式表示P→Q 或IFPTHENQ 其中,P是產(chǎn)生式的前提；Q是一組結(jié)論或操作,用于指出前提P所指示的條件被滿足時,應該得出的結(jié)論或應該執(zhí)行的操作。2.不確定性規(guī)則知識的產(chǎn)生式表示P→Q（置信度）或IFPTHENQ （置信度）其中,P是產(chǎn)生式的前提；Q是一組結(jié)論或操作。已知事實與前提中所規(guī)定的條件不能精確匹配時,只要按照“置信度”的要求達到一定的相似度,就認為已知事實與前提條件相匹配,再按照一定的算法將這些可能性（或不確定性）傳遞到結(jié)論。

精選ppt38產(chǎn)生式表示的基本方法

----產(chǎn)生式與條件語句的區(qū)別前件結(jié)構(gòu)不同產(chǎn)生式的前件可以是一個復雜的的結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)程序設計語言中的左部僅僅是一個布爾表達式控制流程不同滿足前提條件的規(guī)則被激活,但不一定被立即執(zhí)行,能否執(zhí)行將取決于沖突消解策略傳統(tǒng)程序設計語言中是嚴格地從一個條件語句向其下一個條件語句傳遞。精選ppt39產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及過程

----系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其說明（一）1.綜合數(shù)據(jù)庫（亦稱事實庫）(1)存放求解問題的各種當前信息如:問題的初始狀態(tài)輸入的事實中間結(jié)論及最終結(jié)論等(2)用于推理過程的規(guī)則匹配推理過程中，當規(guī)則庫中某條規(guī)則的前提和綜合數(shù)據(jù)庫的已知事實匹配時，該規(guī)則被激活，由它推出的結(jié)論將被作為新的事實放入綜合數(shù)據(jù)庫，成為后面推理的已知事實。2.規(guī)則庫用于存放與求解問題有關的所有規(guī)則的集合規(guī)則庫包含了問題領域中的一般性知識，是產(chǎn)生式系統(tǒng)問題求解的基礎，須重視知識的完整性、一致性、準確性、靈活性和知識組織的合理性控制系統(tǒng)規(guī)則庫綜合數(shù)據(jù)庫精選ppt40產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及過程

----系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其說明（二）3.控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的主要作用:亦稱推理機構(gòu)。是規(guī)則的解釋程序，用于控制整個產(chǎn)生式系統(tǒng)的運行，決定問題求解過程的推理線路?？刂葡到y(tǒng)的主要任務:(1)匹配:按一定策略從規(guī)則庫種選擇規(guī)則與綜合數(shù)據(jù)庫中的已知事實進行匹配。所謂匹配是指把所選規(guī)則的前提與綜合數(shù)據(jù)庫中的已知事實進行比較，若事實庫中存的事實與所選規(guī)則前提一致，則稱匹配成功，該規(guī)則可被使用；否則，稱匹配失敗，該規(guī)則不可用于當前推理。(2)沖突消解:對匹配成功的規(guī)則，按照某種策略從中選出一條規(guī)則執(zhí)行。(3)執(zhí)行操作:對所執(zhí)行的規(guī)則，若其后件為一個或多個結(jié)論，則把這些結(jié)論加入綜合數(shù)據(jù)庫；若其后件為一個或多個操作時，執(zhí)行這些操作。檢查綜合數(shù)據(jù)庫中是否包含有問題的目標，若有，則停止推理。(4)路徑解釋:在問題求解過程中，記住應用過的規(guī)則序列，以便最終能夠給出問題的解的路徑。精選ppt41產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及過程

----系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其說明（三）控制系統(tǒng)的基本過程(1)初始化綜合數(shù)據(jù)庫，即把欲解決問題的已知事實送入綜合數(shù)據(jù)庫中；(2)檢查規(guī)則庫中是否有未使用過的規(guī)則，若無轉(zhuǎn)(7)；（FOR）(3)檢查規(guī)則庫的未使用規(guī)則中是否有其前提可與綜合數(shù)據(jù)庫中已知事實相匹配的規(guī)則，若有，形成當前可用規(guī)則集；否則轉(zhuǎn)(6)；(4)按照沖突消解策略，從當前可用規(guī)則集中選擇一個規(guī)則執(zhí)行，并對該規(guī)則作上標記。把執(zhí)行該規(guī)則后所得到的結(jié)論作為新的事實放入綜合數(shù)據(jù)庫；如果該規(guī)則的結(jié)論是一些操作，則執(zhí)行這些操作；(5)檢查綜合數(shù)據(jù)庫中是否包含了該問題的解，若已包含，說明解已求出，問題求解過程結(jié)束；否則，轉(zhuǎn)(2)；(6)當規(guī)則庫中還有未使用規(guī)則，但均不能與綜合數(shù)據(jù)庫中的已有事實相匹配時，要求用戶進一步提供關于該問題的已知事實，若能提供，則轉(zhuǎn)(2)；否則，執(zhí)行下一步；(7)若知識庫中不再有未使用規(guī)則，也說明該問題無解，終止問題求解過程。說明:從第(3)步到第(5)步的循環(huán)過程實際上就是一個搜索過程精選ppt42產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及過程

----產(chǎn)生式系統(tǒng)的例子（一）動物識別系統(tǒng)該系統(tǒng)可以識別老虎、金錢豹、斑馬、長頸鹿、企鵝、信天翁這6種動物。其規(guī)則庫包含如下15條規(guī)則:r1IF該動物有毛發(fā)THEN該動物是哺乳動物r2IF該動物有奶THEN該動物是哺乳動物r3IF該動物有羽毛THEN該動物是鳥r4IF該動物會飛AND會下蛋THEN該動物是鳥r5IF該動物吃肉THEN該動物是食肉動物r6IF該動物有犬齒AND有爪AND眼盯前方THEN該動物是食肉動物r7IF該動物是哺乳動物AND有蹄THEN該動物是有蹄類動物r8IF該動物是哺乳動物AND是嚼反芻動物THEN該動物是有蹄類動物r9IF該動物是哺乳動物AND是食肉動物AND是黃褐色AND身上有暗斑點THEN該動物是金錢豹精選ppt43產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及過程

----產(chǎn)生式系統(tǒng)的例子（二）r10IF該動物是哺乳動物AND是食肉動物AND是黃褐色AND身上有黑色條紋THEN該動物是虎r11IF該動物是有蹄類動物AND有長脖子AND有長腿AND身上有暗斑點THEN該動物是長頸鹿r12IF動物是有蹄類動物AND身上有黑色條紋THEN該動物是斑馬r13IF該動物是鳥AND有長脖子AND有長腿AND不會飛AND有黑白二色THEN該動物是鴕鳥r14IF該動物是鳥AND會游泳AND不會飛AND有黑白二色THEN該動物是企鵝r15IF該動物是鳥AND善飛THEN該動物是信天翁其中，ri(i=1,2,…….,15)是規(guī)則的編號初始綜合數(shù)據(jù)庫包含的事實有:動物有暗斑點，有長脖子，有長腿，有奶，有蹄這些規(guī)則的部分推理網(wǎng)絡如下圖所示精選ppt44產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及過程

----產(chǎn)生式系統(tǒng)的例子（三）圖中最上層的結(jié)點稱為“假設”或“結(jié)論”中間結(jié)點稱為“中間假設”；終結(jié)點（葉結(jié)點）稱為“證據(jù)”或“事實”每個“結(jié)論”都是本問題的一個目標,所有“假設”構(gòu)成了本問題的目標集合長頸鹿斑馬長脖子長腿暗斑點有蹄類黑條紋有蹄哺乳動物嚼反芻動物有毛r2r7r8r11r12有奶r1精選ppt45產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及過程

----產(chǎn)生式系統(tǒng)的例子（四）推理機的工作過程(1)先從規(guī)則庫中取出第一條規(guī)則r1，檢查其前提是否可與綜合數(shù)據(jù)庫中的已知事實相匹配。r1的前提是“有毛發(fā)”，但事實庫中無此事實，故匹配失敗。然后取r2，該前提可與已知事實“有奶”相匹配，r2被執(zhí)行，并將其結(jié)論“該動物是哺乳動物”作為新的事實加入到綜合數(shù)據(jù)庫中。此時，綜合數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容變?yōu)?動物有暗斑，有長脖子，有長腿，有奶，有蹄，是哺乳動物(2)再從規(guī)則庫中取r3，r4，r5，r6進行匹配，均失敗。接著取r7，該前提與已知事實“是哺乳動物”相匹配，r7被執(zhí)行，并將其結(jié)論“該動物是有蹄類動物”作為新的事實加入到綜合數(shù)據(jù)庫中。此時，綜合數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容變?yōu)?動物有暗斑，有長脖子，有長腿，有奶，有蹄，是哺乳動物，是有蹄類動物(3)此后，r8，r9，r10均匹配失敗。接著取r11，該前提“該動物是有蹄類動物AND有長脖子AND有長腿AND身上有暗斑”與已知事實相匹配，r11被執(zhí)行，并推出“該動物是長頸鹿”。由于“長頸鹿”已是目標集合中的一個結(jié)論，即已推出最終結(jié)果，故問題求解過程結(jié)束。說明:上述規(guī)則僅是一種直接表示方式，用三元組表示r15如下:r15:IF（動物，類別，鳥）AND（動物，本領，善飛）THEN（動物，名稱，信天翁）精選ppt46產(chǎn)生式系統(tǒng)的控制策略分為不可撤回(Irrevocable)方式、試探性(Tentative)方式1.不可撤回方式（爬山法）是一種“一直往前走”不回頭的方式,類似于中國象棋中為過河卒子的規(guī)定。它利用問題給定的局部知識來決定選用那條規(guī)則的。即根據(jù)當前已知的局部知識選取一條規(guī)則作用于當前綜合數(shù)據(jù)庫,接著再根據(jù)新狀態(tài)繼續(xù)選取規(guī)則,搜索過程一直進行下去,不必考慮撤回用過的規(guī)則。不理想規(guī)則的應用會多用了一些規(guī)則,但仍能找到解。優(yōu)點是控制過程簡單,缺點是當問題有多個解時不一定能找到最優(yōu)解2.試探性方式可分為回溯(Backtracking)方式和圖搜索(Graph-search)方式。(1)回溯方式是一種碰壁回頭的方式。即在問題求解過程中,允許先試一試某條規(guī)則,如果以后發(fā)現(xiàn)這條規(guī)則不合適,則允許退回去,再另選一條規(guī)則來試。需要解決兩個主要問題,一是如何確定回溯條件,二是如何減少回溯次數(shù)是一種完備而有效的策略,它容易實現(xiàn)且占內(nèi)存容量較小。(2)圖搜索方式圖搜索方式是一種用圖或樹把全部求解過程記錄下來的方式。由于它記錄了已試過的所有路徑,因此便于從中選取最優(yōu)路徑。圖搜索方式與回溯方式的主要區(qū)別在于,回溯方式抹去了所有引起失敗的試探路徑,而圖搜索方式則記住了已試過的所有路徑。精選ppt47產(chǎn)生式系統(tǒng)的推理方式有正向推理、反向推理和雙向推理三種:1.正向推理:也稱為數(shù)據(jù)驅(qū)動方式或自底向上的方式；從已知事實出發(fā)，通過規(guī)則庫求得結(jié)論，便于寬度優(yōu)先搜索。其推理過程是:1）規(guī)則庫中的規(guī)則的前件與綜合數(shù)據(jù)庫中的事實進行匹配，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，將該啟用規(guī)則的后件送入綜合數(shù)據(jù)庫并對綜合數(shù)據(jù)庫進行必要的修改。重復這個過程直至達到目標。正向推理的典型系統(tǒng):CLIPS（C語言集成產(chǎn)生式系統(tǒng)）優(yōu)點是簡單明了且能求出所有解缺點是執(zhí)行效率較低，原因是它驅(qū)動了一些與問題無關的規(guī)則，具有一定的盲目性。產(chǎn)生式系統(tǒng)的類型

----按推理方向精選ppt482.反向推理:也稱為目標驅(qū)動方式或自頂向下的方式；從目標（作為假設）出發(fā)，反向使用規(guī)則，求得已知事實；便于深度優(yōu)先搜索；其推理過程是:1）規(guī)則庫中的規(guī)則后件與目標事實進行匹配，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）將啟用規(guī)則的前件作為子目標。重復這個過程直至個子目標均為已知事實，則反向推理過程成功結(jié)束。反向推理的典型系統(tǒng):PROLOG優(yōu)點是不尋找無用數(shù)據(jù)，不使用與問題無關的規(guī)則。因此，對那些目標明確的問題，使用反向推理方式是一種最佳選擇。產(chǎn)生式系統(tǒng)的類型

----按推理方向精選ppt493.雙向推理:推理從兩個方向同時進行，直至某個到達相同的中間事實則成功結(jié)束。這種推理方式較正向或反向推理所形成的推理網(wǎng)絡小，從而推理效果更高。產(chǎn)生式系統(tǒng)的類型

----按推理方向精選ppt50產(chǎn)生式表示法正向推理IfAThenB，IfBThenC，IfCThenD反向推理:規(guī)則重寫為IfDThenC，IfCThenB，IfBThenA精選ppt51產(chǎn)生式系統(tǒng)的類型

----按規(guī)則庫的性質(zhì)及結(jié)構(gòu)（一）可交換的產(chǎn)生式系統(tǒng)是一種對規(guī)則的使用次序無關的產(chǎn)生式系統(tǒng)可交換性是指任意交換規(guī)則的使用次序而不會影響對問題的求解假設DB是綜合數(shù)據(jù)庫，RB是規(guī)則庫，DBi(i=1,2,……)是第i次使用規(guī)則后得到的新的綜合數(shù)據(jù)庫，RSRB是一個可作用于DBi的規(guī)則集合。若一個產(chǎn)生式系統(tǒng)可交換，則其RB和每一個DBi都應具有如下性質(zhì):①對任一規(guī)則rjRS(j=1,2,……)，它作用于DBi得到新的綜合數(shù)據(jù)庫DBi+1，RS仍然是DBi+1的可用規(guī)則集。②如果DBi滿足目標條件，則用RS中的任一規(guī)則rj作用于DBi，得到的DBi+1仍然滿足目標條件。③若對DBi使用某一規(guī)則序列r1,r2,……,rk得到一個新的綜合數(shù)據(jù)庫DBk，則當改變這些規(guī)則的使用次序后，仍然可得到DBk。從可交換產(chǎn)生式系統(tǒng)的上述性質(zhì)可以看出，其綜合數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容是遞增的，即對任何規(guī)則序列r1,r2,……,rg，其作用于DB后所得到的綜合數(shù)據(jù)庫DB1，DB2，……，DBg之間存在如下關系:DB1DB2……DBg這說明在可交換產(chǎn)生式系統(tǒng)中，其規(guī)則的結(jié)論部分總是包含著新的內(nèi)容，一旦執(zhí)行該規(guī)則就會把這些新的內(nèi)容添加到綜合數(shù)據(jù)庫中。精選ppt52產(chǎn)生式系統(tǒng)的類型

----按規(guī)則庫的性質(zhì)及結(jié)構(gòu)（二）例2.6設給定一個整數(shù)集合{a，b，c}，可通過把集合中任意一對元素的乘積作為新元素添加到集合中的辦法來擴大該整數(shù)集，要求通過若干次操作后能生成所需的整數(shù)集合。用產(chǎn)生式求解這個問題時，綜合數(shù)據(jù)庫DB可用集合來表示，初始狀態(tài)為{a，b，c}目標狀態(tài)為{a，b，c，a×b，b×c，a×c}規(guī)則庫中包含的規(guī)則有:r1:IF{a，b，c}THEN{a，b，c，a×b}r2:IF{a，b，c}THEN{a，b，c，b×c}r3:IF{a，b，c}THEN{a，b，c，a×c}顯然，無論先使用哪一條規(guī)則都可由初始狀態(tài)達到目標狀態(tài)。因此，上述由DB和RB所構(gòu)造的產(chǎn)生式系統(tǒng)是一個可交換的產(chǎn)生式系統(tǒng)，并具有可交換產(chǎn)生式系統(tǒng)三個性質(zhì)?？山粨Q產(chǎn)生式系統(tǒng)的可交換性，使得其求解過程只需要搜索其中的任意一條路經(jīng)，就能達到目標，而不必進行回溯。這種系統(tǒng)的求解過程可采用不可撤回的控制方式。精選ppt53產(chǎn)生式系統(tǒng)的類型

----按規(guī)則庫的性質(zhì)及結(jié)構(gòu)（三）可分解的產(chǎn)生式系統(tǒng)這種方法把一個較大或較復雜的問題分解成若干個較小或較簡單的問題，然后通過對這些較小或較簡單問題的求解來得到整個問題的解?？煞纸獾漠a(chǎn)生式系統(tǒng)是把一個整體問題分解成若干個子問題，然后再通過對這些子問題的求解來得到整個問題解的一種產(chǎn)生式系統(tǒng)。例2.7設綜合數(shù)據(jù)庫的初始狀態(tài)為{C，B，Z}，目標狀態(tài)為{M，M，……，M}，規(guī)則庫中有如下規(guī)則:r1:C→{D，L}r2:C→{B，M}r3:B→{M，M}r4:Z→{B，B，M}解決該問題時，可先把初始綜合數(shù)據(jù)庫分為三個子庫，然后對這三個子庫分別應用規(guī)則庫中的相應規(guī)則進行求解。其求解過程如下圖所示。精選ppt54產(chǎn)生式系統(tǒng)的類型

----按規(guī)則庫的性質(zhì)及結(jié)構(gòu)（三）{C,B,Z}{C}{B}{Z}{D,L}{B,M}{M,M}{B,B,M}{D}{L}{B}{M}{M}{M}{B}{M}{B}{M,M}{M}{M}{M,M}{M,M}{M}{M}{M}{M}r1r2r3r4r3r3r3精選ppt55產(chǎn)生式系統(tǒng)的類型

----按規(guī)則庫的性質(zhì)及結(jié)構(gòu)（四）可恢復的產(chǎn)生式系統(tǒng)是指那種采用回溯控制方式的產(chǎn)生式系統(tǒng)其求解問題的方法是:當執(zhí)行某條規(guī)則后，如果發(fā)現(xiàn)所得到的新的綜合數(shù)據(jù)庫不可能求出問題的解，就立即撤消由該規(guī)則所產(chǎn)生的結(jié)果，使綜合數(shù)據(jù)庫恢復到先前的狀態(tài)，然后再另選別的規(guī)則繼續(xù)求解。它既可以向綜合數(shù)據(jù)庫中添加新的內(nèi)容，又可以從綜合數(shù)據(jù)庫中刪除或修改老的內(nèi)容。這種求解問題的方法，更符合人們的一般習慣。精選ppt56練習針對猴子摘香蕉問題,給出產(chǎn)生式系統(tǒng)描述。精選ppt57產(chǎn)生式系統(tǒng)的特點主要優(yōu)點自然性產(chǎn)生式表示法用“如果……,則……”的形式表示知識,這種表示形式與人類的判斷性知識基本一致,既直觀、自然,又便于進行推理。模塊性產(chǎn)生式規(guī)則是規(guī)則庫中最基本的知識單元,各規(guī)則之間只能通過綜合數(shù)據(jù)庫發(fā)生聯(lián)系,而不能相互調(diào)用,從而增加了規(guī)則的模塊性,有利于對知識的增加、刪除、修改和擴充。有效性產(chǎn)生式知識表示法既可以表示確定性知識,又可以表示不確定性知識,既有利于表示啟發(fā)性知識,又有利于表示過程性知識。一致性規(guī)則庫中的所有規(guī)則都具有相同的格式,并且綜合數(shù)據(jù)庫可被所有規(guī)則訪問,不存在只屬于某些規(guī)則的局部數(shù)據(jù)庫,因此規(guī)則庫中的規(guī)則可以統(tǒng)一處理。精選ppt58產(chǎn)生式系統(tǒng)的特點主要缺點效率較低在產(chǎn)生式表示中,各規(guī)則之間的聯(lián)系必須以綜合數(shù)據(jù)庫為媒介。并且,其求解過程是一種反復進行的“匹配—沖突消解—執(zhí)行”過程。即先用規(guī)則前提與綜合數(shù)據(jù)庫中的已知事實進行匹配,從規(guī)則庫中選擇可用規(guī)則,當有多條規(guī)則可用時還需要按一定策略進行“沖突消解”,然后才能執(zhí)行選中的規(guī)則。這樣的執(zhí)行方式將導致執(zhí)行的低效率。不能表示結(jié)構(gòu)性知識由于產(chǎn)生式表示中的知識具有一致格式,且規(guī)則之間不能相互調(diào)用,因此那種具有結(jié)構(gòu)關系或?qū)哟侮P系的知識則很難以自然的方式來表示。實際上,產(chǎn)生式系統(tǒng)除作為一種獨立的知識表示方式外,還常常和其它方法結(jié)合起來使用。精選ppt592.4語義網(wǎng)絡表示法語義網(wǎng)絡是J.R.Quillian于1968年在他的博士論文中作為人類聯(lián)想記憶的一個心理模型最先提出的。語義網(wǎng)絡最初主要用于自然語言理解的研究,Quillian主張應當把語義放在第一位,一個詞的含義只有根據(jù)它所處的上下文環(huán)境才能準確的把握,一個句子中相關單詞的語義或意思可以通過這種網(wǎng)絡來表示。 基于Quillian的工作,Simon于1970年正式提出了語義網(wǎng)絡的概念。精選ppt602.4語義網(wǎng)絡表示法2.4.1語義網(wǎng)絡的概念及其結(jié)構(gòu)1.語義網(wǎng)絡的概念及結(jié)構(gòu)語義網(wǎng)絡是通過概念及其語義關系來表示知識的一種網(wǎng)絡圖,它是一個帶標記的有向圖。其中有向圖的各節(jié)點用來表示各種概念、事物、屬性、情況、動作、狀態(tài)等,節(jié)點上的標注用來區(qū)分各節(jié)點所表示的不同對象,每個節(jié)點可以帶有若干個屬性,以表示其所代表的不同對象的特性；弧是有方向、有標注的,方向用來體現(xiàn)節(jié)點間的主次關系,而其上的標注則表示被聯(lián)接的兩個節(jié)點間的某種語義聯(lián)系或語義關系。精選ppt612.4語義網(wǎng)絡表示法一個最簡單的語義網(wǎng)絡可由一個三元組表示:（節(jié)點1，弧，節(jié)點2）可用如下圖所示的有向圖表示，稱作基本網(wǎng)元。ABR其中,A和B分別代表節(jié)點,而R則表示A和B之間某種語義聯(lián)系。精選ppt622.4語義網(wǎng)絡表示法2.與謂詞邏輯表示法和產(chǎn)生式表示法的聯(lián)系從謂詞邏輯表示法來看,一個基本網(wǎng)元相當于一組一階二元謂詞。產(chǎn)生式表示法是以一條產(chǎn)生式規(guī)則作為知識的單位,各條產(chǎn)生式規(guī)則之間沒有直接的聯(lián)系。而語義網(wǎng)絡則不同,它不僅將基本網(wǎng)元視作一種知識的單位,而且各個基本網(wǎng)元之間又是相互聯(lián)系的。每一條產(chǎn)生式規(guī)則可以表示為語義網(wǎng)絡的形式。精選ppt632.4語義網(wǎng)絡表示法2.4.2語義網(wǎng)絡中常用的語義聯(lián)系1.類屬關系類屬關系是指具有共同屬性的不同事物間的分類關系、成員關系或?qū)嵗P系。它體現(xiàn)的是“具體與抽象”、“個體與集體”的層次關系。具體層節(jié)點位于抽象層節(jié)點的下層。類屬關系的一個最主要的特征是屬性的繼承性，處在具體層的節(jié)點可以繼承抽象層節(jié)點的所有屬性。常用的類屬關系有:AKO:“是一種”（akindof），表示一事物是另一事物的一種類型。AMO:“是一員”（amemberof），表示一事物是另一事物的一個成員。ISA:“是一個”（isa），表一事物是另一事物的一個實例。

類屬關系具有屬性的繼承性。精選ppt642.4語義網(wǎng)絡表示法2.包含關系包含關系也稱為聚類關系，是指具有組織或結(jié)構(gòu)特征的“部分與整體”之間的關系。它和類屬關系的最主要區(qū)別是包含關系一般不具備屬性的繼承性。常用的包含關系是:Part-of:“是一部分”，表示一個事物是另一個事物的一部分，該關系不具繼承性。精選ppt652.4語義網(wǎng)絡表示法3.占有關系占有關系是事物或?qū)傩灾g的“具有”關系。常用的占有關系有:Have:含義為“有”，表示一個節(jié)點擁有另一個節(jié)點表示的事物。4.時間關系時間關系是指不同事件在其發(fā)生時間方面的先后次序關系，節(jié)點間的屬性不具有繼承性。常用的時間關系有:Before:“在…前”，表示一個事件在另一個事件之前發(fā)生。After:“在…后”，表示一個事件在另一個事件之后發(fā)上During:“在…期間”，表示某一事件或動作在某個時間段內(nèi)發(fā)生。精選ppt662.4語義網(wǎng)絡表示法5.位置關系位置關系是指不同事物在位置方面的關系，節(jié)點間的屬性不具有繼承性。常用的位置關系有:Located-on:“在…上”，表示某一物體在另一物體之上。Located-at:“在…”，表示某一物體在另一位置。Located-under:“在…內(nèi)”，表示某一物體在另一物體之內(nèi)。Located-outside:“在…外”，表示某一物體在另一物體之外。精選ppt672.4語義網(wǎng)絡表示法6.相近關系相近關系是指不同事物在形狀、內(nèi)容等方面相似或相近。常用的相近關系有:Similar-to:“相似”，表示某一事物與另一事物相似。Near-to:“接近”，表示某一事物與另一事物接近。7.推論關系是指從一個概念推出另一個概念的語義關系。精選ppt682.4語義網(wǎng)絡表示法8.因果關系是指由于某一事件的發(fā)生而導致另一事件的發(fā)生,適于表示規(guī)則性知識。通常用If－then表示兩個節(jié)點間的因果關系。9.組成關系是一種一對多聯(lián)系,用于表示某一事物由其他一些事物構(gòu)成,通常用Composeed－of表示。其所聯(lián)接的節(jié)點間不具有屬性繼承性。10.屬性關系表示一個節(jié)點是另一節(jié)點的屬性；通常用IS表示。

精選ppt692.4語義網(wǎng)絡表示法2.5.3語義網(wǎng)絡表示知識的方法對事實性知識、情況、動作和事件、邏輯關系以及規(guī)則性知識的語義網(wǎng)絡表示方法分別進行討論。1.事實性知識的表示事實性知識是指有關領域內(nèi)的概念、事實、事物的屬性、狀態(tài)及其關系的描述。例如:“雪是白色的”、“山雞是一種雞”的語義網(wǎng)絡表示如下:精選ppt702.4語義網(wǎng)絡表示法如果我們還希望進一步指出“山雞是一種雞”、“雞是一種飛禽”、“飛禽是一種動物”，并指出它們所有的屬性，則其語義網(wǎng)絡表示如下所示:精選ppt712.4語義網(wǎng)絡表示法2.情況和動作的表示1）情況的表示當表示那些不及物動詞的語句或沒有間接賓語的及物動詞表示的語句時，如果該語句的動詞表示了一些其他情況，如動作作用的時間等，則需要設立一個情況節(jié)點，并從該節(jié)點向外引出一組弧，用于指出各種不同情況。例如:“一只名叫‘神飛’的小燕子從三月到十一月占有一個巢”，這條知識可表示成如圖所示的語義網(wǎng)絡:精選ppt722.4語義網(wǎng)絡表示法2）動作和事件的表示表示的知識語句涉及的動詞既有主語，又有直接賓語和間接賓語；也就是說既有發(fā)出動作的主體，又有接受動作的客體和動作所作用的客體，則可以設立一個動作或事件節(jié)點；它可以有一些向外引出的弧，用于指出動作的主體與客體，或事件發(fā)生的動作以及該事件的主體與客體。例如:“張三送給李四一支鋼筆”，其語義網(wǎng)絡如圖表示:精選ppt732.4語義網(wǎng)絡表示法如果把“張三送給李四一支鋼筆”作為一個事件，則增加一個“事件”節(jié)點，則表示如下:精選ppt742.4語義網(wǎng)絡表示法3.邏輯關系的表示1）合取與析取的表示用語義網(wǎng)絡表示知識時，為了能反映事實間的合取與析取的邏輯關系，可增加合取和析取節(jié)點。例如:“參賽者有工人、有干部、有高的、有低的”；如果把所有參賽者組合起來，可得到以下4種情況:a.工人，高的b.工人，低的c.干部，高的d.干部，低的精選ppt752.4語義網(wǎng)絡表示法該知識的語義網(wǎng)絡表示如下:精選ppt762.4語義網(wǎng)絡表示法2）量詞的表示對存在量詞，可以直接用“是一種”、“是一個”等這樣的語義關系來表示。對全稱量詞則可以采用亨德里克（G.G.Hendrix）提出的網(wǎng)絡分區(qū)技術。該技術的基本思想是:把一個復雜命題劃分為若干個子命題，每一個子命題用一個較簡單的語義網(wǎng)絡表示，稱為一個子空間，多個子空間構(gòu)成一個大空間。每個子空間看作是大空間中的一個節(jié)點，稱作超節(jié)點。空間可以逐層嵌套，子空間之間用弧互相連接。精選ppt772.4語義網(wǎng)絡表示法例如:“每個學生都學習了一門程序設計語言”，用語義網(wǎng)絡表示如下:概念結(jié)點實例結(jié)點全稱變量存在變量存在變量構(gòu)成一個子空間,表示對每個學生s都存在一次學習事件r和一門程序設計語言p精選ppt782.4語義網(wǎng)絡表示法4.規(guī)則性知識的表示語義網(wǎng)絡也可以表示規(guī)則性知識。比如“如果A，那么B”是一條表示A和B之間因果關系的規(guī)則性知識，如果規(guī)定語義關系RAB的含義是“如果…，那么…”，則上述的知識可表示成:這樣,規(guī)則性知識與事實性知識的語義網(wǎng)絡表示是相同的,區(qū)別僅是弧上的標注不同。精選ppt792.4語義網(wǎng)絡表示法2.4.4用語義網(wǎng)絡表示知識的步驟1）確定問題中的所有對象以及各對象的屬性。2）分析并確定語義網(wǎng)絡中各對象間的關系。3）根據(jù)語義網(wǎng)絡中所涉及的關系,對語義網(wǎng)絡中的節(jié)點及弧進行整理,包括增加節(jié)點、弧和歸并節(jié)點等。4）分析檢查語義網(wǎng)絡中是否含有要表示的知識中所涉及的所有對象,若有遺漏,則須補全。并將各對象間的關系作為網(wǎng)絡中各節(jié)點間的有向弧,連接形成語義網(wǎng)絡。5）根據(jù)第1）步的分析結(jié)果,為各對象表示屬性。精選ppt802.4語義網(wǎng)絡表示法2.4.5語義網(wǎng)絡表示知識舉例例:用語義網(wǎng)絡表示下列命題:1）樹和草都是植物。2）樹和草是有根有葉的。3）水草是草，且長在水中。4）果樹是樹，且會結(jié)果。5）蘋果樹是一種果樹，它結(jié)蘋果。精選ppt812.4語義網(wǎng)絡表示法解:1）問題涉及的對象有植物、樹、草、水草、果樹、蘋果樹共6個對象。各對象的屬性如下，樹和草的屬性:有根、有葉；水草的屬性:長在水中；果樹的屬性:會結(jié)果；蘋果樹的屬性:結(jié)蘋果。2）樹和草與植物間的關系是AKO，水草和草之間的關系是AKO；果樹和樹之間的關系是AKO；蘋果樹和果樹間的關系是AKO。3）根據(jù)信息繼承性原則，各上層節(jié)點的屬性下層都具有，在下層都不再標出，以避免屬性信息重復。例如，草的屬性是有根有葉，而水草也有根有葉，但這些屬性不再在水草中標出；蘋果樹是樹的下層節(jié)點，樹的屬性有根有葉將不再在蘋果樹中標出。精選ppt822.4語義網(wǎng)絡表示法4）根據(jù)上面的分析，本題共涉及6個對象，各對象的屬性以及它們之間的關系已在上面指出，所以本題的語義網(wǎng)絡應是由6個節(jié)點構(gòu)成的有向圖，弧上的標注以及各節(jié)點的標注已在上面指出。語義網(wǎng)絡如下圖所示:精選ppt832.4語義網(wǎng)絡表示法例:蘋果樹枝繁葉茂，結(jié)了很多蘋果，有大的，有小的，有紅的，也有綠的。解題分析:1）涉及的對象有:蘋果樹和蘋果。蘋果樹的屬性是枝繁葉茂，而蘋果則有幾種不同的狀態(tài):又大又紅，又大又綠，又小又紅，又小又綠。2）確定各對象間的關系。蘋果是結(jié)在蘋果樹上的，如果定義一種“結(jié)在”的關系，則“蘋果”與“蘋果樹”間的關系就可以用“結(jié)在”弧連接。3）可以設立四個節(jié)點“大的”，“小的”，“紅的”，“綠的”，并用“與”“或”將它們聯(lián)系起來，以表示上述四種狀態(tài)。4）為網(wǎng)絡中的各對象標識屬性，并用適當?shù)年P系弧將各對象連接起來，得到如下圖所示的語義網(wǎng)絡。精選ppt842.4語義網(wǎng)絡表示法精選ppt852.4語義網(wǎng)絡表示法2.4.6語義網(wǎng)絡表示下的推理過程語義網(wǎng)絡系統(tǒng)中的推理方法有兩種:匹配和繼承1.匹配推理推理的步驟如下:1）根據(jù)提出的待求解問題，構(gòu)造一個局部網(wǎng)絡或網(wǎng)絡片段，其中有的節(jié)點或弧的標注是空的，表示有待求解問題，稱作未知處。2）根據(jù)這個局部網(wǎng)絡或網(wǎng)絡片段到知識庫中查找可匹配的語義網(wǎng)絡