2022知識表示方法

知識是人們在改造客觀世界的實踐中積累起來的認識和認識：經(jīng)驗：包括解決問題的微觀方法：宏觀方法：（3）Heyes-Roth：數(shù)據(jù)信息知識常用的關聯(lián)方式：if……then……常識性知識：領域性知識：面向某個具體專業(yè)領域的知識。例如：表層知識：深層知識：確定性知識：不確定性知識：不精確：模糊：不完備： 表示能力：可利用性：對推理的適應性：對高效算法的支持程度：可實現(xiàn)性：可組織性：可維護性：自然性：可理解性：問題求解(problemsolving)是個大課題，它涉及歸在分析了人工智能研究中運用的問題求解方法之法，它是以狀態(tài)和算符(operator)狀態(tài)（State）算符狀態(tài)空間方法（MethodonStateq0q1，…，qn的有序矢量形式：矢量形式：Q=[q0,態(tài)，如Qk=[q０k,,q1k,…,qnk]算運算符號或邏輯符號等它包含三種說明的集合,即三元狀態(tài)S—F—下棋、迷宮及各種游戲初始棋 目標棋*——為每個棋牌制定一套可能的走*——僅為空格制定這4種走步，因*

初始狀 目標狀有向圖(directed圖:由節(jié)點（不一定是有限的節(jié)點） 代價加在各弧線的指定數(shù)值，以表示加在相應算符上的代價以擴展節(jié)點操作（算符產(chǎn)生式系統(tǒng)（Production 一個總數(shù)據(jù)庫(globaldatabase)：它含有與具體任務有 例2.1推銷員旅行問題（旅行商問題 狀態(tài)描述：目前為止訪問過的城市列表初始狀態(tài)：目標狀態(tài)： 圖2.4算符：下一步走向的城市約束：每個城市只能走過一次，A 有3個柱子(1，2，3)和3個不同尺寸的圓盤，C)。在每個圓盤的中心有個孔，所以圓盤可以個，而且只能先搬動柱子頂部的圓盤，還不許把(a)初始狀 (b)目標狀原始問題歸約（簡化）可以用一個與圖來表示(左圖)來決定，則可以用一個或圖來表示(右圖)如果某條弧線從節(jié)點a指向節(jié)點b，那么節(jié)點ab的父輩節(jié)點；節(jié)點b叫做節(jié)點a終葉節(jié)點，是對應于原問題的本原節(jié)點一個子問題集合；有向弧線自A指向后繼節(jié)點表示所求得的子合中所有的項都有解時，這個子問題的集合才能獲得解答，所 2--假必居其一且只居其一例1小于大于例28大于10嗎請勿吸煙大于我正在撒謊以p、q、r以1表示真，0則命題就抽象為：取值為0或1的p等符號若p取值1，則表示p若p取值0，則表示p“復雜命題例3(1)期中考試張三沒有考及格(2)期中考試張三和李四都考及格了(3)期中考試張三和李四中有人考90分(4)如果張三能考90分那么李四也能考90分(5)張三能考90分當且僅當李四也能考90分定義1：設p為一個命題,復合命題“非p”稱為p的否定?例3中若p代表“期中考試張三考及格了(1)“期中考試張三沒有考及格.”可表示為定義2設p、q為兩個命題，復合命題“p而且q”稱為p、q例3的(2)“期中考試張三和李四都考及格了.”可記為p∧q其定義3設p、q為兩個命題，復合命題“p或者q”稱為p、q的析取式，記為p∨q，“∨”稱作析取聯(lián)結詞。pq為真當且僅當p與q中至少例3的(3)“期中考試張三和李四中有人考90分.”可記為pq其中p“相容或”與“相異或日常語言中“或”有兩種標準用法例如(1)張三或者李四考了90分(2)第一節(jié)課上數(shù)學課或者上英語課 前者稱為“相容或”，后者稱為“相異或”前者(“相容或”)可表示為p∨q注意：不能見了或就表示為p∨q定義4設p、q為命題,復合命題“如果p,則q”稱為p對q的蘊涵式，記作p→q其中又稱p為此蘊涵式的前件，稱q為此蘊涵式的后件，“→”稱為蘊涵聯(lián)結詞?！皃→q”假。而在定義5設p、q為命題,復合命題“p當且僅當q”稱作p、q的等價式記作p?q“?”稱作等價聯(lián)p?q真當且僅當p、q同時為真或同時為假定義去理解,而不能據(jù)日常語言的含義去理解。不能“對號入座”，如見到“或”就表示為“∨”有些詞也可表示為這五個聯(lián)結詞，如“但是”“∧”在今后我們主要關心的是命題間的真假值的關系而不討例4將下列命題符號化(1)鐵和氧化合但鐵和氮不化合(2)如果我下班早就去商店看看除非我很累(3)李四是計算機系的學生他住在312室或313室解（1）鐵和氧化合但鐵和氮不化合p代表“鐵和氧化合q代表“鐵和氮化合” （2）如果我下班早就去商店看看除非我很((?P)∧q)→r，其中p代表“我很累q代表“我下班早（3）李四是計算機系的學生他住在312室或313室p∧((q∧(?r))若A,B是命題公式，則~AABABA,A?BI1(G)= 注意：關于五個聯(lián)結詞的約定 結合力的強弱順序：?，∧，∨，→， (P?Q)=(P→Q)∧(Q→?(?P)=交換律：PQ=QPQ=Q結合律：P(QR)=(PQ)RP(QR)=(PQ)R分配律：P(QR)=(PQ)PR)P(QR)=(PQ)(PR)泛界律：PF=PPP∧F=F P∨互余律：P P摩根定律：~(PQ)=~P~(PQ)=~P例如要證明公式 PQ=~Q~P PQ=~PQ=~P~(~Q=~(~Q)=~Q若命題公式G→H是恒真的，稱其為永真蘊涵式。PP PPQ=~P(P=~PP=TQ=PQ PQP=~(PQ)=~P~Q=T~Q=P(PQ)4.(PQ)~Q5.~P(PQ)6.(PQ)(QR)(P7.(PQ)((QR)(P8.((PQ)(RS))(PRQ9.((PQ)(QR))(P (P∧Q)→R不是恒真的。如：解釋: 則公式為假值F.就是說解釋I弄假了此公

x=y×z

“是質數(shù)”、“生于”、“…=...×對于上面的命題，可以用謂詞公式分別表示為”一般來說，“x是A”類型的命題可以用A（x）表達。對于“x大于y”這種兩個個體為一元謂 B（x，y）稱為二元謂詞，（a，b，c）函數(shù)符號INROOM(ROBOT,謂詞符 常量符 句子“所有的機器人都是灰色的”連詞和量詞LIKE(I，MUSIC)∧LIKE(I李住在一座黃色的房子里LIVE（LI，HOUSE-1）∧COLOR（HOUSE- 析取(disjunction)—用連詞∨把幾個公式連接起例：李力打籃球或踢足球 蘊涵（Implication—用連詞→“如果—那么”的 RUNS(LIUHUAFASTEST)→(LIUHUA，例如，“如果該書是何平的，那么它是藍色的OWN（HEPING，BOOK-1)→COLOR（BOOK-非（Not)用符號～表示否定的公式（有～全稱量詞（UniversalQuantifiers(?x)[Student(X)→Uniform(x,(?x)[Robot(X)→COLOR(x,存在量詞（ExistentialQuantifiers若一個原子公式P(x)至少有一個變元X為T值則用(?x)P(x)例：1?x的轄域是?x的轄域是(?x)[P(x)∧R(x)]→(?x)P(x)∧Q(x)中的x束變元,并指明量詞的轄域。 約束變元，R(x，y)中的x，y是約束變元。(1)分析命題中表示性質和關系的謂詞，分別符號化為一元和n（n2）元謂詞。(2)根據(jù)命題的實際意義選用全稱量詞或存(3)在不同的個體域中，命題符號化的形式P為nx1,x2,…xn為客體變量或變元。通合式公式（WFF,well-formedformulas等價（A∧B）,（A∨B）,（A→B） :PQ是兩個合式公式，則由這兩個合式量詞否定(1)(2)例 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(y)：表示yTS(x,y)：表示x是y y)(T(x)→TS(x,y)∧S 例2定義謂詞：I(x)：x是整數(shù)，E(x)：x是偶數(shù)，O(x)：x表示知識 x)(I(x)→例 表示如下知識COMPUTER(x)：表示xCLASSMATE(x,y)：表示x和yCOMPUTER(WangCLASSMATE(WangHong,Li x)(COMPUTER(x)→LIKE(x,機器人移盒子問題TABLE(x)：xEMPTY(y)：yAT(y,z)：y在zHOLDS(y,w)：y拿著ON(w,x)：w在xx的個體域是{a,z的個體域是{a,b,w的個體域是機器人移盒子問題ON(box,ON(box,

TABLE(x)：xEMPTY(y)：yAT(y,z)：y在zHOLDS(y,w)：y拿著ON(w, 機器人移盒子問題條件部分：動作部分： Setdown(y)：在x機器人移盒子問題 機器人移盒子問題AT(robot,開 ON(box,狀態(tài)AT(robot,Goto(c, ==========>ON(box,狀態(tài)AT(robot, 機器人移盒子問題狀態(tài)AT(robot,Goto(a, 狀態(tài)AT(robot, ==========>ON(box,AT(robot,Goto(b, ON(box, AT(x,y)： x：{monkey,box,Y：{a,b,AT(monkey,AT(box,?ONBOX，?AT(monkey,c)，AT(box,ONBOX Goto(u,v)：猴子從u處走到vPushbox(v,w)：猴子推著箱子從v處移到wGoto(u,條件：?ONBOX，AT(monkey,動作：刪除表：AT(monkey,添加表：AT(monkey,Pushbox(v,?ONBOX，AT(monkey,v)，AT(box,動作：刪除表：AT(monkey,v)，AT(box,添加表：AT(monkey,猴子摘香蕉問題?ONBOX，AT(monkey,?條件：ONBOX，AT(box,? 靈活： 知識庫管理困難： π解πa(?zR(z)人總是要死的“x是不怕死的”(?x(?x如果論域是全總個體域，用M(x)表示“x是人”人總是要死的。(?xM(x(?xM(x（1）對全稱量詞，特性謂詞作為蘊含式的前件（2）對存在量詞，特性謂詞作為合取項(?xM(xD(xxQ(x)：xF(x)：x(?x)[Q(x)→xC(x)xT(x)x(?x)[C(x)∧例：對于任意x,y，都存在唯一的z，使x+y=z(?x)(?y)(?z)[(x+y=z)(?u)(x+y=u→xy:Z(x):x(?x){Z(x)∧(?y)[Z(y)∧~(y=x)→ 設有下列知識 BIGGER(x,y) BIGGER(liuhuan,father(liuhuan(2)COMPUTERxxLIKE(xyxCOMPUTER(gaoyang)∧?LIKE(gaoyang,(3)I(x)：x是整數(shù)， （1）?xP[x,f(y),B]一般說來，置換是可結合的，但置換是不可交換合一則稱s為公式集F的一個合一。F={P(x,y,f(y)),P(a,g(x),s={a/x,g(a)/y,語義網(wǎng)絡是奎廉(J.R.Quillian)1968年在研究什么是語義網(wǎng)絡語義網(wǎng)絡是一種用實體及其語義關系來表達知識的有向圖 什么是語義網(wǎng)絡 用語義網(wǎng)絡表示“鴕鳥是一種鳥例：“雪的顏色是白的例：規(guī)則R的含義是“如 B語義網(wǎng)絡實例關系：分類（泛化）關系：屬性關系：集合與成員關系：成員（或元素）所屬關系：“具有”基本的語義關系 A-Member- 指事物和其屬性之間的關系。常用的屬性關系有Can：“能”、“會”例如：“鳥有翅膀Age“年齡”例如：“張強18歲 Part-of：含義為“是一部分”例如，“大腦是人體的一部分Part-再如，“黑板是墻體的一部分Part-聚類關系如上兩個例子，黑板也不具有墻的各種屬性 例如：“北京奧運會在悉尼奧運會之后Located-at：含義為“在”例如，“書在桌子上例如，“貓似虎常用：“是”、“有”、“會”、“能”等語義關系來說明。如，“雪是白的應該說，語義網(wǎng)絡表示的是二元關系。如何用它來描述一元關系結點1表示實體，結點2例如，“李剛是一個人”例2.8用語義網(wǎng)絡表示“動物能運動、會吃表示二元關系 對復雜關系，可通過一些相對獨立的二元或一元關系的組合來實現(xiàn)例2-9 表示二元關系

表示二元關系例2-10-表示二元關系王紅的汽車的款式是“凱越”汽車汽車汽車

情況的表示表示方法：西蒙提出了增加情況和動作例2-12

情況的表示 用語義網(wǎng)絡表示事件或動作時，需要設立一個事件或動作動作結點：例2-13

例2-14:用語義網(wǎng)絡表示如下事實：A教師、高 B教師、C學生、高 D學生、1.JohngaveMarythebook 特定的給某人東西的事件。B232.ISA(A，B)∨PART-JohnisaprogrammerorMaryisa可分為基本語義關系的否定和一般語義關系 對一般語義關系的否定，通常需要引進“非”節(jié)點例2-16采用引進“非”ANTE；另一條代表結論，標記為CONSE例2-18

存在和全稱量詞的表示存在量詞：可直接用“ISA”、“AKO”全稱量詞： 基本思想：簡單的語義網(wǎng)絡表示，稱為一個子空間，多個子空間構成一個大空間。每個子空間看作是大空間中的一個結點，稱作超結點?？臻g可逐層嵌套，子空間之間用弧互相連結。 用語義網(wǎng)絡表示如下事實g是一個實例結點，代表GS生s，都存在一個學習事件l和一門程序設計語言p

存在和全稱量詞的表示 實例；弧“F”說明它所代表的子空間及其具體形式；弧“”說明存在和全稱量詞的表示 例2-19其語義網(wǎng)絡如下圖所示。其中，結點g存在和全稱量詞的表示 例2-21: (1)建立一個結點表，用來存放待求解結點和所有以ISA、AKO等繼承弧 (2)檢查表中的第一個結點是否是有繼承弧。如果有，就把該弧所指的所 (3)重復(2)，直到結點表為空。此時，記錄下來的所有屬性都是待求解結例如，在圖2-20（P48）”

1. 值繼 ISA“如果需要”繼承if-“缺省繼承 不確定2.總之，ISA和AKO層傳遞到另一層的途徑。是指在知識庫的語義網(wǎng)絡中尋找與待求解問題相符的語義網(wǎng)絡模式 (1)根據(jù)待求解問題的要求構造一個網(wǎng)絡片斷，該網(wǎng)絡片斷中有些結點或弧(2) (3)當待求解問題的網(wǎng)絡片斷與知識庫中的某語義網(wǎng)絡片斷相匹配時，則與:假設例2-10 若還想知道職員王強的其它情況，則可在語義網(wǎng)絡中增加相應的空183 結構性把事物的屬性以及事物間的各種語義聯(lián)系顯式地表示出來，是一種結構 聯(lián)想性本來是作為人類聯(lián)想記憶模型提出來的，它著重強調事物間的語義聯(lián)系， 自索引性把各接點之間的聯(lián)系以明確、簡潔的方式表示出來，通過與某一結點 自然性這種帶有標識的有向圖，可比較直觀地把知識表示出來，符合人們表達 非嚴格性沒有象謂詞那樣嚴格的形式表示體系，一個給定語義網(wǎng)絡的含義完全 復雜性語義網(wǎng)絡表示知識的手段是多種多樣的，這雖然對其表示帶來了靈活性，補充:例如，要表達北京大學(BEIJINGUniversity,簡稱BU)和清華大學(TSINGHUAUniversity,簡稱TU)若用謂詞邏輯可表示為補充:存在量化在語義網(wǎng)絡中可直接用ISA鏈Thedogbitthe Everydoghasbittena(x)[DOG(x)述句）：Adoghasbittenapostman。因為這的斷言認作是斷言G。斷言G有兩部分：第一部(FORM)；第二部分是代