人工智能之知識表示方法培訓(xùn)教學(xué)課件(88張)

1、第四章 知識表示概述表示觀表示方法第1頁，共89頁。第四章 知識表示方法概述表示觀表示方法第2頁，共89頁。概述人工智能研究中最基本的問題之一在知識處理中總要問到：“如何表示知識？”，“知識是用什么來表示的?”。怎樣使機器能懂，能對之進行處理，并能以一種人類能理解的方式將處理結(jié)果告訴人們。 在AI系統(tǒng)中，給出一個清晰簡潔的描述是很困難的。有研究報道認為。嚴格地說AI對知識表示的認真、系統(tǒng)的研究才剛剛開始。 第3頁，共89頁。概述知識的定義（難以給出明確的定義只能從不同側(cè)面加以理解）Feigenbaum：知識是經(jīng)過消減、塑造、解釋和轉(zhuǎn)換 的信息。Bernstein：知識是由特定領(lǐng)域的描述、關(guān)系和

2、過程 組成的。 Hayes-roth：知識是事實、信念和啟發(fā)式規(guī)則。 知識庫的觀點：知識是某領(lǐng)域中所涉及的各有關(guān)方 面的一種符號表示。 第4頁，共89頁。概述知識的種類事實性知識：采用直接表示的形式如：凡是猴子都有尾巴過程性知識：描述做某件事的過程如：電視維修法行為性知識：不直接給出事實本身，只給出它在某方面的行為如：微分方程、（事物的內(nèi)涵）.第5頁，共89頁。概述知識的種類.實例性知識：只給出一些實例，知識藏在實例中。類比性知識: 即不給出外延，也不給出內(nèi)涵，只給出它與其它事物的某些相似之處 如：比喻、謎語 元知識：有關(guān)知識的知識。最重要的元知識是如何使用知識的知識，如何從知識庫中找到想要的

3、知識。 第6頁，共89頁。概述知識的要素事實：事物的分類、屬性、事物間關(guān)系、科學(xué)事實、客觀事實等。（最低層的知識） 規(guī)則：事物的行動、動作和聯(lián)系的因果關(guān)系知識。（啟發(fā)式規(guī)則）?？刂疲寒斢卸鄠€動作同時被激活時，選擇哪一個動作來執(zhí)行的知識。（技巧性） 元知識：高層知識。怎樣實用規(guī)則、解釋規(guī)則、校驗規(guī)則、解釋程序結(jié)構(gòu)等知識。 第7頁，共89頁。概述知識表示的定義知識表示研究用機器表示知識的可行性、有效性的一般方法。 知識表示是理智推理的部分理論。 知識表示是有效計算的載體知識表示是交流的媒介（如語義網(wǎng)絡(luò)）第8頁，共89頁。概述選取知識表示的因素表示范圍是否廣泛是否適于推理是否適于計算機處理是否有高效

4、的算法能否表示不精確知識能否模塊化總之 知識和元知識能否用統(tǒng)一 的形式表示是否加入啟發(fā)信息過程性表示還是說明性表示表示方法是否自然第9頁，共89頁。概述選取知識表示的因素.總之，人工智能問題的求解是以知識表示為基礎(chǔ)的。如何將已獲得的有關(guān)知識以計算機內(nèi)部代碼形式加以合理地描述、存儲、有效地利用便是表示應(yīng)解決的問題。 第10頁，共89頁。概述研究內(nèi)容表示觀的研究：認識論、本體論、知識工程表示方法的研究：直接法、代替法(局部、分布，.) 第11頁，共89頁。概述知識表示研究的特點智能行為特有的靈活性。“常識問題”不能概括為一類簡潔的理論，是大量小理論的集合。 AI的任務(wù)受到計算裝置的約束。這導(dǎo)致了所

5、采用的“表示”必須同時滿足“刻畫智能現(xiàn)象”與“計算裝置可以接受”，這兩個有時是矛盾的條件。 第12頁，共89頁。第四章 知識表示方法概述表示觀表示方法第13頁，共89頁。第四章 知識表示方法概述表示觀表示方法第14頁，共89頁。表示觀認識論表示觀本體論表示觀知識工程表示觀表示觀即對于“什么是表示”這一基本問題的不同理解和采用的方法論。第15頁，共89頁。表示觀認識論表示觀本體論表示觀知識工程表示觀表示觀即對于“什么是表示”這一基本問題的不同理解和采用的方法論。第16頁，共89頁。表示觀 認識論表示觀概述認為表示是對自然世界的表述，表示自身不顯示任何智能行為。其唯一的作用就是攜帶知識。這意味著表

6、示可以獨立于啟發(fā)式來研究。最早出現(xiàn)于J.McCarthy與P.Hayes的一篇文章中。此主張的核心是將AI問題分成兩部分：認識論部分與啟發(fā)式部分。認為AI的核心任務(wù)就是“常識”形式化。第17頁，共89頁。表示觀 認識論表示觀討論的主要問題“知識的不完全性”是認識論學(xué)派討論最多的情況。推理者的知識是不完全，但卻是一致的，其要點是在保持知識一致性的前提下得出新的結(jié)論?！爸R不一致性”是常識的另一類性質(zhì)。例：教友派教徒是和平主義者，共和黨是好戰(zhàn)分子。已知某教授是教友派教徒，且是共和黨人。問他是和平主義者嗎？ “知識不確定性”是更復(fù)雜的常識問題。盡管Fuzzy、可信度理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等豐富了對常識的

7、不確定性研究方法。但還不能顯現(xiàn)地表示“可廢棄性”這個重要特征。大大限制了對智能行為“靈活性”的描述。因此，在復(fù)雜問題求解時，集成幾種方法是有吸引力的想法?！俺ＷR的相對性”，目前在AI中研究甚少。如，理論集合是有限的，常識的集合是無限的。第18頁，共89頁。表示觀 認識論表示觀特點表示是在特定環(huán)境下對世界觀察的結(jié)果。強調(diào)自然世界現(xiàn)象與表示之間的因果關(guān)系。認為啟發(fā)式方法不屬于表示研究的內(nèi)容。認為對常識知識的形式化是非常重要的任務(wù)。 第19頁，共89頁。表示觀認識論表示觀本體論表示觀知識工程表示觀表示觀即對于“什么是表示”這一基本問題的不同理解和采用的方法論。第20頁，共89頁。表示觀認識論表示觀本

8、體論表示觀知識工程表示觀表示觀即對于“什么是表示”這一基本問題的不同理解和采用的方法論。第21頁，共89頁。表示觀 本體論表示觀概述該觀點是由D.Lenta提出。 認為表示是對自然世界的一種近似，它規(guī)定了看待自然世界的方式。即一個約定的集合。 表示是描述了關(guān)心的一部分，逼真是不可能的。 第22頁，共89頁。表示觀 本體論表示觀主要解決問題表示必然需要對世界的某個部分給予特別的注意（聚集），而對世界的另外部分衰減，以求達到有效的求解。對世界可以采用不同的方式來記述。注重的不是“其語言形式，而是其內(nèi)容”。此內(nèi)容不是某些特定領(lǐng)域的特殊的專家知識，而是自然世界中那些具有普通意義的一般知識。（與知識工程

9、不同）推理是表示觀中不可缺少的一部分。表示研究應(yīng)與啟發(fā)式搜索聯(lián)系起來。認為不考慮推理的純粹表示是不存在的。第23頁，共89頁。表示觀 本體論表示觀主要解決問題.計算效率無疑是表示的核心問題之一。 即有效地知識組織及與領(lǐng)域有關(guān)的啟發(fā)式知識是其提高計算效率的手段。計算效率：不同于以前的多用計算復(fù)雜性來衡量一種智能系統(tǒng)的方法,而采用計算困難度來衡量。計算復(fù)雜性一般實質(zhì)算法在極端情況下的特性。其實例的分布往往不平衡。實例是人造的能解決，實際問題不能解決。計算困難度主要討論：計算復(fù)雜性的分布與研究困難有多大的問題。如對大多數(shù)有價值的實例遇到難以克服的計算復(fù)雜性問題，就研究如何克服。哪種語言作為表示形式不

10、是最重要的。特別強調(diào)表示不是數(shù)據(jù)。這點與知識工程不同。第24頁，共89頁。表示觀 本體論表示觀本體論約定的相對性電子線路分析：如果從“電路是相互連接的實體，信號順著連線瞬時地流動”這個觀點，則存在著一種本體論。而如果從電動力學(xué)來看，則存在另一種本體論。本體論研究者認為再智能系統(tǒng)中，往往需要分成不同的層次。每個層次具有其本體論的約定。這對專家系統(tǒng)一類的問題已被證明是有效的。 但第25頁，共89頁。表示觀 本體論表示觀本體論約定的相對性但要建立一個具有普通意義的帶有一般知識的知識庫，將會遇到“相對性”的困難。因為，如果站在不同的科學(xué)深度將導(dǎo)致不同的本體論約定。那么，什么是其最終的本體論約定呢？這是

11、本體論表示觀至今未能解決的問題。 M.Minsky的說明是有代表性的：“在解釋非常復(fù)雜的問題時，我們將不得不同時使用幾種完全不同的表示。這是因為，每一種特別的表示均有其自身的優(yōu)點與缺陷。對涉及我們稱為常識的那些東西時，沒有一種表示可以說是足夠的?！钡?6頁，共89頁。表示觀 本體論表示觀總結(jié)采用集成的方法來克服理論不足所帶來的困難，不僅對“本體論”表示觀是必然的。而且對其它兩種表示觀也是必然的。 第27頁，共89頁。表示觀認識論表示觀本體論表示觀知識工程表示觀表示觀即對于“什么是表示”這一基本問題的不同理解和采用的方法論。第28頁，共89頁。表示觀認識論表示觀本體論表示觀知識工程表示觀表示觀即

12、對于“什么是表示”這一基本問題的不同理解和采用的方法論。第29頁，共89頁。表示觀 知識工程表示觀最常用的表示法都反映了知識工程表示觀。特點一般將表示理解為一類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（邏輯）及在其上的操作。 對知識的內(nèi)容更強調(diào)與領(lǐng)域相關(guān)的，哪些是適合于這個領(lǐng)域的，來自領(lǐng)域?qū)＜医?jīng)驗知識。強調(diào)工程實現(xiàn)性。第30頁，共89頁。表示觀 總結(jié)總結(jié)：無論持何種表示觀的AI研究者都認為，表示是刻畫智能行為的理論。表示無論采用什么樣的方式（包括數(shù)學(xué)的或程序的）所建立的表示方法和立足于什么樣的表示觀，均需要滿足與智能現(xiàn)象一致的條件。鑒于智能現(xiàn)象的復(fù)雜性，采用什么表示觀，應(yīng)當取決于所面臨的問題。籠統(tǒng)地強調(diào)好的是沒有什么意義的。

13、近幾年一些研究者主張各種表示觀應(yīng)該互相滲透。 第31頁，共89頁。第四章 知識表示方法概述表示觀表示方法第32頁，共89頁。第四章 知識表示方法概述表示觀表示方法第33頁，共89頁。表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟮谋硎痉椒ǖ?4頁，共89頁。表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟮谋硎痉椒ǖ?5頁，共89頁。表示方法 概述表示方法可以分成2類替代表示法局部表示類：最充分也是正統(tǒng)AI最經(jīng)常使用的分布表示法：對局部表示法在智能行為表述尚不夠充分而作

14、的補充。直接表示法：正在引起越來越多AI研究者的注意。（不可完全獨立：考慮到“任何表示方法必須被計算機所接受” 這個先決條件，直接表示需要借助局部或部分表示形式。 第36頁，共89頁。表示方法 概述表示方法直接表示局部表示分布表示陳述性表示過程性表示語義網(wǎng)絡(luò)表示產(chǎn)生式表示邏輯表示框架表示腳本表示替代表示第37頁，共89頁。表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟮谋硎痉椒ǖ?8頁，共89頁。表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟮谋硎痉椒ǖ?9頁，共89

15、頁。表示方法 直接表示1963年由Gelernter提出的。用于基于傳統(tǒng)歐氏幾何證明的幾何定理證明器。它的輸入是對前提和目標的陳述以及圖示（圖示是用一系列坐標來表示的）。在證明過程中，證明器把圖示作為啟發(fā)式信息，排除在圖示中不正確的子目標。從而大大地減少了搜索空間。 但.第40頁，共89頁。表示方法 直接表示1963年由Gelernter提出的。用于基于傳統(tǒng)歐氏幾何證明的幾何定理證明器。它的輸入是對前提和目標的陳述以及圖示（圖示是用一系列坐標來表示的）。在證明過程中，證明器把圖示作為啟發(fā)式信息，排除在圖示中不正確的子目標。從而大大地減少了搜索空間。 但.第41頁，共89頁。表示方法 直接表示但

16、，長期以來直接表示沒有得到長足發(fā)展。原因如下：計算機對直接表示的信息難以處理。直接表示難以表示定量信息（語言設(shè)計失敗）直接表示不能描述自然世界的全部信息 這兩年直接表示有所發(fā)展，因為，現(xiàn)在認識到，可以用其它媒體表示的方法去補充直接表示的不足。將被發(fā)展成多媒體。 引申的研究是臨場AI與臨境技術(shù)。近幾年AI對自主智能系統(tǒng)研究（完全機器做人不干預(yù)）的失望，導(dǎo)致對建立人機一體智能系統(tǒng)的嘗試。這樣系統(tǒng)所需環(huán)境的要求是直接表示興起的原因之一。第42頁，共89頁。表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟮谋硎痉椒ǖ?3頁，共89頁。表示方

17、法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟮谋硎痉椒ǖ?4頁，共89頁。表示方法 邏輯表示法一階謂詞邏輯是謂詞邏輯中最直觀的一種邏輯。它以謂詞形式來表示動作的主題、客體?？腕w可以多個。如：張三與李四打網(wǎng)球（Zhang and Li play tennis），可寫為：play (Zhang, Li, tennis)這里謂詞是play，動詞主體是Zhang和 Li，而客體是tennis。謂詞邏輯規(guī)范表達式：P ( x1, x2, x3, )， 這里P是謂詞, xi是主體與客體。第45頁，共89頁。表示方法 邏輯表示法謂詞比命題更加細致地

18、刻畫知識： 表達能力強如：北京是個城市， City(x)把城市這個概念分割出來。把“城市” 與“北京”兩個概念連接在一起，而且說明“北京”是“城市”的子概念。（有層） 謂詞可以代表變化的情況如：City(北京),真。 City(煤球)，假在不同的知識之間建立聯(lián)系.第46頁，共89頁。表示方法 邏輯表示法在不同的知識之間建立聯(lián)系如：Human(x) Lawed(x)， 人人都受法律管制，x是同一個人。Commit(x) Punished(x)， x不一定是人也可以是動物。而，Human(x) Lawed(x)commit(x) Punished(x)，意為如果由于某個x是人而受法律管制，則這個人

19、犯了罪就一定要受到懲罰。第47頁，共89頁。表示方法 邏輯表示法謂詞邏輯法是應(yīng)用最廣的方法之一，其原因是：謂詞邏輯與數(shù)據(jù)庫，特別是關(guān)系數(shù)據(jù)庫就有密切的關(guān)系。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，邏輯代數(shù)表達式是謂詞表達式之一。因此，如果采用謂詞邏輯作為系統(tǒng)的理論背景，則可將數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)擴展改造成知識庫。 一階謂詞邏輯具有完備的邏輯推理算法。如果對邏輯的某些外延擴展后，則可把大部分的知識表達成一階謂詞邏輯的形式。（知識易表達） .第48頁，共89頁。表示方法 邏輯表示法謂詞邏輯法是應(yīng)用最廣的方法之一，其原因是：.謂詞邏輯本身具有比較扎實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，知識的表達方式?jīng)Q定了系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)。因此，對知識表達方式的嚴密科學(xué)性要求

20、就比較容易得到滿足。這樣對形式理論的擴展導(dǎo)致了整個系統(tǒng)框架的發(fā)展。 邏輯推理是公理集合中演繹而得出結(jié)論的過程。由于邏輯及形式系統(tǒng)具有的重要性質(zhì)，可以保證知識庫中新舊知識在邏輯上的一致性（或通過相應(yīng)的一套處理過程檢驗）、和所演繹出來的結(jié)論的正確性。而其它的表示方法在這點上還不能與其相比。 第49頁，共89頁。表示方法 邏輯表示法 為此邏輯表示法在實際人工智能系統(tǒng)上得到應(yīng)用。例： p148存在問題：謂詞表示越細，推力越慢、效率越低，但表示清楚。實際中是要折衷的。第50頁，共89頁。表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟮谋硎痉?/p>

21、法第51頁，共89頁。表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟮谋硎痉椒ǖ?2頁，共89頁。表示方法產(chǎn)生式規(guī)則表示法美國數(shù)學(xué)家Post，1943年提出了一種計算形式體系里所使用的術(shù)語。主要是使用類似文法的規(guī)則，對符號串做替換運算。這就是最早的一個產(chǎn)生式系統(tǒng)。到了60年代，產(chǎn)生式系統(tǒng)成為認知心理學(xué)研究人類心理活動中信息加工過程的基礎(chǔ)，由此心理學(xué)家認為，人腦對知識的存儲就是產(chǎn)生式形式。因此，用它來建立人類認知模型。到目前為止，產(chǎn)生式系統(tǒng)已發(fā)展成為人工智能系統(tǒng)中最典型最普遍的一種結(jié)構(gòu)。產(chǎn)生式表示方法是專家系統(tǒng)的第一選擇的知識表達方

22、式。第53頁，共89頁。表示方法產(chǎn)生式規(guī)則表示法表示形式一般用三元組（對象，屬性，值）或 （關(guān)系，對象1，對象2）例：（Lee, Age, 35）, (Friend, Lee, Chang)第54頁，共89頁。表示方法產(chǎn)生式規(guī)則表示法產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本特征： 一組規(guī)則，即產(chǎn)生式本身。 每個規(guī)則分左邊右邊。 如：天上下雨 地上濕 中國的首都是北京一般左邊表示情況，即什么條件。發(fā)生時產(chǎn)生式被調(diào)用。通常用匹配方法和式情況。匹配成功時，執(zhí)行右邊規(guī)定的動作。第55頁，共89頁。表示方法產(chǎn)生式規(guī)則表示法產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本特征：數(shù)據(jù)庫存放的數(shù)據(jù)是構(gòu)成產(chǎn)生式的基本元素，又是產(chǎn)生式作用的對象。這里的數(shù)據(jù)是廣義的常量

23、、變量、多元組謂詞、表、圖像等。往往事實或斷言知識元 一個解釋程序從匹配成功的規(guī)則（可能不止一個）中選出一個加以執(zhí)行。 第56頁，共89頁。表示方法產(chǎn)生式規(guī)則表示法推理方法：正向、反向、雙向，與或樹。例：P154第57頁，共89頁。表示方法產(chǎn)生式規(guī)則表示法特點用產(chǎn)生式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)求解問題的過程和人類求解問題時的思維很相像。因而可以用它來模擬人類求解問題的思維過程?？梢园旬a(chǎn)生式系統(tǒng)作為人工智能系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)單元或基本模型看待。就好像是積木世界中的積木塊一樣。因而研究產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本問題就具有一般意義。表示的格式固定、形式單一、規(guī)則間相互獨立。所以建立容易；推理方式單純、知識庫與推理機分離，修改方便、

24、容易理解。 第58頁，共89頁。表示方法產(chǎn)生式規(guī)則表示法優(yōu)點模塊性。規(guī)則與規(guī)則之間相互獨立靈活性。知識庫易于增加、修改、刪除自然性。方便地表示專家的啟發(fā)性知識與經(jīng)驗透明性。易于保留動作所產(chǎn)生的變化、軌跡第59頁，共89頁。表示方法產(chǎn)生式規(guī)則表示法缺點：知識庫維護難。 效率低。為了模塊一致性 理解難。由于規(guī)則一致性彼此之間不能調(diào)用。應(yīng)用實例：用于化工工業(yè)測定分子結(jié)構(gòu)的DENDRAL用于診斷腦膜炎和血液病毒感染的MYCIN估計礦藏的PROSPECTOR第60頁，共89頁。表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟮谋硎痉椒ǖ?1頁

25、，共89頁。表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟮谋硎痉椒ǖ?2頁，共89頁。表示方法語義網(wǎng)絡(luò)表示法概述1968年Quillian的博士論文建議用一種語義網(wǎng)絡(luò)來描述人對事物的認知，實際上是對人腦功能的模擬。 邏輯和產(chǎn)生式表示方法常用于表示有關(guān)領(lǐng)域中各個不同狀態(tài)間的關(guān)系。然而用于表示一個事物同其各個部分間的分類知識就不方便了。 槽和填槽表示方法便于表示這種分類知識。這種表示方法包括語義網(wǎng)絡(luò)、框架、概念從屬和腳本。語義網(wǎng)絡(luò)方法的特點就在于提出了槽和填槽的結(jié)構(gòu)。 語義網(wǎng)絡(luò)同一階邏輯有相同的能力。多用于自然語言處理。 第63頁，

26、共89頁。表示方法語義網(wǎng)絡(luò)表示法表示形式每一個要表達的事實用一個“結(jié)點”表示，而事實之間的關(guān)系用“弧線”表示。即，有向圖表示的三元組，（結(jié)點1， 弧，結(jié)點2）連接而成。推理特點不十分明了，有繼承規(guī)則?？梢杂藐P(guān)系如：成員聯(lián)系、特征聯(lián)系、相互作用聯(lián)系、集合聯(lián)系、合成聯(lián)系、因果聯(lián)系、活動方式聯(lián)式、活動目標聯(lián)系、蘊含聯(lián)系等。還可以將語義網(wǎng)絡(luò)引入邏輯含義。表示，關(guān)系，是用歸結(jié)推理法。 第64頁，共89頁。表示方法語義網(wǎng)絡(luò)表示法結(jié)論語義網(wǎng)絡(luò)圖的好處是直觀、清晰缺點是表達范圍有限。如，一旦有十個結(jié)點，而且各結(jié)點之間又有聯(lián)系，則這個網(wǎng)絡(luò)就很難辨請了。 第65頁，共89頁。表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則

27、表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟮谋硎痉椒ǖ?6頁，共89頁。表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟮谋硎痉椒ǖ?7頁，共89頁。表示方法框架表示法概述1975年 Minsky在論文中提出了框架理論。他從心理學(xué)的證據(jù)出發(fā)，認為人的知識以框架結(jié)構(gòu)記存在人腦中。當人們面臨新的情況，或?qū)栴}的看法有重要變化時，總是從自己的記憶中找出一個合適的框架，然后根據(jù)細節(jié)加以修改補充，從而形成對新觀察到的事物的認識。人類對于一件事的了解，表現(xiàn)在對于這件實物的諸方面，即屬性的了解。掌握了事物的屬性，也就

28、有了關(guān)于事物的知識，知識表示是從屬性描述開始的。第68頁，共89頁。表示方法框架表示法定義框架是由若干個結(jié)點和關(guān)系（統(tǒng)稱為槽）構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。是語義網(wǎng)絡(luò)的一般化形式的一種結(jié)構(gòu)。同語義網(wǎng)絡(luò)沒有本質(zhì)的區(qū)別。如書上的所示如將語音網(wǎng)絡(luò)結(jié)點間弧上的標注也放到槽內(nèi)就成了框架表示形式。表示形式：由框架名、槽名、側(cè)面、值組成推理方法：沒有固定的推理機理。但和語義網(wǎng)絡(luò)一樣遵循匹配和繼承的原理。 第69頁，共89頁。表示方法框架表示法性質(zhì)對事物進行描述。而且對其中某些細節(jié)做進一步描述。則可將其擴充為另外一些框架。 如：汽車載貨或人可以通過它對一些從感官中沒有直接得到的信息進行預(yù)測，對于人來說這種功能是很強的。如：一想

29、到桌子就可以想到它腿的形狀與位置?？梢栽谒A(chǔ)上進行判斷推理?？赏ㄟ^它來認識某一類事物?？梢酝ㄟ^一系列實例來修正框架對某些事物的不完整描述。（填充空的框架，修改默認值）第70頁，共89頁。表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟮谋硎痉椒ǖ?1頁，共89頁。表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟮谋硎痉椒ǖ?2頁，共89頁。表示方法腳本表示法腳本方式是采用一個專用的框架，用來表示特定領(lǐng)域的知識。腳本通過一些元語作為槽名來表代要表示的對象的基本行為。有些象

30、電影劇本。第73頁，共89頁。表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟮谋硎痉椒ǖ?4頁，共89頁。表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟮谋硎痉椒ǖ?5頁，共89頁。表示方法過程表示法前面的幾種知識表示方法均是知識和事實的一種靜止的表示方法。我們稱這類知識表示方式為陳述式表達。它所強調(diào)的是事物所涉及的對象是什么，是對事物有關(guān)知識的靜態(tài)描述，是知識的一種顯式、說明性知識表達形式。 說明性表示知識給出事物本身的屬性及事物之間的相互關(guān)系。對問題的解答就隱含在

31、這些知識之中。而過程性知識則給出解決一個問題的具體過程。 第76頁，共89頁。表示方法過程表示法說明性知識和過程性知識相比：說明性知識比較簡要、清晰、可靠、便于修改。但往往效率低。 過程性知識比較直截了當，效率高。但由于詳細地給出了解決過程，使這種知識表示顯得復(fù)雜、不直觀、容易出錯、不便于修改。 實際上，說明性表示和過程性表示實際上沒有絕對的分界線。因此，任何說明性知識如果要被實際使用，必須有一個相應(yīng)的過程去解釋執(zhí)行它。對于一個以使用說明性表示為主的系統(tǒng)來說，這種過程往往是隱含在系統(tǒng)之中，而不是面向用戶。 第77頁，共89頁。表示方法過程表示法知識過程性的兩個含義：含義1：把解決一個問題的過程

32、描述出來?？梢苑Q它為解題知識的過程表示。 含義2：把客觀事物的發(fā)展過程用某種方式表示出來。 在某些情況下，這兩種含義是很難決然分開的。如，任何一個解題系統(tǒng)的基本構(gòu)成都是一個數(shù)據(jù)集，一組運算符和一個解釋程序。過程性知識使用狀態(tài)來表示，在狀態(tài)空間運作。第78頁，共89頁。表示方法過程表示法過程式表示定義：過程式表示就是將有關(guān)某一問題領(lǐng)域的知識連同如何使用這些知識的方法均隱式地表達為一個求解過程。 它所給出的是事物的一些客觀規(guī)律，表達的是如何求解問題，知識的描述形式就是程序。所有信息均隱含在程序中效率高、沒有固定形式。 如何描述知識完全取決定于具體的問題。 實際上的系統(tǒng)都是陳述與過程觀點的結(jié)合。陳述

33、之中多少包含了過程方法。第79頁，共89頁。表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟮谋硎痉椒ǖ?0頁，共89頁。表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟮谋硎痉椒ǖ?1頁，共89頁。表示方法混合型知識表示法上述的知識表示雖各有特點，而且適用的領(lǐng)域也不同。如：謂詞邏輯方法只適用于確定性、陳述性、靜態(tài)性知識，而對動態(tài)的、變化性、模糊性知識則很難表示。 產(chǎn)生式規(guī)則方法推理方法太單一，如果前提條件太多，或規(guī)則條數(shù)太多，則推理的速度將慢得驚人。 語義網(wǎng)絡(luò)方法表達的

34、知識面比較窄。 框架方法表示的知識橫向關(guān)系不太明確。（縱向從屬繼承關(guān)系很明確） 對于復(fù)雜的、深層次的知識，就很難用一種知識表示來解決問題。第82頁，共89頁。表示方法混合型知識表示法根據(jù)需要表示的知識的特征來決定用二、三種方式聯(lián)合表示。邏輯與框架：框架里的槽值可以對應(yīng)與謂詞項。 語義網(wǎng)絡(luò)與框架：結(jié)點對應(yīng)與框架，結(jié)點的參數(shù)就是框架的槽值。 產(chǎn)生式與框架：框架的槽值對應(yīng)于一條產(chǎn)生式規(guī)則。 邏輯、產(chǎn)生式和過程式：產(chǎn)生式兩端以謂詞形式出現(xiàn)“活動”是個過程。 與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合 第83頁，共89頁。表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟮谋硎痉椒ǖ?4頁，共89頁。表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟮谋硎痉椒ǖ?5頁，共89頁。表示方法面向?qū)ο蟮闹R表示法面向?qū)ο蟊硎痉ㄖ械膶ο笾肝矬w，消息指物體間的聯(lián)系，通過發(fā)送消息使對象間相互作用來求得所需的結(jié)果。任何事物都是對象，對象按照“類”、“子類“進行分類。特點： 有屬性繼承、特征描