人工智能及應(yīng)用

1、人工智能及應(yīng)用第1頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日語義網(wǎng)絡(luò)表示法語義網(wǎng)絡(luò)知識表示的基本方法語義網(wǎng)絡(luò)的推理過程語義網(wǎng)絡(luò)表示法的特征第2頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日語義網(wǎng)絡(luò)1968年奎廉(J.R.Quillian)在研究人類聯(lián)想記憶時提出的一種心理學(xué)模型，基點是記憶由概念間的聯(lián)系實現(xiàn)的。1972年西蒙(H.A.Simon)將其用于自然語言理解系統(tǒng)。第3頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日語義網(wǎng)絡(luò)語義網(wǎng)絡(luò)把知識表示為一種圖，結(jié)點表示事實或概念，弧對應(yīng)于概念間的關(guān)系和關(guān)聯(lián)。語義網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點和弧必須帶有標識，用來說明它所代表的實

2、體或語義。最基本的語義單元稱為語義單元為語義基元。語義基元一般用三元組（結(jié)點1，弧，結(jié)點2）表示。例如：鴕鳥是一種鳥 鴕鳥鳥是一種第4頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日語義網(wǎng)絡(luò)把多個語義基元用相應(yīng)的語義關(guān)聯(lián)在一起時，就形成了一個語義網(wǎng)絡(luò)。第5頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日基本語義關(guān)系類屬關(guān)系：指具有共同屬性的不同事物間的分類關(guān)系、成員關(guān)系或?qū)嵗P(guān)系。其體現(xiàn)了具體與抽象、個體與集體的概念。常用的類屬關(guān)系有：A Kind of:”是一種”，如“石頭是一種物質(zhì)”。A menber of:”是一員”，如“張強是協(xié)會成員”。Is a:”是一個”，如“劉

3、翔是一個運動員”。第6頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日基本語義關(guān)系包含關(guān)系：指具有組織或結(jié)構(gòu)特征的部分與整體之間的關(guān)系。常用的包含關(guān)系如下： Part of:”是一部分”，如”輪胎是車的一部分。輪胎汽車Part of第7頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日基本語義關(guān)系屬性關(guān)系：指事物和其屬性間的關(guān)系。常用的屬性關(guān)系有：Have:”有”，如“鳥有翅膀”。Can:”會”、”能”，如“鳥會飛”鳥翅膀飛HaveCan第8頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日基本語義關(guān)系時間關(guān)系：指不同事件在其發(fā)生時間方面的先后次序關(guān)系。常用的時間關(guān)系

4、有：Before:”在前”。After:”在后”，如“澳門回歸在香港回歸之后”。澳門回歸香港回歸After第9頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日基本語義關(guān)系位置關(guān)系：指不同事物在位置方面的關(guān)系。常用的位置關(guān)系有：Locate on:“在上面”Locate at:“在”Locate under:“在下面”Locate inside: “在內(nèi)”Locate outside:“在外”第10頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日基本語義關(guān)系相近關(guān)系：指不同事物在形狀、內(nèi)容等方面相似或接近。常用的相近關(guān)系有：Similar to:“相似”Near to:“接近

5、”貓虎Similar to第11頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日基本語義關(guān)系推論關(guān)系：指從一個概念推出另一個概念的語義關(guān)系。類似產(chǎn)生式。努力學(xué)習(xí)取得好成績推出第12頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日用語義網(wǎng)絡(luò)表示知識表示一元關(guān)系：一元關(guān)系通?？梢杂靡辉^詞P(x)表示，通常描述事物或概念的性質(zhì)或?qū)傩?。結(jié)點1-表示實體，結(jié)點2-表示屬性，弧表示語義關(guān)系。如“魚會游泳”表示為下圖。魚游泳會第13頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日用語義網(wǎng)絡(luò)表示知識表示二元關(guān)系：二元關(guān)系通?？梢杂枚^詞P(x,y)表示，其中x,y為實體，P為

6、語義關(guān)系，即x,y為語義基元的兩個結(jié)點，P為弧。例：用語義網(wǎng)絡(luò)表示： 動物能運動，會吃。 鳥是一種動物，有翅膀會飛。 魚是一種動物，生活在水中，會游泳。第14頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日用語義網(wǎng)絡(luò)表示知識動物魚鳥A kind ofA kind of運動吃翅膀飛水中游泳CanHaveCanCanCanLive in第15頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日用語義網(wǎng)絡(luò)表示知識表示多元關(guān)系：可用多元謂詞P(x1,x2,xn)表示，一般增加關(guān)系結(jié)點。例：用語義網(wǎng)絡(luò)表示“北京位于沈陽與鄭州之間”。位置關(guān)系沈陽北京鄭州邊界1邊界2居中第16頁，共45頁，

7、2022年，5月20日，10點55分，星期日用語義網(wǎng)絡(luò)表示知識用語義網(wǎng)絡(luò)表示情況、事件和動作時，可以通過增加情況、事件和動作結(jié)點來實現(xiàn)。例：用語義網(wǎng)絡(luò)表示，小燕子這只燕子從春天到秋天占有一個巢。小燕子燕子鳥巢鳥窩是一只是一種是一種占有第17頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日用語義網(wǎng)絡(luò)表示知識小燕子燕子鳥巢鳥窩是一只是一種是一種占有物占有占有者情況是一種春天秋天時間是一種是一種開始于結(jié)束于第18頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日用語義網(wǎng)絡(luò)表示知識表示事件和動作示例：常河給姜濤一張磁盤。增加事件結(jié)點。給予事件一張磁盤姜濤給常河主體客體2客體1動作第1

8、9頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日用語義網(wǎng)絡(luò)表示知識表示邏輯關(guān)系：通過增加合取和析取結(jié)點表示合取和析取的邏輯關(guān)系。例如用語義網(wǎng)絡(luò)表示“參賽者有教師、有學(xué)生、有高、有低”。 參賽者可分為四部分： A：教師、高 B：教師、低 C：學(xué)生、高 D：學(xué)生、低 第20頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日用語義網(wǎng)絡(luò)表示知識與ABCD或或參賽者人教師學(xué)生高低狀態(tài)狀態(tài)狀態(tài)狀態(tài)部分部分部分是部分第21頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日用語義網(wǎng)絡(luò)表示知識全稱量詞表示：把一個復(fù)雜的知識命題劃分為若干個子命題，每一個子命題用較簡單的語義網(wǎng)絡(luò)表示，稱

9、為一個子空間，多個子空間構(gòu)成一個大空間。每個子空間看作大空間的一個結(jié)點稱為超結(jié)點。例如用語義網(wǎng)絡(luò)表示“每個學(xué)生都背誦了一首唐詩”。第22頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日用語義網(wǎng)絡(luò)表示知識GSg學(xué)生背誦唐詩srp主體客體是是是F第23頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日語義網(wǎng)絡(luò)的推理用語義網(wǎng)絡(luò)表示知識的問題求解系統(tǒng)稱為語義網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其一般由兩部分組成：由語義網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的知識庫用于求解問題的控制程序或推理機第24頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日語義網(wǎng)絡(luò)的推理其推理是通過匹配實現(xiàn)的，主要過程為：根據(jù)待求解問題的要求構(gòu)造一個網(wǎng)絡(luò)片

10、段，其中有些結(jié)點或弧的標識是空的，反映待求解問題。用此網(wǎng)絡(luò)片段到知識庫中尋找可匹配的網(wǎng)絡(luò)，以找到所需信息。當(dāng)問題的語義網(wǎng)絡(luò)片段與知識庫中的某個語義網(wǎng)絡(luò)片段匹配時，則與詢問處匹配的事實就是問題的解。第25頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日語義網(wǎng)絡(luò)的推理例：設(shè)有如下事實，趙云是一個學(xué)生。他在東方大學(xué)主修計算機課程。他入學(xué)時間是2000年。用語義網(wǎng)絡(luò)表示以上事實。學(xué)生趙云教育教育1計算機科學(xué)大學(xué)東方大學(xué)2000時間是是是是是接受實施開始于主修第26頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日語義網(wǎng)絡(luò)的推理現(xiàn)在希望知道趙云的主修課程？構(gòu)造語義網(wǎng)絡(luò)片段。與知識庫匹配

11、。尋找答案。學(xué)生趙云教育教育？是接受主修第27頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日語義網(wǎng)絡(luò)表示法的特征優(yōu)點結(jié)構(gòu)性：把事物的屬性及其之間的各種語義聯(lián)系顯式表達出來。聯(lián)想性：根據(jù)人類記憶的心理模型提出的。自然性：自然語言與語義網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換易實現(xiàn)。缺點非嚴格性：沒有公認的形式表示體系。復(fù)雜性：手段多、表示靈活，但由于形式的不一致增加了處理問題的復(fù)雜度。第28頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日其它表示方法腳本表示法過程表示法面向?qū)ο蟊硎痉ǜ拍顖D表示第29頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日腳本表示方法1975年夏克(R.C.Schank

12、)根據(jù)他的概念依賴理論提出的一種知識表示方法。其基本思想是把人類生活中各類故事情節(jié)的基本概念抽取出來，構(gòu)成一組原子概念，確定這些原子概念間的依賴關(guān)系，然后把所有故事情節(jié)都用這組原子概念及其依賴關(guān)系表示出來。第30頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日腳本的結(jié)構(gòu)進入條件：指出事件發(fā)生的前提條件。角色：描述事件中可能出現(xiàn)的人物。道具：描述事件可能出現(xiàn)的有關(guān)物體。場景：描述事件發(fā)生的順序。一個事件可由多個場景組成，每個場景可以是其他腳本。結(jié)果：給出腳本描述事件發(fā)生后產(chǎn)生的結(jié)果。第31頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日夏克的餐廳腳本腳本：餐廳進入條件：顧客餓

13、了、需要進餐、顧客有錢。角色：顧客、服務(wù)員、廚師、老板。道具：食品、桌子、菜單、錢。場景：第一場：進入餐廳顧客進入餐廳；尋找桌子；在桌子旁坐下。第32頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日夏克的餐廳腳本第二場：點菜服務(wù)員給顧客菜單；顧客點菜；顧客把菜單還給服務(wù)員；顧客等待服務(wù)員送菜。第三場：等待服務(wù)員告訴廚師顧客點的菜；廚師做菜，顧客等待。第33頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日夏克的餐廳腳本第四場：吃廚師把做好的菜給服務(wù)員；服務(wù)員把菜送給顧客；顧客吃菜。第五場：離開服務(wù)員拿來帳單；顧客付錢給服務(wù)員；顧客離開餐廳。第34頁，共45頁，2022年，5月

14、20日，10點55分，星期日夏克的餐廳腳本結(jié)果：顧客吃飯了，不餓了；顧客花錢了；老板賺錢了；餐廳的食品少了。第35頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日利用腳本推理一個腳本是一個因果鏈，鏈頭是一組開場條件鏈尾是一組結(jié)果，中間是一串相互聯(lián)系的事件。推理：一旦開場條件得到滿足，后續(xù)事件逐一進行，直到結(jié)果。例如，張三來到肯德雞餐廳，要了一份家鄉(xiāng)雞，然后回家。利用餐廳腳本可以回答：張三吃飯了嗎？張三付飯錢了嗎？等問題。第36頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日腳本表示法的特點腳本是框架的一種特例。利于表達預(yù)先構(gòu)思好的特定知識，如理解故事情節(jié)等非常有效。比較呆板

15、，能力有限，表現(xiàn)力不強。第37頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日過程表示法前面介紹的知識表示方法均為陳述性表示，其強調(diào)的知識的靜態(tài)，利用知識則需要控制策略來實現(xiàn)。過程知識表示與之不同的是，將知識和如何使用知識的方法隱式的表示為一個求解問題的過程。過程表示依賴具體問題，所以沒有固定的表示形式。第38頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日面向?qū)ο蟊硎痉▽ο箢愄匦裕悍庋b性繼承性多態(tài)性SMALLTALK（Xerox公司）第39頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日概念圖概念圖是一種有限、連接、二部圖。其結(jié)點要么是概念；要么是概念關(guān)系。為了

16、區(qū)別概念和概念關(guān)系，概念使用矩形，概念關(guān)系表示為橢圓。狗黑色顏色第40頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日本章小結(jié)-知識主題-知識的表示知識：知識是經(jīng)過裁減、塑造、解釋、選擇和轉(zhuǎn)換了的信息。是人類在改造客觀世界的實踐中積累起來的認識和經(jīng)驗。什么是知識？知識的屬性：真假性和相對性，確定性和不確定性，矛盾性和相容性，可表示性和可利用性。知識的分類：確定性知識，不確定性知識；事實性知識，過程性知識，控制性知識第41頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日本章小結(jié)-知識表示知識表示：對知識的一種描述，即用一些約定的符號，把知識編成一組計算機可以接受的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。知識表示的要求：表示能力、可利用性、可維護性、可實現(xiàn)性和自然性。知識表示觀點：過程性觀點，描述性觀點。第42頁，共45頁，2022年，5月20日，10點55分，星期日本章小結(jié)-知識表示方法謂詞邏輯表示法產(chǎn)生式表示法框架表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法腳本表示