【正文】 Logical Foundations of Artificial Intelligence Chapter 2: 1 169。 School of CIT, Beijing JiaoTong University Chapter 2. Declarative Knowledge ? Knowledge and Knowledge Representation ? 167。 Conceptualization ? 167。 Predicate Calculus ? 167。 Semantics ? 167。 ~ Examples ? 167。 Specialized Languages Logical Foundations of Artificial Intelligence Chapter 2: 2 169。 School of CIT, Beijing JiaoTong University Knowledge ?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 ? Feigenbaum認為知識是經(jīng)過削減、塑造、解釋和轉(zhuǎn)換的信息。簡單地說，知識是經(jīng)過加工的信息。 ? Bernstein說知識是由特定領(lǐng)域的描述、關(guān)系和過程組成的。 ? HayesRoth認為知識是事實、信念和啟發(fā)式規(guī)則。 ?從知識庫觀點看，知識是某論域中所涉及的各有關(guān)方面、狀態(tài)的一種符號表示。 Logical Foundations of Artificial Intelligence Chapter 2: 3 169。 School of CIT, Beijing JiaoTong University 知識的特性 ? 知識的特征 ?相對正確性：知識在一定的條件下是正確的，但在另外一種情況下可能是不正確的。 ?不確定性：事物之間的關(guān)系有時難以用真假狀態(tài)來描述，不確定性就是指這種介于真假之間的中間狀態(tài)。 ?可表示性：知識通常通過一定的方法進行表示，如：語言、文字、圖畫、姿勢、聲音等。 ?可利用性：人們常用知識來認識和改造世界 Logical Foundations of Artificial Intelligence Chapter 2: 4 169。 School of CIT, Beijing JiaoTong University Classification of Knowledge ? 描述性知識（事實）：是有關(guān)問題環(huán)境的一些事物的知識， 常以 “ … 是 … ” 的形式出現(xiàn)。 ? 判斷性知識（規(guī)則）：是有關(guān)問題中與事物的行動、動作相聯(lián)系的因果關(guān)系知識，是動態(tài)的，常以 “ 如果… 那么 … ” 形式出現(xiàn)。 ? 過程性知識（控制）：是有關(guān)問題的求解步驟、技巧性知識，告訴怎么做一件事。也包括當有多個動作同時被激活時應(yīng)選哪一個動作來執(zhí)行的知識。 Logical Foundations of Artificial Intelligence Chapter 2: 5 169。 School of CIT, Beijing JiaoTong University Knowledge Representation ? 是研究用機器表示知識的可行性、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，既考慮知識的存儲又考慮知識的使用。 ? 可看成是一組描述事物的約定， 以把人類知識表示成機器能處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 ? 主要方法： 謂詞邏輯表示法 、產(chǎn)生式規(guī)則表示法、語義網(wǎng)絡(luò)表示法、框架表示法、面向?qū)ο蟊硎痉?、腳本表示法、過程表示法。 Logical Foundations of Artificial Intelligence Chapter 2: 6 169。 School of CIT, Beijing JiaoTong University 狀態(tài)空間法 ? 在分析了人工智能研究中運用的問題求解方法之后，就會發(fā)現(xiàn)許多問題求解方法是采用試探搜索方法的。也就是說，這些方法是通過在某個可能的解空間內(nèi)尋找一個解來求解問題的。這種基于解答空間的問題表示和求解方法就是狀態(tài)空間法，它是以狀態(tài)和算符 (operator)為基礎(chǔ)來表示和求解問題的。 ? 狀態(tài)空間法的三要點 ? 狀態(tài)（ state）：表示問題解法中每一步問題狀況的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； ? 算符（ operator）：把問題從一種狀態(tài)變換為另一種狀態(tài)的手段； ? 狀態(tài)空間方法：基于解答空間的問題表示和求解方法，它是以狀態(tài)和算符為基礎(chǔ)來表示和求解問題的。 Logical Foundations of Artificial Intelligence Chapter 2: 7 169。 School of CIT, Beijing JiaoTong University 問題狀態(tài)描述 ? 定義 ? 狀態(tài) (state)：為描述某類不同事物間的差別而引入的一組最少變量 q0，q1， … ， qn的有序集合，其矢量形式如下： Q=[q0 ， q1 ， ... ， qn]T 式中每個元素 qi(i=0,1， … ， n)為集合的分量，稱為狀態(tài)變量。 ? 算符：使問題從一種狀態(tài)變化為另一種狀態(tài)的手段稱為操作符或算符。操作符可為走步、過程、規(guī)則、數(shù)學(xué)算子、運算符號或邏輯符號等。操作的條件 (對狀態(tài)的要求 )和對狀態(tài)的改變。 ? 問題的狀態(tài)空間 (state space)：是一個表示該問題全部可能狀態(tài)及其關(guān)系的圖，它包含三種說明的集合，即所有可能的問題初始狀態(tài)集合 S、操作符集合 F以及目標狀態(tài)集合 G。可把狀態(tài)空間記為三元狀態(tài) (S， F，G)。 Logical Foundations of Artificial Intelligence Chapter 2: 8 169。 School of CIT, Beijing JiaoTong University 問題狀態(tài)描述 ? 例 修道士和野人問題： 設(shè)在河的左岸有三個野人 ,三個修道士和一條船 ,修道士想用這條船把所有的人運到河對岸 ,但受以下條件的約束 : 1. 修道士和野人都會劃船 。 2. 船每次至多可載兩個人 。 3. 在河的任一岸 ,如果野人數(shù)目超過修道士數(shù) ,修道士就會被野人吃掉。 假設(shè)野人會服從任何一次過河安排 ,請規(guī)劃一個確保修道士和野人都能過河 ,且沒有修道士被野人吃掉的安全過河計劃。 Logical Foundations of Artificial Intelligence Chapter 2: 9 169。 School of CIT, Beijing JiaoTong University 問題狀態(tài)描述 ? 狀態(tài) 需要表示出在某岸上的修道士人數(shù)和野人數(shù)及船在哪岸上。 Sk=(m, c, b) 其中 , m 表示左岸的修道士人數(shù) , c表示左岸的野人數(shù) , b表示左岸的船數(shù)。 初始狀態(tài) : S0=(3, 3, 1) 中間狀態(tài) : S4=(1, 1, 1) 目標狀態(tài) : S15=(0, 0, 0) Logical Foundations of Artificial Intelligence Chapter 2: 10 169。 School of CIT, Beijing JiaoTong University 問題狀態(tài)描述 ? 算符 算符 定義： 用符號 Pij表示從左岸到右岸運 i個修道士 ,j個野人；用符號 Qij表示從右岸到左岸運 i個修道士 , j個野人?？紤]到船每次最多只能載兩人 ,則所有操作集合 : F={ P01 ,P10 ,P11 ,P02 ,P20 ,Q01 ,Q10 ,Q11 ,Q02 ,Q20 } 操作的條件 : ? 當前狀態(tài)滿足可執(zhí)行條件 ? 操作不能產(chǎn)生非法狀態(tài) 例 : P01的操作條件 : b=1, m=0或 m=3, c≥1 當前狀態(tài) : S4=(1, 1, 1) 可執(zhí)行的操作 : P01, P11 Logical Foundations of Artificial Intelligence Chapter 2: 11 169。 School of CIT, Beijing JiaoTong University 問題狀態(tài)描述 操作的結(jié)果 : ? 操作執(zhí)行后對狀態(tài)的改變 例 : P01的結(jié)果 : b=0, c=c1 P10的結(jié)果 : b=0, m=m1 P11的結(jié)果 : b=0, c=c1, m=m1 P02的結(jié)果 : b=0, c=c2, P20的結(jié)果 : b=0, m=m2 Q01的結(jié)果 : b=1, c=c+1 Q10的結(jié)果 : b=1, m=m+1 …… Logical Foundations of Artificial Intelligence Chapter 2: 12 169。 School of CIT, Beijing JiaoTong University 問題狀態(tài)描述 要完成某個問題的狀態(tài)描述必須確定三件事情： 該狀態(tài)描述方式，特別是初始狀態(tài)的描述方式 操作符（算符）集合及其對狀態(tài)描述的作用 目標狀態(tài)描述的特征 Logical Foundations of Artificial Intelligence Chapter 2: 13 169。 School of CIT, Beijing JiaoTong University 167。 Conceptualization ? The formalization of knowledge in declarative for begins with a Conceptualization. – Objects（對象） – Function（函數(shù)） – Relation（關(guān)系） – Conceptualization （概念化） Logical Foundations of Artificial Intellige