【正文】 則匹配的次序、匹配沖突的解決等解釋系統(tǒng)中所包含的功能。 第二章 知識與知識表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 二、基本特征 產(chǎn)生式系統(tǒng)特點(diǎn) b)知識的模塊化 在每個(gè)具體的產(chǎn)生式系統(tǒng)所適用的專門領(lǐng)域知識被分成許多知識元，存于數(shù)據(jù)基中。 匹配過程中不允許產(chǎn)生副作用。 第二章 知識與知識表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 二、基本特征 產(chǎn)生式系統(tǒng)構(gòu)成 c)一個(gè)解釋程序 負(fù)責(zé)整個(gè)產(chǎn)生式系統(tǒng)的運(yùn)行，包括規(guī)則左部和數(shù)據(jù)基的匹配、從匹配成功的規(guī)則（可能不止一個(gè)）中選出一個(gè)加以執(zhí)行、解釋執(zhí)行規(guī)則右部的動(dòng)作，并掌握時(shí)機(jī)結(jié)束產(chǎn)生式系統(tǒng)的運(yùn)行等等。 第二章 知識與知識表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 二、基本特征 產(chǎn)生式系統(tǒng)構(gòu)成 b)數(shù)據(jù)基 每個(gè)產(chǎn)生式系統(tǒng)均有一個(gè)數(shù)據(jù)基，其中存放的數(shù)據(jù)既是構(gòu)成產(chǎn)生式的基本元素，又是產(chǎn)生式作用的對象。 在核實(shí)左部情形時(shí)，通常采用匹配的方法，即查看當(dāng)前數(shù)據(jù)基中是否存在規(guī)則左部所指示的情形。以這種方式求得問題的解決的系統(tǒng)，稱為產(chǎn)生式系統(tǒng)。這是前提和結(jié)論之間的關(guān)系，可用產(chǎn)生式（或稱規(guī)則）來表示。當(dāng)用作反向推理時(shí)，比較實(shí)用。 與或句的生成步驟 1）化成前束范式，使所有量詞均在合式公式的最前面，且每個(gè)量詞的轄域均是整個(gè)公式。 2）（ Godel）對于一階謂詞演算，存在著完備的演繹系統(tǒng)，對于二階謂詞演算，不存在著完備的演繹系統(tǒng)。 第二章 知識與知識表示 第二節(jié) 演繹系統(tǒng) 一、謂詞演算 謂詞演算 謂詞及謂詞之間關(guān)系的研究 2） 項(xiàng) A）常量和變量是項(xiàng) B）若 t1,t2,..,tn是項(xiàng)，則 fn(t1,t2,…,tn) 和Fn(t1,t2,…,tn) 也是項(xiàng) (fn 為 n目函數(shù)常量， Fn 為 n目函數(shù)變量 )。 第二章 知識與知識表示 第二節(jié) 演繹系統(tǒng) 一、謂詞演算 謂詞解釋 人為地指派給謂詞的含義 注： 4）每種解釋由下列基本部分組成： A）一組基本域 Di,i=1…n B）每個(gè)常量均是某個(gè) Di中的一個(gè)元素 C）每個(gè)變量均在某個(gè) Di中取值 D） 每個(gè) m目函數(shù)均是一個(gè)映射 Di1?Di2 ?... ?Dim?Dim+1 （對于 j?k,可以有 Dij=Dik) 第二章 知識與知識表示 第二節(jié) 演繹系統(tǒng) 一、謂詞演算 謂詞解釋 人為地指派給謂詞的含義 注： 4）每種解釋由下列基本部分組成： E） 每個(gè) m目謂詞均是一個(gè)映射 Di1?Di2 ?... ?Dim?（ T， F） （ T代表真， F代表假 ) 5） 若一個(gè)謂詞公式在所有解釋下均為真，則稱此公式為永真公式。 第二章 知識與知識表示 第一節(jié) 引言 三、知識表示原則 過程性表示還是說明性表示？ 過程性表示：給出解決一個(gè)問題的具體過程。 第二章 知識與知識表示 第一節(jié) 引言 三、知識表示原則 表示知識的范圍是否廣泛？ 注：邏輯是一種廣譜的知識表示工具。 類比性知識 既不給出外延，也不給出內(nèi)涵，只給出它與其它事物的某些相似之處。 行為性知識 不直接給出事實(shí)本身，只給出它在某方面的行為。第二章 知識與知識表示 第一節(jié) 引言 一、知識 知識是信息經(jīng)過加工整理、解釋、挑選和改造而成的。 注：從某種意義上說，行為性知識是描述事物的內(nèi)涵，而非外延。 第二章 知識與知識表示 第一節(jié) 引言 二、知識類型 類比性知識 注：類比性知識一般不能完整地刻劃事物，有時(shí)會以偏概全，但它可以啟發(fā)人們在不同領(lǐng)域的知識間架起橋梁，利用一個(gè)領(lǐng)域的知識去解決另一個(gè)領(lǐng)域的問題。 是否適合于推理？ 注：人工智能主要對適合推理的知識表示感興趣。 注：說明性表示涉及細(xì)節(jié)少，抽象程度高，可靠性較好，修改方便，但執(zhí)行效率較低。 第二章 知識與知識表示 第二節(jié) 演繹系統(tǒng) 一、謂詞演算 謂詞解釋 人為地指派給謂詞的含義 注： 5） 利用謂詞演算進(jìn)行邏輯推理的核心任務(wù)就是判斷一個(gè)謂詞公式是否永真。 3）原子公式和合式公式 (wff) 第二章 知識與知識表示 第二節(jié) 演繹系統(tǒng) 一、謂詞演算 主要的謂詞演算 命題演算 ?一階謂詞演算 ?二階謂詞演算 其中，最重要的是一階謂詞演算。 第二章 知識與知識表示 第二節(jié) 演繹系統(tǒng) 二、自然演繹系統(tǒng) 注： 3）在實(shí)際應(yīng)用中，僅推演永真式是不夠的，任何有意義的知識推理系統(tǒng)均需處理非永真公式，它的謂詞被指派以某種解釋，即語義。 2）消去存在量詞，只剩下全稱量詞。 第二章 知識與知識表示 第二節(jié) 演繹系統(tǒng) 四、子句演繹系統(tǒng) 子句 只有或符號和非符號的合式謂詞公式稱為子句，用或符號連接多個(gè)句節(jié)而成。 產(chǎn)生式（規(guī)則）：前提和結(jié)論之間的關(guān)系式。 第二章 知識與知識表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 二、基本特征 產(chǎn)生式系統(tǒng)構(gòu)成 a)一組規(guī)則 (即產(chǎn)生式本身 ) 每個(gè)規(guī)則分為左部 (LHS)和右部 (RHS)。若存在，則認(rèn)為匹配成功，否則認(rèn)為匹配不成功。 注：數(shù)據(jù)基不同于數(shù)據(jù)庫。 注：其中每一步均可有不同的含義。規(guī)則匹配失敗時(shí)，對數(shù)據(jù)基無影響。而每個(gè)規(guī)則指明了有關(guān)知識元之間的關(guān)系及其使用方法。這種有關(guān)元知識的知識稱為高階元知識。 第二章 知識與知識表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 二、基本特征 產(chǎn)生式系統(tǒng)特點(diǎn) b)知識的模塊化 注：知識的模塊化使得知識基（包括數(shù)據(jù)基和規(guī)則基）的補(bǔ)充和修改變得非常容易。 第二章 知識與知識表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 二、基本特征 產(chǎn)生式系統(tǒng)特點(diǎn) c)相互影響的間接性 產(chǎn)生式系統(tǒng)一般是“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”，看不見控制流。 語法檢查包括無矛盾性檢驗(yàn)和冗余檢查。其關(guān)鍵在于知識能否模塊化。 注：這種產(chǎn)生式系統(tǒng)稱為置換系統(tǒng)。 樹和圖 第二章 知識與知識表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 三、產(chǎn)生式的知識元形式 注： 1)知識元可涉及復(fù)雜的計(jì)算，如 exist(x,D) 2)一般地，變量的作用域僅限于它所在的產(chǎn)生式。另一例外是作用域的放大。每當(dāng)數(shù)據(jù)基的當(dāng)前狀態(tài)符合某一產(chǎn)生式左部的所有條件時(shí)，相應(yīng)產(chǎn)生式被激發(fā)，并執(zhí)行其右部的動(dòng)作。產(chǎn)生式的左部與當(dāng)前數(shù)據(jù)基匹配成功的含義是：對產(chǎn)生式左部所有謂詞中出現(xiàn)的變量可以實(shí)行一種統(tǒng)一的置換，使得置換后的謂詞均是當(dāng)前數(shù)據(jù)基中某個(gè)謂詞的樣品。即，當(dāng)產(chǎn)生式的右部不能為數(shù)據(jù)基增添新的謂詞時(shí)，就不應(yīng)激發(fā)此產(chǎn)生式，否則會產(chǎn)生許多無用的空轉(zhuǎn)，可能使產(chǎn)生式系統(tǒng)的運(yùn)行不能停止。這往往是為了推出所需要的全部結(jié)果。若當(dāng)前數(shù)據(jù)基的狀態(tài)不是 S2，則進(jìn)一步查看有無這樣的規(guī)則 R2，可把狀態(tài) S3轉(zhuǎn)換為 S2，若有，則查看當(dāng)前數(shù)據(jù)基的狀態(tài)是否是S3,… ，如此反復(fù)，得到一條向后推理鏈。若和某個(gè)右部謂詞相對應(yīng)的左部有 k個(gè)謂詞，則從相應(yīng)或叉的終點(diǎn)又生出 k枝“與叉”，每枝與叉的終點(diǎn)對應(yīng)于一個(gè)左部謂詞，其中的所有變元均已按照右部謂詞所作的最廣通代作了相應(yīng)的置換。它可以是有窮的，也可是無窮的。若一個(gè)與結(jié)點(diǎn)成功，則它的父或結(jié)點(diǎn)也成功。 第二章 知識與知識表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 四、推理方向 向后推理 c)最廣通代定義 定義 1[通代 ] 若有一組謂詞 W={?1,?2,…, ?n}，又有一個(gè)代換 ?，使 ?1?=?2?=…= ?n?，則稱 ?為謂詞組 W的通代。 第二章 知識與知識表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 五、框架問題 框架問題 一般，每個(gè)謂詞只有已知其真假和還未知道其真假的區(qū)別，不會原先是真的，后來變假了，或反過來，原先是假的，后來變真了。這就是框架問題。 注：具有不同狀態(tài)參數(shù)的同一謂詞是不同的謂詞樣品，從而完全可有不同的值。 在向后推理時(shí)，有 n個(gè)產(chǎn)生式 (n1)的右部均能和同一子目標(biāo)匹配成功，或 有 m組不同數(shù)據(jù) (m1)均能和同一子目標(biāo)匹配成功，或有 l個(gè)子目標(biāo) (l1)均能找到相應(yīng)的數(shù)據(jù)或產(chǎn)生式右部并匹配成功，或三種情況的復(fù)合。 解決沖突的策略 a)按事先排好的固定順序 b)按通用性和針對性排序 c)按數(shù)據(jù)的新鮮性排序 d)按子目標(biāo)的新鮮性排序 e)按使用產(chǎn)生式和數(shù)據(jù)的公平性排序 f)按匹配程度排序 第二章 知識與知識表示 第四節(jié) 框架結(jié)構(gòu) 一、事物的屬性 屬性 用于描述事物特性的項(xiàng) 注： 1)掌握了事物的屬性，就有關(guān)于事物的知識 2)屬性一般具有屬性名和相應(yīng)值 3)屬性是描述事物的最小元素 屬性表 將同一事物的各方面屬性列成一張表，構(gòu)成該事物的屬性表 注： 1)屬性表是屬性的集合，用于描述事物的整體特性 2)屬性表中的屬性之間可存在依賴關(guān)系 第二章 知識與知識表示 第四節(jié) 框架結(jié)構(gòu) 一、事物的屬性 屬性框架 對于具有同樣一些屬性的事物 ,可將這些屬性確定為屬性框架 注： 1)只要在此框架內(nèi)對諸屬性賦以不同的值 ,就可得到對同一類事物不同個(gè)體的描述 2)屬性框架與數(shù)據(jù)庫中關(guān)系表的定義非常相似，但屬性框架中的某些屬性可被看作事物而擁有自己的屬性表，從而可形成層次式的嵌套結(jié)構(gòu) 3)在對事物進(jìn)行推理的過程中，事物的屬性有時(shí)也要一起參加推理，推理可包含對有關(guān)屬性的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果組成推理結(jié)果的一部分 第二章 知識與知識表示 第四節(jié) 框架結(jié)構(gòu) 一、事物的屬性 屬性框架 對于具有同樣一些屬性的事物 ,可將這些屬性確定為屬性框架 注： 4)屬性框架內(nèi)的屬性之間可存在橫向關(guān)系和縱向關(guān)系，且縱向關(guān)系更能深刻地反映客觀世界中各事物之間的關(guān)系 5)在事物子類的屬性和事物母類的屬性之間存在一種繼承和發(fā)展的關(guān)系。 h)更新 注：在發(fā)生變異的情形下需更新 i)修改 對老框架進(jìn)行修改，以符合變異要求 j)查找 注：查找時(shí)，可能需要回溯 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 一、基本思想 用一個(gè)有向圖表示概念和概念之間的關(guān)系，其中節(jié)點(diǎn)代表概念，節(jié)點(diǎn)之間的連接弧 (也稱聯(lián)想弧 )代表概念之間的關(guān)系 尋找兩個(gè)概念之間關(guān)系的方法是：從此兩個(gè)概念出發(fā)，分別以廣度優(yōu)先的方法沿著連接弧向前搜索，這兩個(gè)搜索圈逐漸擴(kuò)大，若某個(gè)時(shí)刻兩者碰上，即形成一條連接兩個(gè)概念的通路，則認(rèn)為是找到了兩個(gè)概念之間的聯(lián)系 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 二、 常見的語義網(wǎng)絡(luò)形式 命題語義網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)語義網(wǎng)絡(luò) ER圖（實(shí)體 關(guān)系圖） 語言語義網(wǎng)絡(luò) 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語義網(wǎng)絡(luò) 簡單命題語義網(wǎng)絡(luò) a)基本思想 用節(jié)點(diǎn)表示命題，弧表示命題關(guān)系 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語義網(wǎng)絡(luò) 簡單命題語義網(wǎng)絡(luò) b)舉例 例 1：她身穿大紅襖，頭戴一枝花 人 女人 她 頭上 身上 與 附有 附有 花 大紅襖 戴著 穿著 動(dòng)作 事物 個(gè)體 子集 部分 部分 地點(diǎn) 地點(diǎn) 對象 方式 方式 對象 個(gè)體 個(gè)體 個(gè)體 個(gè)體 狀態(tài) 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語義網(wǎng)絡(luò) 簡單命題語義網(wǎng)絡(luò) b)舉例 例 2：他用激光打印機(jī)打印了這份文件 辦公機(jī)器 插座 打印機(jī) 激光打印機(jī) 打印 完成的動(dòng)作 動(dòng)作 他 男人 人 文件 辦公資料 資料 個(gè)體 子集 電源 子集 個(gè)體 工具 動(dòng)作主體 動(dòng)作對象 個(gè)體 子集 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語義網(wǎng)絡(luò) 一般謂詞語義網(wǎng)絡(luò) a)基本思想 使用網(wǎng)絡(luò)分塊化技術(shù)：將復(fù)雜命題拆成許多子命題，每個(gè)子命題用一個(gè)小的語義網(wǎng)絡(luò)表示，稱為一個(gè)空間，復(fù)雜命題構(gòu)成大空間，子命題構(gòu)成子空間，它本身又可看作大空間中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，子空間可層層嵌套，也可用弧互相連接 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語義網(wǎng)絡(luò) 一般謂詞語義網(wǎng)絡(luò) b)舉例 例 1： 每個(gè)學(xué)生都讀過一本書 ?x?y(學(xué)生 (x)?書 (y) ?讀過 (x,y)) GS