【正文】 已知麻雀是一種鳥(niǎo)，求麻雀的特點(diǎn)。 Can屬性關(guān)系語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 草魚(yú) 水草 eat 基本的語(yǔ)義關(guān)系 3 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) (3)其他關(guān)系 時(shí)間關(guān)系 ：指不同事物在其發(fā)生時(shí)間方面的先后關(guān)系。 動(dòng)作方式 某學(xué)校 小學(xué)生 動(dòng)作目的 春游 坐車(chē) 屬于 3 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 基本的語(yǔ)義關(guān)系 (1)Isa和 Partof型關(guān)系 Isa：表示一個(gè)事物是另一個(gè)事物的實(shí)例，表示具體與抽象關(guān)系，此關(guān)系的一個(gè)最主要的特點(diǎn)是屬性的繼承關(guān)系。 B、 C、 E A BG C DA ED V V 產(chǎn)生式規(guī)則庫(kù) 事實(shí)庫(kù) 推理過(guò)程： （ 1）正向推理 （ 2）逆向推理 ?從目標(biāo)開(kāi)始，尋找以此目標(biāo)為結(jié)論的規(guī)則，并對(duì)該規(guī)則的前提進(jìn)行判斷； ?若該規(guī)則的前提中某個(gè)子項(xiàng)是另一規(guī)則的結(jié)論，再找此結(jié)論的規(guī)則； ?重復(fù)上述過(guò)程，直到對(duì)某個(gè)規(guī)則的前提能夠進(jìn)行判斷； ?按此規(guī)則前提的判斷得出結(jié)論的判斷，由此回溯到上一個(gè)規(guī)則的推理，一直回溯到目標(biāo)的判斷。 產(chǎn)生式規(guī)則知識(shí)有 正向 和 逆向 兩種推理方式 。 2 產(chǎn)生式規(guī)則 產(chǎn)生式規(guī)則知識(shí)一般表示為： if A then B 產(chǎn)生式規(guī)則的語(yǔ)義 ： 如果前提滿足，則可得結(jié)論或者執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，即后件由前件來(lái)觸發(fā)。 后來(lái) ， 這一術(shù)語(yǔ)幾經(jīng)修改擴(kuò)充 ， 被用到許多領(lǐng)域 。 ∧ — 合取： P∧Q ，當(dāng) P、 Q皆為真時(shí)，才為真，否則為假；類(lèi)似“ AND” ∨ — 析取： P∨Q ，當(dāng) P、 Q皆為假時(shí)，則為假，否則為真；類(lèi)似“ OR” ?— 蘊(yùn)涵： P=Q, 只有 P為真， Q為假時(shí)，蘊(yùn)涵式為假，否則為真； ~ — 否定： ~P，當(dāng) P為假時(shí)，才為真，否則為假。它由原子公式、連接詞和量詞組成。 過(guò)程性知識(shí) ：表示問(wèn)題求解的控制策略，即如何應(yīng)用判斷性知識(shí)進(jìn)行推理的知識(shí)。 ?知識(shí)的概念 ： 是以各種不同方式把多個(gè)信息關(guān)聯(lián)在一起的信息結(jié)構(gòu)。 （ 1）演繹推理的結(jié)論沒(méi)有超出已知的知識(shí)范圍，而歸納推理和類(lèi)比推理的結(jié)論超出了已知的知識(shí)范圍； （ 2）演繹推理中由于前提和結(jié)論有必然聯(lián)系，只要前提為真，結(jié)論一定為真。 p→q ， p┝ q （ 2）三段論推理： “ 如果 p， 那么 q”為真，同時(shí) “ 如果 q，那么 r”為真，則推出 “ 如果 p， 那么 r”為真。 智能決策支持系統(tǒng)概念 知識(shí)部件 知識(shí)庫(kù) 知識(shí)管理系統(tǒng) 推理機(jī) 智能決策支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu) （ 1）專(zhuān)家系統(tǒng) （ 2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) （ 3）遺傳算法 （ 4）機(jī)器學(xué)習(xí) （ 5）自然語(yǔ)言理解 （ 1） IDSS的基本結(jié)構(gòu)形式 問(wèn)題綜合與交互系統(tǒng) 模型庫(kù)管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 人工智能技術(shù) 專(zhuān)家系統(tǒng) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 遺傳算法 機(jī)器學(xué)習(xí) 自然語(yǔ)言理解 模型庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù) （ 2） IDSS的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖 問(wèn)題綜合與交互系統(tǒng) 模型庫(kù)管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng) 推理機(jī) 模型庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù) 知識(shí)庫(kù) 用戶(hù) 人工智能基本原理 邏輯推理 知識(shí)表示與知識(shí)推理 搜索技術(shù) 邏輯推理 （ 1）概念：概念反映事物的特有屬性和屬性的取值。決策支持系統(tǒng) 系統(tǒng)工程專(zhuān)業(yè)本科學(xué)員必修課 第四章 智能決策支持系統(tǒng)和智能技術(shù)的決策支持 ?人工智能基本原理 本章內(nèi)容 ?智能決策支持系統(tǒng)概述 ?專(zhuān)家系統(tǒng)與智能決策支持系統(tǒng) ?神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的決策支持 ?遺傳算法的決策支持 ?機(jī)器學(xué)習(xí)的決策支持 智能決策支持系統(tǒng)概述 智能決策支持系統(tǒng)概念 智能決策支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ? 1981年， Bonczek提出了 DSS三系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中有“ 知識(shí)系統(tǒng) ” ，使得不少學(xué)者將 DSS劃為人工智能的范疇，研究知識(shí)表示與知識(shí)推理，這樣， DSS與人工智能的專(zhuān)家系統(tǒng)的界限變得模糊了。 （ 3）推理：從一個(gè)或多個(gè)判斷推出一個(gè)新判斷的過(guò)程。 p→q ， q → r ┝ p →r （ 3） 假言易位推理： “ 如果 p， 那么 q”為真，同時(shí) “ 非 q”為真，則推出 “ 非 p”為真。歸納推理和類(lèi)比推理中前提和結(jié)論，不能保證有必然聯(lián)系，具有或然性。是人們對(duì)客觀事物及其規(guī)律的認(rèn)識(shí)，知識(shí)還包括人們利用客觀規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題的方法和策略等。 ?計(jì)算機(jī)所處理的知識(shí)，按其作用可大致分為三類(lèi)： ?知識(shí)按其作用的層次可分為兩類(lèi)： 對(duì)象級(jí)知識(shí) ：直接描述有關(guān)領(lǐng)域?qū)ο蟮闹R(shí) 元級(jí)知識(shí) ：描述對(duì)象級(jí)知識(shí)的知識(shí) 知識(shí)、知識(shí)表示 知識(shí)、知識(shí)表示 ?知識(shí)表示： 知識(shí)表示是對(duì)知識(shí)的一種描述，或者說(shuō)是一組約定，是一種計(jì)算機(jī)可以接受的、用于描述知識(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對(duì)知識(shí)進(jìn)行表示就是把知識(shí)表示成便于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和利用的某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 ?原子公式：由謂詞、括號(hào)和括號(hào)中的項(xiàng)組成 辦公地點(diǎn)關(guān)系 劉凌 401 陳東華 402 張明亮 418 辦公地點(diǎn)（劉凌、 401） 辦公地點(diǎn)（陳東華、 402） 辦公地點(diǎn)（張明亮、 418） 1 一階謂詞邏輯 蘭色（盒子） 顏色（盒子、蘭色） 值（顏色、盒子、蘭色） 盒子是蘭色的 ?原子公式：由謂詞、括號(hào)和括號(hào)中的項(xiàng)組成 謂詞邏輯的合法表達(dá)式也稱(chēng)合式公式。 1 一階謂詞邏輯 P Q P=Q T T T T F F F T T F F T 1 一階謂詞邏輯 ?量詞： ?、 ? ，分別為全稱(chēng)量詞和存在量詞。例如 ， 形式語(yǔ)言中的文法規(guī)則就稱(chēng)為產(chǎn)生式 。所以，前件是規(guī)則的執(zhí)行條件，后件是規(guī)則體。 （ 1）正向推理 ? 逐條搜索規(guī)則庫(kù)，對(duì)每一條規(guī)則的前提條件都檢查事實(shí)庫(kù)中是否存在； ? 對(duì)前提條件中各子項(xiàng)，若事實(shí)庫(kù)中不是全部都存在，放棄該條規(guī)則； ? 若在事實(shí)庫(kù)中全部存在，則執(zhí)行該條規(guī)則，并結(jié)論放入到事實(shí)庫(kù)中； ? 反復(fù)執(zhí)行上述過(guò)程，直至推出目標(biāo)，并存放入事實(shí)庫(kù)中。 算法 ： B、 C、 E A BG C DA ED V V 產(chǎn)生式規(guī)則庫(kù) 事實(shí)庫(kù) 推理過(guò)程： G B A C D E （ 2）逆向推理 ? 從概念結(jié)點(diǎn)間問(wèn)它們之間的關(guān)系 ? 通過(guò)概念和關(guān)系問(wèn)其他結(jié)點(diǎn) 由 1968年在研究人類(lèi)聯(lián)想記憶時(shí)提出的一種心理學(xué)模型。 靈長(zhǎng)類(lèi) 動(dòng)物 Isa Isa型語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 3 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 輪胎 汽車(chē) Partof Partof型語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) (1)Isa和 Partof型關(guān)系 Partof ：表示一個(gè)事物是另一個(gè)事物的一部分，是部分與整體的關(guān)系。 Before： 表示一個(gè)事物在一個(gè)事物之前發(fā)生； After： 表示一個(gè)事物在一個(gè)事物之后發(fā)生； 位置關(guān)系 ：指不同事物在位置方面的關(guān)系。 某港海浪 動(dòng)作對(duì)象 海浪 戰(zhàn)艦 輕輕 isa 動(dòng)作方式 晃動(dòng) isa 某港戰(zhàn)艦 動(dòng)作主體 語(yǔ)義網(wǎng)的推理 試用語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示命題 “ 海浪把戰(zhàn)艦輕輕地?fù)u ” 問(wèn) 1 海浪和戰(zhàn)艦有什么關(guān)系？ (尋找概念間的關(guān)系 ) 問(wèn) 2 怎樣晃動(dòng)？ (通過(guò)概念和關(guān)系尋找其他結(jié)點(diǎn) ) 問(wèn) 3 晃動(dòng)哪些戰(zhàn)艦？ (尋找概念間的關(guān)系 ) 框架 框架是描述對(duì)象 （ 一個(gè)事物 、 事件或概念 ） 屬性的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ， 由一組描述物體的各個(gè)方面的槽 （ 屬性 ） 所組成 。有關(guān)框架聚集起來(lái)就組成框架系統(tǒng)。 框架名： 倒薩 動(dòng)作：攻打 動(dòng)作發(fā)出者：美國(guó) 動(dòng)作接受者：伊拉克 后果： 反擊 ， 成功 框架名： 反擊 動(dòng)作：抵抗 動(dòng)作發(fā)出者：伊拉克 動(dòng)作接受者：美國(guó) 后果： 倒薩 ， 失敗 框架名： 成功 動(dòng)作：投降 動(dòng)作發(fā)出者：伊拉克 動(dòng)作接受者：美國(guó) 后果 : 薩達(dá)姆政府垮臺(tái) 框架名： 失敗 動(dòng)作：撤軍 動(dòng)作發(fā)出者：美國(guó) 后果：遭國(guó)際社會(huì)譴責(zé) 框架推理的主要形式為：填充槽值。 ? 繼承：子框架可以擁有其父框架的槽及其槽值。 得到王強(qiáng)的行動(dòng)是快的，音量是極高的。 直接繼承 ：在框架網(wǎng)絡(luò)中下層框架直接從上層 框架中繼承所有的屬性值和條件 。 關(guān)于框架的例子 例 描述學(xué)校的框架 框架名： 學(xué)校 類(lèi)屬： 教育機(jī)構(gòu) 類(lèi)型：范圍 (大學(xué)，中學(xué)，小學(xué) ) 位置： (省 (直轄市 )，市 ) 面積：?jiǎn)挝?(平方米 ) 教工人數(shù)： 學(xué)生人數(shù)： 例 描述大學(xué)的框架 框架名： 大學(xué) 類(lèi)屬： 學(xué)校 類(lèi)型：范圍 (綜合性大學(xué)，專(zhuān)科性大學(xué) ) 專(zhuān)業(yè)：默認(rèn)值：綜合 學(xué)院數(shù)： 教學(xué)樓： 教工人數(shù)： 學(xué)生人數(shù)： 位置： (省 (直轄市 )，市 ) 面積：?jiǎn)挝?(平方米 ) 例 描述某所大學(xué)的框架 框架名： 大學(xué) 1 類(lèi)屬： 大學(xué) 姓名：中國(guó)醫(yī)科 大學(xué) 專(zhuān)業(yè)：醫(yī)學(xué) 學(xué)院數(shù)： 13 教學(xué)樓： 20 辦公樓： 40 學(xué)生宿舍： 20 教工宿舍： 60 教工人數(shù)： 4000 職工人數(shù)： 5000 學(xué)生人數(shù)： 20230 位置：北京市 面積： 10000萬(wàn)平方米 創(chuàng)建時(shí)間： 2023年 4月 有的槽有槽值，有的槽值不明顯，有的槽沒(méi)有槽值，有的槽值是一個(gè)框架名； 這 3個(gè)框架是層層嵌套的，上位框所具有的屬性，下位框也一定具有，下位框可以從上位框繼承某些槽值和側(cè)面值。 例如 ， 肚子餓了需要進(jìn)餐 ， 且有錢(qián)等 。 例如 ， 餐桌 、 菜單 、 食物等 。 例如 ， 小食店 、 餐廳 、 酒家等 。 回顧 人工智能基本原理 ?知識(shí)表示與知識(shí)推理 謂詞邏輯 產(chǎn)生式規(guī)則 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 框架 劇本 智能決策支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 搜索技術(shù) ?狀態(tài)空間表示法 ?與或樹(shù)表示法 ? 廣度優(yōu)先搜索法 ? 生成測(cè)試法 ? 深度優(yōu)先搜索法 ? 爬山法 狀態(tài)空間表示法的基本思想： 定義狀態(tài)的描述形式 ， 通過(guò)使用這種描述形式可把問(wèn)題的一切狀態(tài)都表示出來(lái)；定義一組算符 ， 通過(guò)使用算符可把問(wèn)題由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱?— 種狀態(tài) 。 例子 1： 重排九宮問(wèn)題，在 3x3的方格棋盤(pán)上放置分別標(biāo)有數(shù)字 8共 8個(gè)棋子，初始狀態(tài)為 S0， 目標(biāo)狀態(tài)為 Sg， 如圖所示。 由圖 2可以看出 ， 解的路徑是： S0—— 3—— 8—— 16—— 26 該路徑使用的算符序列：空格上移 ， 空格左移 ， 空格下移 ， 空格右移 。 然后對(duì)每個(gè)子問(wèn)題分別進(jìn)行求解 ， 最后把各子問(wèn)題的解復(fù)合起來(lái)就得到了原問(wèn)題的解 。 等價(jià)變換 ：對(duì)于一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題 ， 除了可用 “ 分解 ” 方法進(jìn)行求解外 ， 還可利用同構(gòu)或同態(tài)的等價(jià)變換 ， 把它變換成若干個(gè)較容易求解的新問(wèn)題 。 其中既有 “ 或 ” 節(jié)點(diǎn) ， 也有 “ 與 ”節(jié)點(diǎn) ， 如右圖所示 。 3)把 OPEN表的第一個(gè)節(jié)點(diǎn) (記為節(jié)點(diǎn) n)取出放入 CLOSED表。 6)擴(kuò)展節(jié)點(diǎn) n， 將其子節(jié)點(diǎn)放入 OPEN表的尾部，并為每一 個(gè)子節(jié)點(diǎn)都配置指向父節(jié)點(diǎn)的指針，然后轉(zhuǎn)第 2)步。仍不是目標(biāo)，采用相同的回溯辦法回退到上層節(jié)點(diǎn)，擴(kuò)展可能的分支生成新?tīng)顟B(tài)節(jié)點(diǎn)。 3)把 OPEN表的第一個(gè)節(jié)點(diǎn) (記為節(jié)點(diǎn) n)取出放入 CLOSED表。 6)擴(kuò)展展節(jié)點(diǎn) n， 將其全部子節(jié)點(diǎn)放入到 OPEN表的首部，并為其配置指向父節(jié)點(diǎn)的指針，然后轉(zhuǎn)第 2)步。 但是 ， 如果目標(biāo)節(jié)點(diǎn)不在此分支上 ， 而該分支又是一個(gè)無(wú)窮分支 ， 則就不能得到解 。 ? 啟發(fā)式函數(shù)的一般形式為： f(x)＝ g(x)＋ h(x) g(x)為從初始節(jié)點(diǎn) S0到節(jié)點(diǎn) x已經(jīng)實(shí)際付出的代價(jià)； h(x)是從節(jié)點(diǎn) x到目標(biāo)節(jié)點(diǎn) Sg的最優(yōu)路徑的估計(jì)代價(jià) 。 近年來(lái)這個(gè)術(shù)語(yǔ)已經(jīng)被一個(gè)更中性的術(shù)語(yǔ)“基于知識(shí)的系統(tǒng)”（ KnowledgeBased Systems， KBS）或“知識(shí)系統(tǒng)”（ Knowledge Systems， KS）替代了 。 1965年在美國(guó)斯坦福大學(xué)研制，用