【正文】 系。 大腦 人體 Partof 圖 211 包含關(guān)系一 鳥 翅膀 Have 圖 29 屬性關(guān)系 黑板 墻 圖 212 包含關(guān)系二 Partof 42 基本語(yǔ)義關(guān)系 (3/3) 時(shí)間關(guān)系 指不同事件在其發(fā)生時(shí)間方面的先后次序關(guān)系。謂詞 P說(shuō)明實(shí)體的性質(zhì)、屬性等。其中，結(jié)點(diǎn)1表示實(shí)體，結(jié)點(diǎn) 2表示實(shí)體的性質(zhì)或?qū)傩缘?，弧表示語(yǔ)義關(guān)系。其中， x,y為實(shí)體， P為實(shí)體之間的關(guān)系。 鳥是一種動(dòng)物，鳥有翅膀、會(huì)飛。 王紅的汽車是“凱越”、紅色。 多元關(guān)系的表示法 用語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示多元關(guān)系時(shí)，可把它轉(zhuǎn)化為一個(gè)或多個(gè)二員關(guān)系的組合，然后再利用下一節(jié)討論的合取關(guān)系的表示方法，把這種多元關(guān)系表示出來(lái)。其中，事件節(jié)點(diǎn) 由一些向外引出的弧來(lái)指出事件行為及發(fā)出者與接受者。語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)的推理過(guò)程主要有兩種，一種是 繼承 ，另一種是 匹配 。初始情況下，表中只有待求解結(jié)點(diǎn)。 (3) 重復(fù) (2)，直到結(jié)點(diǎn)表為空。 (2) 根據(jù)該語(yǔ)義片斷到知識(shí)庫(kù)中去尋找所需要的信息。 若還想知道職員王強(qiáng)的其它情況，則可在語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)中增加相應(yīng)的空結(jié)點(diǎn)。 自然性 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)可以比較直觀把知識(shí)表示出來(lái)，符合人們表達(dá)事物間關(guān)系的習(xí)慣。 它認(rèn)為人們對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中各種事物的認(rèn)識(shí)都是以一種類似于框架的結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在記憶中的，當(dāng)遇到一個(gè)新事物時(shí)，就從記憶中找出一個(gè)合適的框架，并根據(jù)新的情況對(duì)其細(xì)節(jié)加以修改、補(bǔ)充，從而形成對(duì)這個(gè)新事物的認(rèn)識(shí)。 實(shí)例框架： 對(duì)于一個(gè)框架，當(dāng)人們把觀察或認(rèn)識(shí)到的具體細(xì)節(jié)填入后，就得到了該框架的一個(gè)具體實(shí)例，框架的這種具體實(shí)例被稱為實(shí)例框架。例如，對(duì)前面例 “ MASTER”可分為： “ Student”框架，描述所有學(xué)生的共性，上層框架 “ Master”框架，描述碩士生的個(gè)性，子框架，繼承“ Student”框架的屬性 學(xué)生框架 Frame Student Name： Unit（ Lastname， Firstname） Sex： Area（ male， female） Default： male //缺省 Age： Unit（ Years） IfNeeded： AskAge //詢問(wèn)賦值 Address： SAddress Telephone： Home Unit（ Number） Mobile Unit（ Number） IfNeeded： AskTelephone //詢問(wèn)賦值 59 2. 框架結(jié)構(gòu)和框架表示 框架表示 (2/3) 碩士生框架 Frame Master AKO： Student //預(yù)定義槽名 Major： Unit（ Major） //專業(yè) IfNeeded： Ask Major //詢問(wèn)賦值 IfAdded： CheckMajor //后繼處理 Field： Unit（ DirectionName） //方向 If Needed： Ask – Field //詢問(wèn)賦值 Advisor： Unit（ Lastname， Firstname） //導(dǎo)師 If Needed： Ask Visor //詢問(wèn)賦值 Project ： Area（ National， Provincial， Other） //項(xiàng)目 Default： National //缺省 Paper： Area（ SCI， EI， Core， General） //論文 Default： Core //缺省 這里，用到了一個(gè)系統(tǒng) 預(yù)定義槽名 AKO，其含義為“是一種” 。 Default： 該側(cè)面的作用是為相應(yīng)槽提供 缺省值 。當(dāng)某個(gè)槽不能提供統(tǒng)一的缺省值時(shí)，可在該槽增加一個(gè) IfNeeded側(cè)面，系統(tǒng)通過(guò)調(diào)用該側(cè)面提供的過(guò)程，產(chǎn)生相應(yīng)的屬性值。例如， Major槽， 由于 專業(yè) 的變化，可能會(huì)引起 Field和 Advisor的變化，因此需要調(diào)用 IfAdded側(cè)面提供的 CheckMajor過(guò)程進(jìn)行后繼處理。如下圖，學(xué)生可按照接受教育的層次分為本生、碩和博。如下圖中 Student框架與 SAddre框架之間就是一種橫向聯(lián)系。 如果該槽提供有 IfNeeded側(cè)面供繼承，則執(zhí)行 IfNeeded操作，去產(chǎn)生一個(gè)值作為查詢結(jié)果。 64 4. 框架系統(tǒng)問(wèn)題求解的基本過(guò)程 特性繼承 (2/2) 特性繼承的例 如前面的學(xué)生框架 若要查詢 Master1的 Sex，則可直接回答；但要查詢 Master2的 Sex，則需要沿 ISA鏈和 AKO鏈到 Student框架取其默認(rèn)值 male。本章重點(diǎn)討論確定性推理，不確定性推理放到第 5章。 可匹配的規(guī)則稱為可用規(guī)則。 是產(chǎn)生式系統(tǒng)能夠進(jìn)行推理的根本。 沖突消解： 對(duì)匹配成功的規(guī)則，按照某種策略從中選出一條規(guī)則執(zhí)行。 68 2. 產(chǎn)生式的正向推理 算法 從已知事實(shí)出發(fā)、正向使用規(guī)則，也稱為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)推理或前向鏈推理。 至于如何根據(jù)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中的事實(shí)到知識(shí)庫(kù)中選取可用知識(shí)，當(dāng)知識(shí)庫(kù)中有多條知識(shí)可用時(shí)應(yīng)該先使用那一條知識(shí)等。從該知識(shí)集中取出 r2，推出新的實(shí)事 B，將 B加入綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，檢查綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中是否含有目標(biāo) C，回答為“ N”。 例 假設(shè)知識(shí)庫(kù)中包含有以下 2條規(guī)則： r1： IF B THEN C r2： IF A THEN B 已知初始證據(jù) A，求證目標(biāo) C。假設(shè)已知有以下事實(shí)： 動(dòng)物有羽毛，動(dòng)物善飛 求滿足以上事實(shí)的動(dòng)物是何種動(dòng)物。 算法描述： (1) 將要求證的目標(biāo)（稱為假設(shè)）構(gòu)成一個(gè)假設(shè)集； (2) 從假設(shè)集中選出一個(gè)假設(shè)，檢查該假設(shè)是否在綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中，若在，則該假設(shè)成立，此時(shí)，若假設(shè)集為空，則成功退出，否則仍執(zhí)行 (2)；若該假設(shè)不在數(shù)據(jù)庫(kù)中，則執(zhí)行下一步； (3) 檢查該假設(shè)是否可由知識(shí)庫(kù)的某個(gè)知識(shí)導(dǎo)出，若不能由某個(gè)知識(shí)導(dǎo)出，則詢問(wèn)用戶該假設(shè)是否為可由用戶證實(shí)的原始事實(shí)，若是，該假設(shè)成立，并將其放入綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，再重新尋找新的假設(shè)，若不是，則轉(zhuǎn) (5)；若能由某個(gè)知識(shí)導(dǎo)出，則執(zhí)行下一步； (4) 將知識(shí)庫(kù)中可以導(dǎo)出該。此時(shí)，r15的兩個(gè)前提條件均滿足，即 r15的前提條件滿足，因此 r15可用，承認(rèn)的 r15結(jié)論，即推出新的事實(shí)“動(dòng)物是信天翁” 。 B A C 初始證據(jù) 推理規(guī)則 r1 r2 求證目標(biāo) 71 2. 產(chǎn)生式的正向推理 例子 (2/2) 簡(jiǎn)化的動(dòng)物識(shí)別例子，僅包括其中的 r3和 r15，完整例子后面討論。從該知識(shí)集中取出 r1，推出新的實(shí)事 C，將 C加入綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，檢查綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中是否含有目標(biāo) C，回答為“ Y”。 其流程圖如下： 69 把初始證據(jù)放入 DB DB中有解嗎？ KB中有可用知識(shí)嗎？ 形成可用知識(shí)集 可用知識(shí)集空嗎？ 按照沖突消解策略從該知識(shí) 集中選出一條知識(shí)進(jìn)行推理 推出的是新事實(shí)嗎？ 將新事實(shí)加入到 DB 把用戶補(bǔ)充的新事 實(shí)加入到 DB中 用戶可補(bǔ)充新事實(shí)嗎？ 失敗退出 成功退出 Y N N Y N N N Y Y Y 70 2. 產(chǎn)生式的正向推理 例子 (1/2) 推理開始后，先把 A放入綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，然后檢查綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中是否含有該問(wèn)題的解，回答為“ N”。 (4) 按照某種沖突消解策略，從當(dāng)前可用知識(shí)集中選出一條規(guī)則進(jìn)行推理，并將推出的新事實(shí)加入綜合數(shù)據(jù)庫(kù)種，然后轉(zhuǎn) (2)。 終止推理： 檢查綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中是否包含有目標(biāo)，若有，則停止推理。 控制系統(tǒng)的主要任務(wù) 選擇匹配： 按一定策略從規(guī)則庫(kù)種選擇規(guī)則與綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中的已知事實(shí)進(jìn)行匹配。該結(jié)論若不是目標(biāo)，將作為新的事實(shí)放入 DB，成為以后推理的已知事實(shí)。 如： 問(wèn)題的初始狀態(tài) 輸入的事實(shí) 中間結(jié)論及最終結(jié)論 (2) 作為推理過(guò)程選擇可用規(guī)則的依據(jù)。 如果要修改 Master2的 Major，需要沿 ISA鏈到 Master框架，執(zhí)行 Major槽 IfAdded側(cè)面的 CheckMajor操作，對(duì) Field、 Advisor進(jìn)行修改，以保持知識(shí)的一致性。 IfNeeded與 IfAdded過(guò)程的區(qū)別 它們的主要區(qū)別在于激活時(shí)機(jī)和操作目的不同。 當(dāng)需要查詢某一事物的某個(gè)屬性，且描述該事物的框架未提供其屬性值時(shí)，系統(tǒng)就沿 ISA和 AKO鏈追溯到具有相同槽的類或超類框架。 縱向聯(lián)系通過(guò)預(yù)定以槽名 AKO和 ISA等來(lái)實(shí)現(xiàn)。 62 3. 框架系統(tǒng) 框架之間的聯(lián)系 Student Collegian Master Doctor Master1 … SAddress ISA ISA AKO Address AKO AKO 框架系統(tǒng)由框架之間的橫向或縱向聯(lián)系構(gòu)成。 IfAdded： 該側(cè)面的作用是提供一個(gè)因相應(yīng)槽值變化而引起的 后繼處理過(guò)程 。例如， Paper槽的默認(rèn)值為 Core。并且，由 AKO所聯(lián)系的框架之間具有屬性的繼承關(guān)系。 框架系統(tǒng)推理： 由框架之間的協(xié)調(diào)來(lái)完成。 框架： 是人們認(rèn)識(shí)事物的一種通用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式。 復(fù)雜性 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示知識(shí)的手段是多種多樣的，這雖然對(duì)其表示帶來(lái)了靈活性，但同時(shí)也由于表示形式的不一致，使得它的處理增加了復(fù)雜性。在這種方法中，下層結(jié)點(diǎn)可以繼承、新增、變異上層結(jié)點(diǎn)的屬性。 匹配的例子 例 ： 假設(shè)圖 218的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)已在知識(shí)庫(kù)中，問(wèn)王強(qiáng)在哪個(gè)公司工作？ 解： 根據(jù)這個(gè)問(wèn)題的要求，可構(gòu)造如如下語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)片斷。 繼承的例子 在圖 217 所示的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)繼承關(guān)系可以得到“鳥”具有“會(huì)吃”、“能運(yùn)動(dòng)”的屬性 52 匹配 ？ 王強(qiáng) 匹配是指在知識(shí)庫(kù)的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)中尋找與待求解問(wèn)題相符的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)模式。如果有，就把該弧所指的所有結(jié)點(diǎn)放入結(jié)點(diǎn)表的末尾，記錄這些結(jié)點(diǎn)的所有屬性，并從結(jié)點(diǎn)表中刪除第一個(gè)結(jié)點(diǎn)。通過(guò)繼承可以得到所需結(jié)點(diǎn)的一些屬性值，它通常是沿著 ISA、 AKO等繼承弧進(jìn)行的。 例 用于語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示： “常河給江濤一個(gè)優(yōu)盤” 解： 用 事件節(jié)點(diǎn) 表示如圖 。 例 ： 用語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示： “小燕子這只燕子從春天到秋天占有一個(gè)巢” 解： 需要設(shè)立一個(gè) 占有權(quán) 結(jié)點(diǎn)，表示占有物和占有時(shí)間等。 47 表示多元關(guān)系 可用多元謂詞 P(x1， x2， ……) 表示的關(guān)系。 解： 其語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示如圖 217所示 45 表示二元關(guān)系 (2/3) Locatedat 中關(guān)村 理想公司 王強(qiáng) Workfor 經(jīng)理 Headship 28歲 Age 圖 218 經(jīng)理王強(qiáng)的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 例 29 用