【正文】 覺(jué) 語(yǔ)音 六、自然語(yǔ)言理解與生成 計(jì)算語(yǔ)言學(xué) 七、自動(dòng)推理 推理 從一個(gè)或幾個(gè)已知的判斷（前提）邏輯地推論出一個(gè)新的判斷（結(jié)論）的思維形式。事物發(fā)生的隨機(jī)性，人類(lèi)知識(shí)的不完全、不可靠、不精確和不一致，自然語(yǔ)言中存在的模糊性和歧義性均反映了這種差異，均會(huì)帶來(lái)不確定性。其基本機(jī)制是設(shè)法將在一種情形下成功的表現(xiàn)行為轉(zhuǎn)移到另一類(lèi)似的新情形中去。 4）類(lèi)比學(xué)習(xí) 5）發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或模型重新發(fā)現(xiàn)定律的方法。 其方法有統(tǒng)計(jì)方法、機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等。 主要內(nèi)容 1）分布式問(wèn)題求解 (DPS) 2）多 Agent系統(tǒng) (MAS) Agent是自主的，可能是預(yù)先存在的，并且是異構(gòu)的，是一開(kāi)放的系統(tǒng)。 二、知識(shí)類(lèi)型 事實(shí)性知識(shí) 一般采用直接表示形式。 實(shí)例性知識(shí) 只給出一些實(shí)例，關(guān)于事物的知識(shí)就隱藏在這些實(shí)例中。 元知識(shí) 關(guān)于知識(shí)的知識(shí)。 是否適合于計(jì)算機(jī)處理？ 是否有高效的算法？ 能否表示不精確知識(shí)？ 注：自然界的信息具有先天的模糊性和不精確性。 表示方式是否自然？ 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第一節(jié) 引言 四、常見(jiàn)的知識(shí)表示形式 演繹系統(tǒng) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 框架結(jié)構(gòu) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 過(guò)程性知識(shí)表示 面向?qū)ο笾R(shí)表示 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第二節(jié) 演繹系統(tǒng) 一、謂詞演算 命題 陳述 謂詞 帶有參數(shù)的命題 注： 1）謂詞比命題有更強(qiáng)的表達(dá)能力，可將知識(shí)單元細(xì)分； 2）謂詞可代表變化著的情況，謂詞的真假值可因參數(shù)而異； 3）可利用謂詞在不同的知識(shí)之間建立聯(lián)系，使用同名參數(shù)。但判斷一個(gè)謂詞公式的永真性比較困難，甚至有人證明，根本不存在這樣的算法。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第二節(jié) 演繹系統(tǒng) 二、自然演繹系統(tǒng) 給定一個(gè)有限的或遞歸的公理集，及一個(gè)有限推理規(guī)則集，構(gòu)成一個(gè)自然演繹系統(tǒng)。我們應(yīng)該使用含有語(yǔ)義的演繹系統(tǒng)。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第二節(jié) 演繹系統(tǒng) 三、與或句演繹系統(tǒng) 置換規(guī)則 左部只能有一個(gè)句節(jié)，右部可以是任意的與或句。 子句演繹方法 消解法 —Robinson 消解法基本思想 把已知條件表示成一組子句，把求證目標(biāo)先表示成子句，后在前面加非符號(hào)，把加了非符號(hào)的目標(biāo)子句和條件子句組合，若通過(guò)消解推出空子句，則目標(biāo)得以證明。 表示形式：前提 ?結(jié)論 事實(shí) 無(wú)需前提條件的產(chǎn)生式，可用于表示已知的事實(shí)。 一般說(shuō)來(lái)，左部表示情形，即什么條件發(fā)生時(shí)此產(chǎn)生式應(yīng)該被調(diào)用。 第二章 知識(shí)與知識(shí)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 ) 匹配成功時(shí)，執(zhí)行右部規(guī)定的動(dòng)作。數(shù)據(jù)基中的數(shù)據(jù)是廣義的，可以是常量、變量、多元組、謂詞、表結(jié)構(gòu)、圖象等等。 第二章 知識(shí)與知識(shí)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) a)相對(duì)固定的格式 任何產(chǎn)生式均由 LHS和 RHS組成，左部匹配，右部動(dòng)作。 匹配一般無(wú)遞歸，無(wú)復(fù)雜的計(jì)算。 規(guī)則本身也可看成是知識(shí)元，這種知識(shí)元不同于通常數(shù)據(jù)基中存放的知識(shí)元，因?yàn)樗侵甘救绾问褂脭?shù)據(jù)基中存放的知識(shí)元，因此，也稱(chēng)為元知識(shí)，即關(guān)于知識(shí)的知識(shí)。它們也可模塊化并寫(xiě)成規(guī)則的形式。但要注意任何修改和擴(kuò)充必須保持知識(shí)基的無(wú)矛盾性和一致性。 一個(gè)產(chǎn)生式的調(diào)用對(duì)其它產(chǎn)生式的影響不是直接傳送過(guò)去，而是通過(guò)修改數(shù)據(jù)基來(lái)間接實(shí)現(xiàn)（當(dāng)其它產(chǎn)生式的左部與數(shù)據(jù)基匹配時(shí)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)基內(nèi)容已變，從而，各產(chǎn)生式執(zhí)行效果也就跟著發(fā)生變化）。 語(yǔ)義檢查涉及知識(shí)的具體領(lǐng)域，如通常數(shù)據(jù)庫(kù)中的一致性檢驗(yàn)。 東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育 人 工 智 能 第 13講 主講教師：翟玉慶 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 三、產(chǎn)生式的知識(shí)元形式 常量字符串 是知識(shí)元的最簡(jiǎn)單形式。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 三、產(chǎn)生式的知識(shí)元形式 變量 若產(chǎn)生式的左部均只有一個(gè)符號(hào)，則這些符號(hào)也稱(chēng)為變量。若在匹配過(guò)程中，某規(guī)則中的一個(gè)變量被約束為某個(gè)值，則同一規(guī)則中所有同名變量必須約束為同一個(gè)值，但對(duì)其它規(guī)則中的同名變量無(wú)任何影響。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 四、推理方向 最基本推理方式 a)向前推理：數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)推理。這些動(dòng)作一般要修改數(shù)據(jù)基的內(nèi)容，動(dòng)作執(zhí)行完畢，數(shù)據(jù)基的狀態(tài)可能已經(jīng)發(fā)生改變。執(zhí)行產(chǎn)生式右部動(dòng)作的含義是：把左部匹配成功時(shí)實(shí)行的那個(gè)變量置換傳播到右部來(lái)，使右部謂詞中出現(xiàn)的變量按同一方式實(shí)行置換。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 四、推理方向 向前推理基本原理 注： 4)在一般情況下，運(yùn)行產(chǎn)生式系統(tǒng)應(yīng)有一個(gè)目標(biāo)。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 四、推理方向 向后推理 a)基本原理 設(shè)目標(biāo)狀態(tài)為 S1,則首先查看數(shù)據(jù)基的當(dāng)前狀態(tài)是否已是 S1。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 四、推理方向 向后推理 a)基本原理 S1 S3 S2 …... 執(zhí)行 產(chǎn)生式 R1 執(zhí)行 產(chǎn)生式 R2 東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育 人 工 智 能 第 14講 主講教師：翟玉慶 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 四、推理方向 向后推理 b)實(shí)現(xiàn)方式 對(duì)于這類(lèi)產(chǎn)生式系統(tǒng)，推理目標(biāo)也可取一個(gè)謂詞的形態(tài)，稱(chēng)為目標(biāo)謂詞。 在上述過(guò)程中，或叉的起點(diǎn)稱(chēng)為或結(jié)點(diǎn)，其終點(diǎn)稱(chēng)為與結(jié)點(diǎn)；與叉的起點(diǎn)稱(chēng)為與結(jié)點(diǎn)，其終點(diǎn)稱(chēng)為或結(jié)點(diǎn)。 若從一個(gè)或結(jié)點(diǎn)生出的所有或叉中，有一枝或叉的終點(diǎn)是當(dāng)前數(shù)據(jù)基中某個(gè)謂詞的一個(gè)樣品，則稱(chēng)此或結(jié)點(diǎn)成功，它的子與結(jié)點(diǎn) (即上述謂詞樣品 )自然也成功，并且是與或樹(shù)的一個(gè)葉結(jié)點(diǎn)。若一個(gè)父與結(jié)點(diǎn)的所有子或結(jié)點(diǎn)皆成功，則該父與結(jié)點(diǎn)也成功。 定義 2[廣通代 ] 若 ?1和 ?2均是謂詞組 W的通代，另有一個(gè)代換 ?3，使得： [W?1]?3=W?2 ，則稱(chēng)通代 ?1較通代 ?2為廣。即，真的假不了，假的真不了。 注：具有框架問(wèn)題的系統(tǒng)主要是用于描述客觀世界中狀態(tài)變遷的系統(tǒng)。 c)謂詞函數(shù)化 (高階邏輯法 ) 所用的謂詞全部寫(xiě)成函數(shù)的形式，這樣謂詞樣品就是項(xiàng)。 這就形成了匹配沖突。繼承可以是直接繼承，也可是經(jīng)過(guò)計(jì)算以新的值繼承；可以是全盤(pán)繼承，也可是有選擇的繼承 6)將事物及其屬性分類(lèi) 分層加以描述的方法是框架理論的基礎(chǔ) 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第四節(jié) 框架結(jié)構(gòu) 二、框架 概念 用于表示事物各方面的屬性、事物之間的類(lèi)屬關(guān)系及事物的特征和變異等的概念 基本思想 使用“套套” —事物狀態(tài)、屬性、發(fā)展過(guò)程和相互關(guān)系的規(guī)律 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第四節(jié) 框架結(jié)構(gòu) 二、框架 框架的主要特征 a)有一個(gè)框架名（可帶有參數(shù)） b)有一組屬性，每個(gè)屬性稱(chēng)為一個(gè)槽，里面可存放屬性值 c)每個(gè)屬性對(duì)值有要求，不同屬性的類(lèi)型可不同 d)有些屬性值可為子框架調(diào)用（可帶參數(shù)） e)有些屬性值是預(yù)先確定，有些屬性值需在生成實(shí)例時(shí)代入 f)有些屬性值在代入時(shí)需滿(mǎn)足一定條件，有時(shí)，在不同屬性的屬性值之間還有一些條件需要滿(mǎn)足 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第四節(jié) 框架結(jié)構(gòu) 二、框架 框架系統(tǒng)應(yīng)具備的功能 a)描述 通過(guò)工具建立和管理（查閱、修改、推理、 … ）對(duì)某類(lèi)客觀事物的一個(gè)描述。 2)若 S2在 S1之上， S3又在 S2之上，則 S3也在 S1之上（滿(mǎn)足傳遞性） 注： 1)這里，各子空間的節(jié)點(diǎn)之間不允許形成循環(huán)，它們形成一個(gè)偏序，一般說(shuō)來(lái)還構(gòu)成一個(gè)半格 2)在語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)的推理和實(shí)現(xiàn)技術(shù)上，偏序有其特殊的意義，可將偏序解釋為“可見(jiàn)” 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 一般謂詞語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) c)子空間 (塊 )偏序排序規(guī)則 注： 3)可見(jiàn)的定義為：若子空間 S2在 S1之上，則S1對(duì)于 S1來(lái)說(shuō)，是可見(jiàn)的。另外，可包含對(duì)相互作用加以修飾的成分 (用 MD表示 ) 注： AG,DO,MD標(biāo)記在弧上 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 四、數(shù)據(jù)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 主要形式 c)SuLo語(yǔ)義聯(lián)系模型 4)集合關(guān)系聯(lián)系 用 SR節(jié)點(diǎn)表示 (1)子集關(guān)系 母集用 ST弧聯(lián)系，子集用 SB弧連接 (2)互斥關(guān)系 均用 SX弧連接 (3)相交關(guān)系 均用 SI弧連接 (4)對(duì)應(yīng)關(guān)系 均用 SE弧連接 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 四、數(shù)據(jù)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 主要形式 c)SuLo語(yǔ)義聯(lián)系模型 5)合成聯(lián)系 用 CP節(jié)點(diǎn)表示，分概念本身用 COP弧連接 6)因果聯(lián)系 用 CF節(jié)點(diǎn)表示，用于建立原因 (一般以相互作用節(jié)點(diǎn)表示 )與結(jié)果 (相互作用節(jié)點(diǎn)或其它概念節(jié)點(diǎn) )之間的聯(lián)系，用 CA和 EF分別標(biāo)記連接原因和結(jié)果的弧 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 四、數(shù)據(jù)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 主要形式 c)SuLo語(yǔ)義聯(lián)系模型 7)活動(dòng)方式聯(lián)系 用 AM節(jié)點(diǎn)表示，聯(lián)系的一方是一個(gè)活動(dòng) (用相互作用聯(lián)系表示 )，另一方是一些此活動(dòng)的實(shí)體或聯(lián)系。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 五、語(yǔ)言語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 基本思想 在分析語(yǔ)句時(shí)，以動(dòng)詞為中心，而將所有其它成分都看作是對(duì)動(dòng)詞 (動(dòng)作 )的修飾。子集關(guān)系聯(lián)接中間節(jié)點(diǎn)，個(gè)體關(guān)系聯(lián)接葉節(jié)點(diǎn)。 b)基本思想 1)將語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)概念節(jié)點(diǎn)看成一個(gè)有限自動(dòng)機(jī)。繼續(xù)這個(gè)過(guò)程，使產(chǎn)生的信息沿著以 n1和 n2為中心的波浪形的大圈向外擴(kuò)散。對(duì)問(wèn)題的求解就是從初始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)的遍歷。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 七、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)上的推理 開(kāi)式推理 a)作用 針對(duì)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)或某些概念提出問(wèn)題，并通過(guò)語(yǔ)義網(wǎng)上的推理來(lái)回答問(wèn)題 b)工作原理 從被提問(wèn)的概念出發(fā)，順著網(wǎng)中的通路進(jìn)行搜索，直到找到能回答這個(gè)問(wèn)題的概念節(jié)點(diǎn)為止 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 七、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)上的推理 開(kāi)式推理 c)實(shí)現(xiàn)方式 1)建立一套有關(guān)弧的推理體系 首先確定一組基本元素，然后給出它們的推理關(guān)系，此時(shí)可把每個(gè)基本元素看成一個(gè)謂詞，并用產(chǎn)生規(guī)則來(lái)表達(dá)這種關(guān)系。所有這些自動(dòng)機(jī)的工作都是獨(dú)立進(jìn)行的。 注： 1)分類(lèi)網(wǎng)絡(luò)是理解客觀事物的重要工具，常見(jiàn)于專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)用中 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 六、幾種特殊的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 分類(lèi)網(wǎng)絡(luò) 注： 2)若令分類(lèi)網(wǎng)絡(luò)為嚴(yán)格的樹(shù)形結(jié)構(gòu)，并且在每條弧上標(biāo)出循這條弧往下走的條件，則分類(lèi)網(wǎng)絡(luò)就成了一種判定樹(shù)，在專(zhuān)家系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用，許多專(zhuān)家系統(tǒng)都是基于分類(lèi)的專(zhuān)家系統(tǒng) 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 六、幾種特殊的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 推理網(wǎng)絡(luò) 本質(zhì)上是一種已規(guī)范化的命題網(wǎng)絡(luò)，其基本節(jié)點(diǎn)是事實(shí)或概念，而節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系則表示推理規(guī)則 注： 1)推理網(wǎng)絡(luò)較適合于專(zhuān)家系統(tǒng)中的推理 2)有的推理網(wǎng)絡(luò)將每個(gè)判斷中的謂詞部分和變?cè)糠址珠_(kāi)，以得到更深入的推理關(guān)系和更模塊化的推理規(guī)則表示 3)推理網(wǎng)絡(luò)表示的推理可以是不精確的 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 六、幾種特殊的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 框架網(wǎng)絡(luò) 是語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)和框架的聯(lián)合使用，其中，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)是框架，相當(dāng)于基本事實(shí)或假設(shè)，利用節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系可由某些框架推論出另一些框架；或者，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)既可代表框架，也可代表框架中的槽，每條弧的一頭連著某個(gè)框架的一個(gè)槽，另一頭連著另一個(gè)框架，其意義是，后面的框架是前面的槽所代表的子框架，以此實(shí)現(xiàn)框架的任意深度的嵌套調(diào)用。其結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)部分：一部分為純語(yǔ)法性質(zhì)，以 語(yǔ)態(tài) 為代表，另一部分是語(yǔ)義性質(zhì)，稱(chēng)為格結(jié)構(gòu)。前者用 AC弧連接 ,后者用 PR弧連接