【正文】 首先它是一種從一般到特殊的演繹方法，這與人們認(rèn)識客觀世界時常用的分類的思想非常吻合；其次它也是一種從特殊到一般的歸納方法，由一大批相同或相似的對象抽象出新的類的過程，就是一個歸納過程。 Petri網(wǎng)表示法的特點(diǎn) 2020/11/29 第 3章知識與知識表示 趙東晉 82 面向?qū)ο蟮闹R表示 當(dāng) 1967年 Dahl等人推出程序設(shè)計語言 Simula67時，就提出了面向?qū)ο螅?Object Oriented）的概念，隨后美國 Xerox公司于 1980年推出了以 SMALL TALK80為代表的面向?qū)ο笳Z言，開創(chuàng)了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計風(fēng)格。 一個使用 Petri網(wǎng)建模的實(shí)例 Petri網(wǎng)表示法的特點(diǎn) 取 ∧退幣 投 (時延操作 ) 取 取 投 P2 投 投 投 P5 P1 投 投 投 P3 P4 P0 圖 321 飲料自動銷售機(jī)的 Petri網(wǎng)模型 ? （ 2） 按照上述定義 ， 使用Petri網(wǎng)建立該瓶裝飲料自動銷售機(jī)系統(tǒng)模型 ， 如左圖所示 。 Petri網(wǎng)表示知識的方法 mi mj P i t i p j 2020/11/29 第 3章知識與知識表示 趙東晉 78 ? 例 29 設(shè)有一種 飲料 自動銷售機(jī) ，可銷售 或 元 兩種瓶裝飲料。目前， Petri網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展成為一種數(shù)學(xué)及圖形的系統(tǒng)描述工具，可用來構(gòu)造系統(tǒng)模型，進(jìn)行系統(tǒng)動態(tài)特性分析。程序能夠準(zhǔn)確而清楚地表明過程先做什么，后做什么以及怎樣做。因而目標(biāo)明確，易于實(shí)現(xiàn)，效率較高，但維護(hù)性有待提高。 X1 X2 X3 X8 X0 X4 X7 X6 X5 1 2 3 8 4 7 6 5 a) b) Sg1 1 2 3 7 4 8 6 5 c) Sg2 使用過程表示法求解九宮問題 （ 1）使 X3 處的 X≠1，也不為空格； 若 X1=1則轉(zhuǎn) （ 3） 。 （ d） X1 X2 X3 X8 X0 X4 X7 X6 X5 （ e） （ g） 2020/11/29 第 3章知識與知識表示 趙東晉 67 使用過程表示法求解九宮問題 ? 解： 步 9，依次移動棋牌，使得空格位置按照圖 317（ f）所示的環(huán)形方向移動空格 , 并依次移動棋牌，直到空格位于 X4位置時為止。其中 “ ”表示除空格以外的其它任何棋子。 X1 X2 X3 X8 X0 X4 X7 X6 X5 1 2 3 8 4 7 6 5 a) b) Sg 使用過程表示法求解九宮問題 ? 解： 依據(jù)九宮問題要達(dá)到的目標(biāo)狀態(tài)來分析，針對任何一個初始狀態(tài) So，設(shè)法使棋子一步步移動空位而逐漸逼近最終目標(biāo)。這樣，問題的求解與推理，就轉(zhuǎn)換成為一個又一個過程的程序組織與調(diào)用了。 ? 框架表示法發(fā)揮了人、機(jī)都可采用的模式匹配的經(jīng)驗(yàn)手段來模擬推理，巧妙地利用了人、機(jī)都可以進(jìn)行細(xì)微比較的智能。在每個槽里都指定了一些說明性的信息，表明了相關(guān)槽的值的填寫要有某些限制。 依據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn) ， 可在腦海的記憶中勾畫出一個粗略的框架模式 ， 予以裝配 ， 并給定一個框架名表示其概念； （ 3） 框架的資料數(shù)值填寫 。 每個被定義的框架對象分別代表著不同的特殊知識結(jié)構(gòu) ， 從而可在大腦或計算機(jī)中表示 、 存儲并予以認(rèn)識 、 理解和處理 。概括起來，主要優(yōu)點(diǎn)有： ? （ 1） 采用語義關(guān)系的有向圖來連接，語義、語法、詞語應(yīng)用兼顧，具有描述生動，表達(dá)自然，易于理解等優(yōu)點(diǎn)。 有 彐 方式 對象 主體 與 語義網(wǎng)絡(luò)知識表示 特點(diǎn)表現(xiàn)（例） A B A B B A House A B ISA ISB House A B ISA ISB AISBB House A B ISA ISB AISBB Wedge Brick IS IS 2020/11/29 第 3章知識與知識表示 趙東晉 46 語義網(wǎng)絡(luò)表示及其求解系統(tǒng)特性 如下圖 (213),表示了語義網(wǎng)絡(luò)求解系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)。 ? BEFORE： 含義為 “ 在 … 之前 ” ，表示上層結(jié)點(diǎn)事實(shí)發(fā)生在下層結(jié)點(diǎn)所描述的事件之前；或者表示下層結(jié)點(diǎn)對象在上層結(jié)點(diǎn)對象的位置之前。常用的包含關(guān)系可表示為： CO（ ComposedOf） : 含義為 “ 由 … 所構(gòu)成 ” ，表示了某一個 (或某些 )事物是另一事物的一個組成部分或構(gòu)成要素 . APO（ APartOf） ： 含義為 “ 是 … 中的一部分 ” 。因此，簡單語義關(guān)系是構(gòu)成復(fù)雜語義關(guān)系的基礎(chǔ)。 2020/11/29 第 3章知識與知識表示 趙東晉 35 語義網(wǎng)絡(luò)知識表示 語義網(wǎng)絡(luò)的概念 節(jié)點(diǎn) (Node)： 也稱為結(jié)點(diǎn)。因此，針對謂詞邏輯，尚待人們不斷加以改進(jìn)，以便尋求自然性好而效率更高的技術(shù)方法。即要求把狀態(tài)變遷過程和操作序列記錄下來，來描述問題解。 TABLE(x)： x是桌子 ， 個體域： x∈{a }； BOOKCASE(z)： z是書架 ， 個體域： z∈{b }； EMPTY(y)： y手中是空的 ， 個體域： y∈{robot} ； HOLDS(y， u)： y手中拿著 u， 個體域： u∈{books} ； AT(y， w)： y在 w處 ， 個體域： w∈{a ， b， alcove }； ON(u， x)： u被放在 x之上； CLEAR(v)： v上 (中 )是空的 ， v∈{a ， b }. 2020/11/29 第 3章知識與知識表示 趙東晉 28 用謂詞邏輯描述智能行為過程的求解 解： ⑵ 使用謂詞以及連接詞、量詞等來表示環(huán)境狀態(tài)。 2020/11/29 第 3章知識與知識表示 趙東晉 25 用謂詞邏輯描述智能行為過程的求解 用謂詞邏輯描述智能行為過程，關(guān)鍵在于恰當(dāng)定義謂詞及連接，首先定義謂詞并給出每個謂詞的確切含義；其次，注意個體域和量詞轄域的約束與劃定；然后，根據(jù)意境邏輯，利用連接詞、量詞把這些謂詞關(guān)聯(lián)起來。 謂詞邏輯的知識表示 2020/11/29 第 3章知識與知識表示 趙東晉 23 用謂詞邏輯表示知識單元 依據(jù)事物名稱或關(guān)鍵詞，可把知識庫劃分為知識單元結(jié)構(gòu) , 使用謂詞邏輯進(jìn)行知識單元描述表示。 2020/11/29 第 3章知識與知識表示 趙東晉 19 謂詞邏輯的知識表示 知識的謂詞邏輯表示符合人的思維習(xí)慣 ， 可讀性好 ， 邏輯關(guān)系表達(dá)簡便 。 ? 對智能機(jī)器系統(tǒng)而言 ， 知識表示 ， 實(shí)際上就是對知識的一種描述或約定 。 ② “ 松花蛋制作法 ” 。 大力發(fā)展智能科學(xué)技術(shù) ， 努力開發(fā)人類知識寶庫 ， 發(fā)展新一代智力工具 ， 這正是作為新時代智能科學(xué)工作者的光榮歷史使命 。 2020/11/29 第 3章知識與知識表示 趙東晉 13 知識表示概述 ? 知識的特性 ? 3. 知識的可利用性和可發(fā)展性 ? 為了使知識便于傳播 、 學(xué)習(xí) ， 使有用的知識得以延續(xù) 、 繼承與發(fā)展 ， 人們不斷地創(chuàng)造了各種生動活潑的形式來記錄 、 描述 、 表示和利用知識 。 有諺語曰： “ 東邊日 (晴天 )， 西邊雨 。 知識源于人們生活 、 學(xué)習(xí)與工作的實(shí)踐 ， 知識是人們在信息社會中各種實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的匯集 、 智慧的概括與積累 。 它是人類對客觀世界一種較為準(zhǔn)確 、 全面的認(rèn)識和理解的結(jié)晶 。諸如圖表結(jié)構(gòu) 、 語法樹 、 規(guī)則匹配模式 、 樹形或網(wǎng)狀表達(dá)等 。 我們將結(jié)合智能技術(shù)具體應(yīng)用 ， 在后面各章予以具體介紹和分析 。 2020/11/29 第 3章知識與知識表示 趙東晉 7 2020/11/29 第 3章知識與知識表示 趙東晉 8 知識表示概述 ? 六個瞎子來到國王的宮殿，第一次遇見一頭大象。 但是 ， 其中有的信息是精確的 ， 有的信息卻是不精確的 。 2020/11/29 第 3章知識與知識表示 趙東晉 12 知識表示概述 知識的特性 ? 造成知識具有不確定性的因素是多方面的 。 ? 伴隨著人類社會邁入信息時代 ， 人類知識也進(jìn)入了大發(fā)展時期 。 2020/11/29 第 3章知識與知識表示 趙東晉 15 知識表示概述 ? 知識的分類 ? 2. 過程性知識： 指那些能依據(jù)一定的規(guī)則 ， 推導(dǎo)出相關(guān)的結(jié)論與目標(biāo)的規(guī)律性知識和能夠?qū)嵤┢ヅ涞男蛄胁僮餍灾R 。 2020/11/29 第 3章知識與知識表示 趙東晉 17 知識表示及其映射原理 ? 一個智能機(jī)器系統(tǒng)如同智能生物一樣 ， 在運(yùn)用知識進(jìn)行信息交流或智能問題求解時 ， 都需要預(yù)先進(jìn)行知識表示 。 但機(jī)器直接對原始問題求解 ，難度很大；可采用知識表示的映射原理 ， 把原始問題映射為它的一種同構(gòu)或同態(tài)問題 ，然后再對同構(gòu)或同態(tài)問題求出它的解答 ， 則相對容易而方便 。 從字面上來看 ， 它表達(dá)了一種美麗的自然景觀：草原上 ，藍(lán)藍(lán)的天 ， 白云飄飄 ， 鳥兒在飛翔 。例如 aliang， aling， rose等。 2020/11/29 第 3章知識與知識表示 趙東晉 26 用謂詞邏輯描述智能行為過程的求解 圖 22 讓機(jī)器人完成搬書的任務(wù) 2020/11/29 第 3章知識與知識表示 趙東晉 27 用謂詞邏輯描述智能行為過程的求解 解： ⑴ 為了能夠描述這個機(jī)器人世界的有關(guān)環(huán)境和狀態(tài)變遷 ， 要求必須先定義謂詞 。 一般說來，如果定義謂詞太多，將造成信息冗余，增加了問題的復(fù)雜度；如果定義謂詞太少，就不夠用。謂詞邏輯知識表示 :規(guī)范性嚴(yán)，邏輯性強(qiáng)，自然性好，推理過程嚴(yán)密，易于實(shí)現(xiàn)。分別稱為 : 節(jié) (結(jié) )點(diǎn) 。是在節(jié)點(diǎn)或者弧線的旁邊，另外附加必要的線條及文字標(biāo)識，用來對節(jié)點(diǎn)、弧線和語義關(guān)系作出相宜的補(bǔ)充、解釋與說明。 其中， “ 有翅膀 ” 、 “ 會游泳 ” 就分別表示了企鵝所具有及所能夠進(jìn)行的屬性關(guān)系。 AMO（ AMemberOf） ： 表示某物 “ 是 … 之中的一員 ” ，即某類中的一員。 ? AND(與 )。 ? OR(或 )等 時間 某天夜晚 環(huán)境 地點(diǎn) IS IS IS IS 某軍港 動作 搖動 輕輕地 艦船 … 海浪 軍港之夜靜悄悄 ，海風(fēng)輕輕吹 ? 見教材中如圖 215所示 : (1)所有動物都具有喜吃食、能運(yùn)動的屬性； (2)鳥 (bird)、魚 (fish