【正文】 解： 由于已知事實(shí)“動物有羽毛”，即 r3的前提條件滿足，因此 r3可用，承認(rèn)的 r3結(jié)論，即推出新的事實(shí)“動物是鳥”。 再檢查知識庫中是否有可用知識，此時由于 B的加入使得 r1為可用，形成僅含 r1的知識集。 算法描述 (1) 把用戶提供的初始證據(jù)放入綜合數(shù)據(jù)庫； (2) 檢查綜合數(shù)據(jù)庫中是否包含了問題的解，若已包含，則求解結(jié)束，并成功推出；否則執(zhí)行下一步； (3) 檢查知識庫中是否有可用知識，若有，形成當(dāng)前可用知識集，執(zhí)行下一步；否則轉(zhuǎn) (5)。 (2) 要求 知識的完整性、一致性、準(zhǔn)確性、靈活性和可組織性 67 1. 產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) (2/2) 控制系統(tǒng) (Control system) 控制系統(tǒng)的主要作用 亦稱推理機(jī)，用于控制整個產(chǎn)生式系統(tǒng)的運(yùn)行，決定問題求解過程的推理線路。 產(chǎn)生式推理 1. 產(chǎn)生式推理的基本結(jié)構(gòu) 2. 產(chǎn)生式的正向推理 3. 產(chǎn)生式的逆向推理 4. 產(chǎn)生式的混合推理 自然演繹推理 歸結(jié)演繹推理 66 1. 產(chǎn)生式推理的基本結(jié)構(gòu) (1/2) 控 制 系 統(tǒng) 規(guī) 則 庫 綜合數(shù)據(jù)庫 綜合數(shù)據(jù)庫 DB(Data Base) (1) 存放推理過程的各種當(dāng)前信息。 如果對某個事物的某一屬性進(jìn)行了賦值或修改操作，則系統(tǒng)會自動沿 ISA和 AKO鏈追溯到具有相應(yīng)的類或超類框架，去執(zhí)行 IfAdded操作，作相應(yīng)的后繼處理。每類學(xué)生又可按照所學(xué)專業(yè)的不同劃分。例如， Age 槽、 Telephone槽等。 當(dāng) AKO作為下層框架的槽名時，其槽值為上層框架的框架名，表示該下層框架所描述的事物比其上層框架更具體。例如，對飯店、教室等的認(rèn)識。 53 5. 語義網(wǎng)絡(luò)表示的特征 主要優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)性 把事物的屬性以及事物間的各種語義聯(lián)系顯式地表示出來，是一種結(jié)構(gòu)化的知識表示方法。此時，記錄下來的所有屬性都是待求解結(jié)點(diǎn)繼承來的屬性。 繼承的概念 是指把對事物的描述從抽象結(jié)點(diǎn)傳遞到實(shí)例結(jié)點(diǎn)。 48 情況的表示 (1/2) ISA AKO Ownee Star AKO AKO End AKO AKO Owner AKO 小燕子 占有權(quán) 占有資格 燕子 巢 春天 秋天 情況 時間 鳥窩 鳥 表示方法： 西蒙提出了增加 情況 和 動作 結(jié)點(diǎn)的描述方法。 魚是一種動物，魚生活在水中、會游泳。 例如，“李剛是一個人”為一元關(guān)系，其語義網(wǎng)絡(luò)如前所示。常用的時間關(guān)系有： Before： 含義為“在前” After: 含義為“在后” 如：“倫敦奧運(yùn)會在北京奧運(yùn)會之后”，圖 213 位置關(guān)系 指不同事物在位置方面的關(guān)系。 上述關(guān)系的主要特征 屬性的繼承性 ，即處在具體層的結(jié)點(diǎn)可以繼承抽象層結(jié)點(diǎn)的所有屬性 . 分類關(guān)系： AKO 也稱泛化關(guān)系，體現(xiàn)的是 “子類與超類” 的概念，含義為“是一種”，表示一個事物是另一個事物的一種類型。 結(jié)點(diǎn)： 代表實(shí)體，表示事物、概念、情況、屬性、狀態(tài)、事件、動作等 ?。?代表語義關(guān)系，表示所連兩個實(shí)體之間的語義聯(lián)系，必須帶有標(biāo)識 語義基元 語義網(wǎng)絡(luò)中最基本的語義單元稱為語義基元，可用三元組表示為： （結(jié)點(diǎn) 1，弧，結(jié)點(diǎn) 2） 基本網(wǎng)元 指一個語義基元對應(yīng)的有向圖，是語義網(wǎng)絡(luò)中最基本的結(jié)構(gòu)單元 例如： 語義基元（ A, R, B）所對應(yīng)的基本網(wǎng)元，如圖 23所示。 結(jié)論是“動物是信天翁” 37 主要優(yōu)點(diǎn) 自然性： 采用“如果 …… ，則 …… ”的形式，人類的判斷性知識基本一致。 HB 狀態(tài) 5(目標(biāo)狀態(tài) ) AT( monkey, c ) Grasp AT( box, c ) ========== ONBOX HB 猴子摘香蕉 (4/4) 32 主要優(yōu)點(diǎn) 自然： 一階謂詞邏輯是一種接近于自然語言的形式語言系統(tǒng)，謂詞邏輯表示法接近于人們對問題的直觀理解 明確： 有一種標(biāo)準(zhǔn)的知識解釋方法，因此用這種方法表示的知識明確、易于理解 精確： 謂詞邏輯的真值只有“真”與“假”，其表示、推理都是精確的 靈活： 知識和處理知識的程序是分開的，無須考慮處理知識的細(xì)節(jié) 模塊化： 知識之間相對獨(dú)立，這種模塊性使得添加、刪除、修改知識比較容易進(jìn)行 主要缺點(diǎn) 知識表示能力差： 只能表示確定性知識，而不能表示非確定性知識、過程性知識和啟發(fā)式知識 知識庫管理困難： 缺乏知識的組織原則，知識庫管理比較困難 存在組合爆炸： 由于難以表示啟發(fā)式知識，因此只能盲目地使用推理規(guī)則，這樣當(dāng)系統(tǒng)知識量較大時，容易發(fā)生組合爆炸 系統(tǒng)效率低： 它把推理演算與知識含義截然分開，拋棄了表達(dá)內(nèi)容中所含有的語義信息，往往使推理過程冗長，降低了系統(tǒng)效率 33 確定性知識表示方法 謂詞邏輯表示法 產(chǎn)生式表示法 1. 產(chǎn)生式表示的基本方法 2. 產(chǎn)生式表示的例子 3. 產(chǎn)生式表示的特性 語義網(wǎng)絡(luò)表示法 框架表示法 34 事實(shí)的表示 事實(shí)的概念 事實(shí)是斷言一個語言變量的值或斷言多個語言變量之間關(guān)系的陳述句。 ONBOX 添加表： ONBOX Grasp 條件： ONBOX， AT( box, c) 動作：刪除表： 172。 機(jī)器人移盒子 (2/5) 25 各操作的條件和動作： Goto( x， y ) 條件： AT( robot， x) 動作：刪除表： AT( robot， x ) 添加表： AT( robot， y ) Pickup( x ) 條件： ON( box， x )， TABLE( x )， AT( robot， x )， EMPTY( robot ) 動作：刪除表： EMPTY( robot )， ON( box， x ) 添加表： HOLDS( robot， box ) Setdown( x ) 條件： AT( robot， x )， TABLE( x )， HOLDS( robot， box ) 動作：刪除表： HOLDS( robot， box ) 添加表： EMPTY( robot )， ON( box， x ) 各操作的執(zhí)行方法： 機(jī)器人每執(zhí)行一操作前，都要檢查該操作的先決條件是否可以滿足。 CM(x,y)：表示 x和 y是同班同學(xué)。 S (y)：表示 y是學(xué)生。 例如，對命題 P和 Q， P?Q 表示“ P當(dāng)且僅當(dāng) Q”， 量詞： ? ：全稱量詞。 表示所連結(jié)的兩個命題之間具有“或”的關(guān)系 ∧ ： ―合取 ‖。 15 第 2章 確定性知識系統(tǒng) 按照符號主義的觀點(diǎn)，知識是一切智能行為的基礎(chǔ)，要使計(jì)算機(jī)具有智能，首先必須使它擁有知識，并且能夠使用知識。放在第 5章討論： 可信度推理 主觀 Bayes推理 證據(jù)理論 模糊推理 概率推理 14 推理的控制策略 推理的控制策略是指 如何使用領(lǐng)域知識使推理過程盡快達(dá)到目標(biāo)的策略。其推理模式可表示為： IF A有屬性 abc AND B有屬性 ab THEN B可能有屬性 c 12 2. 推理方法及其分類 按推理的邏輯基礎(chǔ)分類 (3/3) 演繹推理與歸納推理的區(qū)別 演繹推理 是在已知領(lǐng)域內(nèi)的一般性知識的前提下，通過演繹求解一個具體問題或者證明一個結(jié)論的正確性。 例如，前面所提到的例子有如下三個判斷： ① 計(jì)算機(jī)系的學(xué)生都會編程序； （ ①是大前提，一般性知識） ② 程強(qiáng)是計(jì)算機(jī)系的一位學(xué)生； （ ②是小前提，具體情況） ③ 程強(qiáng)會編程序。 (4) 概率推理，即用概率來表示知識的不確定性，并根據(jù)所給出的概率來估計(jì)新的概率，這種推理形式是我們將要在第 5章中進(jìn)行討論的內(nèi)容。例如，若有以下兩個判斷： ① 計(jì)算機(jī)系的學(xué)生都會編程序； ② 程強(qiáng)是計(jì)算機(jī)系的一名學(xué)生； 則可得出下面第三個判斷： ③ 程強(qiáng)會編程序。包括：對推理的適應(yīng)性，對高效算法的支持程度 可組織性與可維護(hù)性： 可組織性是指可以按某種方式把知識組織成某種知識結(jié)構(gòu)。 按知識的作用效果 陳述性知識或事實(shí)性知識（零級）： 用于描述事物的概念、定義、屬性，或狀態(tài)、環(huán)境、條件等；回答“是什么？”、“為是么？” 過程性知識或程序性知識（一級）： 用于問題求解過程的操作、演算和行為的知識，即如何使用事實(shí)性知識的知識。 知識 = 信息 + 關(guān)聯(lián) 常用的關(guān)聯(lián)形式： 如果 … , 則 … 代表性解釋 (1) Feigenbaum: 知識是經(jīng)過剪裁、塑造、解釋、選擇和轉(zhuǎn)換了的信息 (2) Bernstein： 知識由特定領(lǐng)域的描述、關(guān)系和過程組成 (3) HeyesRoth： 知識 =事實(shí) +信念 +啟發(fā)式 3 按知識的適用范圍 常識性知識： 通用通識的、普遍知道的、適應(yīng)所有領(lǐng)域的知識。其表示方法不唯一。放在搜索中討論。 (2) 線性推理，或稱線性三段論，這種推理的三個判斷之間具有線性關(guān)系。 推理方法的分類形式： 可有多種不同的分類方法 .例如 : 分類 按推理的邏輯基礎(chǔ) 按知識的確定性 按推理的控制策略 演繹推理 歸納推理 確定性推理 不確定性推理 (第 5章單獨(dú)討論 ) 推理策略 搜索理策略 (第 3章單獨(dú)討論 ) 10 2. 推理方法及其分類 按推理的邏輯基礎(chǔ)分類 (1/3) 演繹推理 是一種由一般到個別的推理方法，即從已知的一般性知識出發(fā)，去推出蘊(yùn)含在這些已知知識中的適合于某種個別情況的結(jié)論。例如，計(jì)算機(jī)，隨機(jī)抽查。運(yùn)用這些一般性知識知識去維修計(jì)算機(jī)的過程則是 演繹 推理。 沖突消解策略 是指當(dāng)推理過程有多條知識可用時，如何從這多條可用知識中選出一條最佳知識用于推理的策略。 例如： GREATER(x,6)，表示 x大于 6， 函數(shù)： 可作為謂詞的個體 定義 ： 設(shè) D是個體域， f： Dn→D 是一個映射，其中 },|),{( 2121 Dxxxxxx nnn ????????謂詞與函數(shù)的區(qū)別： 謂詞是 D到 {T， F}的映射，函數(shù)是 D到 D的映射 謂詞的真值是 T和 F，函數(shù)的值（無真值）是 D中的元素 謂詞可獨(dú)立存在，函數(shù)只能作為謂詞的個體 19 連詞和量詞 連詞： 172。 ? ：稱為“雙條件”。 例，對 (?x)P(x， y)，可把 y換成 t，得到 (?x)P(x， t) ，但不能換成 x 。 王宏和李明是同班同學(xué)。 這些操作包括： Goto( x, y )：從 x處走到 y處。ONBOX ， AT( monkey, u)， 動作：刪除表： AT( monkey, u) 添加表： AT( monkey, v) Pushbox(v, w) 條件： 172。 HB 狀態(tài) 3 AT( monkey, c ) Pushbox( b, c ) AT( box, c ) ====