【正文】 。所有這些自動機(jī)的工作都是獨(dú)立進(jìn)行的。其結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)部分：一部分為純語法性質(zhì)，以 語態(tài) 為代表，另一部分是語義性質(zhì)，稱為格結(jié)構(gòu)。事實(shí)上，它是反對稱的 (因不允許循環(huán) ) 4)子空間偏序相當(dāng)于傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)語言中的嵌套結(jié)構(gòu) 5)利用“可見性”，能使系統(tǒng)提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，因?yàn)樵谝粋€(gè)子空間中進(jìn)行操作時(shí)，只需考慮相關(guān)可見空間，這樣可減少搜索和推理范圍 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語義網(wǎng)絡(luò) 一般謂詞語義網(wǎng)絡(luò) d)間接和嵌套命題的表示 例：李平說他想看紅樓夢 三個(gè)命題： 1)李平說 …. 2)他想 …. 3)他看紅樓夢 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語義網(wǎng)絡(luò) 一般謂詞語義網(wǎng)絡(luò) d)間接和嵌套命題的表示 例：李平說他想看紅樓夢 李平 人 說 g1 GS 個(gè)體 動作主體 動作對象 個(gè)體 s t 想 g2 看 紅樓夢 同一 同一 動作主體 動作主體 動作對象 動作對象 F F 書 個(gè)體 個(gè)體 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 四、數(shù)據(jù)語義網(wǎng)絡(luò) 基本概念 以數(shù)據(jù)為中心的語義網(wǎng)絡(luò)。這是在設(shè)計(jì)產(chǎn)生式系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該考慮的一個(gè)策略問題，這就是解決匹配沖突的策略。 b)引入狀態(tài)參數(shù)法 在每個(gè)謂詞中增加一個(gè)狀態(tài)參數(shù)，以使得一個(gè)謂詞在不同狀態(tài)可取不同值。 注：最廣通代可不唯一。 第二章 知識與知識表示 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 (推理步驟 )：若一個(gè)或結(jié)點(diǎn)的所有子與結(jié)點(diǎn)皆失敗，則該父或結(jié)點(diǎn)也失敗。若有 n個(gè)這樣的謂詞，則從樹根生出 n枝“或枝”，每枝或叉的終點(diǎn)是上述數(shù)據(jù)基謂詞經(jīng)過最廣通代之后的一個(gè)樣品；然后，再查看有無這樣的規(guī)則，它們的右部謂詞與目標(biāo)謂詞之間存在最廣通代，若有 m個(gè)這樣的規(guī)則， 第二章 知識與知識表示 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 (推理步驟 )：則從樹根再生出 m枝“或叉”，每枝或叉的終點(diǎn)是上述規(guī)則的右部謂詞經(jīng)過最廣通代之后的樣品。 5)有時(shí)，無目標(biāo)的向前推理也是需要的。 S1 S2 S3 執(zhí)行 產(chǎn)生式 Pa 執(zhí)行 產(chǎn)生式 Pb …... 第二章 知識與知識表示 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： 1)在大部分向前推理的產(chǎn)生式系統(tǒng)中，每個(gè)條件用一個(gè)謂詞來表示，產(chǎn)生式的左部是一串謂詞，產(chǎn)生式的右部也是一串謂詞。但是也有例外，如在許多語法置換系統(tǒng)中，同一字符串中的幾個(gè)同名變量可被置換為不同的子串。 匹配成功后， RHS的動作是把數(shù)據(jù)基內(nèi)該知識元中所含的子串換成在 RHS中出現(xiàn)的子串。 第二章 知識與知識表示 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) d)機(jī)器可讀性 包括機(jī)器識別產(chǎn)生式、語法檢查和某種程度上的語義檢查。這是模塊化不徹底的表現(xiàn)，可擴(kuò)展性差。 第二章 知識與知識表示 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) b)知識的模塊化 在每個(gè)具體的產(chǎn)生式系統(tǒng)所適用的專門領(lǐng)域知識被分成許多知識元，存于數(shù)據(jù)基中。 第二章 知識與知識表示 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 c)一個(gè)解釋程序 負(fù)責(zé)整個(gè)產(chǎn)生式系統(tǒng)的運(yùn)行，包括規(guī)則左部和數(shù)據(jù)基的匹配、從匹配成功的規(guī)則（可能不止一個(gè)）中選出一個(gè)加以執(zhí)行、解釋執(zhí)行規(guī)則右部的動作，并掌握時(shí)機(jī)結(jié)束產(chǎn)生式系統(tǒng)的運(yùn)行等等。 在核實(shí)左部情形時(shí)，通常采用匹配的方法，即查看當(dāng)前數(shù)據(jù)基中是否存在規(guī)則左部所指示的情形。這是前提和結(jié)論之間的關(guān)系，可用產(chǎn)生式（或稱規(guī)則）來表示。 與或句的生成步驟 1）化成前束范式，使所有量詞均在合式公式的最前面，且每個(gè)量詞的轄域均是整個(gè)公式。 第二章 知識與知識表示 第二節(jié) 演繹系統(tǒng) 一、謂詞演算 謂詞演算 謂詞及謂詞之間關(guān)系的研究 2） 項(xiàng) A）常量和變量是項(xiàng) B）若 t1,t2,..,tn是項(xiàng)，則 fn(t1,t2,…,tn) 和Fn(t1,t2,…,tn) 也是項(xiàng) (fn 為 n目函數(shù)常量， Fn 為 n目函數(shù)變量 )。 第二章 知識與知識表示 第一節(jié) 引言 三、知識表示原則 過程性表示還是說明性表示？ 過程性表示：給出解決一個(gè)問題的具體過程。 類比性知識 既不給出外延，也不給出內(nèi)涵，只給出它與其它事物的某些相似之處。第二章 知識與知識表示 第一節(jié) 引言 一、知識 知識是信息經(jīng)過加工整理、解釋、挑選和改造而成的。 第二章 知識與知識表示 第一節(jié) 引言 二、知識類型 類比性知識 注：類比性知識一般不能完整地刻劃事物，有時(shí)會以偏概全，但它可以啟發(fā)人們在不同領(lǐng)域的知識間架起橋梁，利用一個(gè)領(lǐng)域的知識去解決另一個(gè)領(lǐng)域的問題。 注：說明性表示涉及細(xì)節(jié)少，抽象程度高，可靠性較好，修改方便，但執(zhí)行效率較低。 3）原子公式和合式公式 (wff) 第二章 知識與知識表示 第二節(jié) 演繹系統(tǒng) 一、謂詞演算 主要的謂詞演算 命題演算 ?一階謂詞演算 ?二階謂詞演算 其中，最重要的是一階謂詞演算。 2）消去存在量詞，只剩下全稱量詞。 產(chǎn)生式（規(guī)則）：前提和結(jié)論之間的關(guān)系式。若存在，則認(rèn)為匹配成功，否則認(rèn)為匹配不成功。 注：其中每一步均可有不同的含義。而每個(gè)規(guī)則指明了有關(guān)知識元之間的關(guān)系及其使用方法。 第二章 知識與知識表示 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) b)知識的模塊化 注：知識的模塊化使得知識基（包括數(shù)據(jù)基和規(guī)則基）的補(bǔ)充和修改變得非常容易。 語法檢查包括無矛盾性檢驗(yàn)和冗余檢查。 注：這種產(chǎn)生式系統(tǒng)稱為置換系統(tǒng)。另一例外是作用域的放大。產(chǎn)生式的左部與當(dāng)前數(shù)據(jù)基匹配成功的含義是：對產(chǎn)生式左部所有謂詞中出現(xiàn)的變量可以實(shí)行一種統(tǒng)一的置換，使得置換后的謂詞均是當(dāng)前數(shù)據(jù)基中某個(gè)謂詞的樣品。這往往是為了推出所需要的全部結(jié)果。若和某個(gè)右部謂詞相對應(yīng)的左部有 k個(gè)謂詞，則從相應(yīng)或叉的終點(diǎn)又生出 k枝“與叉”，每枝與叉的終點(diǎn)對應(yīng)于一個(gè)左部謂詞，其中的所有變元均已按照右部謂詞所作的最廣通代作了相應(yīng)的置換。若一個(gè)與結(jié)點(diǎn)成功，則它的父或結(jié)點(diǎn)也成功。 第二章 知識與知識表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 五、框架問題 框架問題 一般，每個(gè)謂詞只有已知其真假和還未知道其真假的區(qū)別，不會原先是真的，后來變假了，或反過來，原先是假的，后來變真了。 注：具有不同狀態(tài)參數(shù)的同一謂詞是不同的謂詞樣品，從而完全可有不同的值。 解決沖突的策略 a)按事先排好的固定順序 b)按通用性和針對性排序 c)按數(shù)據(jù)的新鮮性排序 d)按子目標(biāo)的新鮮性排序 e)按使用產(chǎn)生式和數(shù)據(jù)的公平性排序 f)按匹配程度排序 第二章 知識與知識表示 第四節(jié) 框架結(jié)構(gòu) 一、事物的屬性 屬性 用于描述事物特性的項(xiàng) 注： 1)掌握了事物的屬性，就有關(guān)于事物的知識 2)屬性一般具有屬性名和相應(yīng)值 3)屬性是描述事物的最小元素 屬性表 將同一事物的各方面屬性列成一張表，構(gòu)成該事物的屬性表 注： 1)屬性表是屬性的集合，用于描述事物的整體特性 2)屬性表中的屬性之間可存在依賴關(guān)系 第二章 知識與知識表示 第四節(jié) 框架結(jié)構(gòu) 一、事物的屬性 屬性框架 對于具有同樣一些屬性的事物 ,可將這些屬性確定為屬性框架 注： 1)只要在此框架內(nèi)對諸屬性賦以不同的值 ,就可得到對同一類事物不同個(gè)體的描述 2)屬性框架與數(shù)據(jù)庫中關(guān)系表的定義非常相似，但屬性框架中的某些屬性可被看作事物而擁有自己的屬性表，從而可形成層次式的嵌套結(jié)構(gòu) 3)在對事物進(jìn)行推理的過程中，事物的屬性有時(shí)也要一起參加推理，推理可包含對有關(guān)屬性的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果組成推理結(jié)果的一部分 第二章 知識與知識表示 第四節(jié) 框架結(jié)構(gòu) 一、事物的屬性 屬性框架 對于具有同樣一些屬性的事物 ,可將這些屬性確定為屬性框架 注： 4)屬性框架內(nèi)的屬性之間可存在橫向關(guān)系和縱向關(guān)系，且縱向關(guān)系更能深刻地反映客觀世界中各事物之間的關(guān)系 5)在事物子類的屬性和事物母類的屬性之間存在一種繼承和發(fā)展的關(guān)系。 導(dǎo)因 利用數(shù)據(jù)時(shí)，需要數(shù)據(jù)的語義和數(shù)據(jù)間的關(guān)系，以向用戶提供數(shù)據(jù)的有關(guān)知識，包括支持用戶對數(shù)據(jù)實(shí)行推理的功能 作用 用于知識型數(shù)據(jù)庫的一種知識表示方法 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 四、數(shù)據(jù)語義網(wǎng)絡(luò) 主要形式 a)DBTG模型 系 —二 級樹 b)ER模型 學(xué)生 選課 課程 學(xué)號 姓名 教室 課程號 課程名 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 四、數(shù)據(jù)語義網(wǎng)絡(luò) 主要形式 c)SuLo語義聯(lián)系模型 以實(shí)體之間的聯(lián)系為中心 ,使用九種基本聯(lián)系模型 ,以確切地表達(dá)各種數(shù)據(jù)之間的關(guān)系 1)成員聯(lián)系 表示由屬于同一概念的一組原子元素或下層概念構(gòu)成的一個(gè)集合 ,稱作 CC(概念類 )節(jié)點(diǎn) CC CC CC 學(xué)校 院系 部處 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 四、數(shù)據(jù)語義網(wǎng)絡(luò) 主要形式 c)SuLo語義聯(lián)系模型 2)特征聯(lián)系 由一組特征構(gòu)成某一實(shí)體的完整描述，有兩類節(jié)點(diǎn)： DE(表示一組特征刻劃了一個(gè)可獨(dú)立存在的實(shí)體 )、 CE (表示一組特征刻劃了一個(gè)不可獨(dú)立存在的實(shí)體 ) 注： CE的存在依賴于由某個(gè) DE聯(lián)系表達(dá)的獨(dú)立存在的實(shí)體 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 四、數(shù)據(jù)語義網(wǎng)絡(luò) 主要形式 c)SuLo語義聯(lián)系模型 3)相互作用聯(lián)系 用 EI節(jié)點(diǎn)表示，用以描述兩個(gè)實(shí)體之間的相互作用，其聯(lián)系的實(shí)體中必須包含兩個(gè)分量： AG(動作主體 )、 DO(動作對象 )。一個(gè)格結(jié)構(gòu)由許多格變元組成，每個(gè)格變元從語法上講是一個(gè)名詞短語，從語義上講分別屬于五種格關(guān)系 (動作主體、主題、地點(diǎn)、源泉、目標(biāo) ) 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 五、語言語義網(wǎng)絡(luò) 舉例 例：豬八戒背媳婦 背 現(xiàn)在時(shí)說明式肯定式 豬八戒 媳婦 語態(tài) 格一 格二 地點(diǎn) 主題 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 六、幾種特殊的語義網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò) 用于描述客觀事物結(jié)構(gòu) 注：結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)常見于模式識別，機(jī)器學(xué)習(xí)等應(yīng)用領(lǐng)域中 分類網(wǎng)絡(luò) 用于描述抽象的概念，對它們按層次進(jìn)行分類，每個(gè)概念用一個(gè)節(jié)點(diǎn)代表，節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系只有兩種：子集關(guān)系和個(gè)體關(guān)系。 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 七、語義網(wǎng)絡(luò)上的推理 閉式推理 b)基本思想 2)若尋找兩個(gè)概念 C1與 C2之間的聯(lián)系，則啟動相應(yīng)節(jié)點(diǎn) n1與 n2對應(yīng)的自動機(jī)，使它們發(fā)出信息，啟動鄰近自動機(jī)，進(jìn)一步啟動其它自動機(jī)。 注： 1)從人與自然的關(guān)系來說，常識應(yīng)是那些經(jīng)過人類社會千百年實(shí)踐檢驗(yàn)固定下來的，對于大多數(shù)情況而言正確地反映了對客觀世界規(guī)律的認(rèn)識 2)常識有可能有例外，但在沒有跡象表明當(dāng)前情況屬于例外時(shí)，按常識處理，一般應(yīng)合理、正確。 對某些主題的常識難以用描述性知識表示方法來描述 不確定性、近似性、模糊性、時(shí)變性 第二章 知識與知識表示 第七節(jié) 常識性知識表示 三、常識的重要性 具有常識的系統(tǒng)會有商業(yè)應(yīng)用價(jià)值 如，家庭機(jī)器人 具有常識處理功能的專家系統(tǒng)會更有用 a)識別何時(shí)需要外部的知識 b)擴(kuò)展專家系統(tǒng)的知識 如，采用類比、比喻方法擴(kuò)展 理解自然語言 第二章 知識與知識表示 第七節(jié) 常識性知識表示 四、常識處理方法 非單調(diào)推理 C