【正文】 ma le 30 18 0c m pr og ram me rJo hn2022/2/9 38 第二章 知識(shí)表達(dá)技術(shù) 2． 7 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)表示 基本命題的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示 （ 以 謂詞或關(guān)系為中心 ） 設(shè)有 n元謂詞或關(guān)系 R(arg1,… ,argn),arg1取值為 a1,… ,argn取值為 an,R的等價(jià)一組二元關(guān)系如下： arg1(R,a1) arg2(R,a2) …… argn(R,an) 對(duì)應(yīng)的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)： . .. . ..a r g 1 a r g na1 anR2022/2/9 39 第二章 知識(shí)表達(dá)技術(shù) 2． 7 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)表示 連接詞在語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)中的表示方法 合取 give(John,Mary,“戰(zhàn)爭(zhēng)與和平 ” )?read(Mary,“戰(zhàn)爭(zhēng)與和平 ” ) 對(duì)應(yīng)的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)： giv errec ipientobj ectsub jectobj ect與gi veJo hn Ma ryre ad戰(zhàn)爭(zhēng)與和平2022/2/9 40 第二章 知識(shí)表達(dá)技術(shù) 2． 7 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)表示 連接詞在語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)中的表示方法 析取 John is a programmer or Mary is a lawyer 對(duì)應(yīng)的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)： wor kerpro fes sio n wor kerpro fes sio n或OC 1 OC 2Jo hn pr og ram me r Ma ry La we r2022/2/9 41 第二章 知識(shí)表達(dá)技術(shù) 2． 7 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)表示 連接詞在語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)中的表示方法 否定 172。?:合取 (Conjunction)。然后 ， 其它的規(guī)則有可能被使用 ， 即進(jìn)入下一循環(huán) 2022/2/9 21 第二章 知識(shí)表達(dá)技術(shù) 2． 5 產(chǎn)生式系統(tǒng) 如：設(shè)有以下兩條美式足球的規(guī)則： 規(guī)則 R1 規(guī)則 R2 IF fourth dawn IF fourth dawn short yardage short yardage THEN punt within 30 yards(from the goal line) THEN field goal R1規(guī)則 ：如進(jìn)攻方在前三次進(jìn)攻中前進(jìn)的距離少于 10碼 (short yardage)，那么在第四次進(jìn)攻時(shí) (fourth dawn)， 可以踢懸空球 (punt) R2規(guī)則 ：如進(jìn)攻方在前三次進(jìn)攻中前進(jìn)的距離少于 10碼 ， 而進(jìn)攻的位置又在離對(duì)方球門(mén)線(xiàn) 30碼距離之內(nèi) ， 那么就可以射門(mén) (field goal) 如果當(dāng)前事實(shí)庫(kù)包含事實(shí) “ fourth dawn”和 “ short yardage”以及 “ within 30 yards”？？？ 2022/2/9 22 第二章 知識(shí)表達(dá)技術(shù) 2． 5 產(chǎn)生式系統(tǒng) 專(zhuān)一性排序 —— 如某一規(guī)則條件部分規(guī)定的情況 ， 比另一規(guī)則條件部分規(guī)定的情況更有針對(duì)性 ， 則這條規(guī)則有較高的優(yōu)先級(jí) 規(guī)則排序 —— 如規(guī)則編排的順序就表示了啟用的優(yōu)先級(jí) ， 則稱(chēng)之為規(guī)則排序 數(shù)據(jù)排序 —— 把規(guī)則條件部分的所有條件按優(yōu)先級(jí)次序編排起來(lái) ， 運(yùn)行時(shí)首先使用在條件部分包含較高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)的規(guī)則 。 對(duì)事實(shí)庫(kù)的修改在產(chǎn)生式系統(tǒng)中扮演著 推理 的角色 ， 正是由于事實(shí)庫(kù)內(nèi)容的不斷改變 ， 才構(gòu)成了由原始數(shù)據(jù)到結(jié)論的變換過(guò)程 2022/2/9 19 第二章 知識(shí)表達(dá)技術(shù) 2． 5 產(chǎn)生式系統(tǒng) 產(chǎn)生式規(guī)則的形式 與傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中 條件語(yǔ)句 非常相似 ， 但實(shí)際上兩者之間存在根本的 區(qū)別： 產(chǎn)生式規(guī)則左部表達(dá)的是一組 復(fù)雜模式 ， 而不僅僅是一個(gè) 布爾表達(dá)式 規(guī)則之間控制流不象傳統(tǒng)語(yǔ)言中從一條語(yǔ)句向其下一條語(yǔ)句 傳遞 ， 而且 滿(mǎn)足條件的規(guī)則被激活但不一定立即執(zhí)行 ， 這將取決于產(chǎn)生式系統(tǒng)的 沖突消解策略 ， 這也是區(qū)分傳統(tǒng)程序與產(chǎn)生式系統(tǒng)行為特征的 關(guān)鍵 邏輯程序中的語(yǔ)句可以視作產(chǎn)生式規(guī)則的一種 特殊形式 在產(chǎn)生式系統(tǒng)中 ， 一條規(guī)則僅描述前提條件與行為之間的靜態(tài)關(guān)系 ， 因此 ， 規(guī)則的正確性應(yīng)當(dāng)獨(dú)立地得到保證 。z=0:沒(méi)拿到 ） 可能出現(xiàn)的 狀態(tài) 如下： S0=(a,b,0,0) S1=(b,b,0,0) S2=(c,c,0,0) S3=(c,c,1,0) S4=(c,c,1,1) 其中 S0為 初始狀態(tài) ， S4為 目標(biāo)狀態(tài) 2022/2/9 14 第二章 知識(shí)表達(dá)技術(shù) 2． 4 與 /或圖表達(dá)法 【 例 2． 3】 猴子和香蕉問(wèn)題 允許的操作集為： F={f1,f2,f3,f4} 其中： f1(u)為猴子走到 u處 (w,x,0,z)?(u,x,0,z) f2(v)為猴子推臺(tái)子到 v處 (x,x,0,0)?(v,v,0,0) f3為猴子爬上臺(tái)子 (x,x,0,z)?(x,x,1,z) f4為猴子拿到香蕉 (c,c,1,0)?(c,c,1,1) 比較 目標(biāo)狀態(tài) （ S4） 與初始狀態(tài) （ S0） 的 差異 ， 來(lái) 選擇主操作 。 狀態(tài)空間一解 是一有限操作算子序列 ， 它使初始狀態(tài)轉(zhuǎn)換為目標(biāo)狀態(tài)： O1 O2 O3 Ok S0???? S1???? S2???? …… ???? G 其中 O1， … ， Ok即為狀態(tài)空間的一個(gè)解 (解往往不是唯一的 ) 2022/2/9 10 第二章 知識(shí)表達(dá)技術(shù) 2． 3 狀態(tài)空間表達(dá) 【 例 2． 2】 八數(shù)碼問(wèn)題的狀態(tài)空間 在一 3 3方格盤(pán) ， 放 1到 8八個(gè)數(shù)碼 ， 另一格為空 。 2022/2/9 6 第二章 知識(shí)表達(dá)技術(shù) 2． 2 知識(shí)表達(dá)技術(shù) 知識(shí)模型變換 同構(gòu)： 問(wèn)題的解答等價(jià)于原始問(wèn)題的解答 同態(tài)： 可使問(wèn)題更加簡(jiǎn)化 ， 易于求解 同構(gòu) /同態(tài)變換 同構(gòu)變換(明 確)同態(tài)變換(簡(jiǎn) 化)難求解便于求解等價(jià)易求解蘊(yùn)含原始問(wèn)題同構(gòu)問(wèn)題同態(tài)問(wèn)題原始解答同構(gòu)解答同態(tài)解答2022/2/9 7 第二章 知識(shí)表達(dá)技術(shù) 2． 2 知識(shí)表達(dá)技術(shù) 【 例 2． 1】 方格棋盤(pán)分割問(wèn)題 原始問(wèn)題 :2n 2n方格盤(pán) ， 去掉對(duì)頂角上兩方格 ， 問(wèn)能否將它分割為若干 1 2長(zhǎng)方塊 ？ (a ) 原始問(wèn)題2n2n(b ) 同構(gòu)問(wèn)題 (c ) 同態(tài)問(wèn)題初始狀態(tài)第一次分割2 ， 00 ， 02022/2/9 8 第二章 知識(shí)表達(dá)技術(shù) 2． 2 知識(shí)表達(dá)技術(shù) 【 例 2． 1】 方格棋盤(pán)分割問(wèn)題 原始問(wèn)題 :2n 2n方格盤(pán) ， 去掉對(duì)頂角上兩方格 ， 問(wèn)能否將它分割為若干1 2長(zhǎng)方塊 ？ 直接求解 :考察 (2**(2n))**2種可能分割方案 ， 且隨著 n增大 ， 會(huì) “ 組合爆炸 ” 同構(gòu)問(wèn)題 :方格相間著色 ,無(wú)論 n為何值 ， 對(duì)頂角上兩方格同色 ， 去掉后白格與黑格的數(shù)目間差值為 2——最后剩的必是同色兩方格 ——因 同構(gòu)問(wèn)題無(wú)解 ， 果 等價(jià)的原始問(wèn)題無(wú)解 。 掌握 知識(shí)表達(dá) 的基本概念 ， 學(xué)會(huì)劃分知識(shí)的 類(lèi)型 和理解 知識(shí)模型變換 在解決人工智能問(wèn)題的過(guò)程中的作用與意義； 學(xué)會(huì)如何 將一個(gè)具體的問(wèn)題 ， 用所介紹的知識(shí)表達(dá)方法來(lái)表示 ； 初步體會(huì)在各種知識(shí)表達(dá)方法中 ， 其知識(shí)機(jī)構(gòu)是如何隨知識(shí)的運(yùn)用而變化的 。 ? 敘述型知識(shí)：北京 、 上海 、 飛機(jī) 、 火車(chē) 、 時(shí)間 、 費(fèi)用 。O—操作算子集合 。 問(wèn)題是制定機(jī)器人的行動(dòng)計(jì)劃 ， 使猴子能拿到香蕉 。 數(shù)據(jù)是 廣義的 在事實(shí)庫(kù)中的數(shù)據(jù)由規(guī)則解釋 （ 控制器 ） ， 用來(lái)激活相應(yīng)的規(guī)則 。 當(dāng)按規(guī)則的操作部分去執(zhí)行時(shí) ， 稱(chēng)這條規(guī)則為 啟用規(guī)則 。 若是 ， 則 終止求解過(guò)程 ， 否則轉(zhuǎn) ② ⑤ 要求更多的關(guān)于問(wèn)題的信息 ， 若不能提供所要信息 ， 則 求解失敗 ， 否則更新事實(shí)庫(kù)并轉(zhuǎn) ② 2022/2/9 28 第二章 知識(shí)表達(dá)技術(shù) 2． 6 知識(shí)的邏輯表達(dá)方法 邏輯 是人們思維活動(dòng)規(guī)律的反映和抽象 ， 最精確和最成功 ， 計(jì)算機(jī)可作精確處理 ， 與自然語(yǔ)言又非常接近 第一個(gè)因素：互關(guān)聯(lián)的兩部分： 公理系統(tǒng)和演繹結(jié)構(gòu) 第二個(gè)因素：邏輯及其演繹能保證 正確 ， 閉包集合 （ 語(yǔ)義保持 ） 第三個(gè)因素：演繹可 完全機(jī)械化 （ 定理證明 ） 數(shù)理邏輯： 用數(shù)學(xué)方法研究形式邏輯的一分支 （ 符號(hào)邏輯 ） 謂詞邏輯： 數(shù)邏基本形式 （ 基于謂詞分析 的 形式化語(yǔ)言 ） 知識(shí)的邏輯表達(dá)： 用一階謂詞邏輯來(lái)描述 AI的 問(wèn)題求解知識(shí) 2022/2/9 29 第二章 知識(shí)表達(dá)技術(shù) 2． 6 知識(shí)的邏輯表達(dá)方法 (簡(jiǎn)單回顧 ) 命題邏輯 ——謂詞邏輯的基礎(chǔ) A， B等 原子命題 ——表達(dá)單一意義的命題 燈關(guān)著 天在下雨 復(fù)合命題 ——由 “ 聯(lián)結(jié)詞 ” 聯(lián)結(jié)原子命題