【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 關(guān)系可表示為： CO（ ComposedOf） : 含義為 “ 由 … 所構(gòu)成 ” ，表示了某一個(gè) (或某些 )事物是另一事物的一個(gè)組成部分或構(gòu)成要素 . APO（ APartOf） ： 含義為 “ 是 … 中的一部分 ” 。 例如， “ 學(xué)生、教師、課程都是教學(xué)活動(dòng)的要素 ” ；再如， “ 門、窗戶是房子結(jié)構(gòu)的一部分 ” 分別可用圖 25和圖26所示的語義網(wǎng)絡(luò)來表示。 2020/11/29 第 3章知識(shí)與知識(shí)表示 趙東晉 38 語義網(wǎng)絡(luò)知識(shí)表示 基本語義關(guān)系 CO（ ComposedOf） : 含義為 “ 由 … 所構(gòu)成 ” . APO（ APartOf） ： 含義為 “ 是 … 中的一部分 ” 。 教學(xué) 學(xué)生 教師 課程 APO APO APO 房 子 門 窗戶 CO CO 2020/11/29 第 3章知識(shí)與知識(shí)表示 趙東晉 39 語義網(wǎng)絡(luò)知識(shí)表示 基本語義關(guān)系 （ 3）從屬關(guān)系 : ISA（ isa） ： 含義為 “ 是一個(gè) ” ，表示某事或某物是一個(gè)具體的實(shí)例。 AKO（ AKindOf） ： 表示某事物 “ 是 … 之中的一種 ” ，即某類中的一個(gè)。 AMO（ AMemberOf） ： 表示某物 “ 是 … 之中的一員 ” ，即某類中的一員。 海棠花 植物 AKO 鐘明 研究生 AMO 西安 著名古都 ISA 2020/11/29 第 3章知識(shí)與知識(shí)表示 趙東晉 40 復(fù)合語義關(guān)系 （ 1） 時(shí)間空間復(fù)合關(guān)系 :時(shí)空復(fù)合關(guān)系表示了事物或事件發(fā)生的時(shí)間和位置地點(diǎn)。 常用這類關(guān)系有： ? AFTER： 含義為 “ 在 … 之后 ” ，表示上層結(jié)點(diǎn)事實(shí)發(fā)生在下層結(jié)點(diǎn)所描述的事件之后；或者表示下層結(jié)點(diǎn)對(duì)象在上層結(jié)點(diǎn)對(duì)象的位置之后。 ? 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(duì)象在上層結(jié)點(diǎn)對(duì)象的位置之前。 ? ON： 含義為 “ 在 … 之上 ” ，表示下層結(jié)點(diǎn)所描述的事物對(duì)象位于上層結(jié)點(diǎn)的事物之下。 ? AT： 含義為 “ 在 … 時(shí)刻 ” 或 “ 在 … 地點(diǎn) ” ，如圖 210所示 。 此外，相應(yīng)于多個(gè)對(duì)象，還可以有比較、相互接近等關(guān)系的組合。 2020/11/29 第 3章知識(shí)與知識(shí)表示 趙東晉 41 復(fù)合語義關(guān)系 （ 1） 時(shí)空復(fù)合關(guān)系 : ? AFTER： ? BEFORE： ? ON： ? AT： （ 2） 復(fù)合推論關(guān)系 : ? BO (BecauseOf：由于 … ) ? FOR（為了 … ） ? THEN（就 … ，則 … ） ? GET（使得 … ，得到 … ） AT 鐘樓 西安城中心 GET 人民安康 國家昌盛 2020/11/29 第 3章知識(shí)與知識(shí)表示 趙東晉 42 復(fù)合語義關(guān)系 時(shí)間 環(huán)境 地點(diǎn) IS IS IS IS 動(dòng)作 與 （ 3） 復(fù)合邏輯關(guān)系 : ? NOR(非 )。 ? AND(與 )。 ? OR(或 )等 2020/11/29 第 3章知識(shí)與知識(shí)表示 趙東晉 43 復(fù)合語義關(guān)系 IS 某軍港 軍港之夜靜悄悄 ，海風(fēng)輕輕吹 有 彐 輕輕地 艦船 … 海浪 方式 對(duì)象 主體 時(shí)間 某天夜晚 環(huán)境 地點(diǎn) IS IS IS 動(dòng)作 搖動(dòng) 與 （ 3） 復(fù)合邏輯關(guān)系 : ? NOR(非 )。 ? AND(與 )。 ? OR(或 )等 2020/11/29 第 3章知識(shí)與知識(shí)表示 趙東晉 44 復(fù)合語義關(guān)系 （ 3） 復(fù)合邏輯關(guān)系 : ? NOR(非 )。 ? AND(與 )。 ? OR(或 )等 時(shí)間 某天夜晚 環(huán)境 地點(diǎn) IS IS IS IS 某軍港 動(dòng)作 搖動(dòng) 輕輕地 艦船 … 海浪 軍港之夜靜悄悄 ，海風(fēng)輕輕吹 有 彐 方式 對(duì)象 主體 與 語義網(wǎng)絡(luò)知識(shí)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(shí)與知識(shí)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)。該系統(tǒng)基于 語義網(wǎng)絡(luò)知識(shí)庫 和 語義網(wǎng)絡(luò)推理機(jī) 的功能及其調(diào)用的基礎(chǔ)上，主要使用了兩種推理機(jī)制：一種是 匹配 ，另一種是 繼承 作用，它們通過語義網(wǎng)絡(luò)推理規(guī)則的控制以及相繼交互完成推理過程。 語義網(wǎng)絡(luò)推理機(jī) 語義網(wǎng)絡(luò)知識(shí)庫 匹配 繼承 作用 2020/11/29 第 3章知識(shí)與知識(shí)表示 趙東晉 47 語義網(wǎng)絡(luò)表示及其求解系統(tǒng)特性 匹配（ Matching） 進(jìn)行語義網(wǎng)絡(luò)知識(shí)表示系統(tǒng)的匹配推理，首先需要依據(jù)求解目標(biāo)構(gòu)造目標(biāo)語義網(wǎng)絡(luò)模式，使用其中一個(gè)與有向弧相連接的結(jié)點(diǎn)進(jìn)行提問；然后按照該目標(biāo)模式模塊結(jié)構(gòu)，在語義網(wǎng)絡(luò)知識(shí)庫中尋找與其相符合的模塊結(jié)構(gòu)進(jìn)行匹配，從而推出對(duì)應(yīng)于該問題提問結(jié)點(diǎn)的答案 . 語義網(wǎng)絡(luò)推理機(jī) 語義網(wǎng)絡(luò)知識(shí)庫 匹配 繼承 作用 匹配 （ Matching） 例 27 哨兵發(fā)現(xiàn)在起風(fēng)的夜晚有一些響動(dòng)，針對(duì)要求解的問題構(gòu)造了目標(biāo)語義網(wǎng)絡(luò)模式如圖 (214)所示，問題是想要知道在起風(fēng)的夜晚，軍港中海浪到底搖動(dòng)了什么呢？ 解： 根據(jù)目標(biāo)語義網(wǎng)絡(luò)模式與給定的事實(shí)，可在圖 211 語義網(wǎng)絡(luò)知識(shí)求解系統(tǒng)提供的知識(shí)庫中，尋找對(duì)應(yīng)的模塊結(jié)構(gòu)進(jìn)行匹配。于是就可立即發(fā)現(xiàn)：提問結(jié)點(diǎn)中所設(shè)定的 “ x”就是被海浪發(fā)出的 動(dòng)作 “ 搖動(dòng) ” 的對(duì)象 —— 到底是戰(zhàn)艦、戰(zhàn)船、浮標(biāo) …… 還是別的什么呢？ 搖動(dòng) 輕輕地 X 海浪 方式 對(duì)象 主體 2020/11/29 第 3章知識(shí)與知識(shí)表示 趙東晉 49 繼承 ? 繼承 是指系統(tǒng)具有這樣一種特性： 能把事物屬性從上層對(duì)象結(jié)點(diǎn)，傳遞到下層的具體實(shí)例結(jié)點(diǎn)上的作用 。簡(jiǎn)言之， 繼承就是具有承上啟下的功能作用 。 ? 見教材中如圖 215所示 : (1)所有動(dòng)物都具有喜吃食、能運(yùn)動(dòng)的屬性； (2)鳥 (bird)、魚 (fish)分別都是動(dòng)物的一種，因此，它們也各自繼承了動(dòng)物的這些屬性。 (3)此外，金魚是魚的一種，故金魚就又繼承了 fish類動(dòng)物所具有的會(huì)游泳、繁殖、可喂養(yǎng)等屬性，并又有可觀賞等特點(diǎn)；同理，孔雀繼承了鳥的屬性，還具有展翼喜歡表現(xiàn)的習(xí)性等。 2020/11/29 第 3章知識(shí)與知識(shí)表示 趙東晉 50 繼承 運(yùn)動(dòng) 吃 CAN MAY 下蛋 翅膀 動(dòng)物 游泳 喂養(yǎng) 繁殖 CAN HAVE ISA CAN MAY ISA ISA 展翼 鳥 魚 觀賞 CAN ISA ISA CAN 孔雀 金魚 圖 215 語義網(wǎng)絡(luò)的繼承推理 2020/11/29 第 3章知識(shí)與知識(shí)表示 趙東晉 51 語義網(wǎng)絡(luò)知識(shí)表示特性 語義網(wǎng)絡(luò)是一種結(jié)構(gòu)化知識(shí)表示方法，具有 表 達(dá)直觀，方法靈活，容易掌握和理解的特點(diǎn) 。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(dòng)，表達(dá)自然，易于理解等優(yōu)點(diǎn)。 ? （ 2） 語義網(wǎng)絡(luò)是一種結(jié)構(gòu)化知識(shí)表示方法，易于進(jìn)行系統(tǒng)模塊功能組織與集成，模塊功能調(diào)用靈活，便于擴(kuò)充，也易于系統(tǒng)維護(hù)中進(jìn)行功能更新與修改。 ? （ 3） 具有匹配推理和屬性繼承特性，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)與聯(lián)想。 ? 雖然語義網(wǎng)絡(luò)知識(shí)表示和推理具有較大的靈活性和多樣性，但是沒有公認(rèn)嚴(yán)密的形式表達(dá)體系，卻不可避免地帶來了非一致性和程序設(shè)計(jì)與處理上的復(fù)雜性，這也是語義網(wǎng)絡(luò)知識(shí)表示尚待深入研究解決的一個(gè)課題。 2020/11/29 第 3章知識(shí)與知識(shí)表示 趙東晉 52 框架知識(shí)表示法 框架表示法 誕生于 1975年 ， 這也是 一種結(jié)構(gòu)化的知識(shí)表示方法 ， 并已在多種系統(tǒng)中得到成功的應(yīng)用 。 框架理論是由人工智 能 科 學(xué) 創(chuàng) 始 人 之 一 ， 美 國 著 名 的 人 工 智 能 學(xué) 者( 明斯基 ) 提 出 來 的 。 Minsky 在其論文 《 A framework for representing knowledge》 中認(rèn)為 ， 框架理論可作為人類理解視覺 、 自然語言及其它復(fù)雜行為的基礎(chǔ) 。 2020/11/29 第 3章知識(shí)與知識(shí)表示 趙東晉 53 框架知識(shí)表示法 按照 Minsky提出的框架理論 ， 自然界各種事物都可用框架 (Frame)組織構(gòu)成 。 每個(gè)被定義的框架對(duì)象分別代表著不同的特殊知識(shí)結(jié)構(gòu) ， 從而可在大腦或計(jì)算機(jī)中表示 、 存儲(chǔ)并予以認(rèn)識(shí) 、 理解和處理 。 框架是一種被用來描述某個(gè)對(duì)象 （ 諸如一個(gè)事物 、 一個(gè)事件或一個(gè)概念 ） 屬性知識(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 。 2020/11/29 第 3章知識(shí)與知識(shí)表示 趙東晉 54 框架知識(shí)表示法 其次 ,Minsky等人還針對(duì)框架應(yīng)用提出了一些實(shí)用性的問題 : 1) 依據(jù)給定的條件 ， 如何選擇初始框架； 2) 為了表現(xiàn)事物關(guān)聯(lián)信息及各部分細(xì)節(jié) ， 如何按照框架的數(shù)據(jù)項(xiàng)賦值； 3) 當(dāng)所選用的框架不滿足給定的條件時(shí) ， 如何尋找新的框架； 4) 當(dāng)找不到合適的框架時(shí) ， 是修改舊的框架還是建立一個(gè)新框架等 。 ……… 2020/11/29 第 3章知識(shí)與知識(shí)表示 趙東晉 55 這種知識(shí)表示法實(shí)際上是一種多層次的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式 。 : 1) 依據(jù)要表示的問題定義框架名； 2) 為了表現(xiàn)事物關(guān)聯(lián)信息及各部分細(xì)節(jié) ， 框架可包含若干子框架；主框架表示主問題 ， 子框架表示子問題 。 3) 賦以槽號(hào)和指針加以連接； 4) 每一框架還可劃分側(cè)面 ， 由側(cè)面名和值加以區(qū)分； 5) 列舉數(shù)據(jù)項(xiàng)與記錄值 ， 如相關(guān)槽值 、 側(cè)面值等表示屬性和特征 。 如何建立某個(gè)事物的框架 2020/11/29 第 3章知識(shí)與知識(shí)表示 趙東晉 56 : （ 1） 框架知識(shí)學(xué)習(xí) 。 對(duì)當(dāng)前事物或?qū)ο筮M(jìn)行觀察與分析 ， 把要認(rèn)識(shí)的對(duì)象與選定的框架知識(shí)表示進(jìn)行比對(duì) ， 完成對(duì)象屬性及其知識(shí)的了解與學(xué)習(xí)； （ 2） 建立框架模式與概念 。 依據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn) ， 可在腦海的記憶中勾畫出一個(gè)粗略的框架模式 ， 予以裝配 ， 并給定一個(gè)框架名表示其概念； （ 3） 框架的資料數(shù)值填寫 。 在對(duì)該事物有了更加全面深入的了解后 ， 再依據(jù)現(xiàn)實(shí)情況比照框架體的細(xì)節(jié)加以替換 、 修改和補(bǔ)充 ， 按照框架的數(shù)據(jù)項(xiàng) （ 所定義的框架槽名和框架的側(cè)面名 ）的要求 ， 完成相關(guān)對(duì)象屬性及其知識(shí)等資料數(shù)值的填寫 ， 以便逐步形成一個(gè)完整而具體的框架結(jié)構(gòu) 。 如何建立某個(gè)事物的框架 2020/11/29 第 3章知識(shí)與知識(shí)表示 趙東晉 57 3. 框架設(shè)計(jì)舉例 : 相對(duì)于簡(jiǎn)單的問題描述 ， 框架可退化為一張數(shù)據(jù)表格結(jié)構(gòu) 。 例如關(guān)于人物的知識(shí) ， 可設(shè)計(jì)為如下一張簡(jiǎn)單表格： S .NO1 . 姓名 性別 年齡 民族 職業(yè) 工作單位 興趣與愛好 N X … … … … … … S .NO2 . 最喜歡的