【正文】 判斷推理 認識某類事物 修正性 不完整 ?完善 描述 2022/2/9 54 第二章 知識表達技術 2． 9 特征表表達法 特征表 是通過對象特征來表達知識的一種表格形式 人工智能語言 LISP 特征表 屬性和取值 特點： 便于表達 敘述性 知識 便于表達 過程性 知識或 控制性 知識 便于 檢索 不同問題 ， 不同對象 ， 興趣特征不同 ?屬性 項目 不同 不同觀點 ， 不同方法 ?特征 /屬性 不同 （ 同一問題 /對象 ） 系統(tǒng)狀態(tài)不同 ?取值 不同 (同一屬性 ) 注意 :各種屬性在不同地方重復出現(xiàn) ， 應 避免矛盾和不一致現(xiàn)象 2022/2/9 55 第二章 知識表達技術 2． 9 特征表表達法 【 例 2． 13】 機器人行動規(guī)劃問題 在一含有凹室 (alcove)的房間里 ， 有兩張桌子A和 B， 一個機器人 （ robot） 和一個箱子 （ box） ，如圖 2． 8所示 。 為了 讓機器人從凹室出發(fā) ， 把桌子 A上的箱子移 到桌子 B上 ， 然后回 到凹室 ， 需要制定相 應的行動規(guī)劃 A Ba l co v er o bo tbox2022/2/9 56 第二章 知識表達技術 2． 9 特征表表達法 【 例 2． 13】 機器人行動規(guī)劃問題 （ 1） 初始狀態(tài)： 對 象 屬 性 取 值 ROBOT LOCATION ALCOVE HOLDS EMPTY BOX SUPPORTEDBY A A ISA TABLE SUPPORTS BOX B ISA TABLE SUPPORTS EMPTY 2022/2/9 57 第二章 知識表達技術 2． 9 特征表表達法 【 例 2． 13】 機器人行動規(guī)劃問題 （ 2） 目標狀態(tài)： 對 象 屬 性 取 值 ROBOT LOCATION ALCOVE HOLDS EMPTY BOX SUPPORTEDBY B A ISA TABLE SUPPORTS EMPTY B ISA TABLE SUPPORTS BOX 2022/2/9 58 第二章 知識表達技術 2． 9 特征表表達法 【 例 2． 13】 機器人行動規(guī)劃問題 （ 3） 中間 狀態(tài)： 對 象 屬 性 取 值 ROBOT LOCATION B HOLDS BOX BOX SUPPORTEDBY ROBOT A ISA TABLE SUPPORTS EMPTY B ISA TABLE SUPPORTS EMPTY 2022/2/9 59 第二章 知識表達技術 2． 10 面向對象的表示 、 消息和方法 靜態(tài) 特性 +動態(tài) 行為 問題空間中對象 呆板 與 被動 數(shù)據(jù) /數(shù)據(jù)結構 傳統(tǒng)程序語言 鴻溝 計算機求解空間與客觀問題空間間 面向對象方法學 構造軟件系統(tǒng) /知識系統(tǒng)能較自然地反映人們思考方式 ?求解空間在結構上同問題空間取得一致 對象不僅有狀態(tài) ， 而且有行為 各種資源和智能實體 —— 對象 一對象的狀態(tài)和對象具有的知識 —— 該對象的 靜態(tài)屬性 一對象所具有的知識處理方法和各種操作 —— 該對象的 智能行為 2022/2/9 60 第二章 知識表達技術 2． 10 面向對象的表示 、 消息和方法 形式定義： 對象 ::=ID,DS,MS,MI 標識符 ID—— 用以標識一個 特定 的對象 數(shù)據(jù)結構 DS—— 描述了對象當前的 內部狀態(tài) 或所具有的靜態(tài)屬性 ， 常用一組 屬性名 ， 屬性值 表示 方法集合 MS—— 用以說明對象所具有的 內部處理方法 /對受理的消息的 操作過程 ， 它反映了對象自身的智能行為 消息接口 MI—— 對象接收外部信息和驅動有關內部方法的唯一 對外接口 。 這里的外部信息稱為消息 問題求解或程序的執(zhí)行 依靠對象間傳遞消息完成的 消息流 統(tǒng)一數(shù)據(jù)流和控制流 ， 實現(xiàn)對象間聯(lián)系的唯一途徑 消息模式 不僅定義了該對象所能受理的消息 ， 而且還規(guī)定了該對象的固有處理能力 封裝性 2022/2/9 61 第二章 知識表達技術 2． 10 面向對象的表示 、 類層次和繼承性 類 是具有相同外部特性和內部實現(xiàn)的一組對象的抽象 有共同性質的一組對象歸入一為 類 的概念中 外部特性 描述消息模式及其相應的處理能力 內部實現(xiàn) 描述內部狀態(tài)的表現(xiàn)形式以及實現(xiàn)固有處理能力 類描述了該類對象的 共性 經過類的抽象 ， 一個對象除對象名以外 ， 形式上只剩下體現(xiàn)該對象 個性 的內部狀態(tài) 所屬類的一個 實例 2022/2/9 62 第二章 知識表達技術 2． 10 面向對象的表示 、 類層次和繼承性 例： 設四邊形為一個 類 ， 其外部特性由計算四邊形面積的 消息模式 和計算四邊形邊長的 消息模式 組成 ， 其內部實現(xiàn)包括四邊形四個點的坐標 數(shù)據(jù)格式 ， 以及基于四點坐標數(shù)據(jù)和四邊形面積的計算方法 和四邊形邊長的 計算方法 現(xiàn)任意給出四點坐標的具體數(shù)據(jù) ， 顯然 ， 只要這些數(shù)據(jù)符合 四邊形類 關于四點坐標的 數(shù)據(jù)格式 ，以這樣的四點坐標數(shù)據(jù)為 內部狀態(tài) 的對象都是四邊形類的一個 實例 2022/2/9 63 第二章 知識表達技術 2． 10 面向對象的表示 、 類層次和繼承性 類 —— 抽象 數(shù)據(jù)類型范疇 一個類的上層可有超類 ， 下層可有子類 ， 從而形成一種層次結構 ， 稱為 類層次 。 超類和子類同樣是類 ， 它們可以建立各自的實例 （ 如：有理數(shù)類上層有實數(shù)類 ， 下層有整數(shù)類 ， 實數(shù)類是有理數(shù)類的超類 ， 整數(shù)類則是有理數(shù)類的子類 ， 而所有實數(shù) 、所有有理數(shù)和所有整數(shù)分別都是對應類的實例 ） 類層次的一個重要特性是 繼承性 ， 即一個類可以繼承其超類的全部描述 ， 且這種繼承具有傳遞性 ， 從而 ， 一個類可以繼承層次結構中在其上面的所有類的全部描述（ 如：整數(shù)除具有整數(shù)類所特有的運算法則外 ， 有理數(shù)類和實數(shù)類的運算法則同樣適用于所有整數(shù) ） 可重用性 2022/2/9 64 第二章 知識表達技術 2． 10 面向對象的表示 、 框架系統(tǒng)的比較 結構化的 與 語義網絡 比較： 靈活性 —— 網絡中的結點和有向弧可按規(guī)定不加限制地定義 。 在面向對象的表示中不僅仍存在這靈活性 ， 且對象和對象之間的關系還可 動態(tài) 建立 語義網絡 面向對象 結點 對象 有向弧語義聯(lián)系 消息傳遞 實例聯(lián)系 、 泛化聯(lián)系 對象 、 子類與類之間的繼承關系 面向對象的結構可以看成一種 動態(tài) 的語義網絡 語義網絡的主要缺點：難于系統(tǒng)開發(fā) /維護 ， 而 面向對象方法的封裝性 能有力地克服這弱點 2022/2/9 65 第二章 知識表達技術 2． 10 面向對象的表示 、 框架系統(tǒng)的比較 與 框架結構 比較： 層次結構 框架結構的 模塊性差 —— 框架間關系 不唯一 （ 既可能是具有繼承關系的子類連接 /成員連接 ， 也可能是反映全體和部分關系的組成連接 ） ；規(guī)則可通過一框架連接到另一框架 。 面向對象的知識表示 —— 兩個類之間的連接關系只有子類連接 ， 而規(guī)則用作一個類的 內部方法 ， 不可能出現(xiàn)跨越兩個對象的規(guī)則 ， 類的 唯一對外接口 是消息模式 ， 類之外的代碼唯有通過傳遞有關消息才能與該類的方法打交道 面向對象的表示特適合于大型知識系統(tǒng)的開發(fā) /維護 2022/2/9 66 第二章 知識表達技術 2． 10 面向對象的表示 、 框架系統(tǒng)的比較 面向對象程序設計方法 —— 以信息隱蔽和抽象數(shù)據(jù)類型概念為基礎 ， 既提供了 從一般到特殊的演繹手段 （ 如 繼承等 ） ， 又 提供了 從特殊到一般的歸納形式 （ 如 類 等 ） 面向對象技術 —— 不僅在軟件設計和知識表示中得到了廣泛的應用 ， 而且已拓廣到數(shù)據(jù)庫管理和多媒體系統(tǒng)等應用領域 。 與此同時 ， 出現(xiàn)了一個比 “ 對象 ” 更富動態(tài)性 、更具有人工智能含義 的概念 ， 即 智能代理 （ Agent） 。 這是一種可以包含主觀信念和承諾 ， 且可以主動響應外界事件的對象 面向智能代理技術是面向對象技術在人工智能與專家系統(tǒng)應用領域中的發(fā)展 2022/2/9 67 第二章 知識表達技術 練習題 /思考題 2． 1 2． 2 2． 4 2． 10 2． 11 2． 12