【正文】 顏色很可能是藍(lán)色的 ， 但在磚塊中 ， 顏色可能是紅的 。 對(duì) BLOCK和 BRICK節(jié)點(diǎn)來說 ， COLOR弧都是 DEFAULT弧 ， 在圖中以括號(hào)加以標(biāo)識(shí) 。 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 2 ． 匹配 語義網(wǎng)絡(luò)中推理方法主要是依靠匹配 。 其主要過程為： (A） 根據(jù)待求解問題的要求構(gòu)造一個(gè)網(wǎng)絡(luò)片斷 ， 其中有些節(jié)點(diǎn)或弧的標(biāo)識(shí)是空的 ， 反映待求解的問題 。 (B） 依此網(wǎng)絡(luò)片斷到知識(shí)庫中去尋找可匹配的網(wǎng)絡(luò) ， 以找出所需要的信息 。 當(dāng)然 ， 這種匹配一般不是完全的 ， 具有不確定性 ， 因此需要解決不確定性匹配的問題 。 (C） 當(dāng)問題的語義網(wǎng)絡(luò)片斷與知識(shí)庫中的某語義網(wǎng)絡(luò)片斷匹配時(shí) ， 則與詢問處匹配的事實(shí)就是問題的解 。 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 下面通過一個(gè)例子來說明這一過程。 設(shè)有如下事實(shí)：趙云是一個(gè)學(xué)生。他在東方大學(xué)主修計(jì)算機(jī)課程。他入校的時(shí)間是 1990年。這些事實(shí)可用如圖所示的語義網(wǎng)絡(luò)表示出來，并放入知識(shí)庫中。 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 在圖中 ， “ 教育 1” 是指趙云所受的教育 。 假設(shè)現(xiàn)在希望知道趙云主修的課程 ， 根據(jù)這個(gè)問題可以構(gòu)造一個(gè)語義網(wǎng)絡(luò)片斷 ， 如圖所示 。 用如圖所示的語義網(wǎng)絡(luò)片斷與上圖所示的語義網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行匹配時(shí) ， 由 Major（ 主要的 ） 弧所指的節(jié)點(diǎn)可知趙云的主修課程是計(jì)算機(jī) ， 這就得到了問題的答案 。 如果還希望知道趙云是什么時(shí)間入學(xué)的以及他在哪個(gè)學(xué)校學(xué)習(xí)等 ， 只需在表示問題的語義網(wǎng)絡(luò)片斷中增加相應(yīng)的空節(jié)點(diǎn)及弧就可以了 。 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 五、語義網(wǎng)絡(luò)表示法的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： A、 結(jié)構(gòu)性：它能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 。 用其它表示方法能表達(dá)的知識(shí)幾乎都可以用語義網(wǎng)絡(luò)表示出來 。 B、 聯(lián)想性：語義網(wǎng)絡(luò)最初是作為人類聯(lián)想記憶模型提出來的 。 C、 自然性：語義網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上是一個(gè)帶有標(biāo)識(shí)的有向圖 ，可直觀地把事物的屬性及事物間的語義聯(lián)系表示出來 ， 便于理解 ， 自然語言與語義網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)換也比較容易實(shí)現(xiàn) 。 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 缺點(diǎn)： A、 非嚴(yán)格性： 與謂詞邏輯相比 ， 語義網(wǎng)絡(luò)沒有公認(rèn)的形式表示體系 。 (一個(gè)給定的語義網(wǎng)絡(luò)所表達(dá)的含義完全依賴于處理程序如何對(duì)它進(jìn)行解釋 。 在推理過程中 ， 有時(shí)不能區(qū)分事物的 “ 類 ” 與 “ 個(gè)體 ” ，因此通過推理網(wǎng)絡(luò)而實(shí)現(xiàn)的推理不能保證其正確性 。 )另外 ， 目前采用的表示量詞的網(wǎng)絡(luò)表示方法在邏輯上都是不充分的 ， 不能保證不存在二義性 。 B、 處理上的復(fù)雜性： 語義網(wǎng)絡(luò)表示知識(shí)的手段是多種多樣的 ， 這雖對(duì)其表示帶來了靈活性 ， 但同時(shí)也由于表示形式的不一致使得對(duì)它的處理增加了復(fù)雜性 。 (由于節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系可以是線性的也可以是非線性的 ， 甚至是遞歸的 ， 因而對(duì)相應(yīng)知識(shí)的檢索就相對(duì)復(fù)雜一些 ， 要求對(duì)網(wǎng)絡(luò)的搜索要有強(qiáng)有力的組織原則 。 ) 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 ? 腳本表示法是夏克 （ R . C . Schank ） 依據(jù)他的概念依賴?yán)碚撎岢龅囊环N知識(shí)表示方法 ， 時(shí)間約在1975 年 。 腳本與框架類似 ， 由一組槽組成 ， 用來表示特定領(lǐng)域內(nèi)一些事件的發(fā)生序列 。 ? 概念依賴?yán)碚? 基本思想是：把人類生活中各類故事情節(jié)的基本概念抽取出來 ， 構(gòu)成一組原子概念 ， 確定這些原子概念間的相互依賴關(guān)系 ， 然后把所有故事情節(jié)都用這組原子概念及其依賴關(guān)系表示出來 。 夏克在其研制的 SAM ( scriPt APPher Mechanism ） 中對(duì)動(dòng)作一類的概念進(jìn)行了原子化 ， 抽取了 11 種原子動(dòng)作 ， 并把它們作為槽來表示一些基本行為 。 腳本表示法 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 ?腳本 腳本描述的是特定范圍內(nèi)原型事件的結(jié)構(gòu)，一般由以下幾部分組成： (l）進(jìn)入條件：指出腳本所描述的事件可能發(fā)生的先決條件，即事件發(fā)生的前提條件。 (2）角色：描述事件中可能出現(xiàn)的人物。 (3）道具：描述事件中可能出現(xiàn)的有關(guān)物體。 (4）場景：描述事件序列，可以有多個(gè)場景。 (5）結(jié)局：給出腳本所描述的事件發(fā)生以后必須滿足的條件。 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 結(jié)局：顧客吃了飯；顧客花了錢；老板掙了錢；餐廳食品減少了。 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 腳本表示法最大的特點(diǎn)是：我們必須把我們想表示的事件規(guī)范成幾個(gè)具體的原子概念，然后我們利用這些規(guī)定的原子概念來表達(dá)事情的整個(gè)的有序地全過程。 腳本就像一個(gè)電影劇本一樣，一場一場地表示一些特定事件的序列。目前腳本表示法主要用在自然語言的理解方面。 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 ?知識(shí)的表示方法的兩種不同的觀點(diǎn) 在人工智能的發(fā)展史中 ， 關(guān)于知識(shí)的表示方法曾存在兩種不同的觀點(diǎn) 。 一種 觀點(diǎn)認(rèn)為知識(shí)主要是陳述性的 ， 其表示方法應(yīng)著重將其靜態(tài)特性 ， 即事物的屬性以及事物間的關(guān)系表示出來 ， 稱以這種觀點(diǎn)表示知識(shí)的方法為陳述式或說明性表示方法； 另一種 觀點(diǎn)認(rèn)為知識(shí)主要是過程性的 ， 其表示方法應(yīng)將知識(shí)及如何使用這些知識(shí)的控制性策略均表述為求解問題的過程 ， 稱以這種觀點(diǎn)表示知識(shí)的方法為過程性表示方法 ， 或過程表示法。 過程表示法 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 一． 說明性表示方法是一種靜態(tài)表示知識(shí)的方法，其主要特征是把領(lǐng)域內(nèi)的過程性知識(shí)與控制性知識(shí)（即問題求解策略）分離開來。如在前面討論的產(chǎn)生式系統(tǒng)中，規(guī)則庫只是用來表示并存儲(chǔ)領(lǐng)域內(nèi)的過程性知識(shí)，而把控制性知識(shí)隱含在控制系統(tǒng)中，兩者是分離的。 二． 過程性表示方法著重于對(duì)知識(shí)的利用，它把與問題有關(guān)的知識(shí)以及如何運(yùn)用這些知識(shí)求解問題的控制策略都表述為一個(gè)或多個(gè)求解問題的過程，每一個(gè)過程是一段程序，用于完成對(duì)一個(gè)具體事件或情況的處理。 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 數(shù)據(jù)庫中有可匹配的已知事實(shí)時(shí)，控制系統(tǒng)可推出結(jié)論 Uncle (y,z）。至于如何利用這些知識(shí)推出結(jié)論，那是控制系統(tǒng)的任務(wù)。 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 下面用過程規(guī)則來表示上述知識(shí)： 其中， BR:是后向推理的標(biāo)志； GOAL:表示求解子目標(biāo)，即進(jìn)行過程調(diào)用；INSERT:表示對(duì)數(shù)據(jù)庫實(shí)施插入操作 。RETURN 表示該過程規(guī)則結(jié)束，每一條過程規(guī)則都需以 RETURN 作為結(jié)束標(biāo)志，當(dāng)其它過程調(diào)用該過程規(guī)則時(shí)，一旦執(zhí)行到 RETURN 就將把控制權(quán)返回到調(diào)用它的過程規(guī)則那里去；帶 “? ”的變量表示其值將在該過程中求得。 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 一般來說，一個(gè)過程規(guī)則包括激發(fā)條件、演繹操作、狀態(tài)轉(zhuǎn)換及返回四個(gè)部分，其結(jié)構(gòu)如圖 3 一 36 所示。 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 雙線箭頭表示匹配；虛線表示返回值， Y ” 表示成功， N ” 表示失敗。由上面的例子可以看出，過程表示法與傳統(tǒng)的過程程序設(shè)計(jì)是不一樣的，其區(qū)別主要有： (1）傳統(tǒng)的過程調(diào)用一般采用參數(shù)傳遞，而過程規(guī)則的調(diào)用采用的是模式匹配。 (2）傳統(tǒng)的過程調(diào)用是確定的，即只有一個(gè)過程響應(yīng)調(diào)用，而過程規(guī)則調(diào)用時(shí)與目標(biāo)匹配的過程規(guī)則可有多個(gè)。 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 過程表示法的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： （ 1）效率較高 過程表示法是用過程表示知識(shí)的，而過程是一段程序，由于程序能準(zhǔn)確地表明先做什么，后做什么以及怎樣做，用戶可直接將一些啟發(fā)式的控制性知識(shí)嵌入到過程中，因此可以避免選擇及匹配那些無關(guān)的知識(shí)，也不需要跟蹤那些不必要的路徑，從而提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。 （ 2）控制系統(tǒng)容易設(shè)計(jì) 由于控制性知識(shí)已融入過程中，因而控制系統(tǒng)就比較容易設(shè)計(jì)，它僅起著解釋過程規(guī)則的作用。 不足：主要不足之處是不易修改及添加新的知識(shí)，而且當(dāng)對(duì)某一過程進(jìn)行修改時(shí)，有可能影響到其它過程，對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)帶來諸多不便。 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 一、 面向?qū)ο蟮幕靖拍? 對(duì)象 ?從廣義上講 ， 所謂 “ 對(duì)象 ” 是指客觀世界中的任何事物 。 ?從問題求解的角度來講 ， 對(duì)象是與問題領(lǐng)域有關(guān)的客觀事物 。 ?從對(duì)象的實(shí)現(xiàn)機(jī)制來講 ， 對(duì)象是一臺(tái)自動(dòng)機(jī) ， 它有一個(gè)名字 ， 有一組數(shù)據(jù)和一組操作 ， 用于不同對(duì)象間的相互作用通過互傳消息實(shí)現(xiàn) 。 其中 ， 數(shù)據(jù)表示對(duì)象的狀態(tài)；操作分為兩類 ， 一類對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作 ， 改變對(duì)象的狀態(tài) ， 另一類用于產(chǎn)生輸出結(jié)果 。 面向?qū)ο蟊硎痉? 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 類 類在概念上是一種抽象機(jī)制，它是對(duì)一組相似對(duì)象的抽象。因?yàn)樵谥T多對(duì)象中可能有一些具有相同的特征 （如具有部分相同的數(shù)據(jù)，允許同樣的操作），為了避免數(shù)據(jù)及操作的重復(fù)描述及存儲(chǔ)，就把共同的部分抽取出來構(gòu)成一個(gè)類。 類也是一個(gè)對(duì)象，只是它的數(shù)據(jù)及操作是該類中各具體對(duì)象共同的那部分。 例如，辦公桌、課桌， ? ? 都是具體對(duì)象，但它們有共同屬性，于是可以把它們抽象為 “ 桌子 ” ，桌子是一個(gè)類對(duì)象。各個(gè)類還可以進(jìn)一步進(jìn)行抽象，形成超類。例如，對(duì)桌子，椅子， ? ? 可以形成超類 “ 家具 ” 。這樣，超類、類、具體對(duì)象就形成了一個(gè)層次結(jié)構(gòu)。其實(shí)該結(jié)構(gòu)還可以包含更多的層次，在此結(jié)構(gòu)中，層次越高越抽象，越低越具體。 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 3 ．封裝 前已述及，一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)只能由它的私有操作來改變它，其它對(duì)象的操作不能直接改變它的狀態(tài)。當(dāng)一個(gè)對(duì)象需要改變另一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)時(shí)，它只能向該對(duì)象發(fā)送消息，該對(duì)象接受消息后就根據(jù)消息的模式找出相應(yīng)的操作，并執(zhí)行操作改變自己的狀態(tài)。 像這樣把一切局部于對(duì)象的信息及操作都局限于對(duì)象之內(nèi)，在外面是不可見的，對(duì)象之間除了互遞消息之外，不再有其它聯(lián)系，這就是所謂 “ 封裝 ” 的概念。 封裝是一種信息隱藏技術(shù)，是面向?qū)ο蟮闹饕卣?，它使得用戶可以不了解?duì)象行為實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，只需用消息來訪問對(duì)象。 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 繼承 在由超類、子類以及具體對(duì)象所形成的層次結(jié)構(gòu)中，父類所具有的數(shù)據(jù)和操作可被子類繼承，（除非在子類對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)及操作重新進(jìn)行了定義），這稱為對(duì)象類之間的繼承關(guān)系。 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 二、 面向?qū)ο蟮幕咎卣鳎? 模塊性 一個(gè)對(duì)象是可以獨(dú)立存在的實(shí)體，其內(nèi)部狀態(tài)不直接受到外界的影響，能夠較為自由地為各個(gè)不同的軟件系統(tǒng)使用。 2 ．繼承性 子類可繼承直接超類的數(shù)據(jù)及操作。 3 ．封裝性 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 多態(tài)性 所謂多態(tài)是指一個(gè)名字可以有多種語義，可作多種解釋。例如，運(yùn)算符 “+ ” 、 “ 一 ” 、 “ 、 ” 、 “ / ” 既可做整數(shù)四則運(yùn)算，也可做實(shí)數(shù)四則運(yùn)算，但它們的執(zhí)行代碼卻全然不同。 易維護(hù)性 對(duì)象實(shí)現(xiàn)了抽象和封裝，這就使錯(cuò)誤具有局部性，不會(huì)傳播，便于檢測和修改。 便于進(jìn)行增量設(shè)計(jì) 第 3章 知識(shí)與知識(shí)表示 二、 表示知識(shí)方法 第 3章 第 3章 演講完畢，謝謝觀看！