【正文】 顏色很可能是藍色的 ， 但在磚塊中 ， 顏色可能是紅的 。 對 BLOCK和 BRICK節(jié)點來說 ， COLOR弧都是 DEFAULT弧 ， 在圖中以括號加以標識 。 第 3章 知識與知識表示 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)造一個網(wǎng)絡(luò)片斷 ， 其中有些節(jié)點或弧的標識是空的 ， 反映待求解的問題 。 (B） 依此網(wǎng)絡(luò)片斷到知識庫中去尋找可匹配的網(wǎng)絡(luò) ， 以找出所需要的信息 。 當然 ， 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） 當問題的語義網(wǎng)絡(luò)片斷與知識庫中的某語義網(wǎng)絡(luò)片斷匹配時 ， 則與詢問處匹配的事實就是問題的解 。 第 3章 知識與知識表示 下面通過一個例子來說明這一過程。 設(shè)有如下事實：趙云是一個學(xué)生。他在東方大學(xué)主修計算機課程。他入校的時間是 1990年。這些事實可用如圖所示的語義網(wǎng)絡(luò)表示出來，并放入知識庫中。 第 3章 知識與知識表示 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)這個問題可以構(gòu)造一個語義網(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)進行匹配時 ， 由 Major（ 主要的 ） 弧所指的節(jié)點可知趙云的主修課程是計算機 ， 這就得到了問題的答案 。 如果還希望知道趙云是什么時間入學(xué)的以及他在哪個學(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)點及弧就可以了 。 第 3章 知識與知識表示 五、語義網(wǎng)絡(luò)表示法的特點 優(yōu)點： 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的知識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)實際上是一個帶有標識的有向圖 ，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)換也比較容易實現(xiàn) 。 第 3章 知識與知識表示 缺點： A、 非嚴格性： 與謂詞邏輯相比 ， 語義網(wǎng)絡(luò)沒有公認的形式表示體系 。 (一個給定的語義網(wǎng)絡(luò)所表達的含義完全依賴于處理程序如何對它進行解釋 。 在推理過程中 ， 有時不能區(qū)分事物的 “ 類 ” 與 “ 個體 ” ，因此通過推理網(wǎng)絡(luò)而實現(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)表示知識的手段是多種多樣的 ， 這雖對其表示帶來了靈活性 ， 但同時也由于表示形式的不一致使得對它的處理增加了復(fù)雜性 。 (由于節(jié)點之間的聯(lián)系可以是線性的也可以是非線性的 ， 甚至是遞歸的 ， 因而對相應(yīng)知識的檢索就相對復(fù)雜一些 ， 要求對網(wǎng)絡(luò)的搜索要有強有力的組織原則 。 ) 第 3章 知識與知識表示 ? 腳本表示法是夏克 （ R . C . Schank ） 依據(jù)他的概念依賴理論提出的一種知識表示方法 ， 時間約在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 。 ? 概念依賴理論 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 ） 中對動作一類的概念進行了原子化 ， 抽取了 11 種原子動作 ， 并把它們作為槽來表示一些基本行為 。 腳本表示法 第 3章 知識與知識表示 第 3章 知識與知識表示 ?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 知識與知識表示 第 3章 知識與知識表示 第 3章 知識與知識表示 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 知識與知識表示 腳本表示法最大的特點是：我們必須把我們想表示的事件規(guī)范成幾個具體的原子概念，然后我們利用這些規(guī)定的原子概念來表達事情的整個的有序地全過程。 腳本就像一個電影劇本一樣，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 知識與知識表示 ?知識的表示方法的兩種不同的觀點 在人工智能的發(fā)展史中 ， 關(guān)于知識的表示方法曾存在兩種不同的觀點 。 一種 觀點認為知識主要是陳述性的 ， 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 ， 稱以這種觀點表示知識的方法為陳述式或說明性表示方法； 另一種 觀點認為知識主要是過程性的 ， 其表示方法應(yīng)將知識及如何使用這些知識的控制性策略均表述為求解問題的過程 ， 稱以這種觀點表示知識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 知識與知識表示 一． 說明性表示方法是一種靜態(tài)表示知識的方法，其主要特征是把領(lǐng)域內(nèi)的過程性知識與控制性知識（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領(lǐng)域內(nèi)的過程性知識，而把控制性知識隱含在控制系統(tǒng)中，兩者是分離的。 二． 過程性表示方法著重于對知識的利用，它把與問題有關(guān)的知識以及如何運用這些知識求解問題的控制策略都表述為一個或多個求解問題的過程，每一個過程是一段程序，用于完成對一個具體事件或情況的處理。 第 3章 知識與知識表示 數(shù)據(jù)庫中有可匹配的已知事實時，控制系統(tǒng)可推出結(jié)論 Uncle (y,z）。至于如何利用這些知識推出結(jié)論，那是控制系統(tǒng)的任務(wù)。 第 3章 知識與知識表示 下面用過程規(guī)則來表示上述知識： 其中， BR:是后向推理的標志； GOAL:表示求解子目標，即進行過程調(diào)用；INSERT:表示對數(shù)據(jù)庫實施插入操作 。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)束標志，當其它過程調(diào)用該過程規(guī)則時，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 知識與知識表示 第 3章 知識與知識表示 一般來說，一個過程規(guī)則包括激發(fā)條件、演繹操作、狀態(tài)轉(zhuǎn)換及返回四個部分，其結(jié)構(gòu)如圖 3 一 36 所示。 第 3章 知識與知識表示 第 3章 知識與知識表示 第 3章 知識與知識表示 第 3章 知識與知識表示 第 3章 知識與知識表示 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，即只有一個過程響應(yīng)調(diào)用，而過程規(guī)則調(diào)用時與目標匹配的過程規(guī)則可有多個。 第 3章 知識與知識表示 過程表示法的特點 優(yōu)點： （ 1）效率較高 過程表示法是用過程表示知識的，而過程是一段程序，由于程序能準確地表明先做什么，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，也不需要跟蹤那些不必要的路徑，從而提高了系統(tǒng)的運行效率。 （ 2）控制系統(tǒng)容易設(shè)計 由于控制性知識已融入過程中，因而控制系統(tǒng)就比較容易設(shè)計，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，而且當對某一過程進行修改時，有可能影響到其它過程，對系統(tǒng)的維護帶來諸多不便。 第 3章 知識與知識表示 一、 面向?qū)ο蟮幕靖拍? 對象 ?從廣義上講 ， 所謂 “ 對象 ” 是指客觀世界中的任何事物 。 ?從問題求解的角度來講 ， 對象是與問題領(lǐng)域有關(guān)的客觀事物 。 ?從對象的實現(xiàn)機制來講 ， 對象是一臺自動機 ， 它有一個名字 ， 有一組數(shù)據(jù)和一組操作 ， 用于不同對象間的相互作用通過互傳消息實現(xiàn) 。 其中 ， 數(shù)據(jù)表示對象的狀態(tài)；操作分為兩類 ， 一類對數(shù)據(jù)進行操作 ， 改變對象的狀態(tài) ， 另一類用于產(chǎn)生輸出結(jié)果 。 面向?qū)ο蟊硎痉? 第 3章 知識與知識表示 類 類在概念上是一種抽象機制，它是對一組相似對象的抽象。因為在諸多對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，就把共同的部分抽取出來構(gòu)成一個類。 類也是一個對象，只是它的數(shù)據(jù)及操作是該類中各具體對象共同的那部分。 例如，辦公桌、課桌， ? ? 都是具體對象，但它們有共同屬性，于是可以把它們抽象為 “ 桌子 ” ，桌子是一個類對象。各個類還可以進一步進行抽象，形成超類。例如，對桌子，椅子， ? ? 可以形成超類 “ 家具 ” 。這樣，超類、類、具體對象就形成了一個層次結(jié)構(gòu)。其實該結(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 知識與知識表示 3 ．封裝 前已述及，一個對象的狀態(tài)只能由它的私有操作來改變它，其它對象的操作不能直接改變它的狀態(tài)。當一個對象需要改變另一個對象的狀態(tài)時，它只能向該對象發(fā)送消息，該對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象的信息及操作都局限于對象之內(nèi)，在外面是不可見的，對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對象行為實現(xiàn)的細節(jié)，只需用消息來訪問對象。 第 3章 知識與知識表示 繼承 在由超類、子類以及具體對象所形成的層次結(jié)構(gòu)中，父類所具有的數(shù)據(jù)和操作可被子類繼承，（除非在子類對相應(yīng)數(shù)據(jù)及操作重新進行了定義），這稱為對象類之間的繼承關(guān)系。 第 3章 知識與知識表示 二、 面向?qū)ο蟮幕咎卣鳎? 模塊性 一個對象是可以獨立存在的實體，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 知識與知識表示 多態(tài)性 所謂多態(tài)是指一個名字可以有多種語義，可作多種解釋。例如，運算符 “+ ” 、 “ 一 ” 、 “ 、 ” 、 “ / ” 既可做整數(shù)四則運算，也可做實數(shù)四則運算，但它們的執(zhí)行代碼卻全然不同。 易維護性 對象實現(xiàn)了抽象和封裝，這就使錯誤具有局部性，不會傳播，便于檢測和修改。 便于進行增量設(shè)計 第 3章 知識與知識表示 二、 表示知識方法 第 3章 第 3章 演講完畢，謝謝觀看！