【正文】 對(duì)問題的求解就是從初始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)的遍歷。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 七、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)上的推理 開式推理 a)作用 針對(duì)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)或某些概念提出問題，并通過語(yǔ)義網(wǎng)上的推理來回答問題 b)工作原理 從被提問的概念出發(fā)，順著網(wǎng)中的通路進(jìn)行搜索，直到找到能回答這個(gè)問題的概念節(jié)點(diǎn)為止 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 七、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)上的推理 開式推理 c)實(shí)現(xiàn)方式 1)建立一套有關(guān)弧的推理體系 首先確定一組基本元素，然后給出它們的推理關(guān)系，此時(shí)可把每個(gè)基本元素看成一個(gè)謂詞，并用產(chǎn)生規(guī)則來表達(dá)這種關(guān)系。繼續(xù)這個(gè)過程，使產(chǎn)生的信息沿著以 n1和 n2為中心的波浪形的大圈向外擴(kuò)散。所有這些自動(dòng)機(jī)的工作都是獨(dú)立進(jìn)行的。 b)基本思想 1)將語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)概念節(jié)點(diǎn)看成一個(gè)有限自動(dòng)機(jī)。 注： 1)分類網(wǎng)絡(luò)是理解客觀事物的重要工具，常見于專家系統(tǒng)應(yīng)用中 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 六、幾種特殊的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 分類網(wǎng)絡(luò) 注： 2)若令分類網(wǎng)絡(luò)為嚴(yán)格的樹形結(jié)構(gòu)，并且在每條弧上標(biāo)出循這條弧往下走的條件，則分類網(wǎng)絡(luò)就成了一種判定樹，在專家系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用，許多專家系統(tǒng)都是基于分類的專家系統(tǒng) 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 六、幾種特殊的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 推理網(wǎng)絡(luò) 本質(zhì)上是一種已規(guī)范化的命題網(wǎng)絡(luò)，其基本節(jié)點(diǎn)是事實(shí)或概念，而節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系則表示推理規(guī)則 注： 1)推理網(wǎng)絡(luò)較適合于專家系統(tǒng)中的推理 2)有的推理網(wǎng)絡(luò)將每個(gè)判斷中的謂詞部分和變?cè)糠址珠_，以得到更深入的推理關(guān)系和更模塊化的推理規(guī)則表示 3)推理網(wǎng)絡(luò)表示的推理可以是不精確的 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 六、幾種特殊的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 框架網(wǎng)絡(luò) 是語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)和框架的聯(lián)合使用，其中，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)是框架，相當(dāng)于基本事實(shí)或假設(shè)，利用節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系可由某些框架推論出另一些框架；或者，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)既可代表框架，也可代表框架中的槽，每條弧的一頭連著某個(gè)框架的一個(gè)槽，另一頭連著另一個(gè)框架，其意義是，后面的框架是前面的槽所代表的子框架，以此實(shí)現(xiàn)框架的任意深度的嵌套調(diào)用。子集關(guān)系聯(lián)接中間節(jié)點(diǎn)，個(gè)體關(guān)系聯(lián)接葉節(jié)點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)部分：一部分為純語(yǔ)法性質(zhì)，以 語(yǔ)態(tài) 為代表，另一部分是語(yǔ)義性質(zhì)，稱為格結(jié)構(gòu)。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 五、語(yǔ)言語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 基本思想 在分析語(yǔ)句時(shí)，以動(dòng)詞為中心，而將所有其它成分都看作是對(duì)動(dòng)詞 (動(dòng)作 )的修飾。前者用 AC弧連接 ,后者用 PR弧連接 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 四、數(shù)據(jù)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 主要形式 c)SuLo語(yǔ)義聯(lián)系模型 9)蘊(yùn)涵聯(lián)系 用 LRI節(jié)點(diǎn)表示，聯(lián)系的一方是前提 (可用 EI或DE等節(jié)點(diǎn)表示 )，另一方是結(jié)論。另外，可包含對(duì)相互作用加以修飾的成分 (用 MD表示 ) 注： AG,DO,MD標(biāo)記在弧上 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 四、數(shù)據(jù)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 主要形式 c)SuLo語(yǔ)義聯(lián)系模型 4)集合關(guān)系聯(lián)系 用 SR節(jié)點(diǎn)表示 (1)子集關(guān)系 母集用 ST弧聯(lián)系，子集用 SB弧連接 (2)互斥關(guān)系 均用 SX弧連接 (3)相交關(guān)系 均用 SI弧連接 (4)對(duì)應(yīng)關(guān)系 均用 SE弧連接 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 四、數(shù)據(jù)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 主要形式 c)SuLo語(yǔ)義聯(lián)系模型 5)合成聯(lián)系 用 CP節(jié)點(diǎn)表示，分概念本身用 COP弧連接 6)因果聯(lián)系 用 CF節(jié)點(diǎn)表示，用于建立原因 (一般以相互作用節(jié)點(diǎn)表示 )與結(jié)果 (相互作用節(jié)點(diǎn)或其它概念節(jié)點(diǎn) )之間的聯(lián)系，用 CA和 EF分別標(biāo)記連接原因和結(jié)果的弧 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 四、數(shù)據(jù)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 主要形式 c)SuLo語(yǔ)義聯(lián)系模型 7)活動(dòng)方式聯(lián)系 用 AM節(jié)點(diǎn)表示，聯(lián)系的一方是一個(gè)活動(dòng) (用相互作用聯(lián)系表示 )，另一方是一些此活動(dòng)的實(shí)體或聯(lián)系。事實(shí)上，它是反對(duì)稱的 (因不允許循環(huán) ) 4)子空間偏序相當(dāng)于傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的嵌套結(jié)構(gòu) 5)利用“可見性”，能使系統(tǒng)提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，因?yàn)樵谝粋€(gè)子空間中進(jìn)行操作時(shí)，只需考慮相關(guān)可見空間，這樣可減少搜索和推理范圍 東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育 人 工 智 能 第 17講 主講教師：翟玉慶 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 一般謂詞語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) d)間接和嵌套命題的表示 例：李平說他想看紅樓夢(mèng) 三個(gè)命題： 1)李平說 …. 2)他想 …. 3)他看紅樓夢(mèng) 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 一般謂詞語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) d)間接和嵌套命題的表示 例：李平說他想看紅樓夢(mèng) 李平 人 說 g1 GS 個(gè)體 動(dòng)作主體 動(dòng)作對(duì)象 個(gè)體 s t 想 g2 看 紅樓夢(mèng) 同一 同一 動(dòng)作主體 動(dòng)作主體 動(dòng)作對(duì)象 動(dòng)作對(duì)象 F F 書 個(gè)體 個(gè)體 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 四、數(shù)據(jù)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 基本概念 以數(shù)據(jù)為中心的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)。 2)若 S2在 S1之上， S3又在 S2之上，則 S3也在 S1之上（滿足傳遞性） 注： 1)這里，各子空間的節(jié)點(diǎn)之間不允許形成循環(huán)，它們形成一個(gè)偏序，一般說來還構(gòu)成一個(gè)半格 2)在語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)的推理和實(shí)現(xiàn)技術(shù)上，偏序有其特殊的意義，可將偏序解釋為“可見” 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第五節(jié) 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) 一般謂詞語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò) c)子空間 (塊 )偏序排序規(guī)則 注： 3)可見的定義為：若子空間 S2在 S1之上，則S1對(duì)于 S1來說，是可見的。 c)實(shí)例 注：子類的最低層是實(shí)例 ,它已不是一個(gè)類 ,而只是一個(gè)個(gè)體的描述 ,它是框架體系樹的樹葉 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第四節(jié) 框架結(jié)構(gòu) 二、框架 框架系統(tǒng)應(yīng)具備的功能 d)匹配 注： 1)框架匹配一般是部分匹配，完全匹配是特殊情形 2)框架不完全符合實(shí)際事物的可能性有：規(guī)定的屬性不存在、規(guī)定的屬性值不符、屬性的缺省值和被匹配事物相應(yīng)屬性值不符、為某個(gè)屬性的值規(guī)定的類型或條件不成立 3)可通過規(guī)定必要條件、規(guī)定允許誤差范圍、規(guī)定計(jì)算偏差度、規(guī)定屬性加權(quán)、設(shè)置一組判定產(chǎn)生式、既規(guī)定充分因子又規(guī)定必要因子、不局限于絕對(duì)成功的匹配來確定匹配成功條件 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第四節(jié) 框架結(jié)構(gòu) 二、框架 框架系統(tǒng)應(yīng)具備的功能 e)預(yù)測(cè) 根據(jù)框架對(duì)客觀事物進(jìn)行預(yù)測(cè) 注： 1)預(yù)測(cè)實(shí)際上是一種框架內(nèi)部的推理 2)預(yù)測(cè)的用途有：指導(dǎo)進(jìn)一步的觀察、假定還未觀察到的或難以觀察到的事物 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第四節(jié) 框架結(jié)構(gòu) 二、框架 框架系統(tǒng)應(yīng)具備的功能 f)繼承 注：繼承除了子類繼承，還可有如下情形的繼承：有限制地繼承和排斥屬性、有限制地繼承和排斥屬性值、有限制地繼承和排斥條件、給出屬性值的映射函數(shù)、指明屬性的分裂等 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第四節(jié) 框架結(jié)構(gòu) 二、框架 框架系統(tǒng)應(yīng)具備的功能 g)變異 用于處理實(shí)際事物與框架很不一致的反?，F(xiàn)象 注：變異的概念使框架匹配的定義進(jìn)一步精確化。繼承可以是直接繼承，也可是經(jīng)過計(jì)算以新的值繼承；可以是全盤繼承，也可是有選擇的繼承 6)將事物及其屬性分類 分層加以描述的方法是框架理論的基礎(chǔ) 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第四節(jié) 框架結(jié)構(gòu) 二、框架 概念 用于表示事物各方面的屬性、事物之間的類屬關(guān)系及事物的特征和變異等的概念 基本思想 使用“套套” —事物狀態(tài)、屬性、發(fā)展過程和相互關(guān)系的規(guī)律 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第四節(jié) 框架結(jié)構(gòu) 二、框架 框架的主要特征 a)有一個(gè)框架名（可帶有參數(shù)） b)有一組屬性，每個(gè)屬性稱為一個(gè)槽，里面可存放屬性值 c)每個(gè)屬性對(duì)值有要求，不同屬性的類型可不同 d)有些屬性值可為子框架調(diào)用（可帶參數(shù)） e)有些屬性值是預(yù)先確定，有些屬性值需在生成實(shí)例時(shí)代入 f)有些屬性值在代入時(shí)需滿足一定條件，有時(shí)，在不同屬性的屬性值之間還有一些條件需要滿足 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第四節(jié) 框架結(jié)構(gòu) 二、框架 框架系統(tǒng)應(yīng)具備的功能 a)描述 通過工具建立和管理（查閱、修改、推理、 … ）對(duì)某類客觀事物的一個(gè)描述。這是在設(shè)計(jì)產(chǎn)生式系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該考慮的一個(gè)策略問題，這就是解決匹配沖突的策略。 這就形成了匹配沖突。 注：可采用權(quán)、可信度來表示和確定事實(shí)與規(guī)則的匹配程序 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 七、匹配沖突的解決 匹配沖突 在向前推理時(shí)，有 n個(gè)產(chǎn)生式 (n1)的左部均能與當(dāng)前數(shù)據(jù)基中的數(shù)據(jù)匹配成功，或有 m組不同數(shù)據(jù)(m1)均能和同一產(chǎn)生式的左部匹配成功，或兩種情況的組合。 c)謂詞函數(shù)化 (高階邏輯法 ) 所用的謂詞全部寫成函數(shù)的形式，這樣謂詞樣品就是項(xiàng)。 b)引入狀態(tài)參數(shù)法 在每個(gè)謂詞中增加一個(gè)狀態(tài)參數(shù)，以使得一個(gè)謂詞在不同狀態(tài)可取不同值。 注：具有框架問題的系統(tǒng)主要是用于描述客觀世界中狀態(tài)變遷的系統(tǒng)。而其余部分則沒有變化。即，真的假不了，假的真不了。 注：最廣通代可不唯一。 定義 2[廣通代 ] 若 ?1和 ?2均是謂詞組 W的通代，另有一個(gè)代換 ?3，使得： [W?1]?3=W?2 ，則稱通代 ?1較通代 ?2為廣。若到某個(gè)時(shí)刻，由于某些葉結(jié)點(diǎn)的失敗而使得推理不再能進(jìn)行，則整個(gè)推理失敗，否則，與或樹有可能無窮地生長(zhǎng)下去。若一個(gè)父與結(jié)點(diǎn)的所有子或結(jié)點(diǎn)皆成功，則該父與結(jié)點(diǎn)也成功。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 四、推理方向 向后推理 b)實(shí)現(xiàn)方式 (推理步驟 )：若一個(gè)或結(jié)點(diǎn)的所有子與結(jié)點(diǎn)皆失敗，則該父或結(jié)點(diǎn)也失敗。 若從一個(gè)或結(jié)點(diǎn)生出的所有或叉中，有一枝或叉的終點(diǎn)是當(dāng)前數(shù)據(jù)基中某個(gè)謂詞的一個(gè)樣品，則稱此或結(jié)點(diǎn)成功，它的子與結(jié)點(diǎn) (即上述謂詞樣品 )自然也成功，并且是與或樹的一個(gè)葉結(jié)點(diǎn)。按此辦法不斷進(jìn)行下去，可使與叉和或叉，與結(jié)點(diǎn)和或結(jié)點(diǎn)循環(huán)輪回，生成一棵樹，稱為與或樹。 在上述過程中，或叉的起點(diǎn)稱為或結(jié)點(diǎn)，其終點(diǎn)稱為與結(jié)點(diǎn)；與叉的起點(diǎn)稱為與結(jié)點(diǎn)，其終點(diǎn)稱為或結(jié)點(diǎn)。若有 n個(gè)這樣的謂詞，則從樹根生出 n枝 “或枝 ”，每枝或叉的終點(diǎn)是上述數(shù)據(jù)基謂詞經(jīng)過最廣通代之后的一個(gè)樣品；然后，再查看有無這樣的規(guī)則，它們的右部謂詞與目標(biāo)謂詞之間存在最廣通代，若有 m個(gè)這樣的規(guī)則， 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 四、推理方向 向后推理 b)實(shí)現(xiàn)方式 (推理步驟 )：則從樹根再生出 m枝 “或叉 ”，每枝或叉的終點(diǎn)是上述規(guī)則的右部謂詞經(jīng)過最廣通代之后的樣品。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 四、推理方向 向后推理 a)基本原理 S1 S3 S2 …... 執(zhí)行 產(chǎn)生式 R1 執(zhí)行 產(chǎn)生式 R2 東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育 人 工 智 能 第 14講 主講教師：翟玉慶 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 四、推理方向 向后推理 b)實(shí)現(xiàn)方式 對(duì)于這類產(chǎn)生式系統(tǒng)，推理目標(biāo)也可取一個(gè)謂詞的形態(tài)，稱為目標(biāo)謂詞。若有，則查看當(dāng)前數(shù)據(jù)基的狀態(tài)是否是 S2，若是，則只要執(zhí)行 R1，即可達(dá)到狀態(tài)S1，問題也可解決。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 四、推理方向 向后推理 a)基本原理 設(shè)目標(biāo)狀態(tài)為 S1,則