【正文】 框架結(jié)構(gòu) 一、事物的屬性 屬性框架 對于具有同樣一些屬性的事物 ,可將這些屬性確定為屬性框架 注： 1)只要在此框架內(nèi)對諸屬性賦以不同的值 ,就可得到對同一類事物不同個(gè)體的描述 2)屬性框架與數(shù)據(jù)庫中關(guān)系表的定義非常相似，但屬性框架中的某些屬性可被看作事物而擁有自己的屬性表，從而可形成層次式的嵌套結(jié)構(gòu) 3)在對事物進(jìn)行推理的過程中，事物的屬性有時(shí)也要一起參加推理，推理可包含對有關(guān)屬性的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果組成推理結(jié)果的一部分 第二章 知識與知識表示 第四節(jié) 框架結(jié)構(gòu) 一、事物的屬性 屬性框架 對于具有同樣一些屬性的事物 ,可將這些屬性確定為屬性框架 注： 4)屬性框架內(nèi)的屬性之間可存在橫向關(guān)系和縱向關(guān)系，且縱向關(guān)系更能深刻地反映客觀世界中各事物之間的關(guān)系 5)在事物子類的屬性和事物母類的屬性之間存在一種繼承和發(fā)展的關(guān)系。 注： 1)描述可由一組相互聯(lián)系、互相支持的框架組成 2)在建立單個(gè)框架時(shí)，可根據(jù)需要設(shè)置一組槽，規(guī)定每個(gè)槽的性質(zhì)，及槽之間的關(guān)系 3)每個(gè)槽在框架中被認(rèn)為無內(nèi)部結(jié)構(gòu)的，但當(dāng)需要時(shí)，它本身又可擴(kuò)充為一個(gè)有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框架 第二章 知識與知識表示 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 b)子類 將復(fù)雜的事物分為子類 ,再將子類分成更小的子類 ,定義更小的框架。 h)更新 注：在發(fā)生變異的情形下需更新 i)修改 對老框架進(jìn)行修改，以符合變異要求 j)查找 注：查找時(shí)，可能需要回溯 東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育 人 工 智 能 第 16講 主講教師：翟玉慶 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 一、基本思想 用一個(gè)有向圖表示概念和概念之間的關(guān)系，其中節(jié)點(diǎn)代表概念，節(jié)點(diǎn)之間的連接弧 (也稱聯(lián)想弧 )代表概念之間的關(guān)系 尋找兩個(gè)概念之間關(guān)系的方法是：從此兩個(gè)概念出發(fā)，分別以廣度優(yōu)先的方法沿著連接弧向前搜索，這兩個(gè)搜索圈逐漸擴(kuò)大，若某個(gè)時(shí)刻兩者碰上，即形成一條連接兩個(gè)概念的通路，則認(rèn)為是找到了兩個(gè)概念之間的聯(lián)系 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 二、 常見的語義網(wǎng)絡(luò)形式 命題語義網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)語義網(wǎng)絡(luò) ER圖（實(shí)體 關(guān)系圖） 語言語義網(wǎng)絡(luò) 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語義網(wǎng)絡(luò) 簡單命題語義網(wǎng)絡(luò) a)基本思想 用節(jié)點(diǎn)表示命題，弧表示命題關(guān)系 例：她身穿大紅襖，頭戴一枝花 人 女人 她 頭上 身上 與 附有 附有 花 大紅襖 戴著 穿著 動(dòng)作 事物 個(gè)體 子集 部分 部分 地點(diǎn) 地點(diǎn) 對象 方式 方式 對象 個(gè)體 個(gè)體 個(gè)體 個(gè)體 狀態(tài) 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語義網(wǎng)絡(luò) 簡單命題語義網(wǎng)絡(luò) b)舉例 例 1：她身穿大紅襖，頭戴一枝花 人 女人 她 頭上 身上 與 附有 附有 花 大紅襖 戴著 穿著 動(dòng)作 事物 個(gè)體 子集 部分 部分 地點(diǎn) 地點(diǎn) 對象 方式 方式 對象 個(gè)體 個(gè)體 個(gè)體 個(gè)體 狀態(tài) 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語義網(wǎng)絡(luò) 簡單命題語義網(wǎng)絡(luò) b)舉例 例 2：他用激光打印機(jī)打印了這份文件 辦公機(jī)器 插座 打印機(jī) 激光打印機(jī) 打印 完成的動(dòng)作 動(dòng)作 他 男人 人 文件 辦公資料 資料 個(gè)體 子集 電源 子集 個(gè)體 工具 動(dòng)作主體 動(dòng)作對象 個(gè)體 子集 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語義網(wǎng)絡(luò) 一般謂詞語義網(wǎng)絡(luò) a)基本思想 使用網(wǎng)絡(luò)分塊化技術(shù)：將復(fù)雜命題拆成許多子命題，每個(gè)子命題用一個(gè)小的語義網(wǎng)絡(luò)表示，稱為一個(gè)空間，復(fù)雜命題構(gòu)成大空間，子命題構(gòu)成子空間，它本身又可看作大空間中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，子空間可層層嵌套，也可用弧互相連接 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語義網(wǎng)絡(luò) 一般謂詞語義網(wǎng)絡(luò) b)舉例 例 1： 每個(gè)學(xué)生都讀過一本書 ?x?y(學(xué)生 (x)?書 (y) ?讀過 (x,y)) GS 注： 1)GS是全體命題的集合 2)F弧指示所代表的命題 g s r b 學(xué)生 讀 書 個(gè)體 個(gè)體 個(gè)體 個(gè)體 動(dòng)作主體 動(dòng)作對象 F ? 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語義網(wǎng)絡(luò) 一般謂詞語義網(wǎng)絡(luò) b)舉例 例 2：每個(gè)學(xué)生都讀過所有的書 ?x ? y(學(xué)生 (x)?書 (y) ?讀過 (x,y)) GS g s r b 學(xué)生 讀 書 個(gè)體 個(gè)體 個(gè)體 個(gè)體 動(dòng)作主體 動(dòng)作對象 F ? ? 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語義網(wǎng)絡(luò) 一般謂詞語義網(wǎng)絡(luò) b)舉例 例 3：每個(gè)學(xué)生都讀過一本所有作家都喜歡的書 ?x (學(xué)生 (x)??y(書 (y) ?讀過 (x,y) ??z(作家 (z) ?喜歡 (z,y))) 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語義網(wǎng)絡(luò) 一般謂詞語義網(wǎng)絡(luò) b)舉例 例 3：每個(gè)學(xué)生都讀過一本所有作家都喜歡的書 學(xué)生 g1 GS 作家 s r 讀 書 b like n 喜歡 g2 個(gè)體 動(dòng)作主體 動(dòng)作對象 個(gè)體 個(gè)體 個(gè)體 動(dòng)作主體 動(dòng)作對象 個(gè)體 個(gè)體 個(gè)體 F ? ? F 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 三、命題語義網(wǎng)絡(luò) 一般謂詞語義網(wǎng)絡(luò) c)子空間 (塊 )偏序排序規(guī)則 1)若從子空間 S1內(nèi)的某個(gè)節(jié)點(diǎn)有弧通向子空間S2中的某個(gè)節(jié)點(diǎn) (或 S2完全包含 S1)，則稱 S2在 S1之上，或 S1在 S2之下。顯然，可見關(guān)系具有自反和傳遞兩種性質(zhì)，但沒有對稱性。 導(dǎo)因 利用數(shù)據(jù)時(shí)，需要數(shù)據(jù)的語義和數(shù)據(jù)間的關(guān)系，以向用戶提供數(shù)據(jù)的有關(guān)知識，包括支持用戶對數(shù)據(jù)實(shí)行推理的功能 作用 用于知識型數(shù)據(jù)庫的一種知識表示方法 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 四、數(shù)據(jù)語義網(wǎng)絡(luò) 主要形式 a)DBTG模型 系 —二 級樹 b)ER模型 學(xué)生 選課 課程 學(xué)號 姓名 教室 課程號 課程名 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 四、數(shù)據(jù)語義網(wǎng)絡(luò) 主要形式 c)SuLo語義聯(lián)系模型 以實(shí)體之間的聯(lián)系為中心 ,使用九種基本聯(lián)系模型 ,以確切地表達(dá)各種數(shù)據(jù)之間的關(guān)系 1)成員聯(lián)系 表示由屬于同一概念的一組原子元素或下層概念構(gòu)成的一個(gè)集合 ,稱作 CC(概念類 )節(jié)點(diǎn) CC CC CC 學(xué)校 院系 部處 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 四、數(shù)據(jù)語義網(wǎng)絡(luò) 主要形式 c)SuLo語義聯(lián)系模型 2)特征聯(lián)系 由一組特征構(gòu)成某一實(shí)體的完整描述，有兩類節(jié)點(diǎn)： DE(表示一組特征刻劃了一個(gè)可獨(dú)立存在的實(shí)體 )、 CE (表示一組特征刻劃了一個(gè)不可獨(dú)立存在的實(shí)體 ) 注： CE的存在依賴于由某個(gè) DE聯(lián)系表達(dá)的獨(dú)立存在的實(shí)體 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 四、數(shù)據(jù)語義網(wǎng)絡(luò) 主要形式 c)SuLo語義聯(lián)系模型 3)相互作用聯(lián)系 用 EI節(jié)點(diǎn)表示，用以描述兩個(gè)實(shí)體之間的相互作用，其聯(lián)系的實(shí)體中必須包含兩個(gè)分量： AG(動(dòng)作主體 )、 DO(動(dòng)作對象 )。前者用 AC弧連接 ,后者用 MAC弧連接 8)活動(dòng)目的聯(lián)系 用 AP節(jié)點(diǎn)表示，聯(lián)系的一方是活動(dòng) (可用 EI或DE等節(jié)點(diǎn)表示 )，另一方是活動(dòng)的目的，也可用同類節(jié)點(diǎn)表示。前者用 IF弧連接 ,后者用 THEN弧連接 注： SuLo語義聯(lián)系模型要用大量的附加一致性規(guī)則，即語義過程，去補(bǔ)充，從而使得語義過程不是網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)組成部分，使得由網(wǎng)絡(luò)表示的知識很不完整，也不直觀。每一種修飾稱為一個(gè)格，不同形式的格是對句子理解的重要支柱。一個(gè)格結(jié)構(gòu)由許多格變元組成，每個(gè)格變元從語法上講是一個(gè)名詞短語，從語義上講分別屬于五種格關(guān)系 (動(dòng)作主體、主題、地點(diǎn)、源泉、目標(biāo) ) 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 五、語言語義網(wǎng)絡(luò) 舉例 例：豬八戒背媳婦 背 現(xiàn)在時(shí)說明式肯定式 豬八戒 媳婦 語態(tài) 格一 格二 地點(diǎn) 主題 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 六、幾種特殊的語義網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò) 用于描述客觀事物結(jié)構(gòu) 注：結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)常見于模式識別，機(jī)器學(xué)習(xí)等應(yīng)用領(lǐng)域中 分類網(wǎng)絡(luò) 用于描述抽象的概念，對它們按層次進(jìn)行分類，每個(gè)概念用一個(gè)節(jié)點(diǎn)代表，節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系只有兩種：子集關(guān)系和個(gè)體關(guān)系。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般呈樹形。 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 七、語義網(wǎng)絡(luò)上的推理 推理種類 a)閉式推理 b)開式推理 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 七、語義網(wǎng)絡(luò)上的推理 閉式推理 a)作用 主要用于尋找?guī)讉€(gè)概念之間的內(nèi)在聯(lián)系。這個(gè)有限自動(dòng)機(jī)從任何一個(gè)輸入弧上接受信號后就開始工作，并將輸出信息沿各個(gè)輸出弧發(fā)送出去。 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 七、語義網(wǎng)絡(luò)上的推理 閉式推理 b)基本思想 2)若尋找兩個(gè)概念 C1與 C2之間的聯(lián)系，則啟動(dòng)相應(yīng)節(jié)點(diǎn) n1與 n2對應(yīng)的自動(dòng)機(jī)，使它們發(fā)出信息，啟動(dòng)鄰近自動(dòng)機(jī)，進(jìn)一步啟動(dòng)其它自動(dòng)機(jī)。若這兩個(gè)大圈在某處會(huì)合，則會(huì)合點(diǎn)就是 C1和 C2兩個(gè)概念的共同點(diǎn)，從 C1經(jīng)過會(huì)合點(diǎn)到達(dá) C2的路徑就是這兩個(gè)概念相互聯(lián)系的方式。 如：動(dòng)作對象 (x,y)?個(gè)體 (x,z) ? ?t(個(gè)體 (t,z) ?動(dòng)作對象 (t,y) 第二章 知識與知識表示 第五節(jié) 語義網(wǎng)絡(luò) 七、語義網(wǎng)絡(luò)上的推理 開式推理 c)實(shí)現(xiàn)方式 2)直接將推理規(guī)則編入語義網(wǎng)絡(luò)中 注：這種類型的語義網(wǎng)絡(luò)把語義的重點(diǎn)不放在弧上而放在節(jié)點(diǎn)中，這是因?yàn)閹缀跛械幕”硎就缓x，即前提和推論的連接 東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育 人 工 智 能 第 18講 主講教師：翟玉慶 第二章 知識與知識表示 第六節(jié) 過程性知識表示 一、知識的過程性含義 把解決一個(gè)問題的過程描述出來，即，解題知識的過程性表示 把客觀事物的發(fā)展過程用某種方式表示出來，即，故事知識的過程性表示 注： 1)在某些情況下，這兩種含義很難絕然分開 2)第二種含義往往用于理解用自然語言寫的故事，主要是故事知識的過程性表示 3)最典型的過程性知識表示當(dāng)然是通常的計(jì)算機(jī)高級語言 第二章 知識與知識表示 第六節(jié) 過程性知識表示 二、常見的過程性知識表示法 狀態(tài)空間 所有可能狀態(tài)的全體，構(gòu)成狀態(tài)空間。 注：在狀態(tài)空間中，求解路徑不一定唯一，即使最短路徑也不一定唯一 時(shí)序框架 將框架中的各個(gè)槽賦以隱含的時(shí)間先后次序，或使框架語句的次序具有時(shí)序的意義 注：框架語句一般包括該框架的知識元 (一般是故事中的一個(gè)情節(jié) )和元知識 (用于協(xié)調(diào)各情節(jié)之間關(guān)系的控制性知識 ) 第二章 知識與知識表示 第六節(jié) 過程性知識表示 二、常見的過程性知識表示法 概念依賴?yán)碚? a)基本思想 1)將基本概念抽出來，成為一組原子概念 2)確定原子概念之間的相互依賴關(guān)系 3)將所