1、第第10章章 知識表達(dá)與處理方法知識表達(dá)與處理方法 10.1 概述概述10.1.1 知識和知識表示的含義知識和知識表示的含義 1知識的定義知識的定義知識是用人們對于可重復(fù)信息之間聯(lián)系的認(rèn)識，它是信息經(jīng)過加工整理、解釋、挑選和改造而形成的。比較有代表性的定義有：lfeigenbaum：知識是經(jīng)過裁剪、塑造、解釋、選擇和轉(zhuǎn)換了的信息。lbernstein：知識由特定領(lǐng)域的描述、關(guān)系和過程組成。lheyes-roth：知識=事實(shí)+信念+啟發(fā)式。 在ai領(lǐng)域，研究知識表示方法的目的是用知識來改善程序的性能，具體表現(xiàn)為：l利用知識來幫助選擇或限制程序搜索的范圍； l利用知識來幫助程序識別、判斷、規(guī)劃與學(xué)

2、習(xí)。 ai的研究集中在如何使程序擁有知識而具有智能行為。3智能系統(tǒng)中的知識 要使計算機(jī)系統(tǒng)具有智能，一般來說至少應(yīng)使系統(tǒng)擁有以下幾個方面的知識：l關(guān)于對象（object）的知識，如火山、人。知識表示應(yīng)能表示各種知識對象以及對象的類型、性質(zhì)等。l事件（event），能表示事件的時序，因果關(guān)系等，如：天下雨，火山在一定條件下會爆發(fā)等。l行為（performance），如何寫文章，如何造句，如何證明定理等。l元知識（metaknowledge），是關(guān)于知識的知識，即什么是知識，以及如何運(yùn)用知識。10.1.2 ai中知識表示方法分類中知識表示方法分類 ai中知識表示方法注重知識的運(yùn)用，所以將知識表示方

3、法粗略地可分為以下兩大類。1過程式知識表示（procedure）l過程性知識是一般是表示如何做的知識，是有關(guān)系統(tǒng)變化、問題求解過程的操作、演算和行為的知識。這種知識是隱含在程序之中的，機(jī)器無法從程序的編碼中抽取出這些知識。l 過程式知識表示描述表示控制規(guī)則和控制結(jié)構(gòu)的知識，給出一些客觀規(guī)律，告訴怎么作。.陳述式知識表示（陳述式知識表示（declarative） 陳述式知識描述系統(tǒng)狀態(tài)、環(huán)境和條件，以及問題的概念、定義和事實(shí)。 陳述式知識表示描述這種事實(shí)性知識，描述客觀事物所涉及的對象是什么，有時有必要給出對象之間的聯(lián)系。它的表示與知識運(yùn)用（推理）是分開處理的。這種知識是顯式表示的，如：lisa

4、(john, man)lisa(abc, triangle)cat(a, b)cat(b, c)cat(c, a)10.1.3 ai對知識表示方法的要求對知識表示方法的要求 從知識利用上講，衡量知識表示方法可以從以下三個方面考察：l便于獲取，便于表示新知識，并以合適方式與已有知識相連接。l便于搜索，在求解問題時，能夠較快地在知識庫中找出有關(guān)知識。因此，知識庫應(yīng)具有較好的記憶組織結(jié)構(gòu)。l便于推理，要能夠從已有知識中推出需要的答案或結(jié)論。10.1.4 知識表示要注意的問題知識表示要注意的問題 理想的內(nèi)部表示要能真實(shí)的直接反映外部世界的事實(shí)，內(nèi)部知識表示與自然語言和外部世界三者之間的關(guān)系可用下圖描述

5、。10.2 邏輯表示法邏輯表示法l 邏輯是一種比較常見的知識表示法，在人工智能邏輯是一種比較常見的知識表示法，在人工智能領(lǐng)域中，很早就使用一階謂詞邏輯來表示知識。領(lǐng)域中，很早就使用一階謂詞邏輯來表示知識。l一階謂詞邏輯是一種形式語言，其根本目的在于一階謂詞邏輯是一種形式語言，其根本目的在于把數(shù)學(xué)中的邏輯論證進(jìn)行符號化，使我們能夠采把數(shù)學(xué)中的邏輯論證進(jìn)行符號化，使我們能夠采用數(shù)學(xué)演繹的方式，證明一個新的語句用數(shù)學(xué)演繹的方式，證明一個新的語句(或斷言或斷言)是從哪些已知正確的語句推導(dǎo)出來的，從而也就是從哪些已知正確的語句推導(dǎo)出來的，從而也就這個新語句也是正確的。這個新語句也是正確的。例10.1 已

6、知命題公式集合s可以轉(zhuǎn)化為如下2條子句。 起大風(fēng)(5日) 起大風(fēng)(x日)天氣變冷(x+1)日) 根據(jù)是否可以推斷6日天氣要變冷呢？可以用如下的反證法予以證明。 首先假設(shè)6日天氣不會變冷，用公式表示為 天氣變冷(6日) 邏輯表示法的主要優(yōu)點(diǎn)： 自然。邏輯表示法是人們對問題直觀理解的一種描述，易于被人們接受。 明確。邏輯表示法對如何表示事實(shí)以及如何表示事實(shí)之間的復(fù)雜關(guān)系有明確的規(guī)定。 靈活。邏輯表示法把知識和知識處理的方法有效地區(qū)分開來了，使得在使用知識時，無需考慮程序處理知識的細(xì)節(jié)問題。 模塊化。各條知識都是相對獨(dú)立的，容易模塊化，添加、刪除、修改知識的工作比較容易。10.3產(chǎn)生式表示法產(chǎn)生式表

7、示法 1943年美國數(shù)學(xué)家波斯特（post）首先提出的產(chǎn)生式系統(tǒng)（production system），產(chǎn)生式是指類似于aaa的符號變換規(guī)則。產(chǎn)生式系統(tǒng)的廣泛使用主要有兩點(diǎn)理由：l 用產(chǎn)生式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)求解問題過程和人類求解問題的思維過程很相像，因而可以用來模擬人們求解問題時的思維過程。l 人們可以把產(chǎn)生式當(dāng)作人工智能系統(tǒng)中的一個基本的知識結(jié)構(gòu)單元。10.3.1 產(chǎn)生式系統(tǒng)的組成產(chǎn)生式系統(tǒng)的組成產(chǎn)生式系統(tǒng)由全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(global database)、 產(chǎn)生式規(guī)則集（set of product rules）和控制策略（control strategies）三部分組成。各部分之間的關(guān)系如圖3-3所

8、示。 l全局?jǐn)?shù)據(jù)庫全局?jǐn)?shù)據(jù)庫l是產(chǎn)生式系統(tǒng)所使用的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它存放輸是產(chǎn)生式系統(tǒng)所使用的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它存放輸入的事實(shí)和問題狀態(tài)以及所求解問題的所有信息，入的事實(shí)和問題狀態(tài)以及所求解問題的所有信息，包括推理的中間結(jié)果和最后結(jié)果。全局?jǐn)?shù)據(jù)庫中包括推理的中間結(jié)果和最后結(jié)果。全局?jǐn)?shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)根據(jù)應(yīng)用的問題不同，可以是常量、變量、的數(shù)據(jù)根據(jù)應(yīng)用的問題不同，可以是常量、變量、謂詞、表結(jié)構(gòu)、圖像等等。全局?jǐn)?shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)謂詞、表結(jié)構(gòu)、圖像等等。全局?jǐn)?shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是產(chǎn)生式規(guī)則的處理對象。是產(chǎn)生式規(guī)則的處理對象。規(guī)則集規(guī)則集是某領(lǐng)域知識的用規(guī)則形式的表示的集合，規(guī)則用是某領(lǐng)域知識的用規(guī)則形式的表示的集合，

9、規(guī)則用產(chǎn)生式來表示。規(guī)則集包含將問題從初始狀態(tài)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生式來表示。規(guī)則集包含將問題從初始狀態(tài)轉(zhuǎn)換到目標(biāo)狀態(tài)的那些變換規(guī)則。規(guī)則的一般形式為：到目標(biāo)狀態(tài)的那些變換規(guī)則。規(guī)則的一般形式為：條件行為條件行為 或或 前提結(jié)論前提結(jié)論用一般計算機(jī)程序語言表示為：用一般計算機(jī)程序語言表示為： if then 控制策略或控制系統(tǒng)是規(guī)則的解釋程序，它規(guī)定了如何選擇一條可應(yīng)用是規(guī)則的解釋程序，它規(guī)定了如何選擇一條可應(yīng)用的規(guī)則對全局?jǐn)?shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，即決定了問題求解的規(guī)則對全局?jǐn)?shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，即決定了問題求解過程或推理路線?？刂撇呗载?fù)責(zé)產(chǎn)生式規(guī)則前提或過程或推理路線。控制策略負(fù)責(zé)產(chǎn)生式規(guī)則前提或條件語全局?jǐn)?shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)

10、的匹配，按一定的策略從條件語全局?jǐn)?shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的匹配，按一定的策略從匹配超過的規(guī)則匹配超過的規(guī)則(可能不止一條可能不止一條)中選出一條加以執(zhí)中選出一條加以執(zhí)行行(執(zhí)行規(guī)則行為部分規(guī)定的操作，或得到規(guī)則結(jié)論執(zhí)行規(guī)則行為部分規(guī)定的操作，或得到規(guī)則結(jié)論部分描述的結(jié)論部分描述的結(jié)論)，并在合適的時候結(jié)束產(chǎn)生式系統(tǒng)，并在合適的時候結(jié)束產(chǎn)生式系統(tǒng)的運(yùn)行。的運(yùn)行。10.3.2 產(chǎn)生式系統(tǒng)的知識表示產(chǎn)生式系統(tǒng)的知識表示方法，包括事實(shí)的表示和規(guī)則的表示。 1. 事實(shí)的表示事實(shí)的表示 (1) 孤立事實(shí)的表示 孤立事實(shí)通常用三元組（對象，屬性，值）或（關(guān)系，對象，對象）表示，其中對象就是語言變量。若要表示老王、老張是

11、朋友，則可表示成若要表示老王、老張是朋友，則可表示成（friend, wang, zhang） 如果增加不確定的度量，可增加一個因子表示兩如果增加不確定的度量，可增加一個因子表示兩人友誼的可信度。如人友誼的可信度。如 （friendship, wang, zhang，0.8）可理解為王、張二人友誼的可信度為可理解為王、張二人友誼的可信度為0.8。(2) 有關(guān)聯(lián)事實(shí)的表示 a. 樹型結(jié)構(gòu)在在mycin霉菌素霉菌素系統(tǒng)中表示事實(shí)用的是四元組，為系統(tǒng)中表示事實(shí)用的是四元組，為了查找的方便，它把不同的對象（即上下文）按層了查找的方便，它把不同的對象（即上下文）按層次組成一種上下文樹。次組成一種上下文樹

12、。b. 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)在prospector(探勘者；采礦者)探礦系統(tǒng)中，整個靜態(tài)知識以語義網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)把相關(guān)的知識連在一起，這樣就使查找更加方便了。prospector將不同對象的礦石按子集和成員關(guān)系組成一個網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)最左分支表示“方鉛礦是硫化鉛的成員，硫化鉛是硫化礦的子集，而硫化礦又是礦石的子集”。其中s表示子集關(guān)系，表示y是x的子集；e表示成員關(guān)系，表示y是x的成員。 2. 規(guī)則的表示 (1) 單個規(guī)則的表示l 對于單個規(guī)則一般由前項(xiàng)和后項(xiàng)兩部分組成。前項(xiàng)由邏輯連接詞組成各種不同的前提條件；后項(xiàng)表示前提條件為真時，應(yīng)采取的行為或所得的結(jié)論。如果考慮不精確推理，則可考慮附加可置信度量值。l

13、mycin規(guī)則中，無論前項(xiàng)或后項(xiàng)，其基本部分是關(guān)聯(lián)三元組（特性對象取值）或一個謂詞加上三元組。mycin系統(tǒng)中的規(guī)則定義為：=( if then else )其中各部分的定義分別為：=(and)=(or|()=()=|=()具體的mycin規(guī)則以及它在機(jī)器內(nèi)部用lisp 語言的表示。mycin系統(tǒng)中有如下所示的一個典型規(guī)則：前提條件: 細(xì)菌革氏染色陰性 形態(tài)桿狀 生長需氧結(jié)論: 該細(xì)菌是腸桿菌屬，cf=0.8。采用lisp表達(dá)式描述為：premise：（$and（same cntxt gram gramneg） （same cntxt morph rod） （same cntxt air ae

14、robic）action：(conclude cntxt class enterobacteriaceae腸桿菌科 tally 0.8）lsame，$and，conclude為自定義的函數(shù)lsame（c，p，lst）的3個自變量分別是上下文c，臨床參數(shù)（特性）p，p的可能取值lst。same謂詞函數(shù)的取值是根據(jù)其自變量對象-特性-取值所表達(dá)內(nèi)容的置信度，取0.21.0之間任一數(shù)值，當(dāng)置信度cf0.2時取為nil。l$andconditioncondition也是特殊的謂詞函數(shù)，與lisp中系統(tǒng)定義的函數(shù)and不同，其取值范圍與same函數(shù)類似。ltally是規(guī)則的置信度。(2) 有關(guān)聯(lián)規(guī)則間關(guān)

15、系的表示在知識庫(規(guī)則庫)中某些規(guī)則常按某種特征組織起來放在一起，形成某種結(jié)構(gòu)。這樣既便于規(guī)則庫的維護(hù)管理，也方便于規(guī)則的使用。a. 規(guī)則按參數(shù)分類在mycin中每一項(xiàng)特性（臨床參數(shù)）設(shè)有一種專門的特征表如：l ident：屬細(xì)菌屬性prop-orgl contained-in：（rule 030）l expect：（one of（organisms）l labdata：tl lookahead：（rule004，rule054，rule168）l prompt：（enter the identity (genus) of *）l trans：（the identity of *）l upda

16、ted-by：（rule021，rule003， llookahead： 指明哪些規(guī)則的前提涉及該參數(shù)。lupdate-by：指出從哪些規(guī)則的行為部分可存取該參數(shù)。lexpect：指出該參數(shù)的取值范圍，如（yn）指取值是或否；llabdata：指出該參數(shù)是否為實(shí)驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)，若為t，則在推理時可向用戶提問，索取該參數(shù)；lprompt：為mycin向用戶顯示的提示符，其中*號表示在提問的過程中可用當(dāng)前涉及的上下文替代的內(nèi)容；ltrans：為便于人機(jī)對話，指出如何將該參數(shù)的內(nèi)容翻譯成英語表達(dá)式。b. 規(guī)則的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)規(guī)則的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)l 規(guī)則之間可以以各種方式相互聯(lián)系，當(dāng)某一規(guī)則的結(jié)論正好是另一規(guī)則的前

17、提或前提的一部分時，這兩個規(guī)則就形成了一種“序關(guān)系”。如果用箭頭表示這種序關(guān)系，在規(guī)則之間就形成了一種復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。l例10.2 prospector系統(tǒng)中由不同規(guī)則所形成的部分推理網(wǎng)絡(luò)圖如圖3-6所示，這是kuroko-型均勻結(jié)構(gòu)的硫化礦沉積的部分礦床模型。10.3.3 產(chǎn)生式系統(tǒng)的推理方式產(chǎn)生式系統(tǒng)的推理方式1. 正向推理 正向推理是從已知事實(shí)出發(fā)，通過規(guī)則庫求得結(jié)正向推理是從已知事實(shí)出發(fā)，通過規(guī)則庫求得結(jié)論，稱為數(shù)據(jù)驅(qū)動方式，也稱作自底向上的方式。論，稱為數(shù)據(jù)驅(qū)動方式，也稱作自底向上的方式。推理過程是：推理過程是： 規(guī)則集中規(guī)則的前件與數(shù)據(jù)庫中的事實(shí)進(jìn)行匹配，規(guī)則集中規(guī)則的前件與數(shù)據(jù)庫

18、中的事實(shí)進(jìn)行匹配，得到匹配的規(guī)則集合；得到匹配的規(guī)則集合； 從匹配規(guī)則集合中選擇一條規(guī)則作為使用規(guī)則；從匹配規(guī)則集合中選擇一條規(guī)則作為使用規(guī)則；執(zhí)行使用規(guī)則，將該使用規(guī)則后件的執(zhí)行結(jié)果送入執(zhí)行使用規(guī)則，將該使用規(guī)則后件的執(zhí)行結(jié)果送入數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫。 重復(fù)這個過程直到達(dá)到目標(biāo)。重復(fù)這個過程直到達(dá)到目標(biāo)。例例10.3 動物識別系統(tǒng)動物識別系統(tǒng)identfier包含有如下規(guī)則：包含有如下規(guī)則：規(guī)則規(guī)則i2如果該動物能產(chǎn)乳，如果該動物能產(chǎn)乳，那么它是哺乳動物。那么它是哺乳動物。規(guī)則規(guī)則i8如果該動物是哺乳動物，它反芻，如果該動物是哺乳動物，它反芻，那么它是有蹄動物而且是偶蹄動物。那么它是有蹄動物而且是

19、偶蹄動物。規(guī)則規(guī)則i11 如果該動物是有蹄動物，如果該動物是有蹄動物， 它有長頸，它有長腿，它有長頸，它有長腿， 它的顏色是黃褐色，它的顏色是黃褐色， 它有深色斑點(diǎn)，它有深色斑點(diǎn)， 那么那么 它是長頸鹿。它是長頸鹿。l根據(jù)規(guī)則，假如已知某個動物產(chǎn)乳，依規(guī)則根據(jù)規(guī)則，假如已知某個動物產(chǎn)乳，依規(guī)則i2可可以推出這個動物是哺乳動物。如果再知該動物反以推出這個動物是哺乳動物。如果再知該動物反芻時，依規(guī)則芻時，依規(guī)則i8又可以推出該動物有蹄且是偶蹄又可以推出該動物有蹄且是偶蹄動物，于是得到新的事實(shí)：該動物是有蹄動物。動物，于是得到新的事實(shí)：該動物是有蹄動物。再加上該動物有長腿、長頸等事實(shí)，利用規(guī)則再加上

20、該動物有長腿、長頸等事實(shí)，利用規(guī)則i11，可以推出該動物是長頸鹿?？梢酝瞥鲈搫游锸情L頸鹿。 2. 逆向推理逆向推理是從目標(biāo)（作為假設(shè)）出發(fā)，逆向使用規(guī)逆向推理是從目標(biāo)（作為假設(shè)）出發(fā)，逆向使用規(guī)則，找到已知事實(shí)。逆向推理過程如下：則，找到已知事實(shí)。逆向推理過程如下：l規(guī)則集中的規(guī)則后件與假設(shè)的目標(biāo)事實(shí)進(jìn)行匹配，規(guī)則集中的規(guī)則后件與假設(shè)的目標(biāo)事實(shí)進(jìn)行匹配，得到匹配的規(guī)則集合。得到匹配的規(guī)則集合。l從匹配規(guī)則集合中選擇一條規(guī)則作為使用規(guī)則。從匹配規(guī)則集合中選擇一條規(guī)則作為使用規(guī)則。l將使用規(guī)則的前件作為新的假設(shè)子目標(biāo)。將使用規(guī)則的前件作為新的假設(shè)子目標(biāo)。l重復(fù)這個過程，直至各子目標(biāo)均為已知事實(shí)后成

21、功重復(fù)這個過程，直至各子目標(biāo)均為已知事實(shí)后成功結(jié)束。結(jié)束。3. 雙向推理l雙向推理，又叫混合推理，既自頂向下，又自底雙向推理，又叫混合推理，既自頂向下，又自底向上，從兩個方向作推理，直至某個中間界面上向上，從兩個方向作推理，直至某個中間界面上兩個方向的結(jié)果相符便成功結(jié)束。不難想象這種兩個方向的結(jié)果相符便成功結(jié)束。不難想象這種雙向推理較正向推理或逆向推理所形成的推理網(wǎng)雙向推理較正向推理或逆向推理所形成的推理網(wǎng)絡(luò)來得小，從而推理效率更高。絡(luò)來得小，從而推理效率更高。 例如，在動物識別系統(tǒng)中，已知某動物具有特征：例如，在動物識別系統(tǒng)中，已知某動物具有特征：長腿、長頸、反芻、產(chǎn)乳。為了識別一個動物，長

22、腿、長頸、反芻、產(chǎn)乳。為了識別一個動物，可以進(jìn)行以下的雙向推理可以進(jìn)行以下的雙向推理.10.3.4 產(chǎn)生式規(guī)則的選擇與匹配產(chǎn)生式規(guī)則的選擇與匹配通常搜索策略的主要任務(wù)是確定如何選取規(guī)則的通常搜索策略的主要任務(wù)是確定如何選取規(guī)則的方式和方法。方式和方法。選擇規(guī)則的基本方式有兩種：選擇規(guī)則的基本方式有兩種：() 不考慮給定問題所具有的特定知識。不考慮給定問題所具有的特定知識。() 考慮問題領(lǐng)域可應(yīng)用的知識。考慮問題領(lǐng)域可應(yīng)用的知識。選擇規(guī)則的方法可以使用匹配。選擇規(guī)則的方法可以使用匹配。 1. 規(guī)則的匹配規(guī)則的匹配匹配方式有如下幾種：匹配方式有如下幾種：（1）用索引匹配）用索引匹配 對全局?jǐn)?shù)據(jù)庫對

23、全局?jǐn)?shù)據(jù)庫gd(global database)加索引，再加索引，再通過映射函數(shù)找出相應(yīng)的規(guī)則。通過映射函數(shù)找出相應(yīng)的規(guī)則。 例如：自動情報檢索系統(tǒng)，將用戶需求輸入到例如：自動情報檢索系統(tǒng)，將用戶需求輸入到gd，其中的關(guān)鍵詞作為索引。如用作者名為索引，則其中的關(guān)鍵詞作為索引。如用作者名為索引，則利用已知作者名找書的規(guī)則利用已知作者名找書的規(guī)則; 用書名為索引，則用書名為索引，則利用已知書名找書的規(guī)則。利用已知書名找書的規(guī)則。（2）變量匹配）變量匹配 例如，符號積分，使用規(guī)則例如，符號積分，使用規(guī)則:udvuv-vdu，而，而系統(tǒng)實(shí)際求積分時，要查找系統(tǒng)實(shí)際求積分時，要查找gd中中xdy 的形式

24、，的形式，要求要求x與與u，y與與v匹配。匹配。 （3） 近似匹配近似匹配 在匹配中，有大部分條件符合或接近符合，則可在匹配中，有大部分條件符合或接近符合，則可認(rèn)為規(guī)則匹配。認(rèn)為規(guī)則匹配。2規(guī)則的選取規(guī)則的選取 在匹配之后，可用規(guī)則如果有若干條，如何選擇哪在匹配之后，可用規(guī)則如果有若干條，如何選擇哪一條來執(zhí)行？一條來執(zhí)行？在不考慮利用啟發(fā)式知識的情況下，有如下一些原在不考慮利用啟發(fā)式知識的情況下，有如下一些原則可用于規(guī)則地選擇。則可用于規(guī)則地選擇。（1）專用與通用性排序，如果某一規(guī)則的條件部）專用與通用性排序，如果某一規(guī)則的條件部分比另一規(guī)則的條件部分所規(guī)定的情況更為專門分比另一規(guī)則的條件部分

25、所規(guī)定的情況更為專門化，則更為專門化的規(guī)則優(yōu)先使用。化，則更為專門化的規(guī)則優(yōu)先使用。那么如何確定哪個規(guī)則更專門化呢？下面用實(shí)例說那么如何確定哪個規(guī)則更專門化呢？下面用實(shí)例說明。明。 例例10.4 美式足球訓(xùn)練規(guī)則：美式足球訓(xùn)練規(guī)則：pr1: if 是第四次開始進(jìn)攻（是第四次開始進(jìn)攻（fourth down） 且進(jìn)攻方前三次進(jìn)攻中前進(jìn)的距離少于且進(jìn)攻方前三次進(jìn)攻中前進(jìn)的距離少于10碼碼 then 可以在第四次進(jìn)攻時踢懸空球可以在第四次進(jìn)攻時踢懸空球pr2: if 是第四次開始進(jìn)攻（是第四次開始進(jìn)攻（fourth down） 且進(jìn)攻方前三次進(jìn)攻中前進(jìn)的距離少于且進(jìn)攻方前三次進(jìn)攻中前進(jìn)的距離少于10

26、碼）碼） 且進(jìn)攻位置在對方球門線且進(jìn)攻位置在對方球門線30碼之內(nèi)碼之內(nèi) then 可以射門（可以射門（field goal）以上兩個規(guī)則，以上兩個規(guī)則，pr2比比pr1更專門化，因?yàn)楦鼘ｉT化，因?yàn)閜r2條條件限制更多一些。件限制更多一些。通常的判定方法是：通常的判定方法是：l如果某一規(guī)則的前件集包含另一規(guī)則的所有前件，如果某一規(guī)則的前件集包含另一規(guī)則的所有前件，則前一規(guī)則較后一規(guī)則更為專門化。則前一規(guī)則較后一規(guī)則更為專門化。l如果某一規(guī)則中的變量處在第二規(guī)則中是常量，如果某一規(guī)則中的變量處在第二規(guī)則中是常量，而其余相同，則后一規(guī)則比前一規(guī)則更專門化。而其余相同，則后一規(guī)則比前一規(guī)則更專門化。

27、(2) 規(guī)則排序，通過對問題領(lǐng)域的了解，規(guī)則集本身規(guī)則排序，通過對問題領(lǐng)域的了解，規(guī)則集本身就可劃分優(yōu)先次序。那些最適用的或使用頻率最高就可劃分優(yōu)先次序。那些最適用的或使用頻率最高的規(guī)則優(yōu)先使用。例如，模仿心理療法的行為的智的規(guī)則優(yōu)先使用。例如，模仿心理療法的行為的智能程序能程序eliza，有規(guī)則，有規(guī)則: pr1: ; pr2: ; prn: ;其中，最后一個規(guī)則為其中，最后一個規(guī)則為: prn：if nil then “tell me more about your family” 因?yàn)樽詈笠粋€規(guī)則的前件是空的，無條件地可以因?yàn)樽詈笠粋€規(guī)則的前件是空的，無條件地可以使用，所以要安排在無其他

28、規(guī)則可使用時才可使用。使用，所以要安排在無其他規(guī)則可使用時才可使用。 (3) 數(shù)據(jù)排序，將規(guī)則中的條件部分按某個優(yōu)先數(shù)據(jù)排序，將規(guī)則中的條件部分按某個優(yōu)先次序排序。次序排序。 (4) 規(guī)模排序，按條件部分的多少排序，條件多規(guī)模排序，按條件部分的多少排序，條件多者優(yōu)先。者優(yōu)先。 (5) 就近排序，最近使用的規(guī)則排在優(yōu)先位置，就近排序，最近使用的規(guī)則排在優(yōu)先位置，這樣使用多的規(guī)則優(yōu)先。這樣使用多的規(guī)則優(yōu)先。 (6) 按上下文限制將規(guī)則分組，如在醫(yī)學(xué)專家系按上下文限制將規(guī)則分組，如在醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)統(tǒng)mycin中，不同上下文用不同組的規(guī)則進(jìn)行診中，不同上下文用不同組的規(guī)則進(jìn)行診斷或開處方。斷或開處方。1

29、0.3.5 產(chǎn)生式表示的特點(diǎn)產(chǎn)生式表示的特點(diǎn) 產(chǎn)生式以規(guī)則作為形式單元，格式固定，易于產(chǎn)生式以規(guī)則作為形式單元，格式固定，易于表示，且知識單元間相互獨(dú)立，易于建立知識庫。表示，且知識單元間相互獨(dú)立，易于建立知識庫。 推理方式單純，適于模擬強(qiáng)數(shù)據(jù)驅(qū)動特點(diǎn)的智推理方式單純，適于模擬強(qiáng)數(shù)據(jù)驅(qū)動特點(diǎn)的智能行為。能行為。 知識庫與推理機(jī)相分離，這種結(jié)構(gòu)易于修改知知識庫與推理機(jī)相分離，這種結(jié)構(gòu)易于修改知識庫，可增加新的規(guī)則去適應(yīng)新的情況，而不會破壞識庫，可增加新的規(guī)則去適應(yīng)新的情況，而不會破壞系統(tǒng)的其他部分。系統(tǒng)的其他部分。 易于對系統(tǒng)的推理路徑作出解釋。易于對系統(tǒng)的推理路徑作出解釋。10.4 語義網(wǎng)絡(luò)表

30、示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法l 語義網(wǎng)絡(luò)是語義網(wǎng)絡(luò)是quillian在在1968年研究人類聯(lián)想記憶年研究人類聯(lián)想記憶時提出的心理學(xué)模型，認(rèn)為記憶是由概念間的聯(lián)時提出的心理學(xué)模型，認(rèn)為記憶是由概念間的聯(lián)系實(shí)現(xiàn)的。系實(shí)現(xiàn)的。1972年年simmons首先將語義網(wǎng)絡(luò)表首先將語義網(wǎng)絡(luò)表示法用于自然語言理解系統(tǒng)。示法用于自然語言理解系統(tǒng)。l 語義網(wǎng)絡(luò)是知識的一種圖解表示，它由結(jié)點(diǎn)和語義網(wǎng)絡(luò)是知識的一種圖解表示，它由結(jié)點(diǎn)和弧線組成。結(jié)點(diǎn)用于表示實(shí)體、概念和情況等，弧線組成。結(jié)點(diǎn)用于表示實(shí)體、概念和情況等，弧線用于表示結(jié)點(diǎn)間的關(guān)系。弧線用于表示結(jié)點(diǎn)間的關(guān)系。 語義網(wǎng)絡(luò)表示由下列語義網(wǎng)絡(luò)表示由下列4個相關(guān)部分組成：個相

31、關(guān)部分組成： 詞法部分詞法部分 決定該表示方法詞匯表中允許有哪些決定該表示方法詞匯表中允許有哪些符號，它涉及各個結(jié)點(diǎn)和弧線。符號，它涉及各個結(jié)點(diǎn)和弧線。 結(jié)構(gòu)部分結(jié)構(gòu)部分 敘述符號排列的約束條件，指定各弧敘述符號排列的約束條件，指定各弧線連接的結(jié)點(diǎn)對。線連接的結(jié)點(diǎn)對。 過程部分過程部分 說明訪問過程，這些過程能用來建立說明訪問過程，這些過程能用來建立和修正概念的描述，以及回答相關(guān)問題。和修正概念的描述，以及回答相關(guān)問題。 語義部分語義部分 確定與描述相關(guān)的意義的方法，即確確定與描述相關(guān)的意義的方法，即確定有關(guān)結(jié)點(diǎn)和對應(yīng)弧線的排列及其相互關(guān)系。定有關(guān)結(jié)點(diǎn)和對應(yīng)弧線的排列及其相互關(guān)系。 10.4.

32、1 語義網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)語義網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 語義網(wǎng)絡(luò)是對知識的有向圖表示方法。一個語義網(wǎng)語義網(wǎng)絡(luò)是對知識的有向圖表示方法。一個語義網(wǎng)絡(luò)是由一些以三元組絡(luò)是由一些以三元組 （結(jié)點(diǎn)（結(jié)點(diǎn)1，弧，結(jié)點(diǎn)，弧，結(jié)點(diǎn)2）的圖形表示連接而成的有向圖。其結(jié)點(diǎn)表示概念、的圖形表示連接而成的有向圖。其結(jié)點(diǎn)表示概念、事物、事件、情況等事物、事件、情況等; 弧是有方向和有標(biāo)注的，方弧是有方向和有標(biāo)注的，方向體現(xiàn)主次關(guān)系，結(jié)點(diǎn)向體現(xiàn)主次關(guān)系，結(jié)點(diǎn)1為主，結(jié)點(diǎn)為主，結(jié)點(diǎn)2為輔?；∩系臑檩o。弧上的標(biāo)注表示結(jié)點(diǎn)標(biāo)注表示結(jié)點(diǎn)1的屬性或結(jié)點(diǎn)的屬性或結(jié)點(diǎn)1和結(jié)點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)2之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。 這樣一個三元組的圖形表示為：這樣一個三元組的圖形表

33、示為： r10.4.2 二元語義網(wǎng)絡(luò)的表示二元語義網(wǎng)絡(luò)的表示 l 二元語義網(wǎng)絡(luò)可以用來表示一些涉及變元的簡單二元語義網(wǎng)絡(luò)可以用來表示一些涉及變元的簡單的事實(shí)，其實(shí)質(zhì)還是一個三元組：的事實(shí)，其實(shí)質(zhì)還是一個三元組：(r, x, y)。l 例如，表示例如，表示“所有的燕子（所有的燕子（swallow）都是鳥）都是鳥（bird）”這一事實(shí)，可建立二個結(jié)點(diǎn)：這一事實(shí)，可建立二個結(jié)點(diǎn)： swallow 和和 bird 。兩節(jié)點(diǎn)以。兩節(jié)點(diǎn)以isa（表示（表示“是一個是一個”）鏈相連，如下圖所示：）鏈相連，如下圖所示： 對于事實(shí)對于事實(shí)“知更鳥是鳥，所有的鳥都有翅膀知更鳥是鳥，所有的鳥都有翅膀”，知，知更鳥、

34、鳥以及翅膀分別用更鳥、鳥以及翅膀分別用 robin 、 bird及及 wings表示。因?yàn)橹B是鳥的一部分，因此在表示。因?yàn)橹B是鳥的一部分，因此在ronbin和和bird之間用弧線連接，并加標(biāo)記之間用弧線連接，并加標(biāo)記ako（a kind of的縮寫），以表示這種關(guān)系；又因?yàn)槌岬目s寫），以表示這種關(guān)系；又因?yàn)槌岚驅(qū)儆邙B的一個組成部分，所以在膀?qū)儆邙B的一個組成部分，所以在bird和和wings之間也用弧線連接，并加標(biāo)記之間也用弧線連接，并加標(biāo)記has-part，其語義網(wǎng)，其語義網(wǎng)絡(luò)為：絡(luò)為：如果增添新的事實(shí)，只需在語義網(wǎng)絡(luò)中增加新的結(jié)如果增添新的事實(shí)，只需在語義網(wǎng)絡(luò)中增加新的結(jié)點(diǎn)和弧線就可

35、以了。如果在上圖所示的語義網(wǎng)絡(luò)中，點(diǎn)和弧線就可以了。如果在上圖所示的語義網(wǎng)絡(luò)中，要增添事實(shí)：要增添事實(shí)： “clyde是一個知更鳥，并且有一個叫做是一個知更鳥，并且有一個叫做nest-1的巢。的巢。”10.4.3 多元語義網(wǎng)絡(luò)的表示多元語義網(wǎng)絡(luò)的表示 語義網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)之間的連接是二元關(guān)系。如果要表示的語義網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)之間的連接是二元關(guān)系。如果要表示的事實(shí)是多元關(guān)系，必須將多元關(guān)系轉(zhuǎn)化為二元關(guān)系，事實(shí)是多元關(guān)系，必須將多元關(guān)系轉(zhuǎn)化為二元關(guān)系，然后用語義網(wǎng)表示出來。必要時要在語義網(wǎng)中增加一然后用語義網(wǎng)表示出來。必要時要在語義網(wǎng)中增加一些中間結(jié)點(diǎn)。具體來說，多元關(guān)系些中間結(jié)點(diǎn)。具體來說，多元關(guān)系r(x1,

36、x2, xn)可以轉(zhuǎn)成可以轉(zhuǎn)成 r(x11, x12)r(x21, x22)r(xn1, xn2,)。例如，例如，triangle（a, b, c）表示一個三角形由三條）表示一個三角形由三條邊邊a ,b ,c構(gòu)成，可表述成：構(gòu)成，可表述成： cat(a, b)cat(b, c)cat(c, a) 又例如，要表達(dá)：又例如，要表達(dá)： “john gave mary a book.”這一事實(shí)，用謂詞可表示為：這一事實(shí)，用謂詞可表示為：give(john, mary, book)這是一個多元關(guān)系，用語義這是一個多元關(guān)系，用語義網(wǎng)絡(luò)表示如圖所示。網(wǎng)絡(luò)表示如圖所示。其中其中g(shù)1是增加的一個節(jié)點(diǎn)，是增加的一

37、個節(jié)點(diǎn)，用來表示一個特定用來表示一個特定giving-events事件事件 giving-events isa 1g giver recip obj john mary book isa isa isa persons phys-objs 10.4.4 連接詞和量詞的表示連接詞和量詞的表示從邏輯上看，一個基本的語義網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于一組二元從邏輯上看，一個基本的語義網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于一組二元謂詞，因?yàn)槿M（結(jié)點(diǎn)謂詞，因?yàn)槿M（結(jié)點(diǎn)1，弧，結(jié)點(diǎn)，弧，結(jié)點(diǎn)2）可以寫成）可以寫成p(個體個體1，個體，個體2)。其中，。其中，p與表達(dá)結(jié)點(diǎn)與表達(dá)結(jié)點(diǎn)1、結(jié)點(diǎn)、結(jié)點(diǎn)2之之間關(guān)系的弧相對應(yīng)，個體間關(guān)系的弧相對應(yīng)，個體1

38、，個體，個體2與結(jié)點(diǎn)與結(jié)點(diǎn)1、結(jié)點(diǎn)、結(jié)點(diǎn)2 相對應(yīng)。這樣，語義網(wǎng)絡(luò)可以作為一種相對應(yīng)。這樣，語義網(wǎng)絡(luò)可以作為一種“粒度粒度”較較大的、表達(dá)信息更豐富知識單元，在這種知識單元大的、表達(dá)信息更豐富知識單元，在這種知識單元中也存在與謂詞邏輯中類似的各種連接詞及量詞。中也存在與謂詞邏輯中類似的各種連接詞及量詞。 1. 合取合取 在上例中與節(jié)點(diǎn)在上例中與節(jié)點(diǎn)g1 相連的鏈相連的鏈giver，obj以以recip之間是合取關(guān)系。因?yàn)橹挥薪o予者是之間是合取關(guān)系。因?yàn)橹挥薪o予者是john，接受者是，接受者是mary，給予物是，給予物是book，這，這三個關(guān)系同時成立時，才構(gòu)成事件三個關(guān)系同時成立時，才構(gòu)成事件

39、g1。在語義網(wǎng)。在語義網(wǎng)絡(luò)的表示中約定：如果不另外增加標(biāo)志，就意味絡(luò)的表示中約定：如果不另外增加標(biāo)志，就意味著弧與弧之間的關(guān)系就是合取。著弧與弧之間的關(guān)系就是合取。2. 析取析取下圖表示的就是具有下圖表示的就是具有“或或”關(guān)系的語義網(wǎng)絡(luò)，其含義關(guān)系的語義網(wǎng)絡(luò)，其含義用謂詞公式表示出來就是：用謂詞公式表示出來就是： isa(a,b)part-of(b,c)在語義網(wǎng)絡(luò)中，為了表示在語義網(wǎng)絡(luò)中，為了表示“或或”的關(guān)系，一種最常的關(guān)系，一種最常用的方法是將用的方法是將“或或”關(guān)系的弧用一條封閉虛線包圍關(guān)系的弧用一條封閉虛線包圍起來，并標(biāo)記起來，并標(biāo)記dis。如果如果“與與”關(guān)系是嵌套在關(guān)系是嵌套在“或

40、或”關(guān)系內(nèi)的，則這些關(guān)系內(nèi)的，則這些具有具有“與與”關(guān)系的弧用標(biāo)記為關(guān)系的弧用標(biāo)記為conj的封閉虛線包的封閉虛線包圍起來。圍起來。例如句子例如句子“john是一個程序員或者是一個程序員或者mary是一個律是一個律師師”，其語義網(wǎng)絡(luò)表示，其語義網(wǎng)絡(luò)表示 為：為： dis isa isa profession profession conj conj worker worker occupation-events oc1 john programmer lawyer mary oc2 3. 否定否定l為表示否定關(guān)系，可以采用為表示否定關(guān)系，可以采用isa和和 part-of 關(guān)系或標(biāo)注出關(guān)系或標(biāo)

41、注出neg界限，如界限，如:如果我們要用語義網(wǎng)絡(luò)表示如果我們要用語義網(wǎng)絡(luò)表示 is a(a，b)part-of（b，c）可利用可利用isa和和part-of 來表示這個事實(shí)。如果來表示這個事實(shí)。如果不希望改變這個表達(dá)式的形式，那么可以利用不希望改變這個表達(dá)式的形式，那么可以利用neg界限，如下圖所示。界限，如下圖所示。 4. 蘊(yùn)涵蘊(yùn)涵 在語義網(wǎng)絡(luò)中可用標(biāo)注在語義網(wǎng)絡(luò)中可用標(biāo)注ante和和conse界限來表示蘊(yùn)涵界限來表示蘊(yùn)涵關(guān)系。關(guān)系。ante和和conse界限分別用來把與前提條件界限分別用來把與前提條件（antecedent）及與結(jié)果（）及與結(jié)果（consequence）相關(guān)的弧聯(lián)系）相關(guān)的

42、弧聯(lián)系在一起。在一起。例如，我們可用下圖例如，我們可用下圖 來表示來表示: “every one who lives at 37 maple 楓樹楓樹 street is a programmer.”。5. 量化量化 (1) 存在量詞的量化存在量詞的量化 存在量詞在語義網(wǎng)絡(luò)中可直接用存在量詞在語義網(wǎng)絡(luò)中可直接用isa鏈來表示。鏈來表示。 例如，要表示：例如，要表示：the dog bits the postman.這句話意味著所涉及的是存在量化。這句話意味著所涉及的是存在量化。 (2) 全稱量詞的量化全稱量詞的量化 全稱量詞的在語義網(wǎng)中全稱量詞的在語義網(wǎng)中的量化，其量詞的轄域可的量化，其量詞的

43、轄域可以是整個語義網(wǎng)絡(luò)，也可以是整個語義網(wǎng)絡(luò)，也可以是把語義網(wǎng)絡(luò)分割后的以是把語義網(wǎng)絡(luò)分割后的某一個范圍。某一個范圍。 要表達(dá)要表達(dá)“john給了所給了所有人一件東西有人一件東西”，可用圖，可用圖3-15的語義網(wǎng)絡(luò)表示出來。的語義網(wǎng)絡(luò)表示出來。10.4.5 語義網(wǎng)絡(luò)的推理過程語義網(wǎng)絡(luò)的推理過程 l語義網(wǎng)絡(luò)中的推理過程主要有兩種，一種是繼承，另語義網(wǎng)絡(luò)中的推理過程主要有兩種，一種是繼承，另一種是匹配。一種是匹配。1. 繼承繼承在語義網(wǎng)絡(luò)中所謂繼承是把對事物的描述從概念結(jié)點(diǎn)在語義網(wǎng)絡(luò)中所謂繼承是把對事物的描述從概念結(jié)點(diǎn)或類結(jié)點(diǎn)傳遞到實(shí)例結(jié)點(diǎn)中去。例如在下圖所示的語或類結(jié)點(diǎn)傳遞到實(shí)例結(jié)點(diǎn)中去。例如在

44、下圖所示的語義網(wǎng)絡(luò)中義網(wǎng)絡(luò)中brick是概念結(jié)點(diǎn)，是概念結(jié)點(diǎn)，brick12是一個實(shí)例結(jié)是一個實(shí)例結(jié)點(diǎn)。點(diǎn)。brick結(jié)點(diǎn)在其結(jié)點(diǎn)在其shape（外形）槽中填入了（外形）槽中填入了rectangular（矩形），說明磚塊的外形是矩形的。（矩形），說明磚塊的外形是矩形的。這個描述可以通過這個描述可以通過isa鏈傳遞給實(shí)例結(jié)點(diǎn)鏈傳遞給實(shí)例結(jié)點(diǎn)brick12。因此，雖然因此，雖然brick12沒有沒有shape槽，但可以從槽，但可以從這個語義網(wǎng)絡(luò)推理出這個語義網(wǎng)絡(luò)推理出brick12的外形是矩形的。的外形是矩形的。(1) 值繼承。最簡單的值繼承是isa關(guān)系下的直接繼承。l例如:另外，還有一種ako(

45、a-kind-of)弧也用于語義網(wǎng)絡(luò)中的描述特性的繼承。 isa和ako弧都可以直接地表示類的成員關(guān)系以及子類和類之間的關(guān)系，提供了一種把知識從某一層傳遞到另一層的途徑。 (2) “如果需要如果需要”繼承繼承。在某些情況下，當(dāng)我們不知。在某些情況下，當(dāng)我們不知道槽值但又需要這個槽值時，可以利用道槽值但又需要這個槽值時，可以利用if-needed繼承，進(jìn)行這種計算的程序稱為繼承，進(jìn)行這種計算的程序稱為if-needed程序。程序。這種槽有這種槽有if-needed側(cè)面，側(cè)面，if-needed程序就有放在程序就有放在這側(cè)面中。這側(cè)面中。例如，如圖例如，如圖3-18(a)所示，一個確定重量的程序存

46、放所示，一個確定重量的程序存放在在block節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)的weight槽的槽的if-needed側(cè)面中。側(cè)面中。在需要的時候執(zhí)行這個程序，就可以根據(jù)在需要的時候執(zhí)行這個程序，就可以根據(jù)brick12的密度計算出重量，并把它存入的密度計算出重量，并把它存入brick12的的weight槽的側(cè)面中，其結(jié)果如圖槽的側(cè)面中，其結(jié)果如圖3-18(b）所示。）所示。 (3) 默認(rèn)繼承。默認(rèn)繼承。某個弧值具有相當(dāng)程度的真實(shí)性，某個弧值具有相當(dāng)程度的真實(shí)性，但又不能十分肯定的，因此設(shè)定為默認(rèn)值，放在這但又不能十分肯定的，因此設(shè)定為默認(rèn)值，放在這個結(jié)點(diǎn)中，并標(biāo)明這個弧為個結(jié)點(diǎn)中，并標(biāo)明這個弧為default（默認(rèn)

47、）弧。（默認(rèn)）弧。只要不與現(xiàn)有事實(shí)相沖突，就默認(rèn)這個值為這個結(jié)只要不與現(xiàn)有事實(shí)相沖突，就默認(rèn)這個值為這個結(jié)點(diǎn)的值，語義網(wǎng)中這種推理稱為默認(rèn)繼承。點(diǎn)的值，語義網(wǎng)中這種推理稱為默認(rèn)繼承。2匹配匹配 語義網(wǎng)絡(luò)中推理方法主要是依靠匹配。進(jìn)行匹配時，語義網(wǎng)絡(luò)中推理方法主要是依靠匹配。進(jìn)行匹配時，根據(jù)提出的問題可構(gòu)成局部網(wǎng)絡(luò)，這個網(wǎng)絡(luò)中有的結(jié)根據(jù)提出的問題可構(gòu)成局部網(wǎng)絡(luò)，這個網(wǎng)絡(luò)中有的結(jié)點(diǎn)或弧的標(biāo)記是空的，表示有待求解的。依據(jù)這個局點(diǎn)或弧的標(biāo)記是空的，表示有待求解的。依據(jù)這個局部網(wǎng)絡(luò)到知識庫中尋找匹配的網(wǎng)絡(luò)，以便求得問題的部網(wǎng)絡(luò)到知識庫中尋找匹配的網(wǎng)絡(luò)，以便求得問題的解答。解答。研究下圖中的研究下圖中的s

48、tructure35。已知這個結(jié)構(gòu)有兩個。已知這個結(jié)構(gòu)有兩個部件，一個磚塊部件，一個磚塊brick12和一個楔塊和一個楔塊wedge18。一。一旦在旦在structure和和toy-house之間放上之間放上isa弧，我弧，我們就可以知道們就可以知道brick12必須支撐必須支撐wedge18。3語義網(wǎng)絡(luò)上的推理語義網(wǎng)絡(luò)上的推理帶蘊(yùn)涵結(jié)點(diǎn)的語義網(wǎng)絡(luò)又稱為推理網(wǎng)絡(luò)。帶蘊(yùn)涵結(jié)點(diǎn)的語義網(wǎng)絡(luò)又稱為推理網(wǎng)絡(luò)。語義網(wǎng)絡(luò)的演繹就是在推理網(wǎng)絡(luò)上的搜索過程。此語義網(wǎng)絡(luò)的演繹就是在推理網(wǎng)絡(luò)上的搜索過程。此時的語義網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上演化為基于網(wǎng)絡(luò)的規(guī)則系統(tǒng)。時的語義網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上演化為基于網(wǎng)絡(luò)的規(guī)則系統(tǒng)。推理網(wǎng)絡(luò)上的搜索也有正

49、向推理、逆向推理和雙向推理網(wǎng)絡(luò)上的搜索也有正向推理、逆向推理和雙向推理。推理。推理網(wǎng)絡(luò)上的正向推理過程為：根據(jù)已知斷言網(wǎng)絡(luò)，推理網(wǎng)絡(luò)上的正向推理過程為：根據(jù)已知斷言網(wǎng)絡(luò)，從推理網(wǎng)絡(luò)的最低層結(jié)點(diǎn)出發(fā)，按規(guī)則所指方向逐從推理網(wǎng)絡(luò)的最低層結(jié)點(diǎn)出發(fā)，按規(guī)則所指方向逐步向上搜索，直到最高層假說斷言結(jié)點(diǎn)為止。步向上搜索，直到最高層假說斷言結(jié)點(diǎn)為止。10.4.6 語義網(wǎng)絡(luò)的一般描述語義網(wǎng)絡(luò)的一般描述 語義網(wǎng)絡(luò)能把實(shí)體的結(jié)構(gòu)、屬性與實(shí)體間的因語義網(wǎng)絡(luò)能把實(shí)體的結(jié)構(gòu)、屬性與實(shí)體間的因果關(guān)系顯示地和簡明地表達(dá)出來，這樣可以聯(lián)想方果關(guān)系顯示地和簡明地表達(dá)出來，這樣可以聯(lián)想方式實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的解釋。式實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的解釋。

50、由于與概念相關(guān)的屬性和聯(lián)系被組織在一個相由于與概念相關(guān)的屬性和聯(lián)系被組織在一個相應(yīng)的結(jié)點(diǎn)中，因而語義網(wǎng)絡(luò)使概念易于訪問和學(xué)習(xí)。應(yīng)的結(jié)點(diǎn)中，因而語義網(wǎng)絡(luò)使概念易于訪問和學(xué)習(xí)。 語義網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)問題更加直觀，更易于理解，適語義網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)問題更加直觀，更易于理解，適合于知識工程師與領(lǐng)域?qū)＜覝贤?。合于知識工程師與領(lǐng)域?qū)＜覝贤ā?0.4.6 語義網(wǎng)絡(luò)的一般描述語義網(wǎng)絡(luò)的一般描述 語義網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的語義解釋依賴于該結(jié)構(gòu)的推理語義網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的語義解釋依賴于該結(jié)構(gòu)的推理過程而沒有固定結(jié)構(gòu)的約定，因而得到的推理不能過程而沒有固定結(jié)構(gòu)的約定，因而得到的推理不能保證像謂詞邏輯法那樣有效。保證像謂詞邏輯法那樣有效。 語義網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)

51、間的聯(lián)系可能是線狀、樹狀或網(wǎng)狀語義網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)間的聯(lián)系可能是線狀、樹狀或網(wǎng)狀的，甚至是遞歸狀的結(jié)構(gòu)，使相應(yīng)的知識存儲和檢的，甚至是遞歸狀的結(jié)構(gòu)，使相應(yīng)的知識存儲和檢索需要比較復(fù)雜的過程。索需要比較復(fù)雜的過程。10.5 框架表示法框架表示法10.5.1 框架理論框架理論 l 1975年年minsky在他的論文在他的論文“a framework for representing knowledge”中提出了框架理論，中提出了框架理論，后來被逐步成為一種被廣泛使用的知識表示方法。后來被逐步成為一種被廣泛使用的知識表示方法。l框架理論的提出是基于這樣的心理學(xué)研究成果：框架理論的提出是基于這樣的心理學(xué)研究成

52、果：即在人類日常的思維及理解活動中已存儲了大量即在人類日常的思維及理解活動中已存儲了大量的典型情景，當(dāng)分析和理解所遇到的新情況時，的典型情景，當(dāng)分析和理解所遇到的新情況時，人們并不是從頭分析新情況，而是從記憶中選擇人們并不是從頭分析新情況，而是從記憶中選擇（即匹配）某個輪廓的基本知識結(jié)構(gòu)（即框架）（即匹配）某個輪廓的基本知識結(jié)構(gòu)（即框架）與當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行某種程度的匹配。與當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行某種程度的匹配。10.5.2 框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu) 框架是基于概念的抽象程度表現(xiàn)出自上而下的分層結(jié)構(gòu)，它框架是基于概念的抽象程度表現(xiàn)出自上而下的分層結(jié)構(gòu)，它的最頂層是固定的一類事物?？蚣苡煽蚣苊兔枋鍪挛锔鱾€

53、的最頂層是固定的一類事物?？蚣苡煽蚣苊兔枋鍪挛锔鱾€方面的槽組成。每個槽有可以擁有若干側(cè)面，而每個側(cè)面可方面的槽組成。每個槽有可以擁有若干側(cè)面，而每個側(cè)面可以擁有若干個值。這些內(nèi)容可以根據(jù)具體問題的具體需要來以擁有若干個值。這些內(nèi)容可以根據(jù)具體問題的具體需要來取舍。取舍。一個框架的一般結(jié)構(gòu)如下：一個框架的一般結(jié)構(gòu)如下： 例如，一個人可以用其職業(yè)、身高和體重等項(xiàng)信息例如，一個人可以用其職業(yè)、身高和體重等項(xiàng)信息來描述，因而可以用這些項(xiàng)目組成框架的槽。當(dāng)描來描述，因而可以用這些項(xiàng)目組成框架的槽。當(dāng)描述一個具體的人時，再用這些項(xiàng)目的具體值填入到述一個具體的人時，再用這些項(xiàng)目的具體值填入到相應(yīng)的槽中。下

54、面給出的是描述相應(yīng)的槽中。下面給出的是描述john這個人的一這個人的一個框架。個框架。 john isa : person profession : programmer height : 1.8m weight : 79kg框架系統(tǒng)具有樹狀結(jié)構(gòu)。每個結(jié)點(diǎn)具有如下框架結(jié)構(gòu)形式：框架系統(tǒng)具有樹狀結(jié)構(gòu)。每個結(jié)點(diǎn)具有如下框架結(jié)構(gòu)形式：其中，框架名用類名表示，其中，框架名用類名表示，ako是一個槽，是一個槽，value是它的側(cè)是它的側(cè)面。面。prop槽用來記錄該結(jié)點(diǎn)所具有的特性，其側(cè)面槽用來記錄該結(jié)點(diǎn)所具有的特性，其側(cè)面default表示該槽的內(nèi)容是可以進(jìn)行默認(rèn)繼承的，即當(dāng)表示該槽的內(nèi)容是可以進(jìn)行默認(rèn)繼承的，即當(dāng)為非為非nil時，時，prop的槽值為的槽值為，當(dāng)，當(dāng)為為nil時，時，prop的槽值用其父結(jié)點(diǎn)的的槽值用其父結(jié)點(diǎn)的prop槽值來代替。槽值來代替。l框架的一個重要屬性是其繼承性。為此，一個框框架的一個重要屬性是其繼承性。為此，一個框架系統(tǒng)常被表示成一種樹形結(jié)構(gòu)，樹的每一個結(jié)架系統(tǒng)常被表示成一種樹形結(jié)構(gòu)，樹的每一個結(jié)點(diǎn)是一個框架結(jié)構(gòu)，子結(jié)點(diǎn)與父結(jié)點(diǎn)之間用點(diǎn)是一個框架結(jié)構(gòu)，子結(jié)點(diǎn)