人工智能及應用第1頁，課件共45頁，創作于2023年2月語義網絡表示法語義網絡知識表示的基本方法語義網絡的推理過程語義網絡表示法的特征第2頁，課件共45頁，創作于2023年2月語義網絡1968年奎廉(J.R.Quillian)在研究人類聯想記憶時提出的一種心理學模型，基點是記憶由概念間的聯系實現的。1972年西蒙(H.A.Simon)將其用于自然語言理解系統。第3頁，課件共45頁，創作于2023年2月語義網絡語義網絡把知識表示為一種圖，結點表示事實或概念，弧對應于概念間的關系和關聯。語義網絡中結點和弧必須帶有標識，用來說明它所代表的實體或語義。最基本的語義單元稱為語義單元為語義基元。語義基元一般用三元組（結點1，弧，結點2）表示。例如：鴕鳥是一種鳥鴕鳥鳥是一種第4頁，課件共45頁，創作于2023年2月語義網絡把多個語義基元用相應的語義關聯在一起時，就形成了一個語義網絡。第5頁，課件共45頁，創作于2023年2月基本語義關系類屬關系：指具有共同屬性的不同事物間的分類關系、成員關系或實例關系。其體現了具體與抽象、個體與集體的概念。常用的類屬關系有：AKindof:”是一種”，如“石頭是一種物質”。Amenberof:”是一員”，如“張強是協會成員”。Isa:”是一個”，如“劉翔是一個運動員”。第6頁，課件共45頁，創作于2023年2月基本語義關系包含關系：指具有組織或結構特征的部分與整體之間的關系。常用的包含關系如下：

Partof:”是一部分”，如”輪胎是車的一部分。輪胎汽車Partof第7頁，課件共45頁，創作于2023年2月基本語義關系屬性關系：指事物和其屬性間的關系。常用的屬性關系有：Have:”有”，如“鳥有翅膀”。Can:”會”、”能”，如“鳥會飛”鳥翅膀飛HaveCan第8頁，課件共45頁，創作于2023年2月基本語義關系時間關系：指不同事件在其發生時間方面的先后次序關系。常用的時間關系有：Before:”在前”。After:”在后”，如“澳門回歸在香港回歸之后”。澳門回歸香港回歸After第9頁，課件共45頁，創作于2023年2月基本語義關系位置關系：指不同事物在位置方面的關系。常用的位置關系有：Locateon:“在上面”Locateat:“在”Locateunder:“在下面”Locateinside:“在內”Locateoutside:“在外”第10頁，課件共45頁，創作于2023年2月基本語義關系相近關系：指不同事物在形狀、內容等方面相似或接近。常用的相近關系有：Similarto:“相似”Nearto:“接近”貓虎Similarto第11頁，課件共45頁，創作于2023年2月基本語義關系推論關系：指從一個概念推出另一個概念的語義關系。類似產生式。努力學習取得好成績推出第12頁，課件共45頁，創作于2023年2月用語義網絡表示知識表示一元關系：一元關系通?？梢杂靡辉^詞P(x)表示，通常描述事物或概念的性質或屬性。結點1-表示實體，結點2-表示屬性，弧表示語義關系。如“魚會游泳”表示為下圖。魚游泳會第13頁，課件共45頁，創作于2023年2月用語義網絡表示知識表示二元關系：二元關系通常可以用二元謂詞P(x,y)表示，其中x,y為實體，P為語義關系，即x,y為語義基元的兩個結點，P為弧。例：用語義網絡表示：動物能運動，會吃。鳥是一種動物，有翅膀會飛。魚是一種動物，生活在水中，會游泳。第14頁，課件共45頁，創作于2023年2月用語義網絡表示知識動物魚鳥AkindofAkindof運動吃翅膀飛水中游泳CanHaveCanCanCanLivein第15頁，課件共45頁，創作于2023年2月用語義網絡表示知識表示多元關系：可用多元謂詞P(x1,x2,…,xn)表示，一般增加關系結點。例：用語義網絡表示“北京位于沈陽與鄭州之間”。位置關系沈陽北京鄭州邊界1邊界2居中第16頁，課件共45頁，創作于2023年2月用語義網絡表示知識用語義網絡表示情況、事件和動作時，可以通過增加情況、事件和動作結點來實現。例：用語義網絡表示，小燕子這只燕子從春天到秋天占有一個巢。小燕子燕子鳥巢鳥窩是一只是一種是一種占有第17頁，課件共45頁，創作于2023年2月用語義網絡表示知識小燕子燕子鳥巢鳥窩是一只是一種是一種占有物占有占有者情況是一種春天秋天時間是一種是一種開始于結束于第18頁，課件共45頁，創作于2023年2月用語義網絡表示知識表示事件和動作示例：常河給姜濤一張磁盤。增加事件結點。給予事件一張磁盤姜濤給常河主體客體2客體1動作第19頁，課件共45頁，創作于2023年2月用語義網絡表示知識表示邏輯關系：通過增加合取和析取結點表示合取和析取的邏輯關系。例如用語義網絡表示“參賽者有教師、有學生、有高、有低”。參賽者可分為四部分：

A：教師、高

B：教師、低

C：學生、高

D：學生、低

第20頁，課件共45頁，創作于2023年2月用語義網絡表示知識與ABCD或或參賽者人教師學生高低狀態狀態狀態狀態部分部分部分是部分第21頁，課件共45頁，創作于2023年2月用語義網絡表示知識全稱量詞表示：把一個復雜的知識命題劃分為若干個子命題，每一個子命題用較簡單的語義網絡表示，稱為一個子空間，多個子空間構成一個大空間。每個子空間看作大空間的一個結點稱為超結點。例如用語義網絡表示“每個學生都背誦了一首唐詩”。第22頁，課件共45頁，創作于2023年2月用語義網絡表示知識GSg學生背誦唐詩srp主體客體是是是?F第23頁，課件共45頁，創作于2023年2月語義網絡的推理用語義網絡表示知識的問題求解系統稱為語義網絡系統。其一般由兩部分組成：由語義網絡構成的知識庫用于求解問題的控制程序或推理機第24頁，課件共45頁，創作于2023年2月語義網絡的推理其推理是通過匹配實現的，主要過程為：根據待求解問題的要求構造一個網絡片段，其中有些結點或弧的標識是空的，反映待求解問題。用此網絡片段到知識庫中尋找可匹配的網絡，以找到所需信息。當問題的語義網絡片段與知識庫中的某個語義網絡片段匹配時，則與詢問處匹配的事實就是問題的解。第25頁，課件共45頁，創作于2023年2月語義網絡的推理例：設有如下事實，趙云是一個學生。他在東方大學主修計算機課程。他入學時間是2000年。用語義網絡表示以上事實。學生趙云教育教育1計算機科學大學東方大學2000時間是是是是是接受實施開始于主修第26頁，課件共45頁，創作于2023年2月語義網絡的推理現在希望知道趙云的主修課程？構造語義網絡片段。與知識庫匹配。尋找答案。學生趙云教育教育？？是接受主修第27頁，課件共45頁，創作于2023年2月語義網絡表示法的特征優點結構性：把事物的屬性及其之間的各種語義聯系顯式表達出來。聯想性：根據人類記憶的心理模型提出的。自然性：自然語言與語義網絡的轉換易實現。缺點非嚴格性：沒有公認的形式表示體系。復雜性：手段多、表示靈活，但由于形式的不一致增加了處理問題的復雜度。第28頁，課件共45頁，創作于2023年2月其它表示方法腳本表示法過程表示法面向對象表示法概念圖表示第29頁，課件共45頁，創作于2023年2月腳本表示方法1975年夏克(R.C.Schank)根據他的概念依賴理論提出的一種知識表示方法。其基本思想是把人類生活中各類故事情節的基本概念抽取出來，構成一組原子概念，確定這些原子概念間的依賴關系，然后把所有故事情節都用這組原子概念及其依賴關系表示出來。第30頁，課件共45頁，創作于2023年2月腳本的結構進入條件：指出事件發生的前提條件。角色：描述事件中可能出現的人物。道具：描述事件可能出現的有關物體。場景：描述事件發生的順序。一個事件可由多個場景組成，每個場景可以是其他腳本。結果：給出腳本描述事件發生后產生的結果。第31頁，課件共45頁，創作于2023年2月夏克的餐廳腳本腳本：餐廳進入條件：顧客餓了、需要進餐、顧客有錢。角色：顧客、服務員、廚師、老板。道具：食品、桌子、菜單、錢。場景：第一場：進入餐廳顧客進入餐廳；尋找桌子；在桌子旁坐下。第32頁，課件共45頁，創作于2023年2月夏克的餐廳腳本第二場：點菜服務員給顧客菜單；顧客點菜；顧客把菜單還給服務員；顧客等待服務員送菜。第三場：等待服務員告訴廚師顧客點的菜；廚師做菜，顧客等待。第33頁，課件共45頁，創作于2023年2月夏克的餐廳腳本第四場：吃廚師把做好的菜給服務員；服務員把菜送給顧客；顧客吃菜。第五場：離開服務員拿來帳單；顧客付錢給服務員；顧客離開餐廳。第34頁，課件共45頁，創作于2023年2月夏克的餐廳腳本結果：顧客吃飯了，不餓了；顧客花錢了；老板賺錢了；餐廳的食品少了。第35頁，課件共45頁，創作于2023年2月利用腳本推理一個腳本是一個因果鏈，鏈頭是一組開場條件→鏈尾是一組結果，中間是一串相互聯系的事件。推理：一旦開場條件得到滿足，后續事件逐一進行，直到結果。例如，張三來到肯德雞餐廳，要了一份家鄉雞，然后回家。利用餐廳腳本可以回答：張三吃飯了嗎？張三付飯錢了嗎？等問題。第36頁，課件共45頁，創作于2023年2月腳本表示法的特點腳本是框架的一種特例。利于表達預先構思好的特定知識，如理解故事情節等非常有效。比較呆板，能力有限，表現力不強。第37頁，課件共45頁，創作于2023年2月過程表示法前面介紹的知識表示方法均為陳述性表示，其強調的知識的靜態，利用知識則需要控制策略來實現。過程知識表示與之不同的是，將知識和如何使用知識的方法隱式的表示為一個求解問題的過程。過程表示依賴具體問題，所以沒有固定的表示形式。第38頁，課件共45頁，創作于2023年2月面向對象表示法對象類特性：封裝性繼承性多態性SMALLTALK（Xerox公司）第39頁，課件共45頁，創作于2023年2月概念圖概念圖是一種有限、連接、二部圖。其結點要么是概念；要么是概念關系。為了區別概念和概念關系，概念使用矩形，概念關系表示為橢圓。狗黑色顏色第40頁，課件共45頁，創作于2023年2月本章小結-知識主題-知識的表示知識：知識是經過裁減、塑造、解釋、選擇和轉換了的信息。是人類在改造客觀世界的實踐中積累起來的認識和經驗。什么是知識？知識的屬性：真假性和相對性，確定性和不確定性，矛盾性和相容性，可表示性和可利用性。知識的分類：確定性知識，不確定性知識；事實性知識，過程性知識，控制性知識第41頁，課件共45頁，創作于2023年2月本章小結-知識表示知識表示：對知識的一種描述，即用一些約定的符號，把知識編成一組計算機可以接受的數據結構。知識表示的要求：表示能力、可利用性、可維護性、可實現性和自然性。知識表示觀點：過程性觀點，描述性觀點。第42頁，課件共45頁，創作于2023年2月本章小結-知識表示方法謂詞邏輯表示法產生式表示法框