人工智能第二章知識表示

1、2.1概述/?')?/ ”機糾嚴OS心死一人工«能原理與應用期迎便用北諜件知識是人類孤能的共礎。人類從申階級斗 爭、牛:產斗了*和科學試驗等社會實跋活動屮，其 “"秤能沽勸過程聲茨是“創(chuàng)屮獲取知識井運J U知識的 過程。人工科能是一門研究川計養(yǎng)機來模仿和執(zhí) 行人腦的杲些初力功能的交義學科所以人列 能問題的求解也是以知識為M礎的。如何從現實 世界中獲取知識、如何將Li獲得的知識以計算機 內部代碼的形式加以合理的表示以便于存儲，以 及如何運出這些知識進行推理以解決實際的問題, 即丸1識的獲取、知識的農示和運川知識進行推理 是人匸押能學科要研究的=個上燙問題。本章， 將對

2、知識的仃關概念及常川的知識表示方法進行 討論。 2. L 1知識、侶怠和數:庭數捱與信息是兩個密切相關的概念.數據是記錄信息的符號.是 僧息的戰(zhàn)體和表示e信a是對數挖的解釋、是數據在特定場合下的 具體含義只有把曲者帝切地結合起來，才能實現對現實世界中某 一具體事物的皓述另外-數拯和信息又是兩個不同的概念-相同 的戳據在下同的環(huán)段下表示不同的含義，纜涵侖不同的信息。比如. T0（r是一個數據.它可能表示TM元錢“，也可表示rot）個人S 若 對于學主的考試成績來說.可能哀示TOO分"。同樣，相同的信息也 可以用不同妁數攜表示出來。比如，池下工作者為了傳達情報信息， 可以用一首詩詞的稈一

3、句的第一個字袒成一句話，戒詩的斜對前線 上的字組成*;一旬話來傳達倩息，也可能會用一個代碼或數字來表 示同一借息。2.1概信息是耍以數據的形比來蟲達和傳遞的-數*中蘊 涵石信息.然而并不是所仃的數據中都加涵看信息 而是只有那些仃格式的數抓才有意義.對數據中的信息 的理解也是匸觀的、W人的開的.是以韻加知識為I的 的。比如，你右到0351.7011320這樣的數字，你對能會根 據自己已冇的知識猜測到它是一個電話號碼.但不知道 它是哪個城巾的電W兮碼.但如果你通過 些力法確定 0351是人原山的區(qū)號后.以后再碰到相同格式的數師d 你就會知道它代衣太原由的個電話號碼實際上你的 知倶也就増丿川r

4、76;不同格式的數據蘊漁的信息姜少也不 一樣，比如.圖像數據所鎰涵的信息駅就人，而丈木數 擱所編油的信息吊就少.2.1信息在人類生活中占有十分重要的地位，但是，只有當把有關 的信息關聯到一起的時候它才育實際的總義 一股把有關信息關 聯在一起所形成的借息結構稱為知識.知識是人們在長期的主活及 社會實踐、科學研究及實驗中枳累超來的對吝觀世界的認識與經驗, 人們把實我豐獲勺的信息關聯在一趕 就獲勾了知識綜上所述.知識、信息和數據是三個層次豹槪念-有格式的數 據經過處理、解釋過程會形成信息，而把有關的信息關聯到一起， 經過處浬過程就形成了知識.燦識是用信息表達的，信息則是用數 據表達的，這種層次不僅反

5、映了數據、信愿和知識的因果產生關系, 也反唳丁它們不司的拽象程滾。人類在社會實我過程中.其主妥的 智能活動就是農取劉識，并運用知識解決生活中遇到的各種問題-2.1概2. 1. 2知識的恃性1.知識是人們把實踐中獲得的信息關聯在一起所形成的侑息結構。 a有以卞一些恃性.任何知識郴是在一定環(huán)境和條件下產生的，所以知識的正確性也 是在一定的菰捉下才鴕正確的。不確定討知識是有關信息關聯在一&形成的信息結構，借息”與“笑聯" 是構成知識的関大要索。4于現冥世界的復雜性，信息可能星精確 的.也可能是不梢確的、模細的；關聯可能是確定的.也可能是不 駙定的.這儘«得知識不總是只有H

6、和假兩種狀態(tài)，而是在真和假 之洵存在冇很弟狀態(tài)，即存在真的ffl曳問®-知識的這一持性稱 為不磧!定性。22.1概述3. 可表示性知識足可以川形式化的東四衣示的.比如可以用譏右、 文字、圖形、公式等來農達知識，正足山J：知識的這- 特性.才能使我們將知識數據化.才能用計算機來心儲 知識、傳播知識利利川幻1識。4. 可利用性我們每時每刻部在利用我們所掌握的知識來解決現 實円界中的并種問題.如果知識不R有可利川件.我們 就不能積累我們的知識，世界就不會詢進。2.1概 2.1. 3知識的分類對知識從不同的和度劃分.可得到不同的分類方法。(1) 以知識的作川范田劃分.對分為常識性知識和領域性

7、 知識(2) W知識的作用及農示來劃分，可分為事實性知識、規(guī) 則性知識、控制杵知識和兀知識。-事實性知識是指有關領域內的槪念、實、事物的禺性、狀態(tài)及 其關京的描述，包括事物的分類、屈性、B物間關系、科學事實、 容觀事實尊。-規(guī)則性知識是指有關問題中與事物W行動、動作相聯系的因果關 系知識，這種知識是動態(tài)的、殳化的。常以“如果.，則.'* 的形式出現.-經制性知識是指有關問SZ的求網步驟、技巧性知識，告訴該怎么 做一件爭。也包括當有翁個動作同時被激活時.應選擇師一個動 作來執(zhí)行的知識。元知識是指有關知識的知識.星知識庫中的高層知識.包括怎樣 便用圾則、解釋規(guī)則、校駿規(guī)則、解釋程序結構尊知

8、識（3）以知識的確怎性來劃分.町分為確定知識和不確足知U）按照人類的思維及認識方法來分.可分為邏輯性知識 利形彖性知識02.1概 2. 1. 4知識的表示知識表示是研究用機劈表示知識的可行性、有效性的一般方 法，是一種數據結構與控制結構的統(tǒng)一體，既考慮知識的存績又考 慮知識的使卑-知識表示實際上就是對人類知識的一種描述，以把 人類知識表示成計算機能夠處埋的數據結構.對知識進行表示的過 程就是把知識編碼成菜種數握結構的過程。知識表示方法可分為陳述性知識表示和過程性知識表示兩大類。 但兩者的界限又不十分明顯，也雅以分開。（1陳述性識表示主耍用來描述事丈性知識.這種表示方法將告訴人們， 所描述的客觀

9、事物涉及的“對彖"是什么，知識表示就長將對象的有關事實“陳 述”出來”其以敦捉的形式表示-這類衣示法將知識表示與知識的運用椎理） 分幵處理，在表示知識時，并不涉及如何運用知識的問題，是一種靜態(tài)的按 啓述方注2.1概述(2過程性知識表示主要用來描述規(guī)見性知識和控制結構知識.這種袤示 方 法戟星告訴人們”怎么做”，知識表示的形式屋一個“過程“，這一“過 程"就是求解程序它將知識的表示與運用(椎理栢縮合，知識就離 于程序之中，是一種動態(tài)的描述方法在上述兩類知識衣示方i上中，包含了多種貝體的力社. II詢用得較多的知識衣示方法有十余種，如階謂詞邏輯 表示法、產牛式表示法、框架農示汰

10、、誥義網絡表1法、 面向對彖表示法、狀態(tài)空間表示法、腳本表示法、過程 表小法等a階謂詞邏輯農示法2.2.1 知識的謂詞邏輯表示法所謂謂詞公式就是用謂詞聯接符號將一些謂詞聯接起 來所形成的公式.謂詞公式的讒細討論將在第三章中給出(1) 對爭實性知識，謂詞邏輯的表示法通常是由以合取符號 (A)和機取符號(V)聯接形成的謂詞公式來表示a例如，對事實性知識張三是學生，李四也是學生m可以表 示為：ISSTUDENT(張三)A1SSTUDENT(李四)這旻ISSTUDENT(x)是一個謂詞，表示x是學生；(2) 對規(guī)則性知識，謂詞邏輯表示法通常由以握含符號聯接7 成的謂詞公式(即舉含式】來表示.例如，對于

11、規(guī)W：如果X"則y可以用下列的謂詞公式a行表示：x-*v«階謂詞邏輯農示法2.2-2.2.2 用謂詞公式表示知識的步驟III卜込介紹可知.可以川以介取符(A)和析取符號 (V)聯按形成的謂詞公式衣示：J匸實性知識.也可以川蘊 會戀號聯接形成的謂詞公式衣示觀則性知i兒 卜而是川謂 訶公試衣示知識的步孫：(1)定義謂訶及個體，確定每個謂訶及個體的確切含義。<2.»根據所耍表達的為物或概念.力侮個訓詞中的變兀 賦以牯定的值。<3)根所耍衣達的知識的語義，用適半的聯接符號 將各個謂詞聯接起來.形成謂訶公式。階謂詞邏輯農示法 2. 2.3 謂詞公式表示知識的舉例

12、例2. 1設冇下列事實性幻說，張曉輝S-名計算機系的學生，但他不喜炊編程序李時弟比他父親長徇高。：按照表示知識的步啜用i胃詞公式表 示上述知識。請用謂詞公式袤示這些知識。艇：按照表示知識的步驟，冃渭詞公式表示上述知識。首龍定義謂詞如下：COMPVTER(x)： X是il算機系的學生LlKB(x.y)： X喜歡*HIGHER(乂y)： x 比y 長得高.這里涉及的個體有S張曉輝(zlianexh)、編程序(prosrammmg) 李曉IB Jixp),以函數fmheidi印)表示李曉鵬的父親：第二步：將這些個體代入謂詞中，得到 COMPUTER(zhangxh).L IKE<zl xnng

13、xli.pl ogi aiuiung)jnGII£K(h?<p ,fthci(lixp) 第三步：糧據語文：用邏聯接詞將它們聯接起來，就得到了表示上述知識的謂詞公式：COMPUTERzhangxh)A LIKE(7hangxh,prograniinin lIIGHER(lixpJathcr(lixp)%2. 2下列知識是一些規(guī)則性如識：人人強勞動.所育整數不是偶數就是奇數。自然數都是大于零的輕哉。請冃謂詞公式表示這些知識。階謂詞邏輯農示法解=酋先定義謂詞如下：MAN(x)： X是人.LOVEOcy)： X愛y.N(x)： X是自然數I(x)： x是 S聚。E(x)： X是偶數d

14、O(x)： X是腎數.GZ(x)： X大于零。按照第二步和第三步的要求，可以徉到：“人人愛勞動”用謂詞公武表示為(Vx)(MAN(x)LO(x.labour) -自然數都是大于*的«§數"表示為Wx)(N(x)iGZ(x)八I(x) “所有的整數不是偶數就是奇數”表示為(Vx)(I(x)-E(x)VO(x)例2. 3機器人搬弄積木塊問題表示。設在一個房間有一個機器人ROBOT, -個識水塊BOX,兩卜察了A和B開始時，機器人ROBOT在更櫥ALCOVE的 旁邊，且兩手是空的，桌于A上放著枳木塊BOX,桌子B上是空的機船 人ROBOT將耙枳水塊BOX從臬子A轉移到臬

15、子B to如何用一階謂詞邏輯來表示這一問歴呢？解:根據上述給出的知識表示步陳，解題如下：(】)不問題涉及的常fi定義為 機斡人：ROBCT：積末塊：BOX：(2)定義謂詞如下.表置是桌子表JC在y的旁邊； 恚W在X的上面，壁捋：ALOOVB：卓子：A；卓子：BTABLE(x) AT(x.y) ON(w,x)EMPTY HANDED(3C) HOLDS(rv) EMPT"rABLE(x)表雙豐是空的 表y拿著W 表#子工上;«空的階謂詞邏輯農示法(3) 根畫問題的描述將問題的初始狀態(tài)和目標狀態(tài)分別用謂詞公 式表示出來。問題的初始狀態(tài)：AT(ROBOT.ALCO)AEMPTYH

16、zNDED(ROBOT)AON(BOX.A) ATABLE(A) ATABLE(B)A EMPTYTABLE(B)問題的目標狀態(tài)：AT(ROBOT,ALCOVE)八 EMPTYHANDED(ROBOT)八 ON(BOX.B) 八 TABLES) A T-BLE(B) AEMPTYT ABLE(A)(4) 在將問題表示出來之后，如何求解問題。在4?問題時初始狀態(tài)和目標伏態(tài)表達山來之后，對此問應 的求解，實際上就是妾尋找一檢機S人可執(zhí)行的操作.利用這矩 操作實現初始伙態(tài)到目嫌狀態(tài)的轉交。機器人可執(zhí)行的換作尸實際上也可以用謂詞公式親表示.通過分析合 發(fā)現，搽作一分為先決條件(為完成村應換作所必須具各

17、的條件)知動 作兩部分-尢決條件可以很容易地用謂詞公歡表示.而動作可通過動作前 后的伏態(tài)變化表示出來，14：只要11出執(zhí)行動作后，應從動作西的伏態(tài)衰中 刪除和增加什么謂詞公式就描述了相應的動作.本例中，機賽人ROBOT將積木塊BOX從桌于A移到桌子B所要執(zhí)行的操作有 如下三個JaOTO(x.y)：從X處建到y(tǒng)處.PICK.lT(x)i在X處拿起盒子 SETDOWN(k)i在X處放下盒子 這三個操作可分別用條件和動作表示如下：GUTOfy)條件：AT(ROBOT.x)增加 AT(ROBCT.y)動作：劇除 AT(ROBOTjt),階謂詞邏輯農示法P ICK-LTP(x)條件：ON(BOXx)AT

18、ABLE(x)AAT(ROBOT,x)AEMPTYHANDED(ROBOT) 幼作！也除 OMBOX.x)/'、EMPTYILVNDED(ROBOT)增加 HOLnS(ROBf)T.BOX)SET-DOU-K(x)條件：T.*lBLE(x) AAT(ROBOT.x)A HOLDS(ROBOT,BOX) 動作：刪除 HOLDS(ROBO1BOX)增加 ON(BOXX)/EMPTYHANDED(RGPOT)機盎人在執(zhí)行每_ts：作之前，總要先檢a所需的先決條件是否滿足, 只有先決條件得到W足以后，才執(zhí)行相應的動作。如機器人拿起A桌上的 BCX這一操作，先決條件是ON(BOX.A)AAT(R

19、OBOT,A)AEMPTYHANDED(ROBOT)對先決條件成立與否的5&證可使用集三章將介紹的歸結法來完成 這里暫不討論。妙4-2.2.4 一階謂訶邏輯表示法的特點階謂詞邏僻是 種形式諂H系統(tǒng)它川數理邏W 的方法研允推理的規(guī)律，即條件勺結論Z間的鎰油關 系，仃以下一叫特點：(1) I然性。謂詞邏績是一種接近于|'|然語H的形式語工 用它農示問題易被人理解和接受.(2) 適宜于梢確性知識的衣爪.而不適宜于不確定性知識 的農尿. 易實現。用謂詞邏勒啦衣示的知識可以比較容易地轉 換為計算機的內部形式.易干模塊化.便于対知識的 増加、刪除和修改。2.3產個式農示法2.3.1 什么是

20、產牛式產生式”這一術語是1913年山美國數學家Post首先提 出的.他根據屮替代規(guī)則捉出了一種稱為Post機的訃 舜模型.模型中的a條規(guī)則稱為一個產生式。所以, 產牛.式表小法乂稱為產牛式規(guī)則衣示法。-2. 3. 2嚴:牛式可衣示的知識種類及基木形式適介r農示事實性知識和規(guī)則件知識。在農示事實 性知識和規(guī)則性知識時乂對根據知識是確定性的還是 不確定柱的分別進行表示。乩基本形式是P-Q 或IF P THEN Q2.3產心式農示法 2. 3. 3知識的農示力法1-確定怪規(guī)則加識的產生式表示P Q 或吿 IF P 7IIEN Q其中，P是產生戎的前提；Q是一組結論或操作，用于指出前提P所 指示的條件

21、被満足E寸，應該得出的結論或應該執(zhí)行的操作2. 不硝定性規(guī)剛知識的產生無表示P Q 置信度)或者 IF P TinSN Q (S信度； 其中，P是產生式的前提；Q是一組統(tǒng)論或操作。邑知爭實與前提中 所規(guī)定旳條件不能精碑匹配時，只要按照,信度"的要求達到一 定的相似度.就認為己知爭實與前»舉件相匹S?'嗎按照一定的 算法將這種可能性(或不確定性)傳謝到谿論。2.3產牛式表示法 2. 3. 3知識的衣示力法3. 硝定性專實社知識的產生式表示不實桂知說的表示形式一般便用三元sa來衰示，(對彖，«性，fi> 取 J關系.對象1,對象2)如孚實"老李

22、年齡是40歲，便可表示成(U, Age, 40)而老李.老張是閉友： 可寫成算二種形式的三元龜，(Friend. Li. Zliaug)4. 不端定桂爭實,性知識的產生式表示不確定事實性知識的蔻示形式一眾使用四元組來衷示？(對象，風性.值.可信度值)或 <關系.對期對眾2,町信皮值) 如老李旳年齡很可能是40歲"，可以表示為(Li, Age. 40. O S)而“老李.老張是朋友的可能性不大，可表示為(FriQiid. L1. Zhaiig< 0 1)9 3 1 產/1： 1V系結的糾成i上生武系統(tǒng)一股由2個基鼻部分鉛成：規(guī)則庫、綜合數據庫 和蛙理機。它們之間的關系如E2

23、 1所示。I廠麗機T1絳含婁擔庫圖2. L產生式系統(tǒng)的基本絕構規(guī)則庫就是用于揃逹某領城內知識的產生式;合包含善 將問題從初始狀態(tài)轉換成目標狀態(tài)（或解狀態(tài)）的變換規(guī)則. 是專彖來統(tǒng)的核心綜合取海又稱為字實庫，用干存放輸入的爭實、外部數 據庫輸入的車實以及中河結果耳實）和®后結果的工作區(qū).推理機是一個或一組薦用來控制W協(xié)調規(guī)則庫與綜合 數:克庫的運行包含了推理方武和控制策略.2.3產個式農示法 2. 3.5產生式系統(tǒng)的推理方式產生式系統(tǒng)推煌機的推鋰方式有正向推理.反向唯理和雙向推理三f+o 1正向推理從己知事實出發(fā)，通過規(guī)則庫求得結論.正向推理方弍也被稱為數據期 動方式或自底向上的方式它

24、的推琨過稈是Cl規(guī)則庫中的履則七綜含數據崖中的事實進行匹配，得到匹配的規(guī)則 集合.2使用沖究翳決算法.從匹re規(guī)則棄合中選擇一條規(guī)則作為啟用現則（3）執(zhí)行啟用規(guī)則的后件.將:啟用觀則的后件送入綜合效拡庫或對綜 合蛙®庠進行必®的修改.蛍復這個過程直至達到目標 2.反向護理從目標（作為假設）出發(fā)，反向使用規(guī)W.求得已知字實.這種惟理方,式也絃稱為魚3 a標驅動方弍或自頂向下的方式.其推理過理杲CD規(guī)貝L庠中的規(guī)則后件與目標于實進祁匹配，得到匹配的規(guī)則嫌合-(2) 使用沖突解決篦法，從匹配規(guī)則集合中選擇一條規(guī)則作為啟用規(guī)則.(3) 將啟用規(guī)則的前件作為子目標«復遠個過

25、程直至各子目標均為己知事實，則反向準理的誼程就算成功結 束3戲向推理雙向推至是一種既自頂向下.又自底向上帕按理.疫理從兩個方向同時進 行,盲至某個中閭界面上兩方向結果相荷便成功結束-這種推理較正向或反 向椎鋰所形成的推理網絡來得小.從麗惟理效舉更髙-I 2.3產4=式農示法23. 6產個式農小法的特點產生式裘示法育以下特點：(1) 清晰性.產生式衰示格式固定、形式簡單，規(guī)則知識單位)間相 互較為獨立，沒育宜接關慕，使知識庫的建立較為容易，處連較為向單。(2) 換塊性。知識庠(包杠削則暉和綜合數撼庫)與推理機是分W的， 速種結構給知識庫的修改帶來方便.無S修改程序.對系統(tǒng)的理路徑也容 易做出解釋

26、。E于這些醫(yī)因產主式知識示法常作為a造專京系統(tǒng)首選的 知識表:方注。(3) 自然性產生式表示洽用：如果.，則，的形式表示知識.符 舍人類的思維習慣，是人們常用的一料衰達因果關系的W識表示形式，既B 觀自然9又便干推理。另外，產生式既可以表示絢定性知識又可以表示不織 定性知識更符合人們日常見到的問題。2.4語義網絡衣示法2,4. 1語義網絡的概念及其結構1.語義網絡的概念及結構語文網絡是通過瞬念及其語義關系來表示知識的一種網絡圖，它 是一個帶標注的有向國-武中有向圖的各節(jié)點用來衰示各科槪念. 事物、屬性.情況.動作、狀態(tài)尊，節(jié)點上的標注用來區(qū)分各節(jié)點 加表示的不同對象.每個節(jié)點可以帶冇«

27、;干個屬性，以衰征其所代 表5對象之待性弧娼有方向.自標注的方向用來體現節(jié)點間的 主次關系而其上的標注則表示被逹接的兩個節(jié)點間的某評語文聯 系或語義關系。-個最迪單的語義網絡可由如下的一個三元組表示（節(jié)點1,弧，節(jié)點2）可月如圖22的有向圖表示，稱做基本網元。其中A和B分別代 表節(jié)點，而R則表示A和B之間的某沖語義聯系02.4語義網絡農示法亠圖2.2基本網元FaB2.與謂詞邏輯表示法和產生式表示法的聯系 從悄詞邏崔表示法來看，一個基本網元相當于一組一階二元謂詞。 產生式表示注是以一條產生式規(guī)則作為知識的位，各條產生式規(guī)則 之間沒電艮接的聯系。rf®義網絡則不同，它不僅將基本網元視作一

28、 種知識的單位，而且各個基木網元之間又杲相互聯系的.每一殺產生 武規(guī)則可以表示為語文網絡的形式。比如“如果A，那么B"是一樂表示 A利H之間因果關系的產生戎規(guī)則，則它龍應的語義網絡表示如下A M 0達里，Ra.表示A與B之間的語義關系，即“如果.，那么，242語義網絡中常用的語義聯系從功馳上1,語義刮絡町以述任何事物閭的任意貝雜關系-但是，這種搖述是 通過把許多基木的語義關系關®劇一起李實現的菱木涪義關聶長構成更雜義關 系的基石，也足語義網絡知識表示的墓礎.但a于語義關系很復雜，語義咲系的幷 類也是多種多樣，在實樂便用中，人們町根據e己的實陳«要進行定義.這里給岀

29、 只是一些經常便用的、己普遍為大家所接受的基本春義聯系1. 關禹關系2居關系是指具有共問居性的不M物何的分類關系.成員關系取實例關系。它 佯現的是.、具體與抽彖S個體與集體"的層次分類-具體層節(jié)點位于抽彖層節(jié)點的 下層.類屬關系的一個帚主妾持征基慝性的苓囁性，處在具體層的節(jié)點可以維承ft 象層節(jié)點的所有屬性常用的類屬關系tnAKO：香文'昱一弁"Ca-kind-of) j.表一寧呦是另一事物的一種類型.ANIOi含義為、'爰:一員"(3momberof.表一事物是另一步物的一個成員ISA：含義為、9是一個 Cis-a> 表一事物是另一事物的一

30、個實開。2.4語義網絡農示法2. 包臺關系包含關糸也稱為聚類黃系，是指具有組織或.結構特潑的“部分與簽體"之間的關 系.它和類屬關系的4主S區(qū)剔是包含關系一股不貝各屬性的繼承性.常用的包 含關系是：Part-ott含義為是一部分八，表示一個事物是另一個事物的一部分.用它連按 的下層節(jié)點®性可能和上層節(jié)點屬性是很不村同的即party像系不具繼承性.3. 占冇關系占有關系是事物我®性之間的、具有關系-常用的占有關系有，Ilnv"含義為"有S 表示一個節(jié)點押有另一個節(jié)點所表示的寧物.4. 時間關系時間關系架指不同事件在其發(fā)生時間方面的先后次序關系，節(jié)

31、點I司的性不具 有繼承性.常用的E十間關系有，before：含義為在前".表示一個事M在另一個1件之前發(fā)生。a/ler,為在后、意示一個R件在另一個審杵之后發(fā)生。Dung含義為在期何表示某一事件或動作在某個時間段內發(fā)生2.4語義網絡農示法5. -fix關系位旨關系呈指不同事物在位S方面的關系，節(jié)點間的屬性不具有繼承性。常用餉 位置關系有LocHtcd<oui合義為“在上二 衰;昱一物體在另一物體2上.Located-at：含義為“在"，表示葉一物體處在棄一位？。T,ocatc<Uiuideri含義為“在下J 表示栗一鈞體在另一物體之下LoEechimnde?含義

32、為“在內表示某一肉體在.另一物體之內 Located-ouUi<le!香義為*在外二 表示某一物體在另一物體之外®6. 閉逬關系相沂關系屢指不同事物在形伙、內容磚方面相似或接妊常用的相妊關系有： Siliiilni-lo：含義為-相似"，農示某一爭物與另一爭物相似 Neai-lo：含義為噪近”.表示棄一事物與另一孚物接近7. 推論關系檢論關據是拒從一個槌念推出另一個概念的語義關系2.4語義網絡農示法&因果關系因果關系屋拒由于莖一布件的:S生而導致另一興什的發(fā)生.適于表示規(guī)則性 劉識.通常用Ifthen脫系表示兩個節(jié)點問的因果關系.9組成關系組我關系是一種一對多

33、聯系，用于表示某一事物e其他一些事物構成，通常 用Compos電dof聯系表示.Composed-ofJKM所連藝的節(jié)點間不具W盡性繼 承性。10屬桂關系«性關系用于表示一個節(jié)點是另一節(jié)點的屬性.遇常用IS聯系表示。2,43語義網絡表示知識的方法概念、事生氛風性祥實際上是一種事實性的知識，情況、動作和事件箸是一種 控制性知識.事買性知識上間往往又具有復朶的邏輯黃密-為了便誨義網0既可 以表示宇實性的知識，又吋以表示事實性知識之間的艮親聯系，下直我們特對爭 實性知識、怙況' 動作和事件、邏輯關系以及規(guī)則性知識的語義網絡表示方法分 別進行討論.1宰實，淨扣識的炙示訂面我們已經指出

34、，爭丈性知識建指有關魏域內的柿(念.事實、事物的雋性.狀 態(tài)及其關系的述.例如，“錮是白臺的“就繪一條皐實性的知識.它的表示方法 如國2.4所示.山為是一呻雞"則可以表示為E2.5的屠義網貉.5酉啟色的I圖2.B山湖的語義網?各圖N4鴛的語義網絡2.4語義網絡農示法如果我們還希12進一步指岀禺懸一種飛禽八飛熾.是一種動弦兒 并分別指出它們 所具有的厲性，則只要在國2 5中塔加'飛JT嚇I(yè)T動物"兩個節(jié)點和兩條AKO的弧，并 劉毎個節(jié)點削以相應的屬性即町如圖2.6所示.“I如*4*rt *陵吃黛I山均I WI I AK"| (賓A3 J J物CEQ2.6雞旳

35、悟義兩絡2. 情況和動作的表示(I)悄況的表示在用語義網絡表示那些不及物初詞表示的語句戒沒有阿後賓的及物動詞表 示的曙句時.如畢該語句的動詞衣示了一些其它情況，如動作作用的時問尊，則 S要設立一M占況書點，并從該節(jié)點向外引出一鉅9t,用于指出各種不叼的喈況 例如，"一只第叫 '神飛，的小頸子從三月到十一月占有一個巢"這條知識就可以衰 童嚴n圏2/7所示的看義網絡-A we幵釘廠寸一!_» 廠吁一I 第心J十-尺I_ZjS2.7帝有況書點的神飛”的語義R絡在上述語義網絡中，設立了一個杯占有節(jié)點，遍過由該節(jié)點向外引岀 表示了小燕子"神飛"的

36、占有物和占有時間-之所以要設立這個節(jié)點，*由于 所要表示的知識中不僅指出了表示小恭子、神飛”占有了一翼.西且指出了 它占有這個巢的時間杲從看天到秋天.2.4語義網絡農示法(2) 動作和事件的表示有些表示知識的語句涉及的動詞既有主語，又有宣接賓語初何接賓®«也就是說 -既有發(fā)出動作的主休.又有接受動作的客體和動作所作用的咨體-在用語義網絡 表示這樣的知識時，即町以把動作設立成一卜節(jié)點，也可以將所發(fā)生的動作自成一 個專件，設立一個事ft卞點.動作或事件節(jié)點也有一些向外引出的弧，用r扌旨出動 作的主體與客體，或指出零件發(fā)生的動作以及該事件的主體與容體.例如，對、張 三送給李四一支

37、銅筆這樣的事冥，如果把.送給"作為一個動作節(jié)點，其語義網絡 如圖2.9所示.I 一如筆I«*urE32.9帝有動作節(jié)點的沼義網信2.4語義網絡農示法fR如果耙z張三送給李匹一支鋼筆“作為一個専件，并在署義網絡中増加一個、'再 件"節(jié)點的話，則其語義網路如圖2.】0所示，I 一支伶電I休2 給丄件T客體！ 拿ra I2.4語義網絡農示法3邏緝關系的表示合取與析取的衣示倉取和析取不僅是謂詞邏輯中的兩個逹接詞，而且也昱各種知識中經洋用到的 兩種邏鉗關系.當舟語義網絡表示知識時，為了能反映實間的這種關系，可遇過 «柯合取節(jié)點和析取節(jié)點來實現例如，如果要用

38、涪義網絡表示如下卓實：參加比 賽者有工人.有干邯有誌的、有低的.要用語義阿絡表示這個問題，首先需要分 析倉賽者的下同情況如東把所有參宴者組舍起來，可得到以下四種情況7 d 工人-花的；b.工人低的；C.干部高的,d.干音人 詆的.然百再據焦他們的邏緝關系甲涪義網絡表示出來，如圖2. 12所示圖2 12具有看取與祈取關系前甫義弼結厶I話詁2.4語義網絡衣示法（2）存在Si可和全稱S詞的表示用語義阿絡麥示知識時，往往需要涉及存在量詞和全稱壘詞的處理佝題-對存 在S詞，可以宜接用是一種二“是一個"等這樣的著義關糸來晟示。對全稱fii" 則可釆用¥徳里克CGGHmdnx提

39、出的網絡分區(qū)枝術.該枝術的荼本SH是： 杷一個復雜命題劃分為若干個子命SL每一個子命駆用一個較簡單的©義甌絡表 示，瞬為一個子空間.多個子空間構成一個大空間每個子空間看作是大空間中 的一個節(jié)點，作超節(jié)點?？臻偪梢灾饘忧短鬃涌臻g之間用孤S相連搖例如 Z如*有這樣的爭實每個學生都學習了 一門程序設計語言則用語義網絡表 示如圖2.13 一 : *-1111 E I-1 * 1-s02.13具有一個全稱3詞的語義網絡2.4語義網絡農示法c.在該a中，GS是一個概念節(jié)點，它表示具有全稱呈牝的一般*件.g是一 個實例節(jié)點，代表GS中的一個具體例孑.例如，在上面俞提我的事實申，S是 一個全稱變*.

40、表示任意一個學生，1展一個存在鴨*表示某一次學習，P堤 -卜存在變童，表示某一門程序設計語育.這樣，C. 1. P之間的語義咲丟就 構成一個子空間，它表示對每一個學生S,祁存在一個學習爭件1和一門程序設 計曙在從節(jié)點g引出的三條?n中、孤“是一個”說明節(jié)點0是中一個實例 :孤叩說陰它所代表的子空間及其具體形歡；fli-v -說明它所代表的全稱畐 詞，a-個全稱量i司都S要一條這樣的汛，孑空問中有多少個全稱雖詞，就需 要有多條遠ff的弧4.規(guī)邂桂知識的表示涪義網皓也m以用來褰示規(guī)則性知識。比如如果A,那么B是一鐵衰示A 和B之何因果關系的規(guī)則性知識，如果我們規(guī)定語義關系R小兇含義就是如杲 那么

41、二則上述知識可表成A-gB這樣規(guī)則性知識與事丈性知識的語義網絡表示薦:相同的，別僅是弧上 空標注不聞.2.4.4 ffliS文網緒表示知識的步曝用涪義網絡表示知識的步彝如下：(1確定問懸中的所有對象以及各對戟杓厲性，2分析并確定語義網絡中所論對彖問的黃系.(3根據®義網路中所涉及的關系.對丙義羽絡中的節(jié)點及弧壊行整理，包 菇增加節(jié)點.孤和歸并節(jié)點等")在碑義1絡中如果節(jié)戌何的聯泵是ISA/AKO.UMO等類屬關系，則下 屋節(jié)點對上層節(jié)點的盡性具有維承性.3理同一屋節(jié)點的找同屈性，并抽出這些 凰性，加入上層節(jié)點中，以免迪成屬性信息的冗余，(b如斗要表示的知識中含有因果關系，則

42、設晝情況節(jié)點，井從該結點引 出多個弧將原因節(jié)點和結年節(jié)點連接起來.(C)如果要衰示的知識中含有動作關系，加設立動作節(jié)點，分析動作的主 體與客體，從動作節(jié)點引出多個弧，將主體與客體連揍超來.(d對子事件性知識的表示，可以設蚤一牛專件絡點，分析事件中所涉及 的動作以及該動作的主俸與客體-從亭件結點引出多條弧，將事件中所涉及的動 作.書什的主體、事件的客休連接起來妙亠！2.4語義網絡農示法(e -如果要表示的知識中含有邏輯組成關系，叩含有“與"和或"關系吋，町 左語義網絡中設立“與“節(jié)點或型“節(jié)為并用孤將這些勺5或0其它羊貴聯系 起來-表達知識中的關系(f如果要表達的知識蜓含有全

43、稱S詞的艮雜問題，則應采用亨尷里丸的網 絡分區(qū)技術，將該復雜問題分解成若干子問題.對毎個子問題用一個簡單的唔義 網絡進行表示：然后，再將這些注單的語義網紹看作一個節(jié)點，稱作竝節(jié)點，并 將多個超節(jié)點用弧線連接起東，就可構成一個含有全峯;塑門的大的莊義剜絡。3 如果棗表示的知識是規(guī)則性知識，則應分析問庭中的條件和結果，并將 它們作為®義陋絡中的兩卜節(jié)A,熬后用肓向弧輕它們達綾起來，該有向賀具有 如集那么的含義0(4) 分柘檢杳語義網貉中是否含有姜表示的知識中所渉及的所有對掠，若有埋漏則狽補全。并將各對孩間的關系作為網絡中各T點闔的有向弧，連接形成語義 網絡(5) 抿捋第(1步的分析結果.為各r標示鳳性.2.4語義網絡農示法2.4.5語義網絡衷不如識舉例例2 5用晤義區(qū)絡表示下列甜題：(1>(2>(3(4>(5>樹和草都是植物樹和草是有根有葉的 水草星草，且長:在水中。弟樹杲樹.a會結果. 蘋果妁是漿樹中的一種，它結蘋漿.解 我們可按照上述的知識表示步蘇來首先進行辭題分析：(1>問題澇及的對球有植物、樹、卑、水蘋、嚟樹、茸早樹共6個對療。各對象的屬性如下，樹和草的屬性：有根、有葉；水耳的屬性：長在水中；果 村芍盡性，會統(tǒng)舉：年果珂的尿性塔蘋杲(2> W和草與植物間的關茶是AKQ：水草和卓之何的關據是AK5 果樹和樹 之閭的關系是AKO,葦果