Xie_AI_第2章_知識表示方法復(fù)習(xí)

1、主 講：謝 榕 武漢大學(xué)國際軟件學(xué)院第二章第二章知識表示方法知識表示方法內(nèi)容提要：知識與知識表示 狀態(tài)空間表示問題歸約表示 謂詞邏輯表示語義網(wǎng)絡(luò)表示 框架表示劇本表示第第2 2章章 知識表示方法復(fù)習(xí)知識表示方法復(fù)習(xí)1.什么是知識？有哪幾類分類方法？在選擇知識表示方法什么是知識？有哪幾類分類方法？在選擇知識表示方法時，應(yīng)該考慮哪些主要因素？時，應(yīng)該考慮哪些主要因素？u知識是人們對信息和信息之間聯(lián)系的認(rèn)識和人們利用這些認(rèn)識解決實際問題的方法和策略。u對知識從不同的角度進(jìn)行劃分，可以得到不同的分類方法。-以知識的作用范圍來劃分：常識性知識和領(lǐng)域性知識-就知識的作用及表示來劃分：事實知識、規(guī)則知識、控

2、制知識、元知識。-以知識的確定性來劃分：確定性知識和不確定性知識。-按照人類的思維方式及認(rèn)識方法來分：邏輯性知識和形象性知識。人工智能系統(tǒng)所關(guān)心的知識1.1.什么是知識？有哪幾類分類方法？在選擇知識表示方法什么是知識？有哪幾類分類方法？在選擇知識表示方法時，應(yīng)該考慮哪些主要因素？時，應(yīng)該考慮哪些主要因素？u(1)在表示和求解比較復(fù)雜的問題時，采用單一的知識表示方法是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，往往必須采用多種方法混合表示，這樣可以使所研究的問題獲得更有效的解決。u(2)在選擇知識表示方法時，還要考慮所使用的程序設(shè)計語言所提供的功能和特點，以便能更好地描述這些表示方法。2. 2. 試用四元數(shù)列結(jié)構(gòu)表示四盤梵塔問

3、題，并畫出求解該問試用四元數(shù)列結(jié)構(gòu)表示四盤梵塔問題，并畫出求解該問題的與或圖。題的與或圖。123DCBA123D123123DCBA123DCBA123DCBA123DCBACBADCBA(1111)(1222)(3222)(3333)(3311)(2331)(2221)3.3.請寫出用謂詞邏輯表示法表示知識的步驟。請寫出用謂詞邏輯表示法表示知識的步驟。Step 1: 定義謂詞和個體，確定每個謂詞和個體的確切含義。Step 2: 根據(jù)所要表達(dá)的實物或概念，為每個謂詞中的變元賦以特定的值。Step 3: 根據(jù)所要表達(dá)的知識的語義，用適當(dāng)?shù)逆溄臃枌⒏鱾€謂詞連接起來，形成謂詞公式。4. 4. 設(shè)有

4、下列語句，請用相應(yīng)的謂詞公式把它們表示出來設(shè)有下列語句，請用相應(yīng)的謂詞公式把它們表示出來: :（1 1）有的人喜歡梅花，有的人喜歡菊花，有的人既喜歡梅）有的人喜歡梅花，有的人喜歡菊花，有的人既喜歡梅花又喜歡菊花?；ㄓ窒矚g菊花。定義謂詞和個體：設(shè)LIKE(x, y)表示x喜歡y， Plumblossom表示梅花， Chrysanthemum表示菊花，則(x)LIKE(x, Plumblossom)(y)LIKE(y, Chrysanthemum) (z)LIKE(z, Plumblossom) LIKE(z, Chrysanthemum)4. 4. 設(shè)有下列語句，請用相應(yīng)的謂詞公式把它們表示出來

5、設(shè)有下列語句，請用相應(yīng)的謂詞公式把它們表示出來: :（2 2）要想出國留學(xué)，必須通過外語考試。）要想出國留學(xué)，必須通過外語考試。定義謂詞和個體：設(shè)Want(x,y)表示x想y，Pass(x,y)表示x通過y.定義個體：goboard表示出國學(xué)習(xí)，flanguage表示外語。(x)(Pass(x, flanguage) Want(x,goabraod)5.5.請對下列命題分別寫出它的語義網(wǎng)絡(luò)。請對下列命題分別寫出它的語義網(wǎng)絡(luò)。（1 1）孫老師從）孫老師從2 2月至月至7 7月給計算機應(yīng)用專業(yè)講月給計算機應(yīng)用專業(yè)講“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”課程。課程。孫老師講課學(xué)生老師網(wǎng)絡(luò)技術(shù)7月份主體客體1ISA客體

6、2計算機應(yīng)用時間2月份ISAISA專業(yè)結(jié)束于開始于5.5.請對下列命題分別寫出它的語義網(wǎng)絡(luò)。請對下列命題分別寫出它的語義網(wǎng)絡(luò)。（2 2）王麗是電腦公司的經(jīng)理，她）王麗是電腦公司的經(jīng)理，她3535歲，公司位于南內(nèi)環(huán)街歲，公司位于南內(nèi)環(huán)街6868號。號。南內(nèi)環(huán)街68號電腦公司王麗位于工作于經(jīng)理35歲ISA年齡6. 6. 何謂框架？框架的一般表示形式是什么？請敘述用框架何謂框架？框架的一般表示形式是什么？請敘述用框架表示法表示知識的步驟。表示法表示知識的步驟。框架是一種描述所述對象屬性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。所述的對象可以是一個事物、一個事件或者一個概念。 u框架一般可表示成如下形式：一個框架(Frame)由一

7、組槽（Slot）組成，一個槽可以由若干個側(cè)面(Face)組成，每個側(cè)面可以有一個或多個值(Value)?？蚣鼙硎局R的步驟：uStep1Step1: 分析待表達(dá)知識中的對象及其屬性，對框架中的槽進(jìn)行合理設(shè)置。uStep2Step2: 對各對象間的各種聯(lián)系進(jìn)行考察，使用一些常用的名稱或根據(jù)具體需要定義一些表達(dá)聯(lián)系的槽名，來描述上、下層框架間的聯(lián)系。uStep3Step3: 對各層對象的“槽”及“側(cè)面”進(jìn)行合理的組織安排，避免信息描述的重復(fù)。7.7.試寫出試寫出“學(xué)生框架學(xué)生框架”的描述。的描述。由于學(xué)生框架類似于一個變量，并未指出某個具體的學(xué)生，所以，其定義為：框架名：姓名：單位（姓和名）年齡：

8、單位（歲）性別：范圍（男、女） 缺?。校┙】禒顩r：范圍（健康、一般、差） 缺?。ㄒ话悖┧谙祫e：單位（系）專業(yè)：范圍(系中所包含的專業(yè)列表)入學(xué)時間：單位（年、月）畢業(yè)時間：單位（年、月）u猴子和香蕉問題猴子和香蕉問題（monkey and banana problem ）：在一個房間內(nèi)有一只猴子（可把這只猴子看做一個機器人）、一個箱子和一束香蕉。香蕉掛在天花板下方，但猴子的高度不足以碰到它。8.8.分別用狀態(tài)空間表示法與謂詞邏輯法表示猴子和香蕉問分別用狀態(tài)空間表示法與謂詞邏輯法表示猴子和香蕉問題。題。狀態(tài)空間法的解題過程狀態(tài)空間法的解題過程用一個四元表列(W,x,Y,z)來表示這個問題的狀

9、態(tài)，其中:W猴子的水平位置x當(dāng)猴子在箱子頂上時取x=1；否則取x=0Y箱子的水平位置z當(dāng)猴子摘到香蕉時取z=1；否則取z=0狀態(tài)空間法的狀態(tài)空間法的解題過程解題過程u 該問題的操作（算符）：1.goto（U）表示猴子走到水平位置U或者用產(chǎn)生式規(guī)則表示為:（W，0，Y，z）goto（U）（U，0，Y，z）2.pushbox（V）猴子把箱子推到水平位置V，即有:（W，0，W，z）pushbox（V）（V，0，V，z）3.climbbox猴子爬上箱頂，即有：（W，0，W，z）climbbox（W，1，W，z）4.grasp猴子摘到香蕉，即有：（c，1，c，0）grasp （c，1，c，1）u 該初始

10、狀態(tài)變換為目標(biāo)狀態(tài)的操作序列為：goto(b), pushbox(c), climbbox, grasp四元表列(W,x,Y,z)：W猴子的水平位置x當(dāng)猴子在箱子頂上時取x=1；否則取x=0Y箱子的水平位置z當(dāng)猴子摘到香蕉時取z=1；否則取z=0圖：猴子和香蕉問題的狀態(tài)空間圖謂詞邏輯法的解題過程謂詞邏輯法的解題過程(1)本問題涉及的常量定義常量定義為：猴子：Monkey箱子：Box香蕉：Banana位置：a,b,c（2）定義謂詞定義謂詞SITE(x,y):表示x在y處；HANG( x, y ) :表示x懸掛在y處；ON(x, y) :表示x站在y上；HOLDS(x, y) :表示y手里拿著w。謂詞邏輯法的解題過程謂詞邏輯法的解題過程(3)根據(jù)問題的描述將問題的初始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)分別用謂詞公式表示如下：問題的初始狀態(tài)表示問題的初始狀態(tài)表示：SITE(Monkey, a)H