人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件

第四章知識表示概述表示觀表示方法人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第1頁第四章知識表示方法概述表示觀表示方法人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第2頁概述人工智能研究中最基本問題之一在知識處理中總要問到：“怎樣表示知識？”，“知識是用什么來表示?”。怎樣使機(jī)器能懂，能對之進(jìn)行處理，并能以一個(gè)人類能了解方式將處理結(jié)果告訴人們。

在AI系統(tǒng)中，給出一個(gè)清楚簡練描述是很困難。有研究報(bào)道認(rèn)為。嚴(yán)格地說AI對知識表示認(rèn)真、系統(tǒng)研究才剛才開始。

人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第3頁概述知識定義（難以給出明確定義只能從不一樣側(cè)面加以了解）Feigenbaum：知識是經(jīng)過消減、塑造、解釋和轉(zhuǎn)換 信息。Bernstein：知識是由特定領(lǐng)域描述、關(guān)系和過程 組成。Hayes-roth：知識是事實(shí)、信念和啟發(fā)式規(guī)則。知識庫觀點(diǎn)：知識是某領(lǐng)域中所包括各相關(guān)方 面一個(gè)符號表示。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第4頁概述知識種類事實(shí)性知識：采取直接表示形式 如：凡是猴子都有尾巴過程性知識：描述做某件事過程 如：電視維修法行為性知識：不直接給出事實(shí)本身，只給出它在某方面行為 如：微分方程、（事物內(nèi)涵）……..人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第5頁概述知識種類……..實(shí)例性知識：只給出一些實(shí)例，知識藏在實(shí)例中。類比性知識:即不給出外延，也不給出內(nèi)涵，只給出它與其它事物一些相同之處 如：比喻、謎語元知識：相關(guān)知識知識。最主要元知識是怎樣使用知識知識，怎樣從知識庫中找到想要知識。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第6頁概述知識要素事實(shí)：事物分類、屬性、事物間關(guān)系、科學(xué)事實(shí)、客觀事實(shí)等。（最低層知識）

規(guī)則：事物行動(dòng)、動(dòng)作和聯(lián)絡(luò)因果關(guān)系知識。（啟發(fā)式規(guī)則）?？刂疲寒?dāng)有多個(gè)動(dòng)作同時(shí)被激活時(shí)，選擇哪一個(gè)動(dòng)作來執(zhí)行知識。（技巧性）

元知識：高層知識。怎樣實(shí)用規(guī)則、解釋規(guī)則、校驗(yàn)規(guī)則、解釋程序結(jié)構(gòu)等知識。

人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第7頁概述知識表示定義知識表示研究用機(jī)器表示知識可行性、有效性普通方法。知識表示是理智推理部分理論。知識表示是有效計(jì)算載體知識表示是交流媒介（如語義網(wǎng)絡(luò)）人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第8頁概述選取知識表示原因表示范圍是否廣泛是否適于推理是否適于計(jì)算機(jī)處理是否有高效算法能否表示不準(zhǔn)確知識能否模塊化總之………知識和元知識能否用統(tǒng)一形式表示是否加入啟發(fā)信息過程性表示還是說明性表示表示方法是否自然人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第9頁概述選取知識表示原因………..總之，人工智能問題求解是以知識表示為基礎(chǔ)。怎樣將已取得相關(guān)知識以計(jì)算機(jī)內(nèi)部代碼形式加以合理地描述、存放、有效地利用便是表示應(yīng)處理問題。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第10頁概述研究內(nèi)容表示觀研究： 認(rèn)識論、本體論、知識工程表示方法研究：

直接法、代替法(局部、分布，…….)人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第11頁概述知識表示研究特點(diǎn)智能行為特有靈活性?！俺ＷR問題”不能概括為一類簡練理論，是大量小理論集合。AI任務(wù)受到計(jì)算裝置約束。這造成了所采取“表示”必須同時(shí)滿足“刻畫智能現(xiàn)象”與“計(jì)算裝置能夠接收”，這兩個(gè)有時(shí)是矛盾條件。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第12頁第四章知識表示方法概述表示觀表示方法人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第13頁第四章知識表示方法概述表示觀表示方法人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第14頁表示觀認(rèn)識論表示觀本體論表示觀知識工程表示觀表示觀即對于“什么是表示”這一基本問題不一樣了解和采取方法論。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第15頁表示觀認(rèn)識論表示觀本體論表示觀知識工程表示觀表示觀即對于“什么是表示”這一基本問題不一樣了解和采取方法論。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第16頁表示觀

—認(rèn)識論表示觀概述認(rèn)為表示是對自然世界表述，表示本身不顯示任何智能行為。其唯一作用就是攜帶知識。這意味著表示能夠獨(dú)立于啟發(fā)式來研究。最早出現(xiàn)于J.McCarthy與P.Hayes一篇文章中。此主張關(guān)鍵是將AI問題分成兩部分：認(rèn)識論部分與啟發(fā)式部分。認(rèn)為AI關(guān)鍵任務(wù)就是“常識”形式化。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第17頁表示觀

—認(rèn)識論表示觀討論主要問題“知識不完全性”是認(rèn)識論學(xué)派討論最多情況。推理者知識是不完全，但卻是一致，其關(guān)鍵點(diǎn)是在保持知識一致性前提下得出新結(jié)論。“知識不一致性”是常識另一類性質(zhì)。例：教友派教徒是和平主義者，共和黨是好戰(zhàn)分子。已知某教授是教友派教徒，且是共和黨人。問他是和平主義者嗎？“知識不確定性”是更復(fù)雜常識問題。盡管Fuzzy、可信度理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等豐富了對常識不確定性研究方法。但還不能顯現(xiàn)地表示“可廢棄性”這個(gè)主要特征。大大限制了對智能行為“靈活性”描述。所以，在復(fù)雜問題求解時(shí)，集成幾個(gè)方法是有吸引力想法。“常識相對性”，當(dāng)前在AI中研究甚少。如，理論集合是有限，常識集合是無限。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第18頁表示觀

—認(rèn)識論表示觀特點(diǎn)表示是在特定環(huán)境下對世界觀察結(jié)果。強(qiáng)調(diào)自然世界現(xiàn)象與表示之間因果關(guān)系。認(rèn)為啟發(fā)式方法不屬于表示研究內(nèi)容。認(rèn)為對常識知識形式化是非常主要任務(wù)。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第19頁表示觀認(rèn)識論表示觀本體論表示觀知識工程表示觀表示觀即對于“什么是表示”這一基本問題不一樣了解和采取方法論。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第20頁表示觀認(rèn)識論表示觀本體論表示觀知識工程表示觀表示觀即對于“什么是表示”這一基本問題不一樣了解和采取方法論。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第21頁表示觀

—本體論表示觀概述該觀點(diǎn)是由D.Lenta提出。認(rèn)為表示是對自然世界一個(gè)近似，它要求了對待自然世界方式。即一個(gè)約定集合。表示是描述了關(guān)心一部分，逼真是不可能。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第22頁表示觀

—本體論表示觀主要處理問題表示必定需要對世界某個(gè)部分給予尤其注意（聚集），而對世界另外部分衰減，以求到達(dá)有效求解。對世界能夠采取不一樣方式來記述。重視不是“其語言形式，而是其內(nèi)容”。此內(nèi)容不是一些特定領(lǐng)域特殊教授知識，而是自然世界中那些含有普通意義普通知識。（與知識工程不一樣）推理是表示觀中不可缺乏一部分。表示研究應(yīng)與啟發(fā)式搜索聯(lián)絡(luò)起來。認(rèn)為不考慮推理純粹表示是不存在?！斯ぶ悄苤R表示方法培訓(xùn)課件第23頁表示觀

—本體論表示觀主要處理問題……….計(jì)算效率無疑是表示關(guān)鍵問題之一。即有效地知識組織及與領(lǐng)域相關(guān)啟發(fā)式知識是其提升計(jì)算效率伎倆。計(jì)算效率：不一樣于以前多用計(jì)算復(fù)雜性來衡量一個(gè)智能系統(tǒng)方法,而采取計(jì)算困難度來衡量。計(jì)算復(fù)雜性普通實(shí)質(zhì)算法在極端情況下特征。其實(shí)例分布往往不平衡。實(shí)例是人造能處理，實(shí)際問題不能處理。計(jì)算困難度主要討論：計(jì)算復(fù)雜性分布與研究困難有多大問題。如對大多數(shù)有價(jià)值實(shí)例碰到難以克服計(jì)算復(fù)雜性問題，就研究怎樣克服。哪種語言作為表示形式不是最主要。尤其強(qiáng)調(diào)表示不是數(shù)據(jù)。這點(diǎn)與知識工程不一樣。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第24頁表示觀

—本體論表示觀本體論約定相對性電子線路分析： 假如從“電路是相互連接實(shí)體，信號順著連線瞬時(shí)地流動(dòng)”這個(gè)觀點(diǎn)，則存在著一個(gè)本體論。而假如從電動(dòng)力學(xué)來看，則存在另一個(gè)本體論。本體論研究者認(rèn)為再智能系統(tǒng)中，往往需要分成不一樣層次。每個(gè)層次含有其本體論約定。這對教授系統(tǒng)一類問題已被證實(shí)是有效。但………人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第25頁表示觀

—本體論表示觀本體論約定相對性………但要建立一個(gè)含有普通意義帶有普通知識知識庫，將會(huì)碰到“相對性”困難。因?yàn)椋偃缯驹诓灰粯涌茖W(xué)深度將造成不一樣本體論約定。那么，什么是其最終本體論約定呢？這是本體論表示觀至今未能處理問題。M.Minsky說明是有代表性：“在解釋非常復(fù)雜問題時(shí)，我們將不得不一樣時(shí)使用幾個(gè)完全不一樣表示。這是因?yàn)椋恳粋€(gè)尤其表示都有其本身優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。對包括我們稱為常識那些東西時(shí)，沒有一個(gè)表示能夠說是足夠。”人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第26頁表示觀

—本體論表示觀總結(jié)采取集成方法來克服理論不足所帶來困難，不但對“本體論”表示觀是必定。而且對其它兩種表示觀也是必定。

人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第27頁表示觀認(rèn)識論表示觀本體論表示觀知識工程表示觀表示觀即對于“什么是表示”這一基本問題不一樣了解和采取方法論。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第28頁表示觀認(rèn)識論表示觀本體論表示觀知識工程表示觀表示觀即對于“什么是表示”這一基本問題不一樣了解和采取方法論。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第29頁表示觀

—知識工程表示觀最慣用表示法都反應(yīng)了知識工程表示觀。特點(diǎn)普通將表示了解為一類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（邏輯）及在其上操作。對知識內(nèi)容更強(qiáng)調(diào)與領(lǐng)域相關(guān)，哪些是適合于這個(gè)領(lǐng)域，來自領(lǐng)域教授經(jīng)驗(yàn)知識。強(qiáng)調(diào)工程實(shí)現(xiàn)性。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第30頁表示觀

—總結(jié)總結(jié)：不論持何種表示觀AI研究者都認(rèn)為，表示是刻畫智能行為理論。表示不論采取什么樣方式（包含數(shù)學(xué)或程序）所建立表示方法和立足于什么樣表示觀，均需要滿足與智能現(xiàn)象一致條件。鑒于智能現(xiàn)象復(fù)雜性，采取什么表示觀，應(yīng)該取決于所面臨問題?；\統(tǒng)地強(qiáng)調(diào)好是沒有什么意義。近幾年一些研究者主張各種表示觀應(yīng)該相互滲透。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第31頁第四章知識表示方法概述表示觀表示方法人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第32頁第四章知識表示方法概述表示觀表示方法人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第33頁表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟊硎痉椒ㄈ斯ぶ悄苤R表示方法培訓(xùn)課件第34頁表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟊硎痉椒ㄈ斯ぶ悄苤R表示方法培訓(xùn)課件第35頁表示方法

—概述表示方法能夠分成2類替換表示法局部表示類：最充分也是正統(tǒng)AI最經(jīng)常使用分布表示法：對局部表示法在智能行為表述尚不夠充分而作補(bǔ)充。直接表示法： 正在引發(fā)越來越多AI研究者注意。（不可完全獨(dú)立：考慮到“任何表示方法必須被計(jì)算機(jī)所接收”這個(gè)先決條件，直接表示需要借助局部或部分表示形式。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第36頁表示方法

—概述表示方法直接表示局部表示分布表示陳說性表示過程性表示語義網(wǎng)絡(luò)表示產(chǎn)生式表示邏輯表示框架表示腳本表示替換表示人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第37頁表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟊硎痉椒ㄈ斯ぶ悄苤R表示方法培訓(xùn)課件第38頁表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟊硎痉椒ㄈ斯ぶ悄苤R表示方法培訓(xùn)課件第39頁表示方法

—直接表示1963年由Gelernter提出。用于基于傳統(tǒng)歐氏幾何證實(shí)幾何定理證實(shí)器。它輸入是對前提和目標(biāo)陳說以及圖示（圖示是用一系列坐標(biāo)來表示）。在證實(shí)過程中，證實(shí)器把圖示作為啟發(fā)式信息，排除在圖示中不正確子目標(biāo)。從而大大地降低了搜索空間。但……..人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第40頁表示方法

—直接表示1963年由Gelernter提出。用于基于傳統(tǒng)歐氏幾何證實(shí)幾何定理證實(shí)器。它輸入是對前提和目標(biāo)陳說以及圖示（圖示是用一系列坐標(biāo)來表示）。在證實(shí)過程中，證實(shí)器把圖示作為啟發(fā)式信息，排除在圖示中不正確子目標(biāo)。從而大大地降低了搜索空間。但……..人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第41頁表示方法

—直接表示但，長久以來直接表示沒有得到長足發(fā)展。原因以下：計(jì)算機(jī)對直接表示信息難以處理。直接表示難以表示定量信息（語言設(shè)計(jì)失敗）直接表示不能描述自然世界全部信息這兩年直接表示有所發(fā)展，因?yàn)?，現(xiàn)在認(rèn)識到，能夠用其它媒體表示方法去補(bǔ)充直接表示不足?！獙⒈话l(fā)展成多媒體。引申研究是臨場AI與臨境技術(shù)。近幾年AI對自主智能系統(tǒng)研究（完全機(jī)器做人不干預(yù)）失望，造成對建立人機(jī)一體智能系統(tǒng)嘗試。這么系統(tǒng)所需環(huán)境要求是直接表示興起原因之一。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第42頁表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟊硎痉椒ㄈ斯ぶ悄苤R表示方法培訓(xùn)課件第43頁表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟊硎痉椒ㄈ斯ぶ悄苤R表示方法培訓(xùn)課件第44頁表示方法—邏輯表示法一階謂詞邏輯是謂詞邏輯中最直觀一個(gè)邏輯。它以謂詞形式來表示動(dòng)作主題、客體?？腕w能夠多個(gè)。

如：張三與李四打網(wǎng)球（ZhangandLiplaytennis），可寫為：play(Zhang,Li,tennis) 這里謂詞是play，動(dòng)詞主體是Zhang和Li，而客體是tennis。謂詞邏輯規(guī)范表示式： P(x1,x2,x3,…)，這里P是謂詞,xi是主體與客體。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第45頁表示方法—邏輯表示法謂詞比命題愈加細(xì)致地刻畫知識：表示能力強(qiáng)如：北京是個(gè)城市，City(x) 把城市這個(gè)概念分割出來。把“城市”與“北京”兩個(gè)概念連接在一起，而且說明“北京”是“城市”子概念。（有層）謂詞能夠代表改變情況如：City(北京),真。City(煤球)，假在不一樣知識之間建立聯(lián)絡(luò)……….人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第46頁表示方法—邏輯表示法在不一樣知識之間建立聯(lián)絡(luò)如：Human(x)→Lawed(x)，人人都受法律管制，x是同一個(gè)人。 Commit(x)→Punished(x)，x不一定是人也能夠是動(dòng)物。 而，{[Human(x)→Lawed(x)]→[commit(x)→Punished(x)]}， 意為假如因?yàn)槟硞€(gè)x是人而受法律管制，則這個(gè)人犯了罪就一定要受到處罰。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第47頁表示方法—邏輯表示法謂詞邏輯法是應(yīng)用最廣方法之一，其原因是：謂詞邏輯與數(shù)據(jù)庫，尤其是關(guān)系數(shù)據(jù)庫就有親密關(guān)系。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，邏輯代數(shù)表示式是謂詞表示式之一。所以，假如采取謂詞邏輯作為系統(tǒng)理論背景，則可將數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)擴(kuò)展改造成知識庫。一階謂詞邏輯含有完備邏輯推理算法。假如對邏輯一些外延擴(kuò)展后，則可把大部分知識表示成一階謂詞邏輯形式。（知識易表示）………..人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第48頁表示方法—邏輯表示法謂詞邏輯法是應(yīng)用最廣方法之一，其原因是：………..謂詞邏輯本身含有比較扎實(shí)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，知識表示方式?jīng)Q定了系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)。所以，對知識表示方式嚴(yán)密科學(xué)性要求就比較輕易得到滿足。這么對形式理論擴(kuò)展造成了整個(gè)系統(tǒng)框架發(fā)展。邏輯推理是公理集合中演繹而得出結(jié)論過程。因?yàn)檫壿嫾靶问较到y(tǒng)含有主要性質(zhì)，能夠確保知識庫中新舊知識在邏輯上一致性（或經(jīng)過對應(yīng)一套處理過程檢驗(yàn)）、和所演繹出來結(jié)論正確性。而其它表示方法在這點(diǎn)上還不能與其相比。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第49頁表示方法—邏輯表示法為此邏輯表示法在實(shí)際人工智能系統(tǒng)上得到應(yīng)用。 例：p148存在問題： 謂詞表示越細(xì)，推力越慢、效率越低，但表示清楚。實(shí)際中是要折衷。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第50頁表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟊硎痉椒ㄈ斯ぶ悄苤R表示方法培訓(xùn)課件第51頁表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟊硎痉椒ㄈ斯ぶ悄苤R表示方法培訓(xùn)課件第52頁表示方法—產(chǎn)生式規(guī)則表示法美國數(shù)學(xué)家Post，1943年提出了一個(gè)計(jì)算形式體系里所使用術(shù)語。主要是使用類似文法規(guī)則，對符號串做替換運(yùn)算。這就是最早一個(gè)產(chǎn)生式系統(tǒng)。到了60年代，產(chǎn)生式系統(tǒng)成為認(rèn)知心理學(xué)研究人類心理活動(dòng)中信息加工過程基礎(chǔ)，由此心理學(xué)家認(rèn)為，人腦對知識存放就是產(chǎn)生式形式。所以，用它來建立人類認(rèn)知模型。到當(dāng)前為止，產(chǎn)生式系統(tǒng)已發(fā)展成為人工智能系統(tǒng)中最經(jīng)典最普遍一個(gè)結(jié)構(gòu)。產(chǎn)生式表示方法是教授系統(tǒng)第一選擇知識表示方式。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第53頁表示方法—產(chǎn)生式規(guī)則表示法表示形式

普通用三元組（對象，屬性，值）或 （關(guān)系，對象1，對象2）例：（Lee,Age,35）,(Friend,Lee,Chang)人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第54頁表示方法—產(chǎn)生式規(guī)則表示法產(chǎn)生式系統(tǒng)基本特征：

一組規(guī)則，即產(chǎn)生式本身。每個(gè)規(guī)則分左邊右邊。 如：天上下雨→地上濕→中國首都是北京 普通左邊表示情況，即什么條件。發(fā)生時(shí)產(chǎn)生式被調(diào)用。通慣用匹配方法和式情況。匹配成功時(shí)，執(zhí)行右邊要求動(dòng)作?！斯ぶ悄苤R表示方法培訓(xùn)課件第55頁表示方法—產(chǎn)生式規(guī)則表示法產(chǎn)生式系統(tǒng)基本特征：…………數(shù)據(jù)庫 存放數(shù)據(jù)是組成產(chǎn)生式基本元素，又是產(chǎn)生式作用對象。這里數(shù)據(jù)是廣義常量、變量、多元組謂詞、表、圖像等。往往事實(shí)或斷言——知識元一個(gè)解釋程序 從匹配成功規(guī)則（可能不止一個(gè)）中選出一個(gè)加以執(zhí)行。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第56頁表示方法—產(chǎn)生式規(guī)則表示法推理方法： 正向、 反向、 雙向， 與或樹。例：P154人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第57頁表示方法—產(chǎn)生式規(guī)則表示法特點(diǎn)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時(shí)思維很相像。因而能夠用它來模擬人類求解問題思維過程。能夠把產(chǎn)生式系統(tǒng)作為人工智能系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)單元或基本模型對待。就好像是積木世界中積木塊一樣。因而研究產(chǎn)生式系統(tǒng)基本問題就含有普通意義。表示格式固定、形式單一、規(guī)則間相互獨(dú)立。所以建立輕易；推理方式單純、知識庫與推理機(jī)分離，修改方便、輕易了解。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第58頁表示方法—產(chǎn)生式規(guī)則表示法優(yōu)點(diǎn)模塊性。 規(guī)則與規(guī)則之間相互獨(dú)立靈活性。 知識庫易于增加、修改、刪除自然性。 方便地表示教授啟發(fā)性知識與經(jīng)驗(yàn)透明性。 易于保留動(dòng)作所產(chǎn)生改變、軌跡人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第59頁表示方法—產(chǎn)生式規(guī)則表示法缺點(diǎn)：知識庫維護(hù)難。效率低。為了模塊一致性了解難。因?yàn)橐?guī)則一致性彼此之間不能調(diào)用。應(yīng)用實(shí)例：用于化工工業(yè)測定分子結(jié)構(gòu)DENDRAL用于診療腦膜炎和血液病毒感染MYCIN預(yù)計(jì)礦藏PROSPECTOR人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第60頁表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟊硎痉椒ㄈ斯ぶ悄苤R表示方法培訓(xùn)課件第61頁表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟊硎痉椒ㄈ斯ぶ悄苤R表示方法培訓(xùn)課件第62頁表示方法—語義網(wǎng)絡(luò)表示法概述1968年Quillian博士論文提議用一個(gè)語義網(wǎng)絡(luò)來描述人對事物認(rèn)知，實(shí)際上是對人腦功效模擬。邏輯和產(chǎn)生式表示方法慣用于表示相關(guān)領(lǐng)域中各個(gè)不一樣狀態(tài)間關(guān)系。然而用于表示一個(gè)事物同其各個(gè)部分間分類知識就不方便了。槽和填槽表示方法便于表示這種分類知識。這種表示方法包含語義網(wǎng)絡(luò)、框架、概念隸屬和腳本。語義網(wǎng)絡(luò)方法特點(diǎn)就在于提出了槽和填槽結(jié)構(gòu)。語義網(wǎng)絡(luò)同一階邏輯有相同能力。多用于自然語言處理。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第63頁表示方法—語義網(wǎng)絡(luò)表示法表示形式每一個(gè)要表示事實(shí)用一個(gè)“結(jié)點(diǎn)”表示，而事實(shí)之間關(guān)系用“弧線”表示。即，有向圖表示三元組，（結(jié)點(diǎn)1，弧，結(jié)點(diǎn)2）連接而成。推理特點(diǎn)不十分明了，有繼承規(guī)則。能夠用關(guān)系如：組員聯(lián)絡(luò)、特征聯(lián)絡(luò)、相互作用聯(lián)絡(luò)、集合聯(lián)絡(luò)、合成聯(lián)絡(luò)、因果聯(lián)絡(luò)、活動(dòng)方式聯(lián)式、活動(dòng)目標(biāo)聯(lián)絡(luò)、蘊(yùn)含聯(lián)絡(luò)等。還能夠?qū)⒄Z義網(wǎng)絡(luò)引入邏輯含義。表示∧，∨，～關(guān)系，是用歸結(jié)推理法。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第64頁表示方法—語義網(wǎng)絡(luò)表示法結(jié)論語義網(wǎng)絡(luò)圖好處是直觀、清楚缺點(diǎn)是表示范圍有限。如，一旦有十個(gè)結(jié)點(diǎn)，而且各結(jié)點(diǎn)之間又有聯(lián)絡(luò)，則這個(gè)網(wǎng)絡(luò)就極難辨請了。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第65頁表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟊硎痉椒ㄈ斯ぶ悄苤R表示方法培訓(xùn)課件第66頁表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟊硎痉椒ㄈ斯ぶ悄苤R表示方法培訓(xùn)課件第67頁表示方法—框架表示法概述1975年Minsky在論文中提出了框架理論。他從心理學(xué)證據(jù)出發(fā)，認(rèn)為人知識以框架結(jié)構(gòu)記存在人腦中。當(dāng)人們面臨新情況，或?qū)栴}看法有主要改變時(shí)，總是從自己記憶中找出一個(gè)適當(dāng)框架，然后依據(jù)細(xì)節(jié)加以修改補(bǔ)充，從而形成對新觀察到事物認(rèn)識。人類對于一件事了解，表現(xiàn)在對于這件實(shí)物諸方面，即屬性了解。掌握了事物屬性，也就有了關(guān)于事物知識，知識表示是隸屬性描述開始。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第68頁表示方法—框架表示法定義框架是由若干個(gè)結(jié)點(diǎn)和關(guān)系（統(tǒng)稱為槽）組成網(wǎng)絡(luò)。是語義網(wǎng)絡(luò)普通化形式一個(gè)結(jié)構(gòu)。同語義網(wǎng)絡(luò)沒有本質(zhì)區(qū)分。如書上所表示如將語音網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)間弧上標(biāo)注也放到槽內(nèi)就成了框架表示形式。表示形式：由框架名、槽名、側(cè)面、值組成推理方法：沒有固定推理機(jī)理。但和語義網(wǎng)絡(luò)一樣遵照匹配和繼承原理。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第69頁表示方法—框架表示法性質(zhì)對事物進(jìn)行描述。而且對其中一些細(xì)節(jié)做深入描述。則可將其擴(kuò)充為另外一些框架。如：汽車載貨或人能夠經(jīng)過它對一些從感官中沒有直接得到信息進(jìn)行預(yù)測，對于人來說這種功效是很強(qiáng)。如：一想到桌子就能夠想到它腿形狀與位置。能夠在它基礎(chǔ)上進(jìn)行判斷推理?？山?jīng)過它來認(rèn)識某一類事物。能夠經(jīng)過一系列實(shí)例來修正框架對一些事物不完整描述。（填充空框架，修改默認(rèn)值）人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第70頁表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟊硎痉椒ㄈ斯ぶ悄苤R表示方法培訓(xùn)課件第71頁表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟊硎痉椒ㄈ斯ぶ悄苤R表示方法培訓(xùn)課件第72頁表示方法—腳本表示法腳本方式是采取一個(gè)專用框架，用來表示特定領(lǐng)域知識。腳本經(jīng)過一些元語作為槽名來表代要表示對象基本行為。有些象電影劇本。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第73頁表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟊硎痉椒ㄈ斯ぶ悄苤R表示方法培訓(xùn)課件第74頁表示方法概述直接表示邏輯表示產(chǎn)生式規(guī)則表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法框架表示法腳本方法過程表示混合型知識表示方法面向?qū)ο蟊硎痉椒ㄈ斯ぶ悄苤R表示方法培訓(xùn)課件第75頁表示方法—過程表示法前面幾個(gè)知識表示方法均是知識和事實(shí)一個(gè)靜止表示方法。我們稱這類知識表示方式為陳說式表示。它所強(qiáng)調(diào)是事物所包括對象是什么，是對事物相關(guān)知識靜態(tài)描述，是知識一個(gè)顯式、說明性知識表示形式。說明性表示知識給出事物本身屬性及事物之間相互關(guān)系。對問題解答就隱含在這些知識之中。而過程性知識則給出處理一個(gè)問題詳細(xì)過程。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第76頁表示方法—過程表示法說明性知識和過程性知識相比：說明性知識比較簡明、清楚、可靠、便于修改。但往往效率低。過程性知識比較直截了當(dāng)，效率高。但因?yàn)樵敿?xì)地給出了處理過程，使這種知識表示顯得復(fù)雜、不直觀、輕易犯錯(cuò)、不便于修改。實(shí)際上，說明性表示和過程性表示實(shí)際上沒有絕正確分界限。所以，任何說明性知識假如要被實(shí)際使用，必須有一個(gè)對應(yīng)過程去解釋執(zhí)行它。對于一個(gè)以使用說明性表示為主系統(tǒng)來說，這種過程往往是隱含在系統(tǒng)之中，而不是面向用戶。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第77頁表示方法—過程表示法知識過程性兩個(gè)含義：含義1：把處理一個(gè)問題過程描述出來。能夠稱它為解題知識過程表示。含義2：把客觀事物發(fā)展過程用某種方式表示出來。在一些情況下，這兩種含義是極難決然分開。如，任何一個(gè)解題系統(tǒng)基本組成都是一個(gè)數(shù)據(jù)集，一組運(yùn)算符和一個(gè)解釋程序。過程性知識使用狀態(tài)來表示，在狀態(tài)空間運(yùn)作。人工智能之知識表示方法培訓(xùn)課件第78頁表示方法—過程表示法過程式表示定義：過程式表示就是將相關(guān)某一問題領(lǐng)域知識連同怎樣使用這些知識方法均隱式地表示為一個(gè)求