第2章人工智能基礎(chǔ)機(jī)器人足球比賽不僅僅起源于人工智能的發(fā)展、依賴于人工智能的理論和技術(shù)，而且以促進(jìn)人工智能的發(fā)展為主要目的之一。第2章人工智能基礎(chǔ)機(jī)器人足球比賽不僅僅起源于人工智能的發(fā)展1目錄2.1知識與推理

2.2搜索 目錄2.1知識與推理 22.1知識與推理主要內(nèi)容：什么是知識？什么是知識表示？如何表示知識？常用知識表示和推理2.1知識與推理主要內(nèi)容：3數(shù)據(jù)、信息、知識數(shù)據(jù)是信息的載體和表示信息是數(shù)據(jù)在特定場合下的含義，或數(shù)據(jù)的語義，是對客觀事物的一般性描述知識是對信息進(jìn)行加工所形成的對客觀世界規(guī)律性的認(rèn)識。①是經(jīng)過精簡、塑造、解釋、選擇和轉(zhuǎn)換的信息②是由特定領(lǐng)域的描述、關(guān)系和過程組成。數(shù)據(jù)、信息、知識數(shù)據(jù)是信息的載體和表示4知識的類型按知識的作用范圍分：1常識性知識2領(lǐng)域性知識按知識的作用分：1事實(shí)性知識2過程性知識3控制性知識4元知識知識的類型按知識的作用范圍分：按知識的作用分：5人們描述客觀世界的數(shù)據(jù)、信息、知識等具有如下的金字塔型層次結(jié)構(gòu)。噪聲數(shù)據(jù)信息知識元知識人們描述客觀世界的數(shù)據(jù)、信息、知識等具有如下的金字塔型層次結(jié)6什么是知識表示？知識表示是對知識的一種描述，或者說是將知識編碼為一組計(jì)算機(jī)可以接受的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的過程。衡量標(biāo)準(zhǔn)：可實(shí)現(xiàn)性、表示能力、可利用性、可組織性、可維護(hù)性、自然性什么是知識表示？知識表示是對知識的一種描述，或者說是將知識編7常用的知識表示法與推理謂詞邏輯表示法產(chǎn)生式表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法面向?qū)ο蟊硎痉蚣鼙硎痉_本表示常用的知識表示法與推理謂詞邏輯表示法8謂詞邏輯(predicatelogic)一、邏輯基礎(chǔ)二、謂詞邏輯表示法三、謂詞邏輯表示的特性謂詞邏輯(predicatelogic)一、邏輯基礎(chǔ)9一、邏輯基礎(chǔ)命題:一個(gè)陳述句稱為斷言.凡是有真假意義的斷言稱為命題.命題的意義通常稱為真值，它有真假兩種情況.例子:南京是江蘇的省會城市。（T）南京是江西的省會城市。（F）一、邏輯基礎(chǔ)命題:10謂詞謂詞可分為：謂詞名與個(gè)體兩個(gè)部分。個(gè)體表示某個(gè)獨(dú)立存在的事物或者某個(gè)抽象的概念，謂詞名用于刻畫個(gè)體的性質(zhì)、狀態(tài)或個(gè)體之間的關(guān)系。一般形式:P(x1,x2,…,xn).其中，P為謂詞名，x1,x2,…,xn為個(gè)體，個(gè)體可以是變量、變元、函數(shù)，個(gè)體取值范圍稱為個(gè)體域.例子:Man(x)謂詞謂詞可分為：謂詞名與個(gè)體兩個(gè)部分。個(gè)體表示某個(gè)獨(dú)立存在的11函數(shù)定義（函數(shù)）設(shè)D是個(gè)體域,f:Dn→

D是一個(gè)映射，則稱f是D上的一個(gè)n元函數(shù)，記作：F(x1,x2,…,xn)

例子:father(x,y)函數(shù)定義（函數(shù)）12連接詞和量詞連接詞﹁“非”“否定”∧“合取”∨“析取”→“條件”“蘊(yùn)含”“雙條件”量詞:全稱量詞x:所有x,每個(gè)x;:存在量詞x:存在一個(gè)x;連接詞和量詞連接詞量詞13二、謂詞邏輯表示法對事物的狀態(tài)、屬性、概念等事實(shí)性知識，通?？梢杂梅穸?、析取或合取符號連接起來的謂詞公式表示；對事物間的關(guān)系通常用蘊(yùn)含式表示二、謂詞邏輯表示法對事物的狀態(tài)、屬性、概念等事實(shí)性知識，通常14三、謂詞邏輯表示的特性自然精確嚴(yán)密容易實(shí)現(xiàn)知識表示能力差存在組合爆炸系統(tǒng)效率低三、謂詞邏輯表示的特性自然知識表示能力差15小結(jié)問題你認(rèn)為什么是邏輯？邏輯解決什么問題？如何用邏輯表示守門員相關(guān)狀態(tài)知識？小結(jié)問題你認(rèn)為什么是邏輯？邏輯解決什么問題？16產(chǎn)生式表示法內(nèi)容一、產(chǎn)生式表示的基本方法及特性二、產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)三、產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本過程四、產(chǎn)生式系統(tǒng)的類型五、產(chǎn)生式系統(tǒng)的特點(diǎn)產(chǎn)生式表示法內(nèi)容一、產(chǎn)生式表示的基本方法及特性17一、產(chǎn)生式表示的基本方法及特性事實(shí)可看作是一個(gè)斷言。常用三元組表示確定性知識可用一個(gè)多元組:（對象，屬性，值）或（關(guān)系，對象1，對象2）來表示。如（snow,color,white）：”雪的顏色是白的1、事實(shí)一、產(chǎn)生式表示的基本方法及特性事實(shí)可看作是一個(gè)斷言。常用三元182、規(guī)則規(guī)則描述事物間的因果關(guān)系。規(guī)則的產(chǎn)生式表示形式稱為產(chǎn)生式規(guī)則，簡稱規(guī)則，或產(chǎn)生式形式:條件行動(dòng)前提結(jié)論“if……then……”例如：所有人會死∧甲是人→甲會死2、規(guī)則規(guī)則描述事物間的因果關(guān)系。規(guī)則的產(chǎn)生式表示形式稱為產(chǎn)19規(guī)則與蘊(yùn)涵式的主要區(qū)別：規(guī)則表示的知識或匹配可以是不確定的，而蘊(yùn)涵式只能表示確定性知識，并且匹配要求是確定的。<產(chǎn)生式>::=<前提><結(jié)論>

<前提>::=<簡單條件>|<復(fù)合條件><結(jié)論>::=<事實(shí)>|<操作>規(guī)則與蘊(yùn)涵式的主要區(qū)別：20二、產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)產(chǎn)生式系統(tǒng)：把一組產(chǎn)生式放在一起，并讓它們相互配合，協(xié)同作用以求解問題的系統(tǒng)稱為產(chǎn)生式系統(tǒng)?；窘Y(jié)構(gòu)包括三個(gè)部分：綜合數(shù)據(jù)庫(globaldatabase)

規(guī)則庫(setofrules)控制系統(tǒng)(controlsystem)二、產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)產(chǎn)生式系統(tǒng)：把一組產(chǎn)生式放在一起，并211、綜合數(shù)據(jù)庫也稱事實(shí)庫，存放已知的事實(shí)和推導(dǎo)出的中間事實(shí);說明具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，用DBMS和文件等都可以。數(shù)據(jù)是廣義的，可以是常量、變量、謂詞、圖像等。1、綜合數(shù)據(jù)庫也稱事實(shí)庫，存放已知的事實(shí)和推導(dǎo)出的中間事實(shí);222、規(guī)則庫存放所有規(guī)則的集合這些規(guī)則描述了問題領(lǐng)域中的一般性知識設(shè)計(jì)時(shí)注意：有效的表達(dá)領(lǐng)域內(nèi)的過程性知識對知識進(jìn)行合理的組織與管理2、規(guī)則庫存放所有規(guī)則的集合233、控制機(jī)構(gòu)控制機(jī)構(gòu)完成的工作有：匹配綜合數(shù)據(jù)庫中已知事實(shí)與規(guī)則條件部分；多于一條規(guī)則匹配成功時(shí)，選擇哪條規(guī)則執(zhí)行(點(diǎn)燃)；如何將匹配規(guī)則的結(jié)論部分放入綜合數(shù)據(jù)庫（是直接添加到數(shù)據(jù)庫中，還是替換其中的某些東西）；決定系統(tǒng)何時(shí)終止；3、控制機(jī)構(gòu)控制機(jī)構(gòu)完成的工作有：24綜合數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生式規(guī)則控制機(jī)制綜合數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生式規(guī)則控制機(jī)制25三、產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本過程產(chǎn)生式系統(tǒng)的問題求解步驟：將已知的事實(shí)放入綜合數(shù)據(jù)庫；檢查規(guī)則庫中是否存在未使用過的規(guī)則，若有執(zhí)行3，否則轉(zhuǎn)5檢查規(guī)則庫中未使用的規(guī)則中是否有其前提可與綜合數(shù)據(jù)庫中已知事實(shí)相匹配的規(guī)則，若有則從中選擇一個(gè)，否則轉(zhuǎn)6.執(zhí)行當(dāng)前規(guī)則，并對規(guī)則作上標(biāo)記，規(guī)則的結(jié)論放入綜合數(shù)據(jù)庫；如該規(guī)則的結(jié)論是一些操作，則執(zhí)行這些操作三、產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本過程產(chǎn)生式系統(tǒng)的問題求解步驟：26產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本過程（續(xù)）5.檢查綜合數(shù)據(jù)庫中是否包含了該問題的解，若包含，問題求解結(jié)束，否則轉(zhuǎn)26.當(dāng)規(guī)則庫中還有未使用的規(guī)則，但不能和已知事實(shí)相匹配時(shí)，要求用戶進(jìn)一步提供關(guān)于該問題的事實(shí)，若能提供，轉(zhuǎn)2，否則終止問題求解7.若知識庫中不再有未使用的規(guī)則，終止問題求解產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本過程（續(xù)）5.檢查綜合數(shù)據(jù)庫中是否包含了該問27四、產(chǎn)生式系統(tǒng)的類型按推理方向分：正向、逆向、雙向按規(guī)則庫的性質(zhì)及結(jié)構(gòu)分類：可交換、可分解、可恢復(fù)四、產(chǎn)生式系統(tǒng)的類型按推理方向分：正向、逆向、雙向28五、產(chǎn)生式系統(tǒng)的特點(diǎn)自然性：模塊性：有效性清晰性：規(guī)則分為左半部分和右半部分；左半部分是條件，右半部分是結(jié)論；效率不高不能表達(dá)具有結(jié)構(gòu)性的知識

五、產(chǎn)生式系統(tǒng)的特點(diǎn)自然性：29prolog例子根據(jù)聲音，判斷動(dòng)物。prolog例子根據(jù)聲音，判斷動(dòng)物。30框架(frame)表示法一、框架理論二、框架和實(shí)例框架三、框架系統(tǒng)四、框架系統(tǒng)的推理過程框架(frame)表示法一、框架理論31一、框架理論框架理論：人們對現(xiàn)實(shí)世界中各種事物的認(rèn)識都是以一種類似于框架的結(jié)構(gòu)存儲在記憶中的。當(dāng)遇到一個(gè)新事物時(shí)，就從記憶中找到一個(gè)合適的框架，并根據(jù)其細(xì)節(jié)加以修改、補(bǔ)充，從而形成對這個(gè)新事物的認(rèn)識一、框架理論框架理論：人們對現(xiàn)實(shí)世界中各種事物的認(rèn)識都是以一32人們不可能把過去的經(jīng)驗(yàn)全部存放在腦子里，而只是以一種通用的數(shù)據(jù)形式把它們存儲起來，當(dāng)新情況發(fā)生時(shí)，只要把新的數(shù)據(jù)加入到該通用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中便可以形成一個(gè)具體的實(shí)體，這樣通用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為框架?？蚣苁侵R的基本單位，把一組有關(guān)的框架連接起來便可形成一個(gè)框架系統(tǒng)。人們不可能把過去的經(jīng)驗(yàn)全部存放在腦子里，而只是以一種通用的數(shù)33對于一個(gè)框架，當(dāng)人們把觀察或認(rèn)識到的具體細(xì)節(jié)填入后，就得到了該框架的一個(gè)具體實(shí)例，框架的這種具體實(shí)例被稱為實(shí)例框架。對于一個(gè)框架，當(dāng)人們把觀察或認(rèn)識到的具體細(xì)節(jié)填入后，就得到了34二、框架和實(shí)例框架在一個(gè)框架系統(tǒng)中，一般都含有多個(gè)框架，一個(gè)框架通常由若干個(gè)槽組成，每一個(gè)槽又可以根據(jù)實(shí)際情況擁有若干個(gè)側(cè)面，每個(gè)側(cè)面也可以擁有若干個(gè)側(cè)面值。二、框架和實(shí)例框架在一個(gè)框架系統(tǒng)中，一般都含有多個(gè)框架，一個(gè)35<框架名>槽名a:側(cè)面名a1值a1v1,值a1v2,……側(cè)面名an值anv1,值anv2…………槽名x:側(cè)面名x1值x1v1,……約束：約束條件1

約束條件n<框架名>槽名a:側(cè)面名a1值a1v1,值a136框架名：<書>

書名：單位（字符串）作者：<作者>表明對〈作者〉框架的調(diào)用出版社：<出版社>

版權(quán)：單位（年）條件：年>2000框架名：<作者>

姓名：單位（姓，名）電郵：單位（字符串）框架名：<書>37對于一個(gè)框架，當(dāng)把具體信息添入其槽或側(cè)面后，就得到一個(gè)該框架的實(shí)例框架。如：<書>

書名：ExtremeProgramingExplained

作者：<作者1>

出版社：<出版社1>

版權(quán)：2002對于一個(gè)框架，當(dāng)把具體信息添入其槽或側(cè)面后，就得到一個(gè)該框架38三、框架系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)框架系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框架系統(tǒng)的表示框架系統(tǒng)的預(yù)定義槽名三、框架系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)框架系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)39框架系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框架系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)是通過諸如框架之間的橫向或縱向聯(lián)系來實(shí)現(xiàn)。由于一個(gè)框架的槽值或側(cè)面值可以是另一框架的名字，這在框架之間建立起了一種聯(lián)系，這種聯(lián)系稱為框架之間的橫向聯(lián)系。如前面關(guān)于“書”的例子。當(dāng)用框架來表示那種具有演繹關(guān)系的知識結(jié)構(gòu)時(shí)，下層框架與上層框架之間具有一種繼承關(guān)系，這種具有繼承關(guān)系的框架之間的聯(lián)系稱為縱向聯(lián)系?？蚣芟到y(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框架系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)是通過諸如框架之間的橫向40當(dāng)下層框架對上層框架具有繼承關(guān)系時(shí)，可以在下層框架中增加一個(gè)“繼承”槽，其槽值為上層框架的框架名。如描述“學(xué)生”信息，可以先定義“人”的基本信息：框架名<人>

姓名：單位（姓，名）性別：范圍（男，女）身份證號：當(dāng)下層框架對上層框架具有繼承關(guān)系時(shí)，可以在下層框架中增加一個(gè)41框架名<學(xué)生>

繼承：<人>

入學(xué)時(shí)間：單位（年，月）學(xué)制：單位（年）學(xué)號：單位（年，班級代號，班內(nèi)學(xué)號）

框架名<學(xué)生>42框架系統(tǒng)的表示由以上分析可知，框架系統(tǒng)是由框架之間的縱向、橫向聯(lián)系所形成的一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)?？蚣芟到y(tǒng)的表示由以上分析可知，框架系統(tǒng)是由框架之間的縱向、橫43框架系統(tǒng)的預(yù)定義槽名在框架系統(tǒng)中，框架之間的聯(lián)系實(shí)際上是通過在槽中填入相應(yīng)的框架名來實(shí)現(xiàn)的，至于框架之間究竟為何種關(guān)系，是由槽名來指定的。在框架系統(tǒng)中通常定義了一些標(biāo)準(zhǔn)槽名，稱這些槽名為系統(tǒng)預(yù)定義槽名。常用的預(yù)定義槽名有以下幾種：框架系統(tǒng)的預(yù)定義槽名在框架系統(tǒng)中，框架之間的聯(lián)系實(shí)際上是通過441、ISA槽：用來指出一個(gè)具體事物與其抽象概念間的類屬關(guān)系。一般的說，“ISA”槽所指出的聯(lián)系都具有繼承性，即下層框架可以繼承上層框架所描述的屬性或值?？蚣苊?lt;人>

姓名：單位（姓，名）性別：范圍（男，女）框架名<學(xué)生>Is-a：<人>

入學(xué)時(shí)間：單位（年，月）學(xué)制：單位（年）1、ISA槽：用來指出一個(gè)具體事物與其抽象概念間的類屬關(guān)系。452、AKO槽：用來指出事物間的抽象概念上的類屬關(guān)系。用作為下層框架的槽名時(shí)，其槽值為上層框架的框架名。它表示該下層框架表示的事物比其上層框架更具體。如“大中專學(xué)生”框架名<大中專學(xué)生>AKO：<學(xué)生>

特點(diǎn)：有專業(yè)2、AKO槽：用來指出事物間的抽象概念上的類屬關(guān)系。用作為下463、subclass槽：用來指出子類和類之間的類屬關(guān)系。當(dāng)它用作某下層框架的槽時(shí)，表示該下層框架是其上層框架的一個(gè)子類。如“大學(xué)生”框架名<大學(xué)生>subclass：<學(xué)生>

高考成績：3、subclass槽：用來指出子類和類之間的類屬關(guān)系。當(dāng)它474、instance槽:用來建立的AKO逆關(guān)系。當(dāng)用它作為上層框架的槽時(shí)，可用來指出它的下一層框架有哪些。如“大中專學(xué)生”框架名<大中專學(xué)生>AKO：<學(xué)生>instance：<大學(xué)生>，<中專學(xué)生>

特點(diǎn)：有專業(yè)4、instance槽:用來建立的AKO逆關(guān)系。當(dāng)用它作為上485、part-of槽：用于指出“部分”與“全體”關(guān)系。前4種槽描述的都是上、下層框架之間的類屬關(guān)系，它們之間具有共同特征，且具有繼承性。而part-of槽僅是指出下層框架為上層框架的子結(jié)構(gòu)，它們之間一般不具有共同特征，也不具有繼承性。5、part-of槽：用于指出“部分”與“全體”關(guān)系。496、Infer槽用于指出兩個(gè)框架所描述事物間的邏輯物理關(guān)系；7、possible-reason槽用來把某個(gè)結(jié)論與可能的原因聯(lián)系起來；如框架名：<前提>

已知條件1：地面濕已知條件2：沒人灑水

infer：<結(jié)論>

可信度：0.8框架名：<結(jié)論>

可能結(jié)論:天下雨

possible-reason:<前提>

6、Infer槽用于指出兩個(gè)框架所描述事物間的邏輯物理關(guān)系；508、similar槽用于指出兩個(gè)框架所描述事物之間的相似關(guān)系。9、其他8、similar槽用于指出兩個(gè)框架所描述事物之間的相似關(guān)系51四、框架系統(tǒng)的推理過程系統(tǒng)主要由兩個(gè)部分組成：由框架網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的知識庫；由一組程序構(gòu)成的框架推理機(jī)在框架系統(tǒng)中，推理主要是通過對框架的匹配與填槽來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)需要求解問題時(shí)，首先要把該問題用框架表示出來。然后再把它與知識庫中已有的框架進(jìn)行匹配，找出一個(gè)或多個(gè)侯選框架，并在這些框架引導(dǎo)下進(jìn)一步獲取附加信息，填充盡量多的槽值，建立一個(gè)描述當(dāng)前情況的實(shí)例框架。四、框架系統(tǒng)的推理過程系統(tǒng)主要由兩個(gè)部分組成：52框架的匹配匹配度方法：首先求出兩個(gè)框架匹配的匹配度，然后再用該匹配度與預(yù)先設(shè)定的框架匹配閾值進(jìn)行比較，若能滿足閾值條件就認(rèn)為兩個(gè)框架可匹配，否則為不可匹配。匹配度是指當(dāng)前框架所描述的屬性與已知框架可匹配的程度?？蚣艿钠ヅ淦ヅ涠确椒ǎ菏紫惹蟪鰞蓚€(gè)框架匹配的匹配度，然后再用53充分與必要條件法：“充分條件”“必要條件”槽，如果必要條件不滿足，就認(rèn)為這兩個(gè)框架不可匹配。規(guī)定屬性值變化范圍方法：只要一個(gè)具體事物的屬性值落在規(guī)定的范圍內(nèi)，就認(rèn)為這個(gè)屬性是匹配的。功能屬性描述方法：在外形屬性描述的基礎(chǔ)上，給出功能屬性描述充分與必要條件法：“充分條件”“必要條件”槽，如果必要條件不54框架推理（深度優(yōu)先、自頂向下）把用戶要求解的問題形成一個(gè)初始問題框架，并將已知的知識添入到相應(yīng)槽中有些槽是空的。把框架網(wǎng)絡(luò)的根框架作為當(dāng)前框架，即以根框架作為搜索推理的起點(diǎn)。把問題框架與當(dāng)前框架進(jìn)行匹配，如果匹配成功，轉(zhuǎn)4步進(jìn)行添槽，否則轉(zhuǎn)5步搜索下一個(gè)框架。添槽后，檢查問題框架是否已包含了問題的解，若已包含，轉(zhuǎn)7步，否則轉(zhuǎn)5步框架推理（深度優(yōu)先、自頂向下）把用戶要求解的問題形成一個(gè)初始555把當(dāng)前框架的Instance槽的槽值找一個(gè)尚未進(jìn)行匹配的子框架。若有這樣的子框架，則把該子框架作為當(dāng)前框架，轉(zhuǎn)3進(jìn)行匹配及添槽操作；若沒有這樣的子框架，則轉(zhuǎn)6進(jìn)行回溯6由把當(dāng)前框架的AKO槽的槽值找它的父框架。如該父框架不是根框架，則把該父框架作為當(dāng)前框架并轉(zhuǎn)5；否則，需要另選一個(gè)根框架重復(fù)進(jìn)行上述推理過程，如沒有合適的根框架可選，問題無解。7如問題的解具有不確定性，則根據(jù)采用的不確定性知識表示方法計(jì)算解的不確定性度量，成功地結(jié)束推理過程。return5把當(dāng)前框架的Instance槽的槽值找一個(gè)尚未進(jìn)行匹配的子56語義網(wǎng)絡(luò)表示法一、基本概念二、事物和概念的表示三、情況和動(dòng)作的表示四、邏輯關(guān)系的表示五、語義網(wǎng)絡(luò)的推理過程六、語義網(wǎng)絡(luò)表示法的特征語義網(wǎng)絡(luò)表示法一、基本概念57一、基本概念語義網(wǎng)絡(luò)基本的語義關(guān)系一、基本概念語義網(wǎng)絡(luò)58語義網(wǎng)絡(luò)語義網(wǎng)絡(luò)是一種用實(shí)體及其語義關(guān)系來表示知識的有向圖。其中，結(jié)點(diǎn)代表實(shí)體，表示各種事物、概念、情況、屬性等；弧代表語義關(guān)系，表示它所連結(jié)的兩個(gè)實(shí)體之間的語義聯(lián)系。一個(gè)語義基元可用如下三元組：（結(jié)點(diǎn)1，弧，結(jié)點(diǎn)2）來表示。如（a,R,b）可表示：abR語義網(wǎng)絡(luò)語義網(wǎng)絡(luò)是一種用實(shí)體及其語義關(guān)系來表示知識的有向圖。59基本的語義關(guān)系從功能上將，語義網(wǎng)絡(luò)可以描述任何事物間的任意復(fù)雜關(guān)系。但這種描述是通過把許多基本的語義關(guān)系關(guān)聯(lián)到一起來實(shí)現(xiàn)的。下面給出一些常用的基本語義關(guān)系：基本的語義關(guān)系從功能上將，語義網(wǎng)絡(luò)可以描述任何事物間的任意復(fù)601分類關(guān)系：是指具有共同屬性的不同事物間的類屬關(guān)系、成員關(guān)系或?qū)嵗P(guān)系。它體現(xiàn)的是“具體與抽象”、“個(gè)體與集體”的概念。它的一個(gè)最主要的特征是屬性的繼承性，處在具體層的結(jié)點(diǎn)可以繼承所有抽象層結(jié)點(diǎn)的所有屬性。常用的類屬關(guān)系有：A-Kind-of:“是一種”A-Member-of:“是一員”Is-a：“是一個(gè)”1分類關(guān)系：612聚集關(guān)系：如果下層概念是其上層概念的一個(gè)或者一個(gè)部分，是指具有組織或結(jié)構(gòu)特征的“部分與整體”之間的關(guān)系。它和類屬關(guān)系的最主要區(qū)別是包含關(guān)系一般不具備繼承性。常用的包含關(guān)系有：Part-of：“是一部分”Composed-of2聚集關(guān)系：623屬性關(guān)系：是指事物和其屬性的之間的關(guān)系。常用的屬性關(guān)系有：Have：“有”Can:“能”“會”4時(shí)間關(guān)系：是指不同事件在其發(fā)生時(shí)間方面的先后次序關(guān)系。常用的時(shí)間關(guān)系有：Before：“在前”After:“在后”3屬性關(guān)系：635位置關(guān)系：是指不同事物在位置之間的關(guān)系。常用的位置關(guān)系有：Located-on：“在上面”Located-under：“在下面”6相近關(guān)系：是指不同事物在形狀、內(nèi)容等方面相似或接近。常用的相近關(guān)系有：Similar-to：“相似”Near-to：“接近”5位置關(guān)系：是指不同事物在位置之間的關(guān)系。常用的位置關(guān)系有：647推論關(guān)系：是指從一個(gè)概念推出另一個(gè)概念的語義關(guān)系。例如：天下雨地面濕推出7推論關(guān)系：是指從一個(gè)概念推出另一個(gè)概念的語義關(guān)系。例如：65二、事物和概念的表示用語義網(wǎng)絡(luò)表示一元關(guān)系用語義網(wǎng)絡(luò)表示二元關(guān)系用語義網(wǎng)絡(luò)表示多元關(guān)系所謂一元關(guān)系是指可以用一元謂詞P(x)來表示的關(guān)系。其中，個(gè)體x為實(shí)體，謂詞P說明實(shí)體的性質(zhì)、屬性等。二、事物和概念的表示用語義網(wǎng)絡(luò)表示一元關(guān)系66用語義網(wǎng)絡(luò)表示一元關(guān)系通常表示一元關(guān)系的方法是：用結(jié)點(diǎn)1表示實(shí)體，用結(jié)點(diǎn)2表示實(shí)體的性質(zhì)或?qū)傩缘?，用弧表示結(jié)點(diǎn)1和結(jié)點(diǎn)2之間的語義關(guān)系。如“動(dòng)物能運(yùn)動(dòng)”：動(dòng)物運(yùn)動(dòng)能用語義網(wǎng)絡(luò)表示一元關(guān)系通常表示一元關(guān)系的方法是：用結(jié)點(diǎn)1表示67用語義網(wǎng)絡(luò)表示二元關(guān)系通常表示二元關(guān)系的方法是：用結(jié)點(diǎn)1表示實(shí)體，用結(jié)點(diǎn)2表示實(shí)體，用弧表示結(jié)點(diǎn)1和結(jié)點(diǎn)2之間的關(guān)系。如“鳥是一種動(dòng)物”：鳥動(dòng)物是一種用語義網(wǎng)絡(luò)表示二元關(guān)系通常表示二元關(guān)系的方法是：用結(jié)點(diǎn)1表示68用語義網(wǎng)絡(luò)表示多元關(guān)系當(dāng)用語義網(wǎng)絡(luò)表示多元關(guān)系時(shí)，一般采用增加關(guān)系結(jié)點(diǎn)的辦法。如“北京位于沈陽和鄭州之間”：這是一種“…在…和…之間”的三元關(guān)系。沈陽鄭州位置關(guān)系北京邊界1居中邊界2用語義網(wǎng)絡(luò)表示多元關(guān)系當(dāng)用語義網(wǎng)絡(luò)表示多元關(guān)系時(shí)，一般采用增69三、情況和動(dòng)作的表示情況的表示事件和動(dòng)作的表示三、情況和動(dòng)作的表示情況的表示70情況的表示用語義網(wǎng)絡(luò)表示情況時(shí)，需要設(shè)立一個(gè)情況結(jié)點(diǎn)。該結(jié)點(diǎn)有一組向外引出的弧，用于指出不同的情況。如“小張很認(rèn)真地學(xué)習(xí)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程”，若不加情況結(jié)點(diǎn)：小張《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》學(xué)習(xí)課程是一門小張學(xué)習(xí)情況學(xué)習(xí)者計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)對象課程是一門很認(rèn)真學(xué)習(xí)態(tài)度情況的表示用語義網(wǎng)絡(luò)表示情況時(shí)，需要設(shè)立一個(gè)情況結(jié)點(diǎn)。該結(jié)點(diǎn)71事件和動(dòng)作的表示用語義網(wǎng)絡(luò)表示事件或動(dòng)作時(shí)，也需要建立一個(gè)事件結(jié)點(diǎn)。事件結(jié)點(diǎn)也有一些向外引出的弧，用于指出動(dòng)作的主體和客體。如前的“小張?jiān)趯W(xué)習(xí)日語”

小張學(xué)習(xí)日語主體客體事件和動(dòng)作的表示用語義網(wǎng)絡(luò)表示事件或動(dòng)作時(shí)，也需要建立一個(gè)事72四、邏輯關(guān)系的表示合取與析取的表示量詞的表示四、邏輯關(guān)系的表示合取與析取的表示73合取與析取的表示例：學(xué)習(xí)班的學(xué)員有教師、有學(xué)生、有男、有女。要用語義網(wǎng)絡(luò)來表示這個(gè)問題，首先要分析學(xué)員的不同情況：男教師、女教師；男學(xué)生、女學(xué)生則可以表示為：合取與析取的表示例：學(xué)習(xí)班的學(xué)員有教師、有學(xué)生、有男、有女。74學(xué)員ABCD部分部分與狀態(tài)或或教師學(xué)生男女學(xué)員ABCD部分部分與狀態(tài)或或教師學(xué)生男女75量詞的表示對存在量詞，可以直接用“是一種”、“是一個(gè)”等這樣的語義關(guān)系來表示。量詞的表示對存在量詞，可以直接用“是一種”、“是一個(gè)”等這樣76例題：每個(gè)學(xué)生都有一本教材這個(gè)問題的語義網(wǎng)絡(luò)如下圖所示。GS是一個(gè)概念結(jié)點(diǎn)，它表示具有全稱量化的一般事件。g是一個(gè)具體例子，如本例所提到的事實(shí)。s是一個(gè)全稱變量，表示任意一個(gè)學(xué)生。h是一個(gè)存在變量，表示某一種所有權(quán)。b是一個(gè)存在變量，表示某一本教材。這樣，s、h、b之間就構(gòu)成了一個(gè)子空間，它表示對每個(gè)學(xué)生s都存在一種所有權(quán)h和一本教材b?；　癋”表示它（g）所代表的子空間及其具體形式。例題：每個(gè)學(xué)生都有一本教材這個(gè)問題的語義網(wǎng)絡(luò)如下圖所示。77GSgIs-ashb所有者所有對象F學(xué)生Is-a教材Is-a所有權(quán)A-Kind-ofreturnGSgIs-ashb所有者所有對象F學(xué)生Is-a教材Is-78五、語義網(wǎng)絡(luò)的推理過程語義網(wǎng)絡(luò)問題求解系統(tǒng)主要由2部分所組成：由語義網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的知識庫用于問題求解的推理機(jī)構(gòu)語義網(wǎng)絡(luò)的推理過程主要有：1、繼承2、匹配3、網(wǎng)絡(luò)演繹五、語義網(wǎng)絡(luò)的推理過程語義網(wǎng)絡(luò)問題求解系統(tǒng)主要由2部分所組成79繼承所謂繼承是指把對事物的描述從抽象結(jié)點(diǎn)傳遞到具體結(jié)點(diǎn)。繼承的一般過程為：建立一個(gè)結(jié)點(diǎn)表，用來存放待求解結(jié)點(diǎn)和所有以Is-a、A-Kind-of等繼承弧與此結(jié)點(diǎn)相連的那些結(jié)點(diǎn)。初始情況下，表中只有待求解結(jié)點(diǎn)。檢查表中的第一個(gè)結(jié)點(diǎn)是否有繼承弧。若有，就把該弧所指的所有結(jié)點(diǎn)放入結(jié)點(diǎn)表的末尾，記錄這些結(jié)點(diǎn)的所有屬性，并從結(jié)點(diǎn)表中刪除第一個(gè)結(jié)點(diǎn)。若沒有，直接從結(jié)點(diǎn)表中刪除第一個(gè)結(jié)點(diǎn)重復(fù)2，直到結(jié)點(diǎn)表為空。此時(shí)，記錄下的所有屬性都是待求解結(jié)點(diǎn)記錄下來的屬性。繼承所謂繼承是指把對事物的描述從抽象結(jié)點(diǎn)傳遞到具體結(jié)點(diǎn)。80例子結(jié)點(diǎn)表1(Man)結(jié)點(diǎn)2（含屬性）

(Student;Walk)結(jié)點(diǎn)表3(Smith;Walk,Learn)ManwalkCanStudentIs-aLearnCanSmithIs-a23Age例子結(jié)點(diǎn)表1(Man)ManwalkCanStudentI81匹配所謂匹配就是在知識庫的語義網(wǎng)絡(luò)中尋找與待求問題相符的語義網(wǎng)絡(luò)模式。其主要的過程：根據(jù)待求問題的要求構(gòu)造一個(gè)網(wǎng)絡(luò)片段，該網(wǎng)絡(luò)片段中有些結(jié)點(diǎn)或弧的標(biāo)識是空的，稱為問詢處，它反映的是待求解的問題。根據(jù)該語義片段到知識庫中去尋找所需要的信息。當(dāng)待求解問題的網(wǎng)絡(luò)片段與知識庫中的某語義網(wǎng)絡(luò)片段相匹配時(shí)，則與詢問處相匹配的事實(shí)就是該問題的解。匹配所謂匹配就是在知識庫的語義網(wǎng)絡(luò)中尋找與待求問題相符的語82語義網(wǎng)絡(luò)演繹帶有邏輯推理語義關(guān)系的語義網(wǎng)絡(luò)稱為推理網(wǎng)絡(luò)。InferPossible-Reason弧語義網(wǎng)絡(luò)演繹帶有邏輯推理語義關(guān)系的語義網(wǎng)絡(luò)稱為推理網(wǎng)絡(luò)。83六、語義網(wǎng)絡(luò)表示法的特征結(jié)構(gòu)性自然性自索引性：語義網(wǎng)絡(luò)把各結(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系以明確、簡潔的方式表示出來，通過與某一結(jié)點(diǎn)的弧可以很容易的找出該結(jié)點(diǎn)有關(guān)的信息，而不必查找整個(gè)知識庫。非嚴(yán)格性復(fù)雜性六、語義網(wǎng)絡(luò)表示法的特征結(jié)構(gòu)性84面向?qū)ο蟊硎痉嫦驅(qū)ο蟮闹R表示：對象、消息、方法、封裝；類、類層次、繼承性面向?qū)ο蟊硎痉ǖ奶攸c(diǎn)：封裝性、模塊性、繼承性、易維護(hù)性面向?qū)ο蟊硎痉嫦驅(qū)ο蟮闹R表示：對象、消息、方法、封裝；類85<對象>::=(ID,DS,MS,MI)ID:對象標(biāo)識符DS：對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)MS：對象方法集合，MI：對象的消息接口<對象>::=(ID,DS,MS,MI)86ROBOCUP的對象信息ROBOCUP的對象信息87腳本（script）表示用一組槽來表示某些事件的發(fā)生序列，就像劇本中的序列一樣組成：開場條件、角色、道具、場景、結(jié)果故事理解：理解故事情節(jié)腳本（script）表示用一組槽來表示某些事件的發(fā)生序列，就882.2搜索搜索是人工智能的一個(gè)基本問題，是推理不可分割的一部分。一個(gè)問題的求解過程就是搜索過程，所以搜索實(shí)際上是求解問題的一種方法。2.2搜索搜索是人工智能的一個(gè)基本問題，是推理不可分割的89搜索概述搜索的基本概念人類的思維過程，可以看作是一個(gè)搜索的過程。我們曾經(jīng)遇到過很多有趣的智力游戲問題，比如傳教士和野人問題：有三傳教士和三個(gè)野人過河，河岸上只有一條能裝下兩個(gè)人的船，在河的任何一方或者船上，如果野人的人數(shù)大于傳教士的人數(shù)，那么傳教士就會有危險(xiǎn)。你能不能找出一種安全的渡河方法呢？如果要作這個(gè)游戲，在每一次渡河之后，都會有幾種渡河方案供你選擇，究竟哪種方案才有利于在滿足題目所規(guī)定的約束條件下順利過河呢？人工智能要解決的問題大多數(shù)是結(jié)構(gòu)不良或者非結(jié)構(gòu)的問題，對這樣的問題一般不存在成熟的求解算法，而只能利用已有的知識一步步地摸索著前進(jìn)。在這個(gè)過程中，存在著如何尋找一條推理路線，使得付出的代價(jià)盡可能地少，而問題又能夠得到解決。我們稱尋找這樣路線的過程為搜索。搜索概述搜索的基本概念90搜索的分類根據(jù)在問題求解過程中是否運(yùn)用啟發(fā)性知識，搜索可分為盲目搜索和啟發(fā)式搜索。盲目搜索是按預(yù)定的控制策略進(jìn)行，在搜索的過程中所獲得的信息不用來改進(jìn)控制策略的一種搜索。由于搜索總是按預(yù)先規(guī)定的路線進(jìn)行，沒有考慮問題本身的特性，這種方法缺乏對問題求解的針對性，需要進(jìn)行全方位的搜索，而沒有選擇最優(yōu)的搜索途徑，因此，這種搜索具有盲目性，效率較低。啟發(fā)式搜索是在搜索中加入了與問題有關(guān)的啟發(fā)式信息，用來指導(dǎo)搜索朝著最有希望的方向前進(jìn)，加速問題的求解過程，并找到最優(yōu)解。搜索的分類根據(jù)在問題求解過程中是否運(yùn)用啟發(fā)性知識，搜索可分為91狀態(tài)空間法狀態(tài)空間法的基本思想：用“狀態(tài)”和“操作”來表示或求解問題。問題是用“狀態(tài)”和“操作”來表示，問題求解過程是用“狀態(tài)空間”來表示的。狀態(tài)是表示問題求解過程中每一步問題狀況的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它可形式地表示為：Sk={Sk0,Sk1,……}。在這種狀態(tài)中，當(dāng)對每一個(gè)分量都給予確定的值時(shí)，就得到了一個(gè)具體的狀態(tài)。狀態(tài)空間法狀態(tài)空間法的基本思想：用“狀態(tài)”和“操作”來表示或92操作，也稱算符，它是把問題一個(gè)狀態(tài)變換為另一種狀態(tài)的手段。操作可理解為狀態(tài)集合上的一個(gè)函數(shù)，它描述了狀態(tài)之間的關(guān)系。狀態(tài)空間用來描述一個(gè)問題的全部狀態(tài)以及這些狀態(tài)之間的相互關(guān)系。操作，也稱算符，它是把問題一個(gè)狀態(tài)變換為另一種狀態(tài)的手段。操93狀態(tài)空間法基本過程：首先為問題選擇適當(dāng)?shù)摹盃顟B(tài)”及“操作”的形式化描述方法；然后從某個(gè)初始狀態(tài)出發(fā)，每次使用一個(gè)“操作”，遞增的建立起操作序列，直到達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)為止；此時(shí)，由初始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)所使用的算符序列就是該問題的一個(gè)解。狀態(tài)空間法基本過程：首先為問題選擇適當(dāng)?shù)摹盃顟B(tài)”及“操作”的94八數(shù)碼難題在3*3的方格棋盤上，分別放置了標(biāo)有數(shù)字1、2、3、4、5、6、7、8的八張牌，初始狀態(tài)S0,目標(biāo)狀態(tài)為Sg?？梢允褂玫牟僮饔校嚎崭褡笠?、上移、下移、右移八數(shù)碼難題在3*3的方格棋盤上，分別放置了標(biāo)有數(shù)字1、2、395狀態(tài)任一時(shí)刻,綜合數(shù)據(jù)庫的情況;237

51486{A，B，C，D} （c,a,b,0,0）狀態(tài)任一時(shí)刻,綜合數(shù)據(jù)庫的情況;237

51486{A，B96狀態(tài)空間狀態(tài)空間所有可能的狀態(tài)的全體.237

51486586

12743124

65783……狀態(tài)空間狀態(tài)空間237

51486586

12743124

97狀態(tài)轉(zhuǎn)移初始狀態(tài)目標(biāo)狀態(tài)狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)則237

51486237

45186狀態(tài)轉(zhuǎn)移初始狀態(tài)237

51486237

4518698搜索(search)路徑狀態(tài)序列搜索尋找從初始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)的路徑;S0Sg搜索(search)路徑S0Sg99搜索問題狀態(tài)空間237

5148612384765搜索問題狀態(tài)空間237

5148612384765100搜索不是檢索237

5148612384765搜索不是檢索237

5148612384765101搜索與檢索的區(qū)別狀態(tài)是否動(dòng)態(tài)生成;檢索:靜態(tài);在數(shù)據(jù)庫中檢索某人的紀(jì)錄;搜索:動(dòng)態(tài)生成;下棋搜索與檢索的區(qū)別狀態(tài)是否動(dòng)態(tài)生成;102難點(diǎn)237

5148612384765難點(diǎn)237

5148612384765103狀態(tài)空間搜索步驟狀態(tài)空間搜索實(shí)際上就是對有向圖的搜索。先把問題的初始狀態(tài)當(dāng)作當(dāng)前擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)對其進(jìn)行擴(kuò)展，生成一組子節(jié)點(diǎn)，然后檢查問題的目標(biāo)狀態(tài)是否出現(xiàn)在這些子節(jié)點(diǎn)中。若出現(xiàn)，則搜索成功，找到了該問題的解；若沒有出現(xiàn)，則按照某種搜索策略從已生成的子節(jié)點(diǎn)中選擇一個(gè)作為當(dāng)前擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)。重復(fù)上述過程，直到目標(biāo)狀態(tài)出現(xiàn)在子節(jié)點(diǎn)中或沒有可供擴(kuò)展的節(jié)點(diǎn)為止。狀態(tài)空間搜索步驟狀態(tài)空間搜索實(shí)際上就是對有向圖的搜索。104狀態(tài)空間搜索算法（準(zhǔn)備）若要討論狀態(tài)空間搜索的一般算法，需要：Open表和Closed表這樣兩個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。其中，Open表用于存放還沒有擴(kuò)展的節(jié)點(diǎn)，因此，Open表稱為未擴(kuò)展的節(jié)點(diǎn)表。Closed表用于存放已經(jīng)擴(kuò)展或?qū)⒁獢U(kuò)展的節(jié)點(diǎn)，因此，Closed稱為已擴(kuò)展的節(jié)點(diǎn)表。用S0表示問題的初始狀態(tài)，G表示搜索過程所得到的搜索圖，M表示當(dāng)前擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)新生成的且不為自己先輩的子節(jié)點(diǎn)集。狀態(tài)空間搜索算法（準(zhǔn)備）若要討論狀態(tài)空間搜索的一般算法，需要105算法(simpleversion)1．建立一個(gè)只有起始節(jié)點(diǎn)S0組成的圖G,把S0放到OPEN表中；2．建立一個(gè)CLOSED表，置為空；3．While(!NULL(OPEN))a)從OPEN表中取出（并刪除）第一個(gè)節(jié)點(diǎn)n放入

CLOSED表。

b)如果n是目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，成功結(jié)束；

c)擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)n，把n的后繼加入G中；

d)把n的后繼加入OPEN表中,并建立它們到n的指針；

e)

對OPEN表中的節(jié)點(diǎn)排序；4．返回FAIL；算法(simpleversion)1．建立一個(gè)只有起始節(jié)點(diǎn)106例子SOPENCLOSE{S}{}123{}{S}{1,2,3}{S}{2,1,3}{S}45{1,3}{S,2}{1,3,4,5}{S,2}{3,1,4,5}{S,2}{1,4,5}{S,2,3}6{1,4,5,6}{S,2,3}例子SOPENCLOSE{S}{}123{}{S}107狀態(tài)空間圖的一般搜索算法：1、把初始節(jié)點(diǎn)S0放入Open表中，并建立目前僅包含S0的圖G；2、檢查是否為空，若為空，則問題無解，失敗退出；3、把Open表的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)取出放入Closed表中，并記該節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)n；狀態(tài)空間圖的一般搜索算法：1、把初始節(jié)點(diǎn)S0放入Open表中1084、考察節(jié)點(diǎn)n是否為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，若是則得到問題的解，成功退出；5、擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)n,生成一組子節(jié)點(diǎn)。把這組節(jié)點(diǎn)中不為節(jié)點(diǎn)n先輩的子節(jié)點(diǎn)記入集合M,并把這些節(jié)點(diǎn)作為節(jié)點(diǎn)n的子節(jié)點(diǎn)加入G中。6、針對中子節(jié)點(diǎn)的不同情況，分別處理如下（1-3）：4、考察節(jié)點(diǎn)n是否為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，若是則得到問題的解，成功退出；109對那些沒有在G中出現(xiàn)過的M成員設(shè)置一個(gè)指向其父節(jié)點(diǎn)的指針，并把它放入Open表中。對那些原來已在G中出現(xiàn)過，但還沒有被擴(kuò)展的M成員，確定是否需要修改指向其父節(jié)點(diǎn)的指針。對原來已在G中出現(xiàn)過，并已經(jīng)擴(kuò)展了的M成員，確定是否需要修改其后繼節(jié)點(diǎn)指向父節(jié)點(diǎn)的指針。7、按某種策略對Open表中節(jié)點(diǎn)排序。8、轉(zhuǎn)第2步。示例如下：對那些沒有在G中出現(xiàn)過的M成員設(shè)置一個(gè)指向其父節(jié)點(diǎn)的指針，并1102S1345{1,2,3}{S}{3,1,2}{S}OPENCLOSE{S}{}{4,5,1,2}{S,3}67{6,7,5,1,2}{S,3,4}89{8,9,7,5,1,2}{S,3,4,6}{10,11,9,7,5,1,2}{S,3,4,6,8}10111213{13,10,11,9,7,5,2}{S,3,4,6,8,1,12}14{14,10,11,9,7,5,2}{S,3,4,6,8,1,12,13}2S1345{1,2,3}{S}{3,1,2}{S}1112S13{1,2,3}{S}{3,1,2}{S}OPENCLOSE{S}{}245{4,5,1,2}{S,3}67{6,7,5,1,2}{S,3,4}89{8,9,7,5,1,2}{S,3,4,6}{10,11,9,7,5,1,2}{S,3,4,6,8}10111213{13,10,11,9,7,5,2}{S,3,4,6,8,1,12}14OPEN表中的節(jié)點(diǎn)修改指針2S13{1,2,3}{S}{3,1,2}{S}OP1122S13{1,2,3}{S}{3,1,2}{S}OPENCLOSE{S}{}245{4,5,1,2}{S,3}67{6,7,5,1,2}{S,3,4}89{8,9,7,5,1,2}{S,3,4,6}{10,11,9,7,5,1,2}{S,3,4,6,8}10111213{13,10,11,9,7,5,2}{S,3,4,6,8,1,12}14{13,10,11,9,7,5}{S,3,4,6,8,1,12,2}2S13{1,2,3}{S}{3,1,2}{S}OP1132S13{1,2,3}{S}{3,1,2}{S}OPENCLOSE{S}{}245{4,5,1,2}{S,3}67{6,7,5,1,2}{S,3,4}89{8,9,7,5,1,2}{S,3,4,6}{10,11,9,7,5,1,2}{S,3,4,6,8}10111213{13,10,11,9,7,5,2}{S,3,4,6,8,1,12}14{13,10,11,9,7,5}{S,3,4,6,8,1,12,2}CLOSED表中的節(jié)點(diǎn)修改指針2S13{1,2,3}{S}{3,1,2}{S}OP1142S13{1,2,3}{S}{3,1,2}{S}OPENCLOSE{S}{}245{4,5,1,2}{S,3}67{6,7,5,1,2}{S,3,4}89{8,9,7,5,1,2}{S,3,4,6}{10,11,9,7,5,1,2}{S,3,4,6,8}10111213{13,10,11,9,7,5,2}{S,3,4,6,8,1,12}14{13,10,11,9,7,5}{S,3,4,6,8,1,12,2}CLOSED表中節(jié)點(diǎn)(8)的后裔(10)修改指針2S13{1,2,3}{S}{3,1,2}{S}OP115算法說明各種搜索策略的主要區(qū)別在于對Open表中節(jié)點(diǎn)排序的不同；一旦被考察的節(jié)點(diǎn)是目標(biāo)節(jié)點(diǎn)時(shí),算法成功結(jié)束;

算法結(jié)束后，將生成一個(gè)圖G，稱為搜索圖。同時(shí)由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)指針指向父節(jié)點(diǎn)，這些指針指向的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成G的一個(gè)支撐樹，稱為搜索樹。

修改指針:找最優(yōu)解；檢查新產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)以前是否產(chǎn)生過，計(jì)算量較大;算法說明各種搜索策略的主要區(qū)別在于對Open表中節(jié)點(diǎn)排序的不1162S134567891011121314搜索圖2S134567891011121314搜索圖1172S1324567891011121314搜索樹2S1324567891011121314搜索樹118狀態(tài)空間盲目搜索無須重新安排OPEN表的搜索叫做無信息搜索或盲目搜索，它包括寬度優(yōu)先搜索、深度優(yōu)先搜索和等代價(jià)搜索等。盲目搜索只適用于求解比較簡單的問題。狀態(tài)空間盲目搜索無須重新安排OPEN表的搜索叫做無信息搜索或119一、寬度優(yōu)先搜索寬度優(yōu)先搜索(breadth-firstsearch)又稱為廣度優(yōu)先搜索，是一種盲目搜索策略。其基本思想是，從初始節(jié)點(diǎn)開始，向下逐層對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行依次擴(kuò)展，并考察它是否為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，在對下層節(jié)點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展（或搜索）之前，必須完成對當(dāng)前層的所有節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展。在搜索過程中，未擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)表OPEN中的節(jié)點(diǎn)排序準(zhǔn)則是：先進(jìn)入的節(jié)點(diǎn)排在前面，后進(jìn)入的節(jié)點(diǎn)排在后面。一、寬度優(yōu)先搜索寬度優(yōu)先搜索(breadth-firsts120二、深度優(yōu)先搜索另一種盲目(無信息)搜索叫做深度優(yōu)先搜索(depth-firstsearch)。在深度優(yōu)先搜索中，首先擴(kuò)展最新產(chǎn)生的(即最深的)節(jié)點(diǎn)。深度相等的節(jié)點(diǎn)可以任意排列。我們定義節(jié)點(diǎn)的深度如下：(1)起始節(jié)點(diǎn)(即根節(jié)點(diǎn))的深度為0。(2)任何其他節(jié)點(diǎn)的深度等于其父輩節(jié)點(diǎn)的深度加1。二、深度優(yōu)先搜索另一種盲目(無信息)搜索叫做深度優(yōu)先搜索(d121三、等代價(jià)搜索在等代價(jià)搜索算法中，把從節(jié)點(diǎn)i到其后繼節(jié)點(diǎn)j的連接弧線代價(jià)記為c(i,j)，把從起始節(jié)點(diǎn)s到任一節(jié)點(diǎn)i的路徑代價(jià)記為g(i)。在搜索樹上，假設(shè)g(i)也是從起始節(jié)點(diǎn)s到節(jié)點(diǎn)i的最少代價(jià)路徑上的代價(jià)，因?yàn)樗俏┮坏穆窂?。等代價(jià)搜索方法以g(i)的遞增順序擴(kuò)展其節(jié)點(diǎn)，三、等代價(jià)搜索在等代價(jià)搜索算法中，把從節(jié)點(diǎn)i到其后繼節(jié)點(diǎn)j122狀態(tài)空間啟發(fā)式搜索前面我們討論的各種搜索策略的一個(gè)共同的特點(diǎn)就是它們的搜索路線是事先決定好的，沒有利用被求解問題的任何特性信息，在決定要擴(kuò)展的節(jié)點(diǎn)時(shí)，沒有考慮該節(jié)點(diǎn)到底是否可能出現(xiàn)在解的路徑上，也沒有考慮它是否有利于問題的求解以及所求的解是否為最優(yōu)解，這樣的搜索策略具有很大的盲目性。狀態(tài)空間啟發(fā)式搜索前面我們討論的各種搜索策略的一個(gè)共同的特123如果能夠找到一種方法用于排列待擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)的順序，即選擇最有希望的節(jié)點(diǎn)加以擴(kuò)展，那么，搜索效率將會大為提高。在許多情況下，能夠通過檢測來確定合理的順序。本節(jié)所介紹的搜索方法就是優(yōu)先考慮這類檢測，稱這類搜索為啟發(fā)式搜索(heuristicallysearch)或有信息搜索(informedsearch)。如果能夠找到一種方法用于排列待擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)的順序，即選擇最有希望124一、啟發(fā)式搜索策略和估價(jià)函數(shù)我們用f(n)表示節(jié)點(diǎn)n的估價(jià)函數(shù)，則f(n)可以為任意函數(shù)。如f(n)可以表示節(jié)點(diǎn)n處于最佳路徑的概率，也可以表示節(jié)點(diǎn)n到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離。一般來說，估價(jià)一個(gè)節(jié)點(diǎn)價(jià)值必須考慮兩方面的因素：已經(jīng)付出的代價(jià)和將要付出的代價(jià)。一、啟發(fā)式搜索策略和估價(jià)函數(shù)我們用f(n)表示節(jié)點(diǎn)n的估價(jià)125二、最佳優(yōu)先搜索最佳優(yōu)先搜索(best-firstsearch)又稱為有序搜索(orderedsearch)，它總是選擇最有希望的節(jié)點(diǎn)作為下一個(gè)要擴(kuò)展的節(jié)點(diǎn)，而這種最有希望的節(jié)點(diǎn)是按估價(jià)函數(shù)f(n)的值來挑選的，一般估價(jià)函數(shù)的值越小，它的希望程度就越大。根據(jù)習(xí)慣，我們把OPEN表上的節(jié)點(diǎn)按照它們估價(jià)函數(shù)值的遞增順序排列。根據(jù)推測，某個(gè)具有低的估價(jià)值的節(jié)點(diǎn)較有可能處在最佳路徑上。二、最佳優(yōu)先搜索最佳優(yōu)先搜索(best-firstsea126最佳優(yōu)先搜索算法：（1）把起始節(jié)點(diǎn)s放到OPEN表中，計(jì)算其估價(jià)值f(s)。（2）如果OPEN是個(gè)空表，則失敗退出，無解。（3）從OPEN表中選擇一個(gè)f值最小的節(jié)點(diǎn)i。結(jié)果有幾個(gè)節(jié)點(diǎn)合格，當(dāng)其中有一個(gè)為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)時(shí)，則選擇此目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，否則就選擇其中任一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為節(jié)點(diǎn)i。（4）把節(jié)點(diǎn)i從OPEN表中移出，并把它放入CLOSED表中。最佳優(yōu)先搜索算法：（1）把起始節(jié)點(diǎn)s放到OPEN表中，計(jì)算其127（5）如果i是個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，則成功退出，求得一個(gè)解。（6）擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)i，生成其全部后繼節(jié)點(diǎn)。對于i的每一個(gè)后繼節(jié)點(diǎn)j：(a)計(jì)算f(j)。(b)如果j既不在OPEN表中，也不在CLOSED表中，則用估價(jià)函數(shù)f把它添入OPEN表。從j加一指向其父輩節(jié)點(diǎn)i的指針，以便一旦找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)時(shí)記住一個(gè)解答路徑。（5）如果i是個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，則成功退出，求得一個(gè)解。128(c)如果j已在OPEN表或CLOSED表上，則比較剛剛對j計(jì)算過的f值和前面計(jì)算過的該節(jié)點(diǎn)在表中的f值。如果新的f值較小，則(i)以此新值取代舊值。(ii)從j指向i，而不是指向它的父輩節(jié)點(diǎn)。(iii)如果節(jié)點(diǎn)j在CLOSED表中，則把它移回OPEN表。（7）轉(zhuǎn)向（2），即GOTO（2）。(c)如果j已在OPEN表或CLOSED表上，則比較剛剛對j129與/或樹搜索與/或樹是不同于狀態(tài)空間法的另外一種用于表示問題及求解過程的形式化方法，通常用于表示比較復(fù)雜的問題求解。與/或樹搜索與/或樹是不同于狀態(tài)空間法的另外一種用于表示問題130與/或樹搜索的目標(biāo)是尋找解樹，從而求得原始問題的解。如果在搜索的某一時(shí)刻，通過可解標(biāo)示過程可確定初始節(jié)點(diǎn)是可解的，則由初始節(jié)點(diǎn)及其下屬的可解節(jié)點(diǎn)就構(gòu)成了解樹。如果在某時(shí)刻被選為擴(kuò)展的解點(diǎn)不可擴(kuò)展，并且它不是終止節(jié)點(diǎn)，則此節(jié)點(diǎn)就是不可解節(jié)點(diǎn)。此時(shí)可應(yīng)用不可解標(biāo)示過程確定初始節(jié)點(diǎn)是否為不可解節(jié)點(diǎn)，如果可以肯定初始節(jié)點(diǎn)是不可解節(jié)點(diǎn)，則搜索失敗，否則繼續(xù)擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)。與/或樹搜索的目標(biāo)是尋找解樹，從而求得原始問題的解。如果在搜131與/或樹的盲目搜索對于與/或樹的盲目搜索，通常有寬度優(yōu)先搜索、深度優(yōu)先搜索和有界深度優(yōu)先搜索等。因篇幅所限，我們這里僅介紹與/或樹的寬度優(yōu)先搜索算法。與/或樹的盲目搜索對于與/或樹的盲目搜索，通常有寬度優(yōu)先搜索132與/或樹的寬度優(yōu)先搜索1、把初始節(jié)點(diǎn)S0放入Open表中；2、把Open表的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)取出放入Closed表中，并記該節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)n；3、若節(jié)點(diǎn)n可擴(kuò)展，則做下列工作：①擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)n，將其子節(jié)點(diǎn)放入Open表的尾部，并為每一個(gè)子節(jié)點(diǎn)設(shè)置指向父節(jié)點(diǎn)的指針；②考察這些子節(jié)點(diǎn)是否有終止節(jié)點(diǎn)。若有，則標(biāo)記這些終止節(jié)點(diǎn)為可解節(jié)點(diǎn)，并用可解標(biāo)記過程對其父節(jié)點(diǎn)或先輩節(jié)點(diǎn)中可解節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記。如初始節(jié)點(diǎn)S0被標(biāo)記為可解節(jié)點(diǎn)，得到解樹，成功退出。如不能確定為S0可解節(jié)點(diǎn)，則從Open表中刪除具有可解先輩的節(jié)點(diǎn)；③轉(zhuǎn)第2步與/或樹的寬度優(yōu)先搜索1、把初始節(jié)點(diǎn)S0放入Open表中；1334、如果節(jié)點(diǎn)不可擴(kuò)展，則做下列工作：①標(biāo)記節(jié)點(diǎn)n為不可解節(jié)點(diǎn)；②用不可解標(biāo)記過程對節(jié)點(diǎn)n的先輩節(jié)點(diǎn)中不可解節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記。如初始節(jié)點(diǎn)S0被標(biāo)記為不可解節(jié)點(diǎn)，原問題無解而失敗退出。如不能確定S0為不可解節(jié)點(diǎn)，則從Open表中刪除具有不可解先輩的節(jié)點(diǎn)；③轉(zhuǎn)第2步4、如果節(jié)點(diǎn)不可擴(kuò)展，則做下列工作：134第2章人工智能基礎(chǔ)機(jī)器人足球比賽不僅僅起源于人工智能的發(fā)展、依賴于人工智能的理論和技術(shù)，而且以促進(jìn)人工智能的發(fā)展為主要目的之一。第2章人工智能基礎(chǔ)機(jī)器人足球比賽不僅僅起源于人工智能的發(fā)展135目錄2.1知識與推理

2.2搜索 目錄2.1知識與推理 1362.1知識與推理主要內(nèi)容：什么是知識？什么是知識表示？如何表示知識？常用知識表示和推理2.1知識與推理主要內(nèi)容：137數(shù)據(jù)、信息、知識數(shù)據(jù)是信息的載體和表示信息是數(shù)據(jù)在特定場合下的含義，或數(shù)據(jù)的語義，是對客觀事物的一般性描述知識是對信息進(jìn)行加工所形成的對客觀世界規(guī)律性的認(rèn)識。①是經(jīng)過精簡、塑造、解釋、選擇和轉(zhuǎn)換的信息②是由特定領(lǐng)域的描述、關(guān)系和過程組成。數(shù)據(jù)、信息、知識數(shù)據(jù)是信息的載體和表示138知識的類型按知識的作用范圍分：1常識性知識2領(lǐng)域性知識按知識的作用分：1事實(shí)性知識2過程性知識3控制性知識4元知識知識的類型按知識的作用范圍分：按知識的作用分：139人們描述客觀世界的數(shù)據(jù)、信息、知識等具有如下的金字塔型層次結(jié)構(gòu)。噪聲數(shù)據(jù)信息知識元知識人們描述客觀世界的數(shù)據(jù)、信息、知識等具有如下的金字塔型層次結(jié)140什么是知識表示？知識表示是對知識的一種描述，或者說是將知識編碼為一組計(jì)算機(jī)可以接受的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的過程。衡量標(biāo)準(zhǔn)：可實(shí)現(xiàn)性、表示能力、可利用性、可組織性、可維護(hù)性、自然性什么是知識表示？知識表示是對知識的一種描述，或者說是將知識編141常用的知識表示法與推理謂詞邏輯表示法產(chǎn)生式表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法面向?qū)ο蟊硎痉蚣鼙硎痉_本表示常用的知識表示法與推理謂詞邏輯表示法142謂詞邏輯(predicatelogic)一、邏輯基礎(chǔ)二、謂詞邏輯表示法三、謂詞邏輯表示的特性謂詞邏輯(predicatelogic)一、邏輯基礎(chǔ)143一、邏輯基礎(chǔ)命題:一個(gè)陳述句稱為斷言.凡是有真假意義的斷言稱為命題.命題的意義通常稱為真值，它有真假兩種情況.例子:南京是江蘇的省會城市。（T）南京是江西的省會城市。（F）一、邏輯基礎(chǔ)命題:144謂詞謂詞可分為：謂詞名與個(gè)體兩個(gè)部分。個(gè)體表示某個(gè)獨(dú)立存在的事物或者某個(gè)抽象的概念，謂詞名用于刻畫個(gè)體的性質(zhì)、狀態(tài)或個(gè)體之間的關(guān)系。一般形式:P(x1,x2,…,xn).其中，P為謂詞名，x1,x2,…,xn為個(gè)體，個(gè)體可以是變量、變元、函數(shù)，個(gè)體取值范圍稱為個(gè)體域.例子:Man(x)謂詞謂詞可分為：謂詞名與個(gè)體兩個(gè)部分。個(gè)體表示某個(gè)獨(dú)立存在的145函數(shù)定義（函數(shù)）設(shè)D是個(gè)體域,f:Dn→

D是一個(gè)映射，則稱f是D上的一個(gè)n元函數(shù)，記作：F(x1,x2,…,xn)

例子:father(x,y)函數(shù)定義（函數(shù)）146連接詞和量詞連接詞﹁“非”“否定”∧“合取”∨“析取”→“條件”“蘊(yùn)含”“雙條件”量詞:全稱量詞x:所有x,每個(gè)x;:存在量詞x:存在一個(gè)x;連接詞和量詞連接詞量詞147二、謂詞邏輯表示法對事物的狀態(tài)、屬性、概念等事實(shí)性知識，通?？梢杂梅穸ā⑽鋈』蚝先》栠B接起來的謂詞公式表示；對事物間的關(guān)系通常用蘊(yùn)含式表示二、謂詞邏輯表示法對事物的狀態(tài)、屬性、概念等事實(shí)性知識，通常148三、謂詞邏輯表示的特性自然精確嚴(yán)密容易實(shí)現(xiàn)知識表示能力差存在組合爆炸系統(tǒng)效率低三、謂詞邏輯表示的特性自然知識表示能力差149小結(jié)問題你認(rèn)為什么是邏輯？邏輯解決什么問題？如何用邏輯表示守門員相關(guān)狀態(tài)知識？小結(jié)問題你認(rèn)為什么是邏輯？邏輯解決什么問題？150產(chǎn)生式表示法內(nèi)容一、產(chǎn)生式表示的基本方法及特性二、產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)三、產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本過程四、產(chǎn)生式系統(tǒng)的類型五、產(chǎn)生式系統(tǒng)的特點(diǎn)產(chǎn)生式表示法內(nèi)容一、產(chǎn)生式表示的基本方法及特性151一、產(chǎn)生式表示的基本方法及特性事實(shí)可看作是一個(gè)斷言。常用三元組表示確定性知識可用一個(gè)多元組:（對象，屬性，值）或（關(guān)系，對象1，對象2）來表示。如（snow,color,white）：”雪的顏色是白的1、事實(shí)一、產(chǎn)生式表示的基本方法及特性事實(shí)可看作是一個(gè)斷言。常用三元1522、規(guī)則規(guī)則描述事物間的因果關(guān)系。規(guī)則的產(chǎn)生式表示形式稱為產(chǎn)生式規(guī)則，簡稱規(guī)則，或產(chǎn)生式形式:條件行動(dòng)前提結(jié)論“if……then……”例如：所有人會死∧甲是人→甲會死2、規(guī)則規(guī)則描述事物間的因果關(guān)系。規(guī)則的產(chǎn)生式表示形式稱為產(chǎn)153規(guī)則與蘊(yùn)涵式的主要區(qū)別：規(guī)則表示的知識或匹配可以是不確定的，而蘊(yùn)涵式只能表示確定性知識，并且匹配要求是確定的。<產(chǎn)生式>::=<前提><結(jié)論>

<前提>::=<簡單條件>|<復(fù)合條件><結(jié)論>::=<事實(shí)>|<操作>規(guī)則與蘊(yùn)涵式的主要區(qū)別：154二、產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)產(chǎn)生式系統(tǒng)：把一組產(chǎn)生式放在一起，并讓它們相互配合，協(xié)同作用以求解問題的系統(tǒng)稱為產(chǎn)生式系統(tǒng)?；窘Y(jié)構(gòu)包括三個(gè)部分：綜合數(shù)據(jù)庫(globaldatabase)

規(guī)則庫(setofrules)控制系統(tǒng)(controlsystem)二、產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)產(chǎn)生式系統(tǒng)：把一組產(chǎn)生式放在一起，并1551、綜合數(shù)據(jù)庫也稱事實(shí)庫，存放已知的事實(shí)和推導(dǎo)出的中間事實(shí);說明具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，用DBMS和文件等都可以。數(shù)據(jù)是廣義的，可以是常量、變量、謂詞、圖像等。1、綜合數(shù)據(jù)庫也稱事實(shí)庫，存放已知的事實(shí)和推導(dǎo)出的中間事實(shí);1562、規(guī)則庫存放所有規(guī)則的集合這些規(guī)則描述了問題領(lǐng)域中的一般性知識設(shè)計(jì)時(shí)注意：有效的表達(dá)領(lǐng)域內(nèi)的過程性知識對知識進(jìn)行合理的組織與管理2、規(guī)則庫存放所有規(guī)則的集合1573、控制機(jī)構(gòu)控制機(jī)構(gòu)完成的工作有：匹配綜合數(shù)據(jù)庫中已知事實(shí)與規(guī)則條件部分；多于一條規(guī)則匹配成功時(shí)，選擇哪條規(guī)則執(zhí)行(點(diǎn)燃)；如何將匹配規(guī)則的結(jié)論部分放入綜合數(shù)據(jù)庫（是直接添加到數(shù)據(jù)庫中，還是替換其中的某些東西）；決定系統(tǒng)何時(shí)終止；3、控制機(jī)構(gòu)控制機(jī)構(gòu)完成的工作有：158綜合數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生式規(guī)則控制機(jī)制綜合數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生式規(guī)則控制機(jī)制159三、產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本過程產(chǎn)生式系統(tǒng)的問題求解步驟：將已知的事實(shí)放入綜合數(shù)據(jù)庫；檢查規(guī)則庫中是否存在未使用過的規(guī)則，若有執(zhí)行3，否則轉(zhuǎn)5檢查規(guī)則庫中未使用的規(guī)則中是否有其前提可與綜合數(shù)據(jù)庫中已知事實(shí)相匹配的規(guī)則，若有則從中選擇一個(gè)，否則轉(zhuǎn)6.執(zhí)行當(dāng)前規(guī)則，并對規(guī)則作上標(biāo)記，規(guī)則的結(jié)論放入綜合數(shù)據(jù)庫；如該規(guī)則的結(jié)論是一些操作，則執(zhí)行這些操作三、產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本過程產(chǎn)生式系統(tǒng)的問題求解步驟：160產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本過程（續(xù)）5.檢查綜合數(shù)據(jù)庫中是否包含了該問題的解，若包含，問題求解結(jié)束，否則轉(zhuǎn)26.當(dāng)規(guī)則庫中還有未使用的規(guī)則，但不能和已知事實(shí)相匹配時(shí)，要求用戶進(jìn)一步提供關(guān)于該問題的事實(shí)，若能提供，轉(zhuǎn)2，否則終止問題求解7.若知識庫中不再有未使用的規(guī)則，終止問題求解產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本過程（續(xù)）5.檢查綜合數(shù)據(jù)庫中是否包含了該問161四、產(chǎn)生式系統(tǒng)的類型按推理方向分：正向、逆向、雙向按規(guī)則庫的性質(zhì)及結(jié)構(gòu)分類：可交換、可分解、可恢復(fù)四、產(chǎn)生式系統(tǒng)的類型按推理方向分：正向、逆向、雙向162五、產(chǎn)生式系統(tǒng)的特點(diǎn)自然性：模塊性：有效性清晰性：規(guī)則分為左半部分和右半部分；左半部分是條件，右半部分是結(jié)論；效率不高不能表達(dá)具有結(jié)構(gòu)性的知識

五、產(chǎn)生式系統(tǒng)的特點(diǎn)自然性：163prolog例子根據(jù)聲音，判斷動(dòng)物。prolog例子根據(jù)聲音，判斷動(dòng)物。164框架(frame)表示法一、框架理論二、框架和實(shí)例框架三、框架系統(tǒng)四、框架系統(tǒng)的推理過程框架(frame)表示法一、框架理論165一、框架理論框架理論：人們對現(xiàn)實(shí)世界中各種事物的認(rèn)識都是以一種類似于框架的結(jié)構(gòu)存儲在記憶中的。當(dāng)遇到一個(gè)新事物時(shí)，就從記憶中找到一個(gè)合適的框架，并根據(jù)其細(xì)節(jié)加以修改、補(bǔ)充，從而形成對這個(gè)新事物的認(rèn)識一、框架理論框架理論：人們對現(xiàn)實(shí)世界中各種事物的認(rèn)識都是以一166人們不可能把過去的經(jīng)驗(yàn)全部存放在腦子里，而只是以一種通用的數(shù)據(jù)形式把它們存儲起來，當(dāng)新情況發(fā)生時(shí)，只要把新的數(shù)據(jù)加入到該通用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中便可以形成一個(gè)具體的實(shí)體，這樣通用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為框架?？蚣苁侵R的基本單位，把一組有關(guān)的框架連接起來便可形成一個(gè)框架系統(tǒng)。人們不可能把過去的經(jīng)驗(yàn)全部存放在腦子里，而只是以一種通用的數(shù)167對于一個(gè)框架，當(dāng)人們把觀察或認(rèn)識到的具體細(xì)節(jié)填入后，就得到了該框架的一個(gè)具體實(shí)例，框架的這種具體實(shí)例被稱為實(shí)例框架。對于一個(gè)框架，當(dāng)人們把觀察或認(rèn)識到的具體細(xì)節(jié)填入后，就得到了168二、框架和實(shí)例框架在一個(gè)框架系統(tǒng)中，一般都含有多個(gè)框架，一個(gè)框架通常由若干個(gè)槽組成，每一個(gè)槽又可以根據(jù)實(shí)際情況擁有若干個(gè)側(cè)面，每個(gè)側(cè)面也可以擁有若干個(gè)側(cè)面值。二、框架和實(shí)例框架在一個(gè)框架系統(tǒng)中，一般都含有多個(gè)框架，一個(gè)169<框架名>槽名a:側(cè)面名a1值a1v1,值a1v2,……側(cè)面名an值anv1,值anv2…………槽名x:側(cè)面名x1值x1v1,……約束：約束條件1

約束條件n<框架名>槽名a:側(cè)面名a1值a1v1,值a1170框架名：<書>

書名：單位（字符串）作者：<作者>表明對〈作者〉框架的調(diào)用出版社：<出版社>

版權(quán)：單位（年）條件：年>2000框架名：<作者>

姓名：單位（姓，名）電郵：單位（字符串）框架名：<書>171對于一個(gè)框架，當(dāng)把具體信息添入其槽或側(cè)面后，就得到一個(gè)該框架的實(shí)例框架。如：<書>

書名：ExtremeProgramingExplained

作者：<作者1>

出版社：<出版社1>

版權(quán)：2002對于一個(gè)框架，當(dāng)把具體信息添入其槽或側(cè)面后，就得到一個(gè)該框架172三、框架系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)框架系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框架系統(tǒng)的表示框架系統(tǒng)的預(yù)定義槽名三、框架系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)框架系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)173框架系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框架系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)是通過諸如框架之間的橫向或縱向聯(lián)系來實(shí)現(xiàn)。由于一個(gè)框架的槽值或側(cè)面值可以是另一框架的名字，這在框架之間建立起了一種聯(lián)系，這種聯(lián)系稱為框架之間的橫向聯(lián)系。如前面關(guān)于“書”的例子。當(dāng)用框架來表示那種具有演繹關(guān)系的知識結(jié)構(gòu)時(shí)，下層框架與上層框架之間具有一種繼承關(guān)系，這種具有繼承關(guān)系的框架之間的聯(lián)系稱為縱向聯(lián)系?？蚣芟到y(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框架系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)是通過諸如框架之間的橫向174當(dāng)下層框架對上層框架具有繼承關(guān)系時(shí)，可以在下層框架中增加一個(gè)“繼承”槽，其槽值為上層框架的框架名。如描述“學(xué)生”信息，可以先定義“人”的基本信息：框架名<人>

姓名：單位（姓，名）性別：范圍（男，女）身份證號：當(dāng)下層框架對上層框架具有繼承關(guān)系時(shí)，可以在下層框架中增加一個(gè)175框架名<學(xué)生>

繼承：<人>

入學(xué)時(shí)間：單位（年，月）學(xué)制：單位（年）學(xué)號：單位（年，班級代號，班內(nèi)學(xué)號）

框架名<學(xué)生>176框架系統(tǒng)的表示由以上分析可知，框架系統(tǒng)是由框架之間的縱向、橫向聯(lián)系所形成的一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)。框架系統(tǒng)的表示由以上分析可知，框架系統(tǒng)是由框架之間的縱向、橫177框架系統(tǒng)的預(yù)定義槽名在框架系統(tǒng)中，框架之間的聯(lián)系實(shí)際上是通過在槽中填入相應(yīng)的框架名來實(shí)現(xiàn)的，至于框架之間究竟為何種關(guān)系，是由槽名來指定的。在框架系統(tǒng)中通常定義了一些標(biāo)準(zhǔn)槽名，稱這些槽名為系統(tǒng)預(yù)定義槽名。常用的預(yù)定義槽名有以下幾種：框架系統(tǒng)的預(yù)定義槽名在框架系統(tǒng)中，框架之間的聯(lián)系實(shí)際上是通過1781、ISA槽：用來指出一個(gè)具體事物與其抽象概念間的類屬關(guān)系。一般的說，“ISA”槽所指出的聯(lián)系都具有繼承性，即下層框架可以繼承上層框架所描述的屬性或值?？蚣苊?lt;人>

姓名：單位（姓，名）性別：范圍（男，女）框架名<學(xué)生>Is-a：<人>

入學(xué)時(shí)間：單位（年，月）學(xué)制：單位（年）1、ISA槽：用來指出一個(gè)具體事物與其抽象概念間的類屬關(guān)系。1792、AKO槽：用來指出事物間的抽象概念上的類屬關(guān)系。用作為下層框架的槽名時(shí)，其槽值為上層框架的框架名。它表示該下層框架表示的事物比其上層框架更具體。如“大中專學(xué)生”框架名<大中專學(xué)生>