§2.1知識概述2.1.1知識的概念知識是人類對其所處客觀世界運動規(guī)律的認(rèn)識、理解與經(jīng)驗。知識的正確與否是與客觀環(huán)境密切相關(guān)的，當(dāng)環(huán)境條件有所變化，知識也將被更新和取代。人工智能領(lǐng)域，知識劃分為事實知識、規(guī)則知識、控制知識和元知識。事實知識是與研究對象有關(guān)的知識；規(guī)則知識在問題中與事物動作建立起因果關(guān)系的知識；控制知識是有關(guān)問題求解過程中的知識；元知識是構(gòu)成知識的基本單位，包含知識的使用規(guī)則、解釋規(guī)則等?！?.1知識概述2.1.2知識的特性信息具有確定性和不確定性之分。由于客觀世界是復(fù)雜多變的，知識也只有在特定的環(huán)境條件下才得以成立，即具有相對正確性。知識的不確定性是由獲取信息的隨機性、模糊性、經(jīng)驗性和不完全性所導(dǎo)致的?！?.1知識概述2.1.2知識的特性知識最終被人類利用并用來改造社會，推動文明和生產(chǎn)力的進步。同時，通過計算機等機器設(shè)備也可對知識加以利用，人工智能技術(shù)即是在此背景下提出的，讓機器如人類一般學(xué)習(xí)、表示和利用知識。§2.1知識概述2.1.4知識的表示知識表示是一種計算機能夠接受的用于描述知識的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。知識表示有外部和內(nèi)部兩種表示模式，外部模式是一種外在的形式化描述，內(nèi)部模式是一種內(nèi)在的存儲化結(jié)構(gòu)。人工智能領(lǐng)域的知識表示，目的是使其能夠讓計算機易于接受和理解。知識表示應(yīng)滿足以下要求：便于知識的獲??；保證獲取知識的正確與有效性；便于知識管理和維護；便于機器對知識的理解與利用。知識表示的一般方法包括狀態(tài)空間法、總結(jié)歸納法、語義網(wǎng)絡(luò)法、謂詞邏輯法等。§2.2問題搜索求解2.2.1搜索的概念及過程搜索中需要解決的問題包括是否一定有解、是否會陷入死循環(huán)、搜到的解是否最優(yōu)、對空間和時間的消耗程度等。搜索首先將初始狀態(tài)或目標(biāo)狀態(tài)作為當(dāng)前狀態(tài)開始出發(fā)；然后逐個掃描操作算子集合，將適用于當(dāng)前狀態(tài)的操作算子作用于當(dāng)前狀態(tài)而得到新的狀態(tài)，并建立指向其父節(jié)點的指針；最后檢查新生成的狀態(tài)是否滿足結(jié)束條件，若滿足則得到問題的一個解，并沿著有關(guān)指針從結(jié)束狀態(tài)反向到達初始狀態(tài)，得到一個解的路徑，否則將新狀態(tài)作為當(dāng)前狀態(tài)返回至第二步重新進行搜索?！?.2問題搜索求解2.2.2搜索的分類按搜索方向的不同，搜索策略可分為正向搜索、反向搜索和雙向搜索。正向搜索是指從初始狀態(tài)，即問題給出的條件出發(fā)，利用操作算子進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，最終到達目標(biāo)狀態(tài)，又稱為數(shù)據(jù)驅(qū)動。反向搜索是指從目標(biāo)狀態(tài)，即問題想達到的目的出發(fā)，看產(chǎn)生該目的需用哪些操作算子，以及應(yīng)用操作算子產(chǎn)生目的時需要的條件，又稱為目的驅(qū)動。雙向搜索是指正向搜索和反向搜索同時進行，直到兩條搜索路徑在某處匯合為止。按搜索原理的不同，搜索策略可分為盲目搜索和啟發(fā)式搜索。盲目搜索是指事先不具備待求解問題的任何相關(guān)知識，依次或隨機調(diào)用操作算子進行的搜索。啟發(fā)式搜索是指事先考慮待求解問題領(lǐng)域可應(yīng)用的知識，動態(tài)調(diào)用操作算子，優(yōu)先選擇適合的操作算子，有針對性地進行搜索?！?.2問題搜索求解2.2.2搜索的分類基于AI算法求任一解的搜索策略有爬山法、深度優(yōu)先法、限定范圍搜索法、回溯法、最好優(yōu)先法等。基于AI算法求最優(yōu)解的搜索策略有大英博物館法、寬度優(yōu)先法、分支界定法、最佳圖搜索A*法、動態(tài)規(guī)劃法等?；贏I算法求與或關(guān)系解圖的搜索策略有AO*法、極大極小法、α-β剪枝法、啟發(fā)式剪枝法等?！?.3產(chǎn)生式系統(tǒng)2.2.2搜索的分類產(chǎn)生式系統(tǒng)分為三個基本組成結(jié)構(gòu)：綜合數(shù)據(jù)庫、產(chǎn)生式規(guī)則、控制系統(tǒng)。綜合數(shù)據(jù)庫用來表述問題狀態(tài)或有關(guān)事實；前提和結(jié)論構(gòu)成了一條規(guī)則，若干條規(guī)則構(gòu)成了數(shù)據(jù)庫；控制系統(tǒng)用于對規(guī)則的解釋，規(guī)定了可用規(guī)則的選擇原則以及規(guī)則的推理方向，并指導(dǎo)問題的求解過程。產(chǎn)生式系統(tǒng)具有格式固定化、知識模塊化和機器可讀化的特點。產(chǎn)生式系統(tǒng)的格式一般由“if...then...”的形式組成，即前提產(chǎn)生結(jié)論。知識的模塊化結(jié)構(gòu)可讓知識庫的修改與完善變得更加容易。由于機器的可讀性，可較容易地完成機器識別、語法及語義檢查等?！?.3產(chǎn)生式系統(tǒng)2.2.2搜索的分類用產(chǎn)生式系統(tǒng)求解問題就是把問題的描述轉(zhuǎn)化為產(chǎn)生式系統(tǒng)的三個組成部分，基本過程包括匹配、選擇和執(zhí)行。§2.3產(chǎn)生式系統(tǒng)2.3.2產(chǎn)生式系統(tǒng)控制策略產(chǎn)生式系統(tǒng)的問題求解其實就是一種規(guī)則搜索過程。不同的控制策略能夠產(chǎn)生不同的解，控制策略的好壞也將直接影響到問題求解的效率?？刂撇呗钥煞譃椴豢沙坊胤绞胶驮囂椒绞絻煞N。不可撤回方式是利用問題給出的局部知識來決定規(guī)則的選取，而無須考慮將已用過的規(guī)則撤回，最具代表性的是爬山算法?！?.3產(chǎn)生式系統(tǒng)2.3.2產(chǎn)生式系統(tǒng)控制策略爬山算法存在一個缺點，當(dāng)達到某一狀態(tài)后，雖然未達到目標(biāo)狀態(tài)，但又搜索不到比該狀態(tài)更好的狀態(tài)，比如局部極大點，其比相鄰狀態(tài)點都要好，但并非目標(biāo)狀態(tài)；如平頂點，其與相鄰點狀態(tài)均相同；如山脊點，若狀態(tài)搜索方向與山脊走向不一致，則會停留在山脊處?！?.3產(chǎn)生式系統(tǒng)2.3.3產(chǎn)生式系統(tǒng)類型產(chǎn)生式系統(tǒng)可分為方向型產(chǎn)生式系統(tǒng)、可交換型產(chǎn)生式系統(tǒng)、可分解型產(chǎn)生式系統(tǒng)三種。方向型產(chǎn)生式系統(tǒng)又可分為正向、反向和雙向系統(tǒng)。正向是從初始狀態(tài)指向目標(biāo)狀態(tài)為正方向，即使用正向規(guī)則。反向是將目標(biāo)狀態(tài)作為初始綜合數(shù)據(jù)庫來進行反方向求解，最后指向初始狀態(tài)，即使用反向規(guī)則。雙向是同時使用正向和反向來求解問題，此時綜合數(shù)據(jù)庫分為初始狀態(tài)描述和目標(biāo)狀態(tài)描述兩部分?？山粨Q型產(chǎn)生式系統(tǒng)需滿足以下三個基本條件：（1）對于某狀態(tài)數(shù)據(jù)庫的規(guī)則集合，當(dāng)利用其中某條規(guī)則后產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)庫，原有的規(guī)則集合仍然適用；（2）對于滿足目標(biāo)條件的某個數(shù)據(jù)庫，當(dāng)應(yīng)用規(guī)則后產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)庫，則仍然滿足原目標(biāo)條件；（3）當(dāng)對某一狀態(tài)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用規(guī)則序列后得到新的數(shù)據(jù)庫，若可應(yīng)用規(guī)則集合中規(guī)則的次序發(fā)生了變化，則仍然可得到問題的解集合?？煞纸庑彤a(chǎn)生式系統(tǒng)是指將初始數(shù)據(jù)庫進行分解，然后對每個分解的數(shù)據(jù)庫施加相應(yīng)規(guī)則進行問題求解，如此交替進行下去，直到每個分解數(shù)據(jù)庫均達到各自目標(biāo)狀態(tài)為止?！?.3產(chǎn)生式系統(tǒng)2.3.4產(chǎn)生式系統(tǒng)求解方法產(chǎn)生式系統(tǒng)問題求解方法有狀態(tài)空間法和問題規(guī)約法兩種。狀態(tài)空間法是窮舉出待求問題的各種可能狀態(tài)，通過對狀態(tài)空間的搜索求得問題的解。問題歸納法是將一個大問題分解為諸多子問題，通過對各子問題的解答搜索最終得到原問題的解?！?.4狀態(tài)空間法2.4.1狀態(tài)空間法的幾個基本概念§2.4狀態(tài)空間法2.4.1狀態(tài)空間法的幾個基本概念4.狀態(tài)圖在圖論領(lǐng)域?qū)栴}狀態(tài)進行描述即為狀態(tài)圖表示法。狀態(tài)圖涉及以下幾個基本概念：節(jié)點用來表示狀態(tài)、事件和時間關(guān)系的匯合，也是各個通路的交點?；【€將各個節(jié)點連接起來?；【€方向從某個節(jié)點指向另一個節(jié)點，即構(gòu)成有向圖。5.問題的解對狀態(tài)空間的問題求解就是從問題的初始狀態(tài)經(jīng)過算符操作最后到達目標(biāo)狀態(tài)的過程，也可將其看成是狀態(tài)空間的搜索問題?！?.4狀態(tài)空間法2.4.2用狀態(tài)空間表示問題§2.4狀態(tài)空間法2.4.2用狀態(tài)空間表示問題例2-1

漢諾塔問題將兩個盤子A、B放在三根柱子1、2、3上，初始狀態(tài)是A、B疊放在柱子1上，其中A在上、B在下；目標(biāo)狀態(tài)是A、B疊放在柱子3上，其中也是A在上、B在下。操作須遵守的規(guī)則是，每次僅能移動一個盤子，不允許出現(xiàn)大盤疊放在小盤之上的現(xiàn)象。§2.4狀態(tài)空間法2.4.2用狀態(tài)空間表示問題§2.4狀態(tài)空間法2.4.2用狀態(tài)空間表示問題§2.4狀態(tài)空間法2.4.2用狀態(tài)空間表示問題例2-2

猴子香蕉問題在一個封閉的房間內(nèi)有一只猴子、一個箱子和一束香蕉，香蕉懸掛在房間的天花板上，猴子無法在地面直接抓取到香蕉，那么它該如何運動才能拿到香蕉呢？§2.4狀態(tài)空間法2.4.2用狀態(tài)空間表示問題§2.4狀態(tài)空間法2.4.2用狀態(tài)空間表示問題§2.4狀態(tài)空間法2.4.2用狀態(tài)空間表示問題例2-3

旅行問題某自駕游驢友從北京市出發(fā)，準(zhǔn)備前往太原市、鄭州市、合肥市、濟南市旅行，要求每座城市都要訪問到且只允許一次，最后回到北京市。為了節(jié)約經(jīng)費，嚴(yán)格控制油耗，如何規(guī)劃好一條最短的旅行路徑？§2.4狀態(tài)空間法2.4.2用狀態(tài)空間表示問題§2.4狀態(tài)空間法2.4.2用狀態(tài)空間表示問題例2-4

硬幣翻轉(zhuǎn)問題先有三枚硬幣，分別處于正面朝上、反面朝上、正面朝上的狀態(tài)，每次只允許翻動其中的一枚硬幣，那么在連續(xù)翻動三次以后，能否會出現(xiàn)三枚硬幣全部正面朝上或者反面朝上的狀態(tài)呢？§2.4狀態(tài)空間法2.4.2用狀態(tài)空間表示問題§2.4狀態(tài)空間法2.4.2用狀態(tài)空間表示問題§2.4狀態(tài)空間法2.4.3盲目搜索搜索時無須考慮與待求解問題相關(guān)的任何信息，只是按既定順序逐個考察節(jié)點，這種搜索方法定義為盲目搜索，由于與具體問題無關(guān)，故具有一定的通用性，上文講解的狀態(tài)空間圖法就是一種最經(jīng)典的盲目搜索方法。例2-5九宮格問題§2.4狀態(tài)空間法2.4.3盲目搜索1.廣度優(yōu)先搜索算法廣度優(yōu)先搜索是按照節(jié)點在樹上的位置逐層向下進行搜索，又稱為橫向搜索，是用OPEN表的隊列形式來表示，將新生成的子節(jié)點放在表的后面，以便考察先生成的節(jié)點。若問題的解存在，則通過廣度優(yōu)先搜索算法一定能夠找到問題的最優(yōu)解。§2.4狀態(tài)空間法2.4.3盲目搜索利用廣度優(yōu)先搜索算法求解九宮格問題§2.4狀態(tài)空間法2.4.3盲目搜索§2.4狀態(tài)空間法2.4.3盲目搜索2.深度優(yōu)先搜索算法深度優(yōu)先搜索的方向是一直向下的，又稱為縱向搜索。首先從子節(jié)點集合中選出接下來需要考察的節(jié)點，然后沿著縱深方向進行，直到到達葉子節(jié)點或深度極限時，才返回到上一級節(jié)點并沿著另一方向繼續(xù)搜索，一般也不能找到最優(yōu)解?！?.4狀態(tài)空間法2.4.3盲目搜索利用深度優(yōu)先搜索算法求解九宮格問題§2.4狀態(tài)空間法2.4.3盲目搜索深度優(yōu)先搜索算法求解九宮格問題的OPEN和CLOSED表重復(fù)OPEN表CLOSED表0S0[]1[S1，S2，S3，S4][S0]2[S5，S6，S2，S3，S4][S1，S0]3[S7，S8，S5，S6，S3，S4][S2，S1，S0]4[S9，S10，S7，S8，S5，S6，S4][S3，S2，S1，S0]5[S11，S12，S9，S10，S7，S8，S5，S6][S4，S3，S2，S1，S0]………………§2.4狀態(tài)空間法2.4.3盲目搜索3.迭代加深優(yōu)先搜索算法§2.4狀態(tài)空間法2.4.3盲目搜索利用迭代加深優(yōu)先搜索算法求解九宮格問題§2.4狀態(tài)空間法2.4.3盲目搜索4.狀態(tài)組合爆炸對于8數(shù)碼問題，其可能狀態(tài)就有9！=362880種，對于15數(shù)碼問題，其可能狀態(tài)就有15！=1307674368000。可見，隨著數(shù)碼個數(shù)的增加，存在的狀態(tài)總數(shù)也將劇烈增加，會耗費計算機大量的內(nèi)存空間和運算時間，問題求解效率也會受到很大程度的影響。因此，盲目搜索算法易出現(xiàn)狀態(tài)組合爆炸現(xiàn)象，不宜求解計算量較大的問題。§2.4狀態(tài)空間法2.4.4啟發(fā)式搜索啟發(fā)式搜索的基本思想就是在狀態(tài)圖搜索的基礎(chǔ)上，用啟發(fā)函數(shù)的值來指導(dǎo)搜索過程，確定節(jié)點的擴展順序。其相當(dāng)于狀態(tài)空間搜索中的算符操作算子，能夠從狀態(tài)空間中找到最有希望到達問題解的路徑。與廣度優(yōu)先搜索不同的是，啟發(fā)式搜索會優(yōu)先順著有啟發(fā)性和具有特定信息的節(jié)點搜索下去，由這些節(jié)點可構(gòu)成到達目標(biāo)的最優(yōu)路徑。因此，啟發(fā)式搜索的特點就是重排OPEN表，選擇最優(yōu)希望的節(jié)點擴展下去。對啟發(fā)式搜索算法，又可根據(jù)搜索過程中選擇擴展節(jié)點的范圍，將其分為全局擇優(yōu)搜索算法和局部擇優(yōu)搜索算法。在全局擇優(yōu)搜索中，每當(dāng)需要擴展節(jié)點時，總是從OPEN表的所有節(jié)點中選擇一個啟發(fā)函數(shù)值最小的節(jié)點進行擴展。在局部擇優(yōu)搜索中，每當(dāng)需要擴展節(jié)點時，總是從剛生成的子節(jié)點中選擇一個啟發(fā)函數(shù)值最小的節(jié)點進行擴展?！?.4狀態(tài)空間法2.4.4啟發(fā)式搜索§2.4狀態(tài)空間法2.4.4啟發(fā)式搜索A算法按狀態(tài)與目標(biāo)的接近程度作為啟發(fā)式估計來對OPEN表的狀態(tài)進行排序，每一輪循環(huán)考慮的是OPEN表中最有希望的狀態(tài)，這種搜索策略叫最佳優(yōu)先搜索。A算法就是使用估價函數(shù)的最佳優(yōu)先搜索。§2.4狀態(tài)空間法2.4.4啟發(fā)式搜索利用A算法求解九宮格問題§2.4狀態(tài)空間法2.4.4啟發(fā)式搜索利用A算法求解九宮格問題§2.4狀態(tài)空間法2.4.4啟發(fā)式搜索A*算法§2.4狀態(tài)空間法2.4.4啟發(fā)式搜索A*算法§2.4狀態(tài)空間法2.4.4啟發(fā)式搜索A*算法§2.4狀態(tài)空間法2.4.4啟發(fā)式搜索A*算法用A*算法求解8位數(shù)碼九宮格問題，所得的最優(yōu)路徑為[S(3)，A(4)，B(4)，G(4)，I(4)，K(4)]，步數(shù)為4。§2.4狀態(tài)空間法2.4.4啟發(fā)式搜索§2.5問題規(guī)約法2.5.1問題規(guī)約圖我們一般用一個類似于圖的結(jié)構(gòu)來表示把問題規(guī)約為后繼問題的替換集合，這一結(jié)構(gòu)叫問題規(guī)約圖，或稱為與或圖。與圖是把復(fù)雜的原問題分解為若干個子問題，形成“與”樹結(jié)構(gòu)?；驁D是把原問題變換為若干個易于求解的新問題，形成“或”樹結(jié)構(gòu)。§2.5問題規(guī)約法2.5.1問題規(guī)約圖§2.5問題規(guī)約法2.5.2節(jié)點的可解性問題規(guī)約圖中的節(jié)點按照問題解的情況又可分為可解節(jié)點和不可解節(jié)點。終葉節(jié)點由于和本原問題相關(guān)聯(lián)，故一定是可解節(jié)點。對于非終葉節(jié)點，若其含有“或后繼子節(jié)點”，只有當(dāng)它們至少有一個可解時，此非終葉節(jié)點才是可解的；若其含有“與后繼子節(jié)點”，只有當(dāng)它們?nèi)靠山鈺r，此非終葉節(jié)點才是可解的。沒有后繼子節(jié)點的非終葉節(jié)點為不可解節(jié)點；若非終葉節(jié)點的全部后繼子節(jié)點均不可解，并且含有“或后繼子節(jié)點”，此終葉節(jié)點為不可解節(jié)點；若非終葉節(jié)點的后繼節(jié)點至少有一個為不可解，并且含有“與后繼子節(jié)點”，此終葉節(jié)點為不可解節(jié)點?！?.5問題規(guī)約法2.5.2節(jié)點的可解性如圖所示為一問題規(guī)約圖，請找出其中的可解節(jié)點和不可解節(jié)點?？山馀c不可解節(jié)點的分類可解節(jié)點B、C、D、E、G、J、K、L不可解節(jié)點F、H、M、N、I§2.5問題規(guī)約法2.5.3問題規(guī)約圖構(gòu)成原則問題規(guī)約圖（與或圖）中的每一個節(jié)點代表待解決的單一問題或問題集合，其中的起始節(jié)點對應(yīng)于原始問題，終葉節(jié)點對應(yīng)于本原問題。對于把算符作用于問題A的每種可能情況，都把問題變換為一個子問題集合，用從A父節(jié)點指向后繼節(jié)點的有向弧線表示，若集合中至少有一個子問題有解，則問題A就有解，所有的這些子問題的節(jié)點即為“或節(jié)點”。對于代表兩個或兩個以上子問題集合的每個節(jié)點，有向弧線從此節(jié)點指向此問題集合中的各個節(jié)點，必須所有子問題都有解的情況下，這個子問題的集合才有解，此時所有這些子問題節(jié)點即為“與節(jié)點”，常用小圓弧來對“與節(jié)點”和“或節(jié)點”加以區(qū)分。當(dāng)只有一個算符可作用于問題A時，并且這個算符產(chǎn)生具有一個以上子問題的某個集合時，可對該問題規(guī)約圖進行簡化操作。§2.5問題規(guī)約法2.5.3問題規(guī)約圖構(gòu)成原則二階漢諾塔問題試用問題規(guī)約圖來表示并求解：根據(jù)條件構(gòu)造問題規(guī)約圖將二階漢諾塔問題拓展為三階§2.5問題規(guī)約法2.5.3問題規(guī)約圖構(gòu)成原則二階漢諾塔問題試用問題規(guī)約圖來表示并求解：根據(jù)條件構(gòu)造問題規(guī)約圖§2.6謂詞邏輯法2.6.1命題邏輯與謂詞邏輯命題邏輯和謂詞邏輯是最早用于人工智能的兩種基本邏輯方式，常用于對知識的形式化表示和對數(shù)學(xué)定理的證明。命題是用來表示人類進行思維活動時的一種判斷，有真命題（T）和假命題（F）之分。“2＞1”即為“T命題”“地球是方的”即為“F命題”一個命題不能既為真又為假，但可以在一定限制條件下為真或假?！?+1=10”在二進制條件下為“T命題”，在十進制條件下為“F命題”命題邏輯是將客觀世界的各種事實用邏輯命題的形式表示出來，但其只能進行命題間關(guān)系的推理，而無法解決與命題結(jié)構(gòu)和成分有關(guān)的推理問題。命題P：張華是張明的哥哥無法表述出張華和張明是兄弟關(guān)系。因此命題邏輯具有很大的局限性，不適合表示復(fù)雜的問題?！?.6謂詞邏輯法2.6.1命題邏輯與謂詞邏輯§2.6謂詞邏輯法2.6.1命題邏輯與謂詞邏輯§2.6謂詞邏輯法2.6.2謂詞演算§2.6謂詞邏輯法2.6.2謂詞演算§2.6謂詞邏輯法2.6.2謂詞演算§2.6謂詞邏輯法2.6.3謂詞公式§2.6謂詞邏輯法2.6.3謂詞公式例2-6用謂詞邏輯描述下圖中兩個圖形的位置關(guān)系§2.6謂詞邏輯法2.6.3謂詞公式§2.6謂詞邏輯法2.6.3謂詞公式謂詞公式有以下定律：§2.6謂詞邏輯法2.6.3謂詞公式例2-7用謂詞邏輯表示知識§2.6謂詞邏輯法2.6.4置換與合一§2.6謂詞邏輯法2.6.4置換與合一§2.6謂詞邏輯法2.6.5謂詞邏輯法的優(yōu)缺點通過謂詞邏輯來表示問題更接近于人們的直觀理解，對知識的表示更加明確化；由于其真值只有T和F，故保證了表示與推理的精確性；知識表示與知識處理過程相互分開，知識之間也是相對獨立的，具有靈活性和模塊化的特點。但該方法本身也存在著一些缺陷，首先其只能表示確定性知識，而無法表示非確定性、過程性和啟發(fā)式知識，因此當(dāng)知識量龐大時，就易發(fā)生組合爆炸的現(xiàn)象；同時在進行過程中丟掉了知識表達內(nèi)容中的語義信息，這便導(dǎo)致系統(tǒng)效率大大降低?！?.7語義網(wǎng)絡(luò)法語義網(wǎng)絡(luò)是用節(jié)點和弧線所組成的一種對知識的圖解表示，分為詞法、結(jié)構(gòu)、過程和語義四個部分。詞法表示詞匯表中的符號；結(jié)構(gòu)表示符號排列的約束條件；過程指的是訪問過程，用來建立、修正描述及解答問題；語義用來確定與知識描述相關(guān)意義的方法。語義網(wǎng)絡(luò)法能將實體與其結(jié)構(gòu)、屬性間的因果關(guān)系，以及需要回答的問題以一種直觀、簡明的方式表達出來，借助節(jié)點與弧線間的連接，通過聯(lián)想的方式實現(xiàn)系統(tǒng)的解釋；同時，與知識有關(guān)的屬性和聯(lián)系均組織在同一個節(jié)點中，易于學(xué)習(xí)。但是語義網(wǎng)絡(luò)法也存在一定的缺陷，首先對結(jié)構(gòu)沒有約定，推理過程可能無效；其次節(jié)點間線狀、網(wǎng)狀、遞歸狀的結(jié)構(gòu)形式使得知識的存儲與檢索比較復(fù)雜?！?.7語義網(wǎng)絡(luò)法2.7.1二元語義網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點表示實體，用有向弧線將各節(jié)點連接以表示各節(jié)點間的關(guān)系，用兩個節(jié)點和一條弧線的組合表示一個事實。小明是一名大學(xué)生，大學(xué)生是學(xué)生中的一種類型，學(xué)生都有學(xué)籍；小明順利完成學(xué)業(yè)，獲得了本科學(xué)歷。將上述知識用二元語義網(wǎng)絡(luò)表示：§2.7語義網(wǎng)絡(luò)法2.7.1二元語義網(wǎng)絡(luò)上例用二元語義網(wǎng)絡(luò)圖表示了個體間的包含與占有關(guān)系，但對于一些復(fù)雜的事實卻無法表示。§2.7語義網(wǎng)絡(luò)法2.7.1二元語義網(wǎng)絡(luò)使用語義網(wǎng)絡(luò)時，最重要的是事先確定節(jié)點的目的，否則語義網(wǎng)絡(luò)就只用來表示一個特定的物體或概念，那么對于復(fù)雜的多實例，就需要很多的語義網(wǎng)絡(luò)。在用語義網(wǎng)絡(luò)處理問題時，一般選取一組語義基元來表示知識，以對知識進行簡化，并用圖解法構(gòu)建其各基元間的聯(lián)系，如對書的語義網(wǎng)絡(luò)：§2.7語義網(wǎng)絡(luò)法2.7.2多元語義網(wǎng)絡(luò)§2.7語義網(wǎng)絡(luò)法2.7.3語義網(wǎng)絡(luò)的推理§2.7語義網(wǎng)絡(luò)法2.7.3語義網(wǎng)絡(luò)的推理§2.8其他表示法2.8.1框架表示框架采用的“節(jié)點—槽—值”的結(jié)構(gòu)化表示方法，框架可以看作是一組語義網(wǎng)絡(luò)節(jié)點與槽的集合，另外語義網(wǎng)絡(luò)是節(jié)點與弧的集合，也可看成是框架的集合。框架的一般結(jié)構(gòu)是框架名，其擁有的若干側(cè)面，以及側(cè)面具有的對應(yīng)值。由若干框架可以組成框架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，兩個不同框架的槽值可以相同，同時一個框架結(jié)構(gòu)也可作為幾個不同框架的槽值，這樣可達到節(jié)約空間的目的。框架常用樹型結(jié)構(gòu)表示，樹的節(jié)點就是框架，各節(jié)點間通過槽連接在一起，樹型節(jié)點間構(gòu)成一種繼承關(guān)系，即將節(jié)點分為父節(jié)點與子節(jié)點，若子節(jié)點的槽值和側(cè)面沒有被記錄，則從其對應(yīng)的父節(jié)點繼承對應(yīng)的值?！?.8其他表示法2.8.2劇本表示劇本用一組槽值描述事件序列，作為框架的一種特殊表示形式。劇本一般由開場條件、角色、道具、場景和結(jié)果組成。開場條件指的是事件發(fā)生的前提條件；角色指的是人物槽值；道具指的是物體槽值；場景指的是事件發(fā)生的順序；結(jié)果指的是事件發(fā)生的結(jié)果?！?.8其他表示法2.8.2劇本表示教師授課事件§2.9人工智能算法基礎(chǔ)知識小結(jié)本章闡明了以下幾個問題：1.知識的概述，包括概念、特性、分類和表示。2.問題搜索求解，包括搜索的基本概念、分類和工作過程。3.產(chǎn)生式系統(tǒng)：概念、類型、控制策略、求解方法。4.狀態(tài)空間法，包括基本概念、問題表示方法和圖搜索的通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。基于狀態(tài)空間的盲目搜索和啟發(fā)式搜索策略。盲目搜索按搜索方向的不同分為廣度優(yōu)先和深度優(yōu)先，為克服深度優(yōu)先搜索算法的缺陷，提出基于迭代加深思想的有界深度優(yōu)先搜索算法，但盲目搜索算法易出現(xiàn)狀態(tài)組合爆炸現(xiàn)象，難以處理大數(shù)據(jù)量問題。啟發(fā)式搜索是用啟發(fā)函數(shù)的值來指導(dǎo)搜索過程，重點講解了啟發(fā)函數(shù)的選取，基于啟發(fā)式搜索的A算法與A*算法?！?.9人工智能算法基礎(chǔ)知識小結(jié)5.問題規(guī)約法，包括問題規(guī)約圖的“與樹”和“或樹”結(jié)構(gòu)；規(guī)約圖中節(jié)點的可解性；規(guī)約圖的構(gòu)成原則。6.謂詞邏輯法，介紹了命題邏輯和謂詞邏輯的概念與區(qū)別；謂詞的演算；謂詞公式的構(gòu)成、特性和定律；謂詞公式的置換與合一操作；謂詞邏輯法的優(yōu)缺點。7.語義網(wǎng)絡(luò)法，分別介紹了二元語義網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成，多元語義網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成，以及語義網(wǎng)絡(luò)的繼承與匹配推理過程。8.其他知識表示法：框架表示和劇本表示?！煺n后題1.知識的概念是什么？2