1、第二章知識表示，知識就是力量，第二章知識表示，2.1知識表示和知識表示的概念2.2一次謂詞邏輯表示法2.3生成式表示法2.4語義網(wǎng)絡(luò)表示法2.5信息幀表示法2.6狀態(tài)空間表示法2.7問題規(guī)約表示法2.8故事劇本表示法2.9物件導(dǎo)向表示法，3 2.1.1知識的概念-什么是知識(1) 知識的一般概念知識是人們在改造客觀世界的實(shí)踐中積累的認(rèn)識和經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識：包括對事物現(xiàn)象、本質(zhì)、屬性、狀態(tài)、關(guān)系、聯(lián)系和運(yùn)動等的認(rèn)識經(jīng)驗(yàn)：包括解決問題的微觀方法，如戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)、策略、戰(zhàn)略等知識、信息， 數(shù)據(jù)及其關(guān)系原因：認(rèn)識客觀世界的前提是能夠記述它，記述由數(shù)據(jù)和信息實(shí)現(xiàn)的解釋：數(shù)據(jù)是為了記述客觀事物而導(dǎo)入的一些數(shù)字、符號

2、、文字等信息是對客觀事物的一般記述，而不是知識。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 關(guān)系：數(shù)據(jù)是信息的載體，其本身沒有適當(dāng)?shù)囊饬x，其相關(guān)構(gòu)成信息是數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，給予數(shù)據(jù)特定的意義，作為現(xiàn)有知識的再認(rèn)識，例如(1)可以理解為只有描述性知識是與信息的關(guān)聯(lián)if補(bǔ)正機(jī)能夠理解人的語言then能夠直接與補(bǔ)正機(jī)對話(2) if補(bǔ)正機(jī)能夠理解人的語言就能夠直接與補(bǔ)正機(jī)對話then人研究自然語言理解問題，4，4， 2.1.1知識的概念什么是知識(2)“知識”的代表性定義(1)知識被裁剪、建模、解釋、選擇和轉(zhuǎn)換的信息(2)知識由特定領(lǐng)域的描述、關(guān)系和過程構(gòu)成(3)知識=事實(shí)信念啟發(fā)式“信息”和“關(guān)聯(lián)”是構(gòu)成知識的兩個(gè)信息之間的關(guān)系的雙

3、曲馀弦值。 的雙曲馀弦值。 的雙曲馀弦值。 的雙曲馀弦值。 的雙曲馀弦值。 的雙曲馀弦值。 的雙曲馀弦值。 的雙曲馀弦值。 的雙曲馀弦值。 的雙曲馀弦值。 5，5，2.1.1知識的概念知識的屬性、真?zhèn)涡院拖鄬π哉鎮(zhèn)涡裕簩?shí)踐和推論可以證明知識是假的相對性：非絕對性。 知識的真與假是對條件、環(huán)境、事件的不真實(shí)自我的不完全性：在解決問題時(shí)沒有解決該問題的所有知識的不正確度：如果知識本身有真?zhèn)?，但由于認(rèn)識水平的限制而不知道真?zhèn)蔚脑?，可以用可信度、概率等來記述?模糊性：知識的界限本身是未知的(人的容貌)可能性，用隸屬度記述不符點(diǎn)性和互換性不符點(diǎn)性：同一知識定徑套內(nèi)的知識之間的對立或不一致(保健專門人才

4、系統(tǒng))互換性：一個(gè)知識定徑套內(nèi)的所有知識之間的不符點(diǎn)表現(xiàn)性和可用性表現(xiàn)性：知識可以用適當(dāng)?shù)男问奖憩F(xiàn)，如語言、文字、 圖形等的可用性：知識可以用于解決各種各樣的問題，6，6，2.1.1知識的概念知識的類型(1)，知識的性質(zhì)概念，命題，公理，定理，根據(jù)規(guī)則和方法的知識的作用領(lǐng)域廣為人知的適應(yīng)所有領(lǐng)域的領(lǐng)域的知識：面向某個(gè)特定的專業(yè)領(lǐng)域的。 這個(gè)領(lǐng)域的專門人才知道的是專門人才的經(jīng)驗(yàn)。 專門人才系統(tǒng)具有這樣的知識根據(jù)知識的作用效果而產(chǎn)生的事實(shí)性知識：(敘述性知識)事物的概念、定義、屬性等(神5實(shí)現(xiàn)了中華民族的飛翔夢)問題的狀態(tài)、環(huán)境、條件等(氣溫逐漸下降)過程性知識：解決問題過程的操作，運(yùn)算與行為的知

5、識如何使用關(guān)于問題的事實(shí)性知識例如，AX2 BX C=0控制性知識：即元知識和超知識是關(guān)于如何使用知識的知識，也被稱為有關(guān)知識的知識。例如推論策略、探索策略(深度優(yōu)先、廣度優(yōu)先、啟發(fā)式文明棍)不真實(shí)自我的傳播策略、7、7， 2.1.1知識的概念知識的類型(2)、知識的分層表層知識：客觀事物的現(xiàn)象及其與結(jié)論的關(guān)系如經(jīng)驗(yàn)、感性、實(shí)效性知識(專家系統(tǒng))深層知識：客觀事物的本質(zhì)、因果關(guān)系的內(nèi)涵、基本原理等知識：理論知識、理性知識(數(shù)據(jù)挖掘) 知識的確定性知識：能夠說明其真值是真還是假的知識不確定性知識：記述無法正確說明其真?zhèn)蔚氖挛锏膶傩?、問題的狀態(tài)等的一級知識：過程性知識。 經(jīng)驗(yàn)型、啟發(fā)性的知識二級知

6、識(元知識、超知識):如何使用一級知識三級知識(元知識)、8，8，2.1.2知識表達(dá)的概念知識表達(dá)的意義和要求、知識表達(dá)是知識的記述，即使用一組符號，其表示方法也不唯一。 (與電腦相比，你怎么知道5V電壓信號？ 知識表示的要求(難易度高) 顯示能力：能否準(zhǔn)確有效地表達(dá)出解決問題所需的各種知識，范圍廣泛的領(lǐng)域知識表示的效率性，非確定性知識表示的支持度，可用性：能夠利用這些個(gè)知識來推論，尋求對待解決問題的解的推論的適應(yīng)性：推論是基于已知事實(shí)利用知識導(dǎo)出結(jié)果的過程來有效地算法的在支持程度上：知識表示需要高處理效率的可行性：計(jì)算機(jī)需要直接處理它的組織性：能夠以某種方式組織為知識結(jié)構(gòu)的維持性：知識的增加

7、、刪除、改進(jìn)等操作(知識的完整性)自然性：符合人們?nèi)粘Ａ?xí)慣的理解性：知識易讀、易懂、入手九， 2.1.2知識表達(dá)的概念知識表達(dá)的觀點(diǎn)和方法，知識表達(dá)的觀點(diǎn)陳述性的觀點(diǎn)：知識以某種結(jié)構(gòu)積累的優(yōu)點(diǎn)：推論效率高、過程清楚的缺點(diǎn)：靈活性差、知識維持不便的知識表達(dá)的方法邏輯表達(dá)：一階謂詞邏輯生成式表達(dá)：生成式規(guī)則結(jié)構(gòu)表達(dá)：語義網(wǎng)絡(luò)、信息幀工作、 故事劇本過程表現(xiàn)：物件導(dǎo)向表現(xiàn)：10，2.2層謂語邏輯表現(xiàn)，本節(jié)主要討論的論域和謂語連詞和量詞項(xiàng)和式的公式自由自變量和制約自變量的謂語邏輯表現(xiàn)的方法適用謂語邏輯表現(xiàn)的特性，11，一層謂語邏輯表現(xiàn)的邏輯基礎(chǔ)命題和真值，命題的定義：表明：將一個(gè)記敘文稱為一個(gè)表明命題

8、：真?zhèn)蔚囊饬x例如，A:天下雨B:晴天C:人是翹辮子D:他哭泣的命題的真值： t :表示命題的意義為真f :表示命題的意義為假表現(xiàn)單一的命題被稱為“原子命題”。 命題邏輯是研究命題和命題關(guān)系的符號邏輯系統(tǒng)。 12、一次謂語邏輯表現(xiàn)的邏輯基礎(chǔ)論域和謂語(1)，論域：由討論對象全體構(gòu)成的集合。 也稱為個(gè)體結(jié)構(gòu)域個(gè)體：論域中的要素。謂語：在謂語邏輯中命題用P(x1，x2，xn )這樣的形式的謂語表示的謂語名：命題的謂語，表示個(gè)體的性質(zhì)、狀態(tài)或個(gè)體間的關(guān)系的個(gè)體：將作為命題的主語，表示獨(dú)立存在的事物或概念定義2.2作為個(gè)體區(qū)域，例如，great x大于6 STUDENT(wanghong )王紅的是學(xué)生

9、TEACHER(father(zhang ) )張的父親人民教師，13，這表示對此后的命題的否定：稱之為“抽出”。 這表示網(wǎng)絡(luò)鏈接的兩個(gè)命題之間存在or。 也就是說，被稱為整合。 這表明連接的兩個(gè)命題之間存在and的關(guān)系。 稱為“條件”或“包含”。 表示“如果是那樣的話”的意思。 讀成“p的話就是q”。 在此，p稱為條件的前件，q稱為條件的后件。 被稱為“2條件”。 這表示“只有時(shí)間和時(shí)間”的意思。 即讀為“p當(dāng)且僅q”。 例如，對于命題p和q，PQ表示“p當(dāng)且只有q”，14，包含關(guān)系的困惑的？ 在例子中，包容詞“p則q”與自然語言中的“p則q (同屬)”和相似點(diǎn)有本質(zhì)的不同。 如果p是真的，

10、q是假的話，復(fù)合命題“p的話q”是假的。 無論p是假的，q是假的還是假的，復(fù)合命題“p的話q”都是真的。 “如果今天下雨，我們就在家”(1)如果今天下雨，我們在家，復(fù)合命題顯然是真的。 (2)即使今天下雨，如果我們不在家，這明顯違背了原命題，即復(fù)合命題。 (3)如果今天不下雨，不管我們在不在家，我們都不認(rèn)為復(fù)合命題的要求，即復(fù)合命題是真的。15、一階謂詞邏輯表示的邏輯基礎(chǔ)-量詞，量詞：全稱量詞意味著“所有”、“任何”命題(x)P(x )為真，僅對邏輯結(jié)構(gòu)域內(nèi)的所有x“至少有一個(gè)”、“有”命題(x)P(x )為真，且至少個(gè)體常數(shù)、個(gè)體變量、函數(shù)稱為項(xiàng)。 定義2-5原子謂語公式的意思是，t1，t2

11、，tn為項(xiàng)，p為謂語符號的話，P(t1，t2，tn )稱為原子謂語公式。 定義2-6中，滿足各個(gè)原子謂語式是合式、各個(gè)原子謂語式是合式這一規(guī)則的謂語運(yùn)算a是合式，a也是合式的a、b是合式，AVB、AB、AB、AB也是合式。 如果a是合成式，x是項(xiàng)，則(x)A和(x)A也是合成式。 以上是合式的形成規(guī)則，因此能夠形成任意的復(fù)雜的合式。 例如，P(x，y)VQ(y )、(x)(A(x)B(x ) )都是式子。 連詞的優(yōu)先度：v，17，一次謂語邏輯表示的邏輯性基礎(chǔ)-自由自變量和制約自變量，管轄區(qū)域：量詞后面的單一謂語或括號包圍的聯(lián)合式制約自變量：管轄區(qū)域內(nèi)與量詞同名的自變量稱為制約自變量自由自變量：

12、無制約自變量y )其中，(P(x，y)Q(x，y ) )為(x，y )。但是，請注意第二點(diǎn)。 重命名量詞管轄區(qū)內(nèi)的參數(shù)時(shí)，同名的約束參數(shù)必須全部統(tǒng)一為不同的名稱，不能與管轄區(qū)內(nèi)的自由參數(shù)同名。 例如，對于公式(x(P(x，y ) )，通過將約束參數(shù)x替換為z，可以獲得公式(z)(P(z，y ) )。 第二，變更管轄區(qū)內(nèi)自由自變量的名稱時(shí)，不能變更為與限制自變量相同的名稱。 舉例來說，對于公式(x)(P(x，y )，自由參數(shù)y可由t (x )代替，從而得到公式(z)(P(z，t ) )。18、謂語邏輯表達(dá)方法(1)、表達(dá)順序：根據(jù)表達(dá)的知識定義謂語，用連詞、量詞連接這些謂語(事實(shí)、因果)例2.1

13、表示“每個(gè)人都有父親”的定義謂語： P(x )表示x是人HF(x )的定義謂語： t (x ) :表示x是人HF(x )的定義謂語此時(shí)，這個(gè)知識可以用謂語表示： (x)(y)(T (x) TS(x，y) S (y ) )對于所有的x，如果x是人民教師，則必須有一個(gè)個(gè)體y，y的老師定義謂詞： I(x):x表示整數(shù)，E(x):x表示雙位數(shù)，O(x):x表示奇數(shù)知識的謂詞： (x)(I(x) E(x) O(x )，李明是王宏的同學(xué)。 所有電腦系的學(xué)生都喜歡打計(jì)程儀鼓。 定義謂語： computer (x ) :表示x是修正計(jì)算機(jī)系的學(xué)生. CLASSMATE(x，y ) :表示x是y的同學(xué). LIKE(x，y ) :表示x喜歡y 表示為wanghong (x ) (計(jì)算機(jī)(x ) like (x，程序匹配)的所有整數(shù)不是雙位數(shù)或奇數(shù)。 并不是所有的學(xué)生都選擇了歷史和生物。 歷史考試不及格的只有一個(gè)學(xué)生。 除了選擇了自動智能的學(xué)生，都去了舞會。