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第7章 几种结构化知识表示及其推理 第7章 几种结构化知识表示及其推理 7.1 框架 7.2 语义网络 7.3 类与对象* 7.1 框架 1975年 Minsky在论文中提出了框架理论。他从心理学的证据出发，认为人的知识以框架结构记存在人脑中。当人们面临新的情况，或对问题的看法有重要变化时，总是从自己的记忆中找出一个合适的框架，然后根据细节加以修改补充，从而形成对新观察到的事物的认识。 人类对于一件事的了解，表现在对于这件事物的诸方面，即属性的了解。掌握了事物的属性，也就有了关于事物的知识，知识表示是从属性描述开始的。 7.1 框架 7.1.1 框架的概念 7.1.2 框架的表达能力 7.1.3 基于框架的推理 7.1.4 框架的程序语言实现 7.1.1 框架的概念 框架名 槽名1槽值1|侧面名11侧面值111 ,侧面值112 , … 侧面名12 侧面值121 ,侧面值122 , … 槽名2槽值2|侧面名21侧面值211 ,侧面值212 ， … 侧面名22 侧面值221 ,侧面值222 ， … … 槽名k槽值k|侧面名k1侧面值k11 ,侧面值k12 ， … 侧面名k2 侧面值k21 ，侧面值k22 ， … 约束： 条件1 条件2 …… 7.1.1 框架的概念-示例(1) 例7.1 描述“教师”的框架 7.1.1 框架的概念-示例(2) 例7.2 描述“大学教师”的框架 7.1.1 框架的概念-示例(3) 例7.3 描述一个具体教师的框架 7.1.1 框架的概念 上位框架：一般描述概念 下位框架 上位框架具有的属性，下位框架一定具有，下位框架从上位框架中继承某些槽值或侧面名。 实例框架：一般描述一个具体事物 7.1.1 框架的概念-框架网络 一个框架的槽值可以是另一个框架的名，这就把有关框架横向联系了起来。 框架间的“父子”关系是框架间的一种纵向联系。 某一论域的全体框架构成了一个框架网络或框架系统。 框架的槽值可以是规则或逻辑式、运算式甚至过程调用等。 7.1.1 框架的概念-框架网络（例） 7.1.2 框架的表达能力 框架适合表达结构性知识 概念对象等知识用框架表示 框架的槽是对象的属性或状态 框架的值是属性值或状态值 框架网络可以表示过程性事件或情节 7.1.2 框架的表达能力-示例(1) 例7.4关于房间的框架（1） 7.1.2 框架的表达能力-示例(2) 7.1.2 框架的表达能力-示例(3) 例7.5 机器人纠纷问题的框架描述 7.1.2 框架的表达能力-示例(4) 例：某次关于地震的报道：“今天一次强度为里氏8.5级的强烈地震袭击了下斯洛文尼亚（Low Slabovia）地区，造成25人死亡和5亿美元的财产损失。下斯洛文尼亚的主席说：多年来，靠近Sadie Hawkins断层的重灾区一直是一个危险的地区。” 7.1.2 框架的表达能力-与语义网络结合 7.1.2 框架的表达能力 产生式规则也可以用框架表示 如果头疼且发烧，则患感冒。 框架名：诊断1 前提：条件1：头痛 条件2：发烧 结论：患感冒 7.1.3 基于框架的推理(1) 基于框架的推理方法是继承。就是子框架可以拥有其父框架的槽及槽值。 实现继承的操作有： 匹配 将问题框架同知识库中的框架的模式匹配。 有哪些信誉好的足球投注网站 沿着框架间的纵向和横向联系，在框架网络中进行查找。 填槽 问题框架同某一框架匹配时，可以通过它的父框架来将它的空槽值填上。 7.1.3 基于框架的推理(2) 例：关于教师－1外语水平的推理 （1）构造问题框架，与知识库匹配 （2）有哪些信誉好的足球投注网站 （3）填槽 7.1.4 框架的程序语言实现（1） FRL程序设计语言 PROLOG语言 7.1.4 框架的程序语言实现（2） 例: frame(name(教师)， kind_of(知识分子)， work(scope(教学，科研),default(教学))， sex(男，女)， reco_of_f_s(中师，高师)， type(小学教师, 中学教师, 大学教师)). 如何建立某个事物的框架 （1）框架知识学习对当前事物或对象进行观察与分析，把要认识的对象与选定的框架知识表示进行比对，完成相关对象属性及其知识的了解