湘潭大学 人工智能课件 知识表示方法 part4.ppt

其他知识表示方法 框架表示法 剧本表示法 过程表示法 …… 过程表示法 过程表示法： 过程性知识表示是将有关某一问题领域的知识，连同如何使用这些知识的方法，均隐式地表示为一个求解问题的过程。 过程式不像陈述式那样具有固定的形式，如何描述知识完全取决于具体的问题。 过程表示法的例子：八数码问题 过程表示法 过程表示法的例子：八数码问题 我们用一个3×3的方格阵来表示该问题的一个状态，用a～i来标记这9个方格，如下图所示。 1 2 3 8 4 7 6 5 (a)状态描述 (b)目标状态 a b c d e f g h i 过程表示法 过程表示法的例子：八数码问题 当任意给定一初始状态后，求解该问题的过程如下： (1)首先移动棋牌，使得棋子1和空格均不在位置c 上。 (2) 依次移动棋牌，使得空格位置沿下图(a)所示的箭头方向移动，直到棋子1位于a为止 。 a b c d e f g h i (a) 过程表示法 过程表示法的例子：八数码问题 (3)依次移动棋牌，使得空格位置沿图(b)所示的箭头方向移动，直到数码2位于b为止。若这时刚好数码3在位置c，则转(6)。 (4) 依次移动棋牌，使得空格位置沿图(c)所示的箭头方向移动，直到数码3位于e为止。这时空格刚好在位置d。 (b) (c) 过程表示法 过程表示法的例子：八数码问题 经过以上4步，得到的状态如右图Step(4)所示。其中×表示除空格以外的任何棋牌。 (5)依次移动棋牌，使得空格位置沿图 (d)所示的箭头方向移动，直到空格又回到了d为止。此时状态如右图Step(5)所示。 (d) 1 2 × 3 × × × × 1 2 3 × × × × × Step(4) Step(5) 过程表示法 过程表示法的例子：八数码问题 (6)依次移动棋牌，使得空格位置沿图 (e)所示的箭头方向移动，直到数码4在位置f为止，如图Step(6) 中所示。若这时刚好数码5在位置i则转(9)。 (7)依次移动棋牌，使得空格位置沿图(f)所示的箭头方向移动，直到数码5位于e为止。这时空格刚好在位置d。 (e) 1 2 3 × 4 × × × Step(6) (f) Step(7) 1 2 3 5 4 × × × 过程表示法 过程表示法的例子：八数码问题 (8)依次移动棋牌，使得空格位置沿图(g)所示的箭头方向移动，直到空格回到位置d为止，如图Step(8) 。 (9)依次移动棋牌，使得空格位置沿图(h)所示的箭头方向移动，直到数码6在位置h为止，若这时数码7、8分别在位置g和d，则问题得解，否则，说明由所给初始状态达不到所要求的目标状态。 (g) 1 2 3 × 4 × × 5 Step(8) (h) Step(9) 1 2 3 × 4 × 6 5 过程表示法 过程表示法的例子：八数码问题 过程表示法 过程表示法的优点： 表示效率高：过程表示法是用程序来表示知识的，而程序能准确的表明先做什么，后作什么以及怎样做，并直接嵌入一些启发式的控制信息，因此，可以避免选择及匹配那些无关的知识，也不需要跟踪那些不必要的路径，从而提高了系统的运行效率。 控制系统容易实现：由于控制性质是已嵌入到程序中，因而控制系统就比较容易设计。 过程表示法的不足： 不易修改及添加新知识，而且当对某一过程进行修改时，又可能影响到其它过程，对系统的维护带来不便。 本章小结 第二章：知识表示方法 1.状态空间法 2.问题归约法 3.谓词逻辑法 4.语义网络法 5.其他方法 本章小结 本章所讨论的知识表示问题是人工智能研究的核心问题之一。知识表示方法很多，本章介绍了其中的7种，有图示法和公式法，陈述式表示和过程式表示等。 状态空间法：是一种基于解答空间的问题表示和求解方法，它是以状态和操作符为基础的。在利用状态空间图表示时，我们从某个初始状态开始，每次加一个操作符，递增地建立起操作符的试验序列，直到达到目标状态为止。由于状态空间法需要扩展过多的节点，容易出现组合爆炸，因而只适用于表示比较简单的问题。 本章小结 问题归约法：从目标(要解决的问题)出发，逆向推理，通过一系列变换把初始问题变换为子问题集合和子-子问题集合，直至最后归约为一个平凡的本原问题集合。这些本原问题的解可以直接得到从而解决了初始问题，用与或图来有效地说明 问题归约法的求解途径。 谓词逻辑法：采用谓词合式公式和一阶谓词演算把要解决的问题变为一个有待证明的问题，然后采用消解定理和消解反演来证明一个新语句是从已知的正确语句导出的，从而证明这个新语句也是正确的。 本章小结 语义网络：是知识的一种图解表示，它由节点和弧线或链线组成。节点用于表示实体、概念和情况等，弧线用于表示节点间的关系。 框架：是一种结构化表示方法。框架通常由指定事物各