专家系统 第三章 知识表示.ppt

知识的表示就是对人类知识的一种描述，把知识表示成计算机能够处理的数据结构。 这两类知识表示法中，包含了多种具体的方法，目前使用较多的有： 谓词逻辑表示法 产生式表示法 框架表示法 语义网络表示法 面向对象表示法 状态空间表示法 与/或树表示法 3.2 谓词逻辑表示法 谓词逻辑表示法以数理逻辑为基础，是目前为止能够表达人类思维活动规律的一种最精确的形式语言，他与人类的自然语言比较接近，又可方便地存储到计算机中去，并被计算机做精确处理，最早应用于AI。 谓词与个体 个体是可以独立存在的物体，它可以是抽象的也可以是具体的。如鲜花，电视机，唯物主义等都是个体。 谓词是用于刻画个体的性质、状态或个体间关系的。如“李白是诗人”这个命题，若用poet表示“是诗人”，用LiBai表示个体“李白”，则得到的谓词是poet(LiBai)。又如“53”，可用谓词表示为greater(5,3) 一个谓词可以与一个个体相关联，称为一元谓词，它刻画了个体的性质。一个谓词也可以与多个个体相关联，此种谓词称为多元谓词。它刻画了个体间的“关系”。如teacher(x,y)表示“x是y的老师” 谓词的一般形式是 P(x1,x2,…xn) 其中P是谓词， x1,x2,…xn是个体。谓词通常用大写字母表示，个体通常用小写字母表示。在谓词中个体可以是常量，也可是变量，还可以是函数。 ～：称为“非”或“否定”，用于否定位于它后面的命题。当命题P为真时，～P为假；当P为假时，～P为真。 ∨ ：称为“析取” 表示被它连接的两个命题具有“或”的关系。 ∧ ：称为“合取”。被它连接的两个命题具有”与“的关系。 →：称为“条件”或者“蕴涵”。P →Q表示“P蕴涵Q”，即“如果P,则Q”,其中P为条件的前件，Q为条件的后件。 ：称为“双条件”。P Q表示“P当且仅当Q” 对于规则性知识，谓词逻辑表示法通常是由以蕴涵符号(?)连接形成的谓词公式来表示。 2.用谓词公式表示知识的步骤 定义谓词及个体，确定每个谓词及个体的确切含义。 根据所要表达的事物或概念，为谓词中的变元赋值。 根据所要表达的指示的语义，用连接符连接谓词，形成谓词公式 3. 举例 4.谓词逻辑表示法的特点 自然性—接近自然语言。 适宜表示确定性知识，不适宜表示不确定性知识。 易在计算机上实现。 采用归结推理方法（消解法）进行问题求解。 3.3 产生式表示法 产生式表示法又称为产生式规则表示法。有心理学家认为，人脑对知识的存储就是产生式形式。 1. 产生式知识表示法 产生式表示法容易用来描述事实、规则以及它们的不确定性度量。 确定性事实知识的表示。一般使用三元组表示： （对象，属性，值）， 或者 （关系，对象1，对象2） 不确定性事实知识的表示。一般使用四元组表示： （对象，属性，值，可信度） 或者 （关系，对象1，对象2，可信度） 3.产生式系统的组成 3.5.6 框架表示法的特点 结构性：框架表示法的知识单位是框架，框架能把知识的内部结构显式地表示出来，是一结构化的知识表示方法。 继承性：在框架网络中，下层框架可以继承上层框架的槽值，也可以进行补充和修改。 自然性：框架表示法体现了人们在观察事物时的情景思维活动。 不足：只善于描述静态知识对象，不能表达过程性的知识。 3.6 面向对象表示法 面向对象程序设计技术已成为软件开发的主流技术。 在智能系统的设计中，人们开始使用面向对象技术。 在知识表示、知识库管理、专家系统设计等方面取得了一定的进展。 3.6.1 面向对象的基本概念 对象：就是由一组数据及与该组数据相关的操作构成的封装体，是可以独立存在的实体。 类：在概念上是一种抽象机制，它是对一组相似对象的抽象。类、子类、对象就形成了一个层次结构。 继承：子类拥有父类的变量和操作，实现数据共享。 封装： 对象的信息及操作都限制在对象之内，在外面是不可见的。对象间通过消息互递实现联系。 多态：一个名字可以有多种语义，可做多种解释。 3.6.2 面向对象的表示知识方法 面向对象技术的核心概念是对象，对象的进一步抽象则构成类，类、子类和对象(类的实例)构成了一个层次结构，而且子类可以继承父类的数据及操作。 这种层次结构及继承机制直接支持了分类知识的表示，知识可按类以一定层次形式进行组织，类之间通过链实现联系。 面向对象方法表示知识的一般描述形式： Class类名[：父类名] [类变量表] Structure 对象的静态结构描述 Method 关于对象的操作定义 Restraint