哈工大人工智能课件chpt6

人工智能原理

第6章学问表示1 本章内容

6.1学问表示概述

6.2本体论

6.3产生式系统

6.4框架

6.5语义网络

6.6脚本

参考书目第6章学问表示2学问表示的重要性学问表示是AI的基础，也就是构建智能体的基础学问表示是推理和行动的载体/没有合适的学问表示，任何构建智能体的支配都无法付诸实施表示常常和推理紧密联系学问表示通常是一些符号的集合/推理和行动可以由这些符号构建，也可以本身就代表着一种行为结构(如神经网络)第6章学问表示36.1学问和学问表示

第6章学问表示4学问与学问表示学问的定义？Feignebaum：学问是经过消减、塑造、说明和转换的信息Bernstein：学问是由特定领域的描述、关系和过程组成的Hayes-roth：学问是事实、信念和启发式规则学问库的观点：学问是某领域中所涉及的各有关方面的一种符号表示第6章学问表示5学问与学问表示学问的种类事实性学问：接受干脆表示的形式如：凡是猴子都有尾巴过程性学问：描述做某件事的过程如：电视修理法行为性学问：不干脆给出事实本身，只给出它在某方面的行为如：微分方程、（事物的内涵）……第6章学问表示6学问与学问表示学问的种类……实例性学问：只给出一些实例，学问藏在实例中类比性学问：既不给出外延，也不给出内涵，只给出他与其他事物的某些相像之处，例如比方、谜语元学问：有关学问。最重要的元学问是如何运用学问的学问，如何从学问库中找到想要的学问第6章学问表示7学问与学问表示学问的要素事实：事物的分类、属性、事物间的关系、科学事实、客观事实等（最底层的学问）规则：事务的行为、动作和联系的因果关系学问（启发式规则）限制：当有多个动作同时被激活时，选择哪一个动作来执行的学问（技巧性）元学问：高层学问。怎样运用规则、说明规则、校验规则、说明程序结构等学问第6章学问表示8学问与学问表示学问表示的定义学问表示探讨用机器表示学问的可行性、有效性的一般方法。学问表示是智能推理的部分理论学问表示是有效计算的载体学问表示是沟通的媒介（如语义网络）第6章学问表示9学问与学问表示选取学问表示的因素表示范围是否广泛是否适于推理是否适于计算机处理是否有高效的算法能否模块化……总之，人工智能问题的求解是以学问表示为基础的。如何将已获得的有关学问以计算机内部代码形式加以合理地描述、存储、有效地利用，便是学问表示应解决的问题。第6章学问表示10学问与学问表示学问表示探讨特点智能行为的特有的灵敏性。“常识问题”不能概括为一类简洁的理论，使大量小理论的集合

AI的任务受到计算装置的约束。这导致了所接受的“表示”必需同时满足“刻画智能现象”与“计算装置可以接受”，这两个有时是冲突的条件第6章学问表示116.2本体论(Ontology)

6.2.1本体论探讨内容

6.2.2本体论分类

6.2.3描述事物与时空

6.2.4领域Ontology应用第6章学问表示12本体论与存在本体论(Ontology)是关于存在(existence)的探讨存在是什么—全部的实体(entity)，包括抽象的和具体的(abstract&concrete)，正是它们组成了世界当代定义：共享概念模型的明确的形式化规范说明/要素：概念模型 明确形式化 共享第6章学问表示13Ontology定义的要素概念模型—对现实世界的一些现象抽象出相关概念而得到的模型明确—所用概念和所用概念的约束均有明确定义形式化—计算机可读的共享—体现了共同认可的学问，反映的是相关领域中公认的概念集合第6章学问表示146.2.1本体论探讨内容本体论是关于事物本身的探讨，主要探讨如何描述事物(定义)，特殊是如何分类事物第6章学问表示15基于本体论的分类基于本体论的分类/对于事物的描述本体论分类(OntologicalCategories)或者称为基于本体论的分类：是对事物一种尽可能具体完备的分类方式本体论分类可以分为4级：顶级Ontology—最一般的概念及其关系领域Ontology—特定领域的概念任务Ontology—特定任务或行为中应用Ontology—依靠于特定领域和任务第6章学问表示16构造Ontology的规则构造Ontology的5条标准(Gruber,1995)明确性和客观性—用自然语言对所定义术语给出明确、客观的语义定义完全性—给出的定义是完整的，完全能表达所定义术语的含义一样性—由术语得出的推论与术语本身的含义相容最大单调可扩展性—添加通用或专用术语时，不须要修改已有内容最小承诺—对待建模的对象给出最少的约束第6章学问表示176.2.2本体论分类以美国著名的学问工程CYC(encyclopedia)为例(号称是世界上最大的学问库)，介绍其顶层的分类(早期版本)CYC探讨最早始于1984年，距今已经20余年(ThedevelopmentofCycwasaverylong-term,high-riskgamblethathasbeguntopayoff.见其主页)CYCKB包括数千个微理论(microtheories)，一些微理论面对特定领域，该机制允许各子库独立维护CYCKB已经有20万术语(term)，每个术语又包含了几十个论断(assertion)第6章学问表示18CYC本体论顶层分类第6章学问表示IndividualObjectIntangibleRepresentedThingEventStuffIntangibleObjectCollectionIntangibleStuffRelationshipInternalMachineThingAttributeValueSlotAttributeAbsoluteAttr.ValueRelativeAttr.ValueQualitativeAttr.ValueNonphysicalAttr.ValuePhysicalPerceivableAttr.ValueProcessSomethingOccurringDynamicProcessSomethingExistingIntelligenceCompositeTangible&IntangibleObj.TangibleObjectTangibleStuffThing19CYC本体论的层次结构(1)最顶层称为Thing/Entity/┬，下一层为什么是分为三个分支？最右分支一起先是作为其他两类的补充而出现，后来改进为元层次表示(metalevel)，可作为“关于表示的表示”而存在留意：某些CYC层次和分类仍有争论/也是本体论特色之一第6章学问表示20CYC本体论的层次结构(2)合乎老子的道家学说：TheTaogavebirthtotheOne;TheOnegavebirthtotheTwo;TheTwogavebirthtotheThree;AndtheThreegavebirthtothetenthousandthings.第6章学问表示21本体论顶层分类(1)二分法：物理(Physical)/抽象(Abstract)三分法：独立(Independent)/关系(Relative)/中介(Mediating)分别称为第一级(Firstness)/其次级(Secondness)/第三级/(Thirdness)二者结合生成6个类别第6章学问表示22本体论顶层分类(2)二分法和三分法结合(Peirce&Whitehead)/哲学上的理念第6章学问表示┬IndependentRelativeMediatingPhysicalAbstractActualityFormPrehensionPropositionNexusIntention23本体论顶层分类(4)万物的存在形式与时间的关系：相对静止或变更中—于是增加一种属性描述，可以将上述分类再次一分为二相对静止—连续相(Continuants)相对变更—发生相(Occurrents)从时间角度视察万物，存在着一个视点(Viewpoint)：Minutes尺度—冰河(glacier)=Continuants/雪崩(avalanche)=Occurrents/Centuries尺度—冰河=Occurrents第6章学问表示24本体论顶层分类(5)第6章学问表示ObjectProcessSchemaScriptJunctureParticipationDescriptionHistoryStructureSituationReasonPurposeIndependentRelativeMediating Physical AbstractContinuantOccurrentContinuantOccurrent组合关系：Object=IPCetc.256.2.3描述事物与时空本体论在描述事物与时空时有诸多考虑，这里概要地介绍一点物理实体(physicalentity)与抽象形式(abstract)之间关系：多对一同一形式可能对应于不同实体，

存在歧义第6章学问表示

左图是：词汇“TOOT”？1001上面加一横线？

桌子下面有两个气球？26集合与分类如何描述多个事物？须要引入集合和分类/相关术语集合(set)—具有两种操作的结构(/)/不能描述不行数事物聚集(collection)—对事物更简洁、更一般的排列/可以描述可数的和不行数的事物类型(type)—关于实体聚集的规格(specification)/独立于集合内容的变更分类(category)—用于分类的类型第6章学问表示27类型与事物集合概念“类型(type)”是一个抽象规格，而不是事物的集合对于每个类型t,有集合t称为t的指示(denotation)frog=概念系统的一个类型，frog=世界上全部青蛙的集合在类型格子(lattice)和集合(现实事物)格子之间不存在一一映射如type(麒麟Unicorn)映射为空集/而Human和FeatherlessBiped指的都是人类第6章学问表示28空间与时间集合论对离散元素和严格界限的要求给连续的空间和时间的表示带来麻烦如空间中由点组成物体，那么中点/中线在哪里？类似的问题：关于瞬时(instant)是否组成期间(duration)引入：没有点的空间(spacewithoutpoints)没有瞬时的时间(timewithoutinstants)第6章学问表示296.2.4

领域Ontology应用生物信息学(bioinformatics)是当前一个学科交叉的探讨热点任务之一：在生物及医学科学文献中识别诞生物实体之间的相互关系例如：蛋白质与蛋白质之间的关系 the<GAG>proteinfrommembranebindsto<Alix/AIP1>…疾病与治疗手段之间的关系 <anantichlamydialmacrolideantibiotic,roxithromycin>,canpreventmajorischaemiceventswith<unstableangina>第6章学问表示30N-N形式的名词复合在科学文献中，多个名词依次连接组合成一个名词短语用以表示一个科技术语，这类组合称为名词复合(nouncompounds,NCs)/最简洁的是N-N复合生物信息学中的例子abdomenradiographyinjuryrehabilitationdeliriumtreatment第6章学问表示31N-N间关系的确定很明显，N-N两个名词之间存在确定的关系，如上例中abdomenradiography是身体部位与检查手段之间的关系/识别N-N之间的关系也是一种关系识别有各种方法可以识别N-N之间的关系建立识别规则库，积累识别的例子通过语料库训练，接受统计学习方法进行分类利用专业领域词典，判别N-N各自的类别，从而建立两者之间的关系第6章学问表示32生物医学领域词汇本体库MeSHMeSH=MedicalSubjectHeadings是美国国家医学图书馆的词库(controlledvocabularythesauruswithhierarchicalstructure/lexicalontology)MeSH有15个主要子分支(sub-hierarchies,trees)，对应着医学词汇的主要分支A–Anatomy B–OrganismsC–Diseases每个子分支下还有更多的层次，最多到6层，类似于IP地址一样编号(第1层字母)第6章学问表示33N-N类别对可以认为：MeSH包含了生物医学领域中的绝大部分专业词汇；那么，N-N的两个名词通过查找MeSH中它们的上位类别不是可以找到两者之间的关系吗？因此，假定[BarbaraRosario,2005]：AllN-Ncanbecharacterizedbyacategorypair(CP),aparticularsemanticrelationshipholdsbetweenthem每个名词的category来自MeSH第6章学问表示34N-N间关系的标注语料库=1M篇Medlinetitlesandabstracts从中抽取了1MN-N名词复合其中不重复的N-N对共79677个，全部属于MeSHN-N取它们在MeSH之中的类别，构成了类别对，这个类别对就是一种语义关系/但是MeSH中有多个层次，哪个层次的类别确定关系最合适？手工判定，形成规则/抽取各类的20%进行标注标注原则：某个层次上的类别所包含的N-N之间都是同一关系，则所属类别接受为一条关系识别规则第6章学问表示35标注算法ForeachN1-N2,classifythemaccordingtosameC1&C2(toplevel),N1C1,N2C2,denoteeachclassasCCiForeachCCi,checkwhethereachmemberinitbelongstosamerelationIfyes,CCiisrecordedasaclassifyingrule;ifno,checkthreecases:descendonelevelofC1toC11,checkwhetherC11-C2isarule;descendonelevelofC2toC22,checkwhetherC1-C22isarule;descendonelevelofC1&C2toC11&C22,checkwhetherC11-C22isarule;repeatdescentprocesstillsomelevelsandgetarule第6章学问表示36实例形成的识别规则(1)都是第1层次：A01(bodyregion)–A07(cardiovascularsystem)scalparteries(头皮动脉)/heelcapillary(踵部毛细血管)/thighvein(大腿静脉)……第1层次和第2层次：A01–M01.643(Patients)：ankleinpatient/eyeoutpatientA01–M01.898(donors)：eyedonor/skindonor第6章学问表示37实例形成的识别规则(2)第2层次和第1层次：J01.637(manufacturedmaterials)–A01：glasseye/neopreneelbow(橡胶肘)……规则分布：250个CPs的一个名词属于Anatomy类，其中187个在第1层次，如A01-A07–74%55个降到第2层次，如A01-M01.898–22%7个降到第3层次–2%其他类E/G/N等，至少50%要降下1层第6章学问表示38试验结果依据上述规则，随机选择了20%N-N对作为测试集(开放集，完全不同于规则抽取依靠的数据)，进行试验/由具有生物医学学问背景的人员独立进行评价假如N-N中名词属于A/H01/C04之一，则得到89.6%的类内平均精确率(假如两个词同属于上述3类)(intra-categoryaveraging)/90.8%跨类平均精确率/似乎还不完整结果分析：存在一些歧义，须要进一步解决试验结果：令人满足甚至有点惊异第6章学问表示396.3产生式系统

6.3.1产生式系统的组成

6.3.2产生式系统的应用第6章学问表示40产生式规则产生式系统是基于学问的智能体，其基础是各种学问元这些学问元之间存在着大量的因果关系即前提和结论的关系，用产生式或者称为规则的形式来表示是特殊便利的大量应用于各类专家系统当中产生式系统=面对应用的逻辑系统第6章学问表示41各种产生式系统产生式最早由美国数学家Post1943年提出，用于作为一种形式化运算工具60年头，产生式系统成为认知心理学探讨人类心理活动中信息加工过程的基础，由此心理学家认为人脑对学问的存储就是产生式形式的。因此用它来建立人类认知模型。一些特殊的产生式系统：谓词公式的蕴涵关系上下文无关文法BNF范式(巴克斯范式)第6章学问表示42表示方法——产生式规则表示法表示形式——事实的表示：可看成是断言一个语言变量的值或是多个语言变量间的关系的陈述句实例1：香蕉是黄色的。语言变量——香蕉，值——黄色的

实例2：小李宠爱小莉。语言变量——小李、小莉，关系值——宠爱一般运用三元组（对象，属性，值）或（关系，对象1，对象2）来表示事实。如：对事实“老李年龄今年是65岁”可表示成：

（Li，Age，65）

而“老赵和老张是挚友”可写成：

（Friend，Zhao，Zhang）

第6章学问表示436.3.1产生式系统的组成产生式系统的三要素：产生式规则集、综合数据库(或者称数据基)和限制系统(或者称说明程序)产生式：一组产生式规则（规则集）相当于系统的学问库，每条规则分为左部LHS和右部(IF<前件>THEN<后件>)/其中规则的<前件>表达的是该条规则所要满足的条件，规则的<后件>表示的是该规则所得出的结论，或者动作天上下雨地上湿北京是中国的首都第6章学问表示44产生式系统的组成数据基：一个数据的集合，用于存放在推理过程中的已知条件、推导出的中间结果和最终结论等限制系统，用于限制系统的运行，它依据综合数据库中的当前数据，来选择合适的规则/不同的选择规则的方法，就构成了不同的限制策略/因此限制系统也可以称之为推理引擎第6章学问表示45产生式系统的推理正向推理：数据驱动反向推理：目标驱动双向推理在与或树表示方法的基础上进行第6章学问表示46与或树第6章学问表示47产生式系统的推理正向推理：是从已知事实动身，通过规则库求得结论。或称为数据驱动方式，也称为自底向上（Bottom-up）。推理过程：规则集中的规则与数据库中的事实进行匹配，得到匹配的规则集合从匹配的规则集合中选择一条规则作为运用规则执行运用规则的后件。将该运用规则的后件输入数据库。重复进行，直到达到目标规则：事实中包含“网状叶脉”，依据规则“网状叶脉→双子叶纲”，匹配得到“双子叶纲”，则将“双子叶纲”送入数据库中成为新的证据，作为新的前提，可以在随后的推理中运用。第6章学问表示48产生式系统的推理反向推理：

从目标动身，反向运用规则，求得已知事实，或称为目标驱动方式也称自顶向下（Top-down）推理方式。

推理过程：

用规则集中的规则后件与目标事实进行匹配，得到匹配的规则集合

从匹配的规则集合中选择一条规则作为运用规则

把执行的运用规则的前件作为下一个循环的目标事实

重复进行，直到达到目标

第6章学问表示49产生式系统的特点(1)用产生式系统结构求解问题的过程和人类求解问题的思维很相像，因而可以用来模拟人类求解问题的思维过程可以把产生式系统作为人工智能系统的基本结构单元或者基本模型看待，就似乎是积木世界中的积木块一样。因而探讨产生式系统的基本问题就具有一般意义。表示的格式固定，形式单一，规则间相互独立，所以建立简洁；推理方式单纯，学问库与限制系统分别，修改便利，简洁理解。第6章学问表示50产生式系统的特点(2)优点：模块性——规则与规则之间相互独立。灵敏性——学问库易于增加，修改，删除自然性——便利地表示专家的启发性学问透亮性——易于保留动作所产生的变更、轨迹第6章学问表示51产生式系统的特点(3)缺点：学问库维护难效率低理解难，规则之间不能调用，不能表示结构性的学问第6章学问表示526.3.2产生式系统的应用产生式系统对某些领域的应用很有效学问从模块性角度可以分为两类：第一类：很多独立学问元构成，相互之间关系不亲密典型例子：医生诊断/化学反应其次类：一个较小的核心推出其余的部分，形成一个统一整体典型例子：数学产生式系统适于第一类学问而不适用于其次类第6章学问表示53产生式表示举例(1)猜帽子颜色3个人每人头上1顶帽子(看不到自己头上的帽子)，红白两色，至少1顶为白色/看谁抢答正确状况分析：1顶白色/2顶白色/3顶白色结合眼见状况，作出推断1)1顶白帽—望见2顶红帽→头上帽子必为白色/立刻抢答2)1顶白帽—望见1白1红→白者抢答/自己不要落后跟着答红色第6章学问表示54产生式表示举例(2)3)2顶白帽—望见1白1红→第1次提问白者答不出，则自己抢答为白色4)2顶白帽—望见2顶白帽→第1遍任一个白者答不出，第2遍某个白者答出/自己应立刻抢答为红色5)3顶白帽—望见2顶白帽→第1遍和第2遍二人都答不出，则应抢答为白色设另外2人分别为A,B第6章学问表示55产生式表示举例(3)写为产生式规则如下：A=红帽∧B=红帽→自己=白帽A=红帽∧B=白帽∧B抢答→自己=红帽(A|B的帽色交换，同样结论，是对称的)A=红帽∧B=白帽∧B第1次答不出→自己=白帽A=白帽∧B=白帽∧B第1次答不出∧B第2次答出→自己=红帽A=白帽∧B=白帽∧B第1次答不出∧B第2次答不出→自己=白帽第6章学问表示56产生式系统推理中的相关问题数据基中部分谓词保持不变问题—框架问题随时间而变更的情景演算匹配冲突问题解决冲突的策略—产生式、数据、目标的排序非确定性匹配不同事实的匹配加权计算引入概率值的不精确推理第6章学问表示576.4框架

6.4.1框架的表示

6.4.2框架系统的功能第6章学问表示58框架与属性列举对于事物的描述，可以列举事物的属性/学问表示从属性描述起先，如属性表框架是Minsky在1975年提出的一种概念，他从心理学证据动身，认为人的学问以框架结构记存在人脑中用于表示出事物各方面的属性，也可以表示事物之间的类属关系、事物的特征和变异用于识别、分析、预料事物及其行为第6章学问表示596.4.1框架的表示框架表示的基本思想：各类事物的状态、属性、发展过程和相互关系往往有确定规律性，可称为“套子”，总结出来存于学问库；以后再相识新事物时，可以依据新事物初步印象，用类比方法从学问库取出一个最近似的“套子”，进行匹配，可以尽快获得对新事物的全面相识第6章学问表示60框架的表示形式框架的基本要素—“属性-值”对或“槽-值”对/框架由一系列“属性-值”对组成L2L1L3L4AL5L6L7L8L9BC左图是一个立方体上方斜俯视图其框架主要由面和线组成第6章学问表示61立方体斜俯视图框架框架名：立方体斜俯视图物体：立方体视角：斜俯视呈现形态：六角形上面：面A斜视图(L1,L2,L3,L4)左下面：面B斜视图(L5,L4,L6,L8)右下面：面C斜视图(L6,L3,L7,L9)边：{L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8,L9}姿态：平卧负载面：A接地面：{B,C}第6章学问表示L2L1L3L4AL5L6L7L8L9BC62面斜视图框架框架名：面X斜视图(y1,y2,y3,y4)物体：矩形面视角：斜俯视|斜侧俯视呈现形态：平行四边形左上边：y1右上边：y2左下边：y3右下边：y4姿态：平卧|直立负载面：是|否接地面：是|否第6章学问表示63框架的主要特征框架具有以下6条主要特征每个框架有一个框架名(可带参数)每个框架有一组属性，每个属性称一个槽，存放属性值属性有确定的数据类型，不同属性类型不同属性值可以是子框架调用，调用可以带参数有些属性值可以事先确定，有些属性值须要在生成实例时代入属性值在代入时须要满足确定条件，不同属性值之间有时也要满足确定的约束条件第6章学问表示646.4.2框架系统的功能一个框架系统应当具备以下10个功能功能1—描述设置一组属性/规定每个属性的性质/规定属性之间关系每个属性本身无内部结构/须要时又可调用其它框架则此时变为有内部结构属性可以设置缺省值同一属性的数量可以不确定可以设置可选的属性第6章学问表示65框架系统具备的功能(2)功能2—子类子类定义通过子框架实现通过某个属性把一系列框架联系起来，形成一个层次体系例子：交通工具框架→汽车框架→奔驰轿车框架功能3—实例子类的最底层是实例第6章学问表示66框架系统具备的功能(3)功能4—匹配与产生式不同，框架通常只能与现实做到部分匹配，完全匹配是一个特殊状况/因为框架是对一类事物的完整或典型的描述，而待匹配的具体个体不行能做到完全一样不匹配的状况：某个属性不存在/与规定的属性值不符/缺省值不符/属性类型不符当存在不匹配时，如何判定是否匹配成功：规定必要条件/规定允许误差/属性加权/增加判定式第6章学问表示67框架系统具备的功能(4)功能5—预料依据框架中的条件和视察值，预料其它框架中的事物例子：机器人进入房间看到3个煤气罐，依据“煤气罐数量=煤气灶数量”，推断存在3个煤气灶(尽管可能没有发觉3个煤气灶)功能6—继承下层框架从上层框架继承相关的属性、属性值、条件继承时可以有限制地继承/排斥属性、属性值、条件等第6章学问表示68框架系统具备的功能(5)功能7—变异假如发生框架与事物很不一样的状况，导致框架调用的变更对面临的困难状况，可以引入综合分析功能8—更新框架调用的变更功能9—修改假如尚不能调用新框架，则修改老框架功能10—查找实现过程中运用各种查询策略第6章学问表示696.5语义网络

6.5.1

命题语义网络

6.5.2

语义网络上的推理

6.5.3

综合举例第6章学问表示70语义网络的提出Quilian在其博士论文中最早把语义网络作为学问表示工具(1966)当时称为联想网络—全部概念节点通过联想弧彼此连接，可进行学问推导逻辑和产生式表示方法常用于表示有关领域中各个不同状态之间的关系。然而用于表示一个事物同其各个部分间的分类学问就不便利了第6章学问表示71语义网络的分类本节主要介绍命题语义网络此外还有：数据语义网络/语言语义网络简要介绍语义网络上的推理最终给出一个综合例子，分别运用产生式、框架、语义网络表示同样的陈述72语义网络表示方法表示形式（接受网络形式表示人类的学问）从结构上来看，语义网络一般由一些最基本的语义单元组成。这些最基本的语义单元被称为语义基元。可用如下三元组来表示：（结点1，弧，结点2）每一个要表达的事好用一个节点表示，事实之间的关系用有向弧表示例如“香蕉是黄色的”当把多个语义基元用相应的语义联系关联在一起的时候，就形成了一个语义网络。

留意：在语义网络中，弧是有向弧，方向不能随意调换。73构成语义网络的基本关系类属关系

类属关系是指具体有共同属性的不同事物间的分类关系、成员关系或实例关系。它体现的是“具体与抽象”、“个体与集体”的概念。类属关系的一个最主要特征是属性的继承性，处在具体层的结点可以继承抽象层结点的全部属性。常用的属性有：A-Kind-of:表示一个事物是另一个事物的一种类型A-Member-of:表示一个事物是另一个事物的成员Is-a:表示一个事物是另一个事物的实例

74构成语义网络的基本关系包含关系

包含关系也称为聚类关系，是指具有组织或结构特征的“部分与整体”之间的关系。它和类属关系的最主要的区分就是包含关系一般不具备属性的继承性。常用的包含关系的有：Part_of:表示一个事物是另一个事物的一部分

属性关系

属性关系是指事物和其属性之间的关系。常用的属性的关系有：Have：表示一个结点具有另一个结点所描述的属性Can：表示一个结点能做另一个结点的事情

75构成语义网络的基本关系时间关系：是指不同事务在其发生时间方面的先后关系。Before：表示一个事务在一个事务之前发生After：表示一个事务在一个事务之后发生。位置关系：位置关系是指不同事物在位置方面的关系。Located-on:一物在另一物之上Located-at:一物在何位置Located-under:一物在另一物之下Located-inside:一物在另一物之中Located-outside:一物在另一物之外76困难的语义关系的语义网络77命题语义网络第6章学问表示2元谓词用语义网络来表示(事实上n元谓词都可以用2元谓词表示)命题=海浪把战舰轻轻地摇轻轻摇(海浪,战舰) —1个谓词进一步分解谓词“摇”： —3个谓词动作主体(摇，海浪)动作对象(摇，战舰)动作方式(摇，轻轻)引入更多的学问(常识)，构成更困难网络78第6章学问表示海浪战舰轻轻摇摇轻轻战舰海浪动作主体动作对象动作方式

轻轻方式全域行为摇动事物战舰

海浪某港海浪某港战舰

子集子集子集

子集子集个体个体

个体子集动作对象动作方式动作主体79命题语义网络中谓词连接符假如命题语义网络要具备充分表达谓词公式的实力，须要进一步表示“与”/“或”/“非”等连接词与节点—圆圈表示或节点—菱形框表示非—不表示全称量词/存在量词—网络分块化技术(Hendrix,1975)第6章学问表示80分块命题语义网络命题=每个学生都读过一本全部作家都宠爱的书相应的谓词公式s{Student(s)b[Book(b)Read(s,b)w[Writer(w)Like(w,b)]]}该语义网络中存在大小两个命题(两个谓词)/大命题(读)套着小命题(宠爱)大小命题分别用g1/g2表示—GS是全体命题集合/F代表命题是什么第6章学问表示81第6章学问表示826.5.2语义网络上的推理第6章学问表示语义网络上的操作主要分为检索和推理2种，检索可视为一种特殊推理/推理分为2类闭式推理开式推理83闭式推理第6章学问表示闭式推理探讨概念的检索，其过程是从某两个概念节点动身，不断向其相邻的节点扩展，直到两者扩展的节点在某处相交—即发觉了二者之间的相互联系把对事物的描述从抽象结点传递到具体结点。通过扩展可以得到所需结点的一些属性值，它通常是沿着Is－a，A－Kind－of等继承弧进行的。

84闭式推理第6章学问表示推理的一般过程为：建立结点表，存放待求结点和全部以Is－a，A－Kind－of等继承弧与此结点相连的那些结点。初始状况下，只有待求解的结点检查表中的第一个是否有继承弧。假如有，就从该弧所指的全部结点放入结点表的末尾，记录这些结点的全部属性，并从结点表中删除第一个结点。假如没有，仅从结点表中删除第一个结点。重复检查表中的第一个是否有继承弧，直到结点表为空。记录下来的属性就是待求结点的全部属性。85开式推理第6章学问表示开式推理是针对语义网络中的某个或者某些概念提出问题，通过网络上的推理来回答问题在学问库的语义网络中找寻与待求问题相符的语义网络模式对于最简洁的命题语义网络：轻轻摇(海浪,战舰)/只能对海浪和战舰提问，而不能对“轻轻摇”提问海浪轻轻摇什么？什么轻轻摇战舰？不能问：海浪对战舰干什么？86开式推理第6章学问表示其主要过程为：

依据问题的要求构造网络片断，该网络片断中有些结点或弧为空，标记待求解的问题

依据该语义片断在学问库中找寻相应的信息

当待求解的语义网络片断和学问库中的语义网络片断相匹配时，则与询问处（也就是待求解的地方）相匹配的事实就是问题的解

87语义网络表示法的特点第6章学问表示优点：

结构性：语义网络把事物的属性以及事物间的各种语义联系显式地表现出来，是一种结构化的学问表示法。

在这种方法中，下层结点可以继承、新增和变异上层结点的属性，从而实现信息共享。

联想性：着重强调事物间的语义联系，体现了人类思维的联想过程。

自索引性：语义网络表示把各结点之间的联系以明确、简洁的方式表示出来，通过与某一结点连接的弧很简洁找出相关信息，而不必查找整个学问库。

可以有效地避开搜寻时的组合爆炸问题。88语义网络表示法的特点第6章学问表示

自然性：是一种直观的学问表示方法，符合人们表达事物间关系的习惯，而且把自然语言转换成语义网络也较为简洁。缺点：

推理规则不特殊明白。

表达范围有限，一旦结点个数太多，网络结构困难，推理就难以进行。896.5.3综合举例第6章学问表示试分别用产生式系统、框架结构和命题语义网络3种学问表示形式表示上述关于导弹的学问导弹是一种自动飞行的、攻击敌方目标的武器导弹分为战略导弹和战术导弹，战略导弹中30%是巡航式导弹，70%是弹道式导弹，而战术导弹都是巡航式的战略导弹中85%是陆基放射的，15%是潜艇放射的；潜艇放射的导弹都是战略导弹，而陆基放射的80%是战略导弹，20%是战术导弹战术导弹可以由陆基放射、飞机放射和军舰放射90表示—产生式(1)第6章学问表示方式：依据句子，给出规则句子：导弹是一种自动飞行的、攻击敌方目标的武器。规则：导弹(X)→武器(X)飞行方式(X，自动)目标(X，敌方)句子：导弹分为战略导弹和战术导弹，规则：导弹(X)→战略导弹(X)战术导弹(X)91表示—产生式(2)第6章学问表示句子：战略导弹中30%是巡航式导弹，70%是弹道式导弹，而战术导弹都是巡航式的。规则：战略导弹(Y)→巡航式(Y，30%)弹道式(Y，70%)战术导弹(Z)→巡航式(Z，100%)句子：战略导弹中85%是陆基放射的，15%是潜艇放射的；规则：战略导弹(Y)→放射方式和比例(Y，陆基，85%)放射方式和比例(Y，潜艇，15%)92表示—产生式(3)第6章学问表示句子：潜艇放射的导弹都是战略导弹，而陆基放射的80%是战略导弹，20%是战术导弹规则：放射方式和比例(Y，潜艇，100%)→战略导弹(Y)/放射方式和比例(Y，陆基，80%)→战略导弹(Y)/放射方式和比例(Z，陆基，20%)→战术导弹(Z)句子：战术导弹可以由陆基放射、飞机放射和军舰放射。规则：战术导弹(Z)→放射方式(Z，陆基)放射方式(Z，飞机)放射方式(Z，军舰)93表示—框架(1)第6章学问表示框架名：导弹运用方式：自动飞行运用目的：攻击敌方目标子类：战略导弹子类：战术导弹类型：巡航式|弹道式放射方式：陆基|潜艇|飞机|军舰备注：陆基80%=战略导弹/20%=战术导弹94表示—框架(2)第6