人工智能_知识表示.ppt

1、一，1，2章知识表示，知识就是力量，一，2，2章知识表示，2.1知识表示和知识表示的概念2.2一阶谓词逻辑表示2.3产生表示2.4语义网络表示2.5框架表示2.6状态空间表示2.7问题规范表示2.8脚本表示2.9面向对象表示，一，3，2.1.1知识的概念什么是知识(1)，知识的一般概念是人们在改造客观世界的实践中积累的知识和经验，包括，包括解决问题的微观方法，如步骤、操作、规则、过程和技能等宏观方法。如战略，战术，战略，战术等知识，信息，数据及其关系的原因：理解客观世界的前提是它是可以描述的，而描述是由数据和信息解释的：数据是对客观事物的一般描述，但它不是知识。数据合成结构。关系：数据是信息的

2、载体，没有确切的含义，它的联系构成信息。信息是数据的关联，赋予数据特定的含义，这只能理解为描述性知识可以是信息的关联。它也可以是对现有知识的重新理解，例如：(1)如果计算机能理解人类语言，那么它就能直接与计算机交谈；(2)如果计算机能理解人类语言，它就能直接与计算机交谈；那么人类将尽最大努力研究自然语言的理解，a，4，2.1.1知识的概念什么是知识(2)，“知识”的代表性定义是：(1)知识是经过切割、塑造、解释、选择和转化的信息；(2)知识由特定领域的描述、关系和过程组成；(3)知识=事实信念；启发式“信息”和“联想”是构成知识的两个要素。信息之间有各种形式的关联，其中最常见的是“如果”。那么

3、。“，a，5，2.1.1知识的概念知识的属性、真与假以及相对性：它可以通过实践和推理来证明知识是真还是假。相对性：非绝对性。知识的真或假与条件、环境和事件的不确定性和不完全性有关：当解决一个问题时，它没有解决问题的所有知识的不准确性；知识本身可以分为真与假，但由于知识水平的限制，不清楚它是真还是假，所以可以用可信度和概率来描述。模糊性：知识本身的界限不清楚(人的外表)。用可能性和隶属度来描述它(模糊搜索)。矛盾与兼容矛盾：同一知识集合中的知识相互对立或不一致(保健专家系统)。兼容性：知识集中的所有知识并不相互矛盾。可表示性和可用性可表示性：知识可以用适当的形式表达。例如，语言、字符、图形等的可

4、用性。知识可以用来解决各种问题。一，6，2.1.1知识的概念知识的类型(一)，根据知识的性质，概念，命题，公理，定理，规则和方法，根据知识的范围，常识：一般知识。领域知识，这是众所周知的，适用于所有领域：面向特定的专业领域。这个领域的专家只知道，比如：专家经验。专家系统根据其作用拥有这种知识的事实知识：(叙事知识)描述事物的概念、定义和属性(上帝5实现了中华民族的飞行之梦)，问题的状态、环境和条件(温度逐渐降低)，过程知识：用于问题解决过程的操作，微积分和行为知识用于指出如何使用与问题相关的事实知识。知识包括与解决问题相关的规则、定律、定理和经验，例如：AX2 BX C=0。控制知识：即元知识

5、或超知识，也称知识。例如：推理策略，搜索策略(深度优先，广度优先，启发式)，不确定交流策略，一，7，2.1.1知识的概念知识的类型(2)，根据知识水平的表面知识：客观事物的现象和知识之间的关系这些现象和结论是简单的，但它们并不反映事物的本质。如：经验、情感、事实知识(专家系统)、深层知识：客观事物的本质、因果关系的内涵、基本原则等。如：理论知识，理性知识(数据挖掘)，根据知识确定性知识，可以解释其真实价值是真还是假的不确定性知识，不能准确解释或不能完全知道的知识，包括：不精确的，模糊的，不完整的，零级知识根据知识水平：描述事物属性和问题状态的第一级知识：过程知识。经验性和启发性知识二级知识(元

6、知识，超知识):如何使用初级知识和三级知识(元知识)，一，8，2.1.2知识表示的概念知识表示的含义和要求，什么是知识表示是对知识的描述，即一组符号被用来将知识编码成计算机可接受的某种结构。它的代表性并不独特。(请比较计算机如何理解5V电压信号。知识表达的要求(非常难)表达能力：解决问题所需的各种知识能被正确有效地表达吗？广泛领域知识表示的效率支持不确定性知识表示的程度。可用性：利用这些知识进行推理，可以获得待解决问题的解决方案对推理的适应性。推理是在根据已知事实从知识中得出结果的过程中对有效算法的支持程度。知识表示应该具有较高的处理效率。可实现性：便于计算机直接处理。可组织性：知识可以以某种

7、方式组织成特定的知识结构。可维护性：方便添加和删除知识，分级操作(知识的一致性)自然性：符合人们的日常习惯可理解性：知识应易于阅读、理解和获取等。知识表示的概念知识表示的观点和方法，知识表示的陈述性观点：知识是按照一定的结构存储的，知识的使用是通过过程实现的。优点：灵活、简洁、演绎过程完整等。方便的知识维护的缺点：低推理效率和不透明的推理过程(1965分辨率定理)。过程观点：知识存在于使用知识的过程中，表达与应用相结合(P38)。优点：推理效率高，过程清晰；缺点：灵活性差，知识维护不方便。知识表示方法：一阶谓词逻辑生成表示：生成规则结构表示：语义网络、框架、脚本过程表示：面向对象表示：一阶谓词

8、逻辑表示。本节主要讨论一阶谓词逻辑表示的逻辑基础只与领域和谓词上的知识表示和推理有关；连词和量词；术语和复合公式；自由论元和约束论元的谓词逻辑表示方法谓词逻辑表示的特征，A，11，一阶谓词逻辑表示的逻辑基础-命题和真值，命题的定义：断言：陈述句称为断言命题；具有真义和假义的断言变成命题，命题可以用大写字母来表达，例如，下了：天的雨。B:晴天C:人会死D:他在为命题的真值哭泣：t:命题的意义是真的f:命题的意义是假的，单个意义的命题叫做“原子命题”。命题逻辑是研究命题和命题之间关系的符号逻辑系统。a，12，一阶谓词逻辑表示的逻辑基础话语和谓词(I)，话语：由所讨论的所有对象组成的集合。也称为个体

9、域，个体：域中的元素。谓词：在谓词逻辑中，命题是由形式为P(x1，x2，xn)的谓词表示的谓词名。它是一个命题的谓词，代表个体之间的性质、状态或关系。个人是一个命题的主体，代表一个独立的事物或概念定义。2.2设D为单个定义域，P:f为映射，其中P是一个N元谓词，即表示为P。例如：Great (x，6) x大于6 STUDENT()是一个student TEACHER(父(张)张的父亲是一个教师、a，13一阶谓词逻辑的逻辑基础表示连词，连词：称为“非”或“负”。它代表了对其背后命题的否定：它被称为析取。它表明两个命题之间有“或”的联系：它被称为“连词”。这表明两个命题之间存在着“与”的关系。称为

10、“条件”或“暗示”。“如果那么”的意思。读“如果p，那么q”。p被称为条件的前提，q被称为条件的结果。称为“双重条件”。它代表“如果并且仅当”的语义。也就是说，它被理解为“p如果且仅q”。例如，对于命题P和Q，PQ表示“P当且仅当Q”，a，14，这意味着关系的混乱？-例如，隐含词“如果p是q”与自然语言词“如果p是q”相似，但也有本质区别。如果P是真的，Q是假的，那么复合命题“如果P是Q”就是假的。如果P为假，无论Q是否为真，复合命题“如果P为Q”都为真。如果今天下雨，我们就呆在家里。(1)如果今天下雨，我们呆在家里，那么复合命题显然是正确的。(2)如果今天下雨，我们不呆在家里，这显然违背了原

11、来的命题，即复合命题是错误的。(3)如果今天不下雨，无论我们是否呆在家里，我们都不能认为我们违反了复合命题的要求，即复合命题是真的。一阶谓词量词的逻辑表示的逻辑基础，量词：全称量词，意思是“所有”和“任何”命题(x)P(x)是真的，当且仅当P(x)对宇宙中的所有x都是真的。P (x)，意为“至少一个”和“存在”，当且仅当存在至少一个xi D时为真，这使得p (xi)为真，而P(x)当且仅当存在至少一个xi D时为假，这使得P(xi)为假。由“项目”定义。单个常数、单个变量和函数被称为术语。2-5个原子谓词公式定义如下：如果t1、t2、tn是术语，P是谓词符号，那么P(t1、t2、tn)是原子谓

12、词公式。定义2-6满足以下规则的谓词演算可以得到复合公式：单原子谓词公式是复合公式；如果a是一个复合式，那么a也是一个复合式；如果A和B是复合式，那么AVB，AB，AB和AB也是复合式。如果A是一个复合式，X是一个项，那么(x)A和(x)A也是复合式。根据以上复合配方的形成规律，可以形成任何复杂的复合配方。例如，P(x，y)VQ(y)，(x)(A(x)B(x)都是复合公式。连接词的优先级：v，a，17，一阶谓词逻辑的逻辑基础无表示参数和约束参数，作用域：指量词后面的单个谓词或括在括号中的复合公式约束参数：辖区中量词同名的参数称为无约束参数；无约束参数称为自由参数示例：(x y)Q(x p Y)

13、，其中(P(x，y)Q(x，Y)是(x)管辖范围内的参数。x是受(x)约束的参数。x和R(x，y)中的所有y都是自由参数。谓词公式中参数的名称是不相关的，可以重命名。然而，我们应该注意两点。首先，当在量词的范围内改变变量的名称时，所有同名的约束变量必须统一替换为另一个同名的约束变量，并且它们不能与范围内的自由变量同名。例如，对于公式(x(P(x，y)，约束变量x可以被z替换以获得公式(z)(P(z，y)。第二，当在辖区内重命名自由变量时，它们不能被更改为与约束变量相同的名称。例如，对于公式(x)(P(x，y)，自由变量y可以被t(而不是x)代替，并且公式(z)(P(z，t)可以被获得。a，18

14、，谓词逻辑表示方法(1)，表示步骤：首先根据所表示的知识定义谓词，然后将这些谓词与连词和量词(事实、原因和结果)联系起来。例2.1表示“每个人都有一个父亲”来定义谓词：P(x)表示X是人类HF(x，Y)表示X有一个父亲Y表示知识：(x) (y)定义谓词：T (x):表示X是教师。表示x是学生。TS(x，y):表示x是y的老师。此时，知识可以表示为：(x)(y)(T (x) TS(x，y) S (y)，可以读作：对于所有x，如果x是老师，那么必须有一个个体y，其老师是x，y是学生。a，19，谓词逻辑表示法(2)，例2.3表明“所有整数都是偶数或奇数”的知识。定义谓词：I (x): x是整数，e

15、(x): x是偶数，o (x): x是奇数。谓词表示为：(x)(I(x) E(x) O(x)例2.4显示了以下知识：王红是计算机科学系的学生。李明是王红的同学。所有计算机科学的学生都喜欢编程。定义谓词：COMPUTER(x):表示x是计算机科学系的学生。同学(x，Y):表示x是Y的同学.LIKE(x，y):意思是x喜欢y。以上知识表示为：计算机(王鸿)同学(王鸿黎明)(x)(计算机(x) like (x，编程)，a，20，练习，并使用一阶谓词逻辑表达以下句子：自然数是大于零的整数。所有整数不是偶数就是奇数。不是所有的学生都选修历史和生物。只有一个学生历史考试不及格。除了那些上过人工智能课程的学生，所有的学生都去参加了舞会。谓词逻辑表示的应用机器人移动盒(1)智能规划、NP旅行规划、自动武器等。谓词可用于描述状态和动作