第二章知识与知识表示

第二章知识与知识表示内容摘要：

)在事物子类的属性和事物母类的属性之间存在一种继承和发展的关系。 继承可以是直接继承，也可是经过计算以新的值继承；可以是全盘继承，也可是有选择的继承 6)将事物及其属性分类 分层加以描述的方法是框架理论的基础 第二章 知识与知识表示 第四节 框架结构 二、框架 概念 用于表示事物各方面的属性、事物之间的类属关系及事物的特征和变异等的概念 基本思想 使用“套套” —事物状态、属性、发展过程和相互关系的规律 第二章 知识与知识表示 第四节 框架结构 二、框架 框架的主要特征 a)有一个框架名（可带有参数） b)有一组属性，每个属性称为一个槽，里面可存放属性值 c)每个属性对值有要求，不同属性的类型可不同 d)有些属性值可为子框架调用（可带参数） e)有些属性值是预先确定，有些属性值需在生成实例时代入 f)有些属性值在代入时需满足一定条件，有时，在不同属性的属性值之间还有一些条件需要满足 第二章 知识与知识表示 第四节 框架结构 二、框架 框架系统应具备的功能 a)描述 通过工具建立和管理（查阅、修改、推理、 … ）对某类客观事物的一个描述。 注： 1)描述可由一组相互联系、互相支持的框架组成 2)在建立单个框架时，可根据需要设置一组槽，规定每个槽的性质，及槽之间的关系 3)每个槽在框架中被认为无内部结构的，但当需要时，它本身又可扩充为一个有内部结构的框架 第二章 知识与知识表示 第四节 框架结构 二、框架 框架系统应具备的功能 b)子类 将复杂的事物分为子类 ,再将子类分成更小的子类 ,定义更小的框架。 c)实例 注：子类的最低层是实例 ,它已不是一个类 ,而只是一个个体的描述 ,它是框架体系树的树叶 第二章 知识与知识表示 第四节 框架结构 二、框架 框架系统应具备的功能 d)匹配 注： 1)框架匹配一般是部分匹配，完全匹配是特殊情形 2)框架不完全符合实际事物的可能性有：规定的属性不存在、规定的属性值不符、属性的缺省值和被匹配事物相应属性值不符、为某个属性的值规定的类型或条件不成立 3)可通过规定必要条件、规定允许误差范围、规定计算偏差度、规定属性加权、设置一组判定产生式、既规定充分因子又规定必要因子、不局限于绝对成功的匹配来确定匹配成功条件 第二章 知识与知识表示 第四节 框架结构 二、框架 框架系统应具备的功能 e)预测 根据框架对客观事物进行预测 注： 1)预测实际上是一种框架内部的推理 2)预测的用途有：指导进一步的观察、假定还未观察到的或难以观察到的事物 第二章 知识与知识表示 第四节 框架结构 二、框架 框架系统应具备的功能 f)继承 注：继承除了子类继承，还可有如下情形的继承：有限制地继承和排斥属性、有限制地继承和排斥属性值、有限制地继承和排斥条件、给出属性值的映射函数、指明属性的分裂等 第二章 知识与知识表示 第四节 框架结构 二、框架 框架系统应具备的功能 g)变异 用于处理实际事物与框架很不一致的反常现象 注：变异的概念使框架匹配的定义进一步精确化。 h)更新 注：在发生变异的情形下需更新 i)修改 对老框架进行修改，以符合变异要求 j)查找 注：查找时，可能需要回溯 第二章 知识与知识表示 第五节 语义网络 一、基本思想 用一个有向图表示概念和概念之间的关系，其中节点代表概念，节点之间的连接弧 (也称联想弧 )代表概念之间的关系 寻找两个概念之间关系的方法是：从此两个概念出发，分别以广度优先的方法沿着连接弧向前搜索，这两个搜索圈逐渐扩大，若某个时刻两者碰上，即形成一条连接两个概念的通路，则认为是找到了两个概念之间的联系 第二章 知识与知识表示 第五节 语义网络 二、 常见的语义网络形式 命题语义网络 数据语义网络 ER图（实体 关系图） 语言语义网络 第二章 知识与知识表示 第五节 语义网络 三、命题语义网络 简单命题语义网络 a)基本思想 用节点表示命题，弧表示命题关系 第二章 知识与知识表示 第五节 语义网络 三、命题语义网络 简单命题语义网络 b)举例 例 1：她身穿大红袄，头戴一枝花 人 女人 她 头上 身上 与 附有 附有 花 大红袄 戴着 穿着 动作 事物 个体 子集 部分 部分 地点 地点 对象 方式 方式 对象 个体 个体 个体 个体 状态 第二章 知识与知识表示 第五节 语义网络 三、命题语义网络 简单命题语义网络 b)举例 例 2：他用激光打印机打印了这份文件 办公机器 插座 打印机 激光打印机 打印 完成的动作 动作 他 男人 人 文件 办公资料 资料 个体 子集 电源 子集 个体 工具 动作主体 动作对象 个体 子集 第二章 知识与知识表示 第五节 语义网络 三、命题语义网络 一般谓词语义网络 a)基本思想 使用网络分块化技术：将复杂命题拆成许多子命题，每个子命题用一个小的语义网络表示，称为一个空间，复杂命题构成大空间，子命题构成子空间，它本身又可看作大空间中的一个节点，子空间可层层嵌套，也可用弧互相连接 第二章 知识与知识表示 第五节 语义网络 三、命题语义网络 一般谓词语义网络 b)举例 例 1： 每个学生都读过一本书 xy(学生 (x)书 (y) 读过 (x,y)) GS 注： 1)GS是全体命题的集合 2)F弧指示所代表的命题 g s r b 学生 读 书 个体 个体 个体 个体 动作主体 动作对象 F  第二章 知识与知识表示 第五节 语义网络 三、命题语义网络 一般谓词语义网络 b)举例 例 2：每个学生都读过所有的书 x  y(学生 (x)书 (y) 读过 (x,y)) GS g s r b 学生 读 书 个体 个体 个体 个体 动作主体 动作对象 F   第二章 知识与知识表示 第五节 语义网络 三、命题语义网络 一般谓词语义网络 b)举例 例 3：每个学生都读过一本所有作家都喜欢的书 x (学生 (x)y(书 (y) 读过 (x,y) z(作家 (z) 喜欢 (z,y))) 第二章 知识与知识表示 第五节 语义网络 三、命题语义网络 一般谓词语义网络 b)举例 例 3：每个学生都读过一本所有作家都喜欢的书 学生 g1 GS 作家 s r 读 书 b like n 喜欢 g2 个体 动作主体 动作对象 个体 个体 个体 动作主体 动作对象 个体 个体 个体 F   F 第二章 知识与知识表示 第五节 语义网络 三、命题语义网络 一般谓词语义网络 c)子空间 (块 )偏序排序规则 1)若从子空间 S1内的某个节点有弧通向子空间S2中的某个节点 (或 S2完全包含 S1)，则称 S2在 S1之上，或 S1在 S2之下。 2)若 S2在 S1之上， S3又在 S2之上，则 S3也在 S1之上（满足传递性） 注： 1)这里，各子空间的节点之间不允许形成循环，它们形成一个偏序，一般说来还构成一个半格 2)在语义网络的推理和实现技术上，偏序有其特殊的意义，可将偏序解释为“可见” 第二章 知识与知识表示 第五节 语义网络 三、命题语义网络 一般谓词语义网络 c)子空间 (块 )偏序排序规则 注： 3)可见的定义为：若子空间 S2在 S1之上，则S1对于 S1来说，是可见的。 显然，可见关系具有自反和传递两种性质，但没有对称性。 事实上，它是反对称的 (因不允许循环 ) 4)子空间偏序相当于传统程序设计语言中的嵌套结构 5)利用“可见性”，能使系统提高系统的运行效率，因为在一个子空间中进行操作时，只需考虑相关可见空间，这样可减少搜索和推理范围 第二章 知识与知识表示 第五节 语义网络 三、命题语义网络 一般谓词语义网络 d)间接和嵌套命题的表示 例：李平说他想看红楼梦 三个命题： 1)李平说 …. 2)他想 …. 3)他看红楼梦 第二章 知识与知识表示 第五节 语义网络 三、命题语义网络 一般谓词语义网络 d)间接和嵌套命题的表示 例：李平说他想看红楼梦 李平 人 说 g1 GS 个体 动作主体 动作对象 个体 s t 想 g2 看 红楼梦 同一 同一 动作主体 动作主体 动作对象 动作对象 F F 书 个体 个体 第二章 知识与知识表示 第五节 语义网络 四、数据语义网络 基本概念 以数据为中心的语义网络。 导因 利用数据时，需要数据的语义和数据间的关系，以向用户提供数据的有关知识，包括支持用户对数据实行推理的功能 作用 用于知识型数据库的一种知识表示方法 第二章 知识与知识表示 第五节 语义网络 四、数据语义网络 主要形式 a)DBTG模型 系 —二 级树 b)ER模型 学生 选课 课程 学号 姓名 教室 课程号 课程名 第二章 知识与知识表示 第五节 语义网络 四、数据语义网络 主要形式 c)SuLo语义联系模型 以实体之间的联系为中心 ,使用九种基本联系模型 ,以确切地表达各种数据之间的关系 1)成员联系 表示由属于同一概念的一组原子元素或下层概念构成的一个集合 ,称作 CC(概念类 )节点 CC CC CC 学校 院系 部处 第二章 知识与知识表示 第五节 语义网络 四、数据语义网络 主要形式 c)SuLo语义联系模型 2)特征联系 由一组特征构成某一实体的完整描述，有两类节点： DE(表示一组特征刻划了一个可独立存在的实体 )、 CE (表示一组特征刻划了一个不可独立存在的实体 ) 注： CE的存在依赖于由某个 DE联系表达的独立存在的实体 第二章 知识与知识表示 第五节 语义网络 四、数据语义网络 主要形式 c)SuLo语义联系模型 3)相互作用联系 用 EI节点表示，用以描述两个实体之间的相互作用，其联系的实体中必须包含两个分量： AG(动作主体 )、 DO(动作对象 )。 另外，可包含对相互作用加以修饰的成分 (用 MD表示 ) 注： AG,DO,MD标记在弧上 第二章 知识与知识表示 第五节 语义网络 四、数据语义网络 主要形式 c)SuLo语义联系模型 4)集合关系联系 用 SR节点表示 (1)子集关系 母集用 ST弧联系，子集用 SB弧连接 (2)互斥关系 均用 SX弧连接 (3)相交关系 均用 SI弧连接 (4)对应关系 均用 SE弧连接 第二章 知识与知识表示 第五节 语义网络 四、数据语义网络 主要形式 c)SuLo语义联系模型 5)合成联系 用 CP节点表示，分概念本身用 COP弧连接 6)因果联系 用 CF节点表示，用于建立原因 (一般以相互作用节点表示 )与结果 (相互作用节点或其它概念节点 )之间的联系，用 CA和。