人工智能原理复习--知识表示（二）

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人工智能原理复习–知识表示（一）

产生式表示法

把推理和行为的过程用产生式规则表示，所以又称基于规则的系统。
产生式规则：1. 前提-结论型 2.条件-动作型

确定性规则：用简单的形式表示即可

• 一般使用三元组（对象，属性，值）或（关系，对象1，对象2）

不确定性规则：要加上可信度 $$IFPTHENQ(可信度）$$

• 需要使用四元组（对象，属性，值，不确定度量）或（关系，对象1，对象2， 不确定度量）

组成

规则库：是某领域知识（规则）的存储器，专家系统的核心
综合数据库（事实库）：用于存放事实、外部输入事实、中间结果、以及最后结果，是不断变化的（动态的）
推理机：

• 匹配：将综合数据库中的条件与规则库中的条件比较，如果匹配则称为匹配规则。
• 冲突解决：匹配是会发生冲突，所以需要利用专一性排序、规则排序、规模排序和就近排序这些常见的冲突解决策略解决。
• 操作：执行操作后数据库的内容将被修改

优缺点
优点：清晰性、模块性、自然性
缺点：难以扩展、规则选择效率较低、控制策略不灵活、知识表示单一

推理方式

正向推理
根据已知事实出发，通过规则库求得结论。（数据驱动方式或自底向上的方式）
过程：

1. 将规则库的规则与综合数据库中的匹配
2. 使用冲突解决算法找到一条启用规则
3. 执行启用规则的操作部分，将操作的结果放入中和数据库，重复这个过程即可。

反向推理
从目标出发（假设），反向使用规则，看是否推出已知事实。（目标驱动方式或自顶向下的方式）
过程：

1. 规则库中的规则后件与目标事实匹配，得到匹配的规则集合
2. 使用冲突解决算法，找到一条启用规则
3. 将启用规则的前件作为目标，重复上述，直到各字母表均为已知事实，则算成功

双向推理
既是自顶向上又是自底向上的推理，从两个方向进行，直至某个中间界面上两方向结果相符便成功结束。

结构化表示

结构化的手段能高效和集中地描述特定的事务和事务间的关系

• 语义网络：事务间的关系
• 框架表示法：事务内部的结构

语义网络

结点表示事务（可以是概念）（可以是常量个体）
在反射弧上的标签：表示节点捡的关系

语义单元：（结点1，弧，结点2）

基本语义联系：

1. 类属关系：最主要的特征是：属性的继承性

   • AKO（A-Kind-of）:一种事务是另一种的类型。
   • AMO（A-Member-of）:表示一个事务是另一个事务的成员。
   • ISA(Is-a):表示一个事务是另一个事务的实例。

2. 包含关系：包含关系一般不具备属性的继承性。

   • Part-of: 例如轮胎是汽车的一部分，这两个实体没有属性的继承
   • Member-of

3. 属性关系

   • Have:表示一个节点具有另一个节点所描述的属性
   • Can:表示一个节点能做另一个节点的事情 例如：（电视）可以放（电视节目）

4. 时间关系

   • Before
   • After

5. 位置关系

   • Located-on 上
   • Located-at 某一位置
   • Located-under 下
   • Located-inside 中
   • Located-outside 外

6. 相近关系

   • Similar-to相似
   • Near-to相近

7. 因果关系

   • If-then

8. 组成关系：不具备属性继承性

   • Compsoed-of

语义网络表示知识的方法和步骤

要注意加箭头

1. 事实性知识的表示
   把有关一个事务或一组事务的知识用一个语义网络来表示。
   

2. 情况、动作和事件的表示
   引入附加结点，将发生的一些情况、动作和时间作为结点引入知识网络

   • 情况的表示：不及物动词表示的语句或没有间接宾语的及物动词表示的语句，增加一个情况结点指出
     例如：用语义网络表示“请在2006年6月前归还图书”
     

   • 动作的表示：有些知识既有主体又有客体（表示的是一个三元关系），增加动作结点用于指出主体和客体。

     例如：用语义网络表示知识“校长送给李老师一本书”
     

   • 事件的表示：如果发生的知识可以看成是发生的一个事件，那么可以增加一个事件结点来描述这条知识。
     关系弧只能表示二元关系，所以通过事件结点是将这个事件转换成多组二元关系的合取。

3. 连词和量词的表示

   • 合取和析取的表示：通过增加合取和析取结点，使用时不能出现不合理的组合

     例：对事实“参观者有男有女，有年老、有年轻的”
     
     其中A、B、C、D可以是年轻的男人，年老的男人，年轻的女人，年老的女人，要进行组合成正确语气，使用适当的连接词，在表示事实

   • 存在量词和全称量词的表示
     在语义网络中使用“是一种”、“是一个”的关系来表示
     分块语义网络：就是用字母先抽象、在用AKO, ISA和画框，加量词符号来实现。

     例如：表示每个学生都学习了一门外语
     

步骤：

1. 找出实体
2. 找出关系，根据是否有继承性去除冗余实体
3. 根据语义添加附加结点，连接词，量词，和IF-THEN

应用题目

1. 第一题
   
   对于一句复杂的话画语义网络，应该先抓主干，在考虑修饰，如果主干涉及三元关系，测通过增加结点的方法，例如主干是绵羊和羊毛，那么就不去考虑它的修饰生产

2. 用语义网络表示：王军在本年度第二学期给计算机应用专业讲授“人工智能”这门课
   

3. 第三题
   

4. 用语义网络表示每个人都喜欢电影
   

框架表示法

自顶向下的方法：

• 先匹配一个现有的抽象模型（框架）
• 在确定抽象模型（框架）中的细节

结构：

<框架>:<槽1>: <侧面1>：侧面名  值<侧面2>:  侧面名 值1，值2<槽2>: <侧面>: 侧面名： 值约束： 约束条件

例：

框架名：<优质商品>
商品名称：红桃K口服液
生产厂商：红桃K集团
生产日期：2018年6月17日
获奖情况：获奖等级：省级颁奖单位：湖北省卫生厅获奖时间：2020年5月

常见的槽：AKO槽，Instance槽是AKO槽的逆关系，可在该槽中指出它所联系的下层框架。具有继承性。

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