《人工智能》知识点整理

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1、《人工智能》知识点整理第二讲知识表示2.0.知识表示的重要性知识是智能的基础：获得知识、运用知识符合计算机要求的知识模式：计算机能存储、处理的知识表示模式；数据结构（List,Table,Tree,Graph,etc.）2.1基本概念2.1.1数据、信息与知识<数据(Data)n信息的载体和表示n用一组符号及其组合表示信息<信息(Information)n数据的语义n数据在特定场合下的具体含义<知识(Knowledge)n信息关联后所形成的信息结构：事实&规则n经加工、整理、解释、挑选、改造后的信息2.1.2知识的特性n相对正确性n一定条件下n某种环境中n......n不确定性n存在“

2、中间状态”n“真”（“假”）程度n随机性n模糊性n经验性n不完全性n......n可表示性&可利用性n语言n文字n图形n图像n视频n音频n神经网络n概率图模型n......2.1.3知识的分类n常识性知识、领域性知识（作用范围）n事实性知识、过程性知识、控制知识（作用及表示）n确定性知识、不确定性知识（确定性）n逻辑性知识、形象性知识（结构及表现形式）n零级知识、一级知识、二级知识（抽象程度）2.1.4常用的知识表示方法n一阶谓词（FirstOrderPredicate）n产生式（Production）n框架（Framework）n语义网络（SemanticNetwork）n剧本（Sc

3、ript）n过程（Procedure）n面向对象（Object-Oriented）nPetri网（PetriNetwork）n信念网（BeliefNetwork）n本体论（Ontology）……2.1.5如何选择合适的表示方法？n充分表示领域知识n有利于对知识的利用n便于理解和实现n便于对知识的组织、管理与维护2.2一阶谓词表示法1.优点n自然性n接近自然语言，容易接受n精确性n用于表示精确知识n严密性n有严格的形式定义和推理规则n易实现性n易于转换为计算机内部形式2.缺点n无法表示不确定性知识n所能表示的知识范围太狭窄n难以表示启发性知识及元知识n未能充分利用与问题本身特性有关的知识

4、n组合爆炸n经常出现事实、规则等的组合爆炸n效率低n推理与知识的语义完全割裂2.3产生式表示法n1943年E.Post第一次提出n称为“Post机”的计算模型（《计算理论》）n一种描述形式语言的语法nAI中应用最多的知识方法之一nFeigenbaum研制的化学分子结构专家系统DENDRALnShortliffe研制的的诊断感染性疾病的专家系统MYCINn……2.3.1产生式的基本形式P®Q或IFPTHENQCF=[0,1]其中，P是产生式的前提，Q是一组结论或操作，CF(CertaintyFactor)为确定性因子，也称置信度。【注意】：谓词逻辑中的蕴涵式与产生式的基本形式相似，事实上

5、，蕴涵式只是产生式的一种特殊情况。理由如下：（1）蕴涵式只能表示精确知识，其值非“真”即“假”，而产生式不仅可以表示精确知识，而且还可以表示不精确知识。例如，MYCIN中有如下产生式：IF本微生物的染色斑是革兰氏阴性本微生物的形状呈杆状病人是中间宿主THEN该微生物是绿脓杆菌，置信度为CF=0.6CF表示知识的强度，谓词逻辑中的蕴涵式不可以这样做。（2）用产生式表示知识的系统中，“事实”与产生式的“前提”中所规定的条件进行匹配时，可以是“精确匹配”，也可以是基于相似度的“不精确匹配”，只要相似度落入某个预先设定的范围内，即可认为匹配。但对谓词逻辑的蕴涵式而言，其匹配必须是精确的。用BN

6、F（BackusNormalForm）表示的产生式形式描述及语义：<产生式>::=<前提>®<结论><前提>::=<简单条件>

7、<复合条件><结论>::=<事实>

8、<操作><复合条件>::=<简单条件>AND<简单条件>[(AND<简单条件>)...]

9、<简单条件>OR<简单条件>[(OR<简单条件>)...]<操作>::=<操作名>[(<变元>,...)]【说明】：产生式又称规则或产生式规则；产生式的“前提”：又称条件、前提条件、前件、左部等；产生式的“结论”：又称后件、右部等。2.3.2产生式系统的组成产生式系统的三个组成部分：规则库、综合数据库、控制系统。1、规则库用于描述相应领

10、域内知识的产生式集合。在建立规则库时，应注意如下问题：（1）有效地表达领域内的过程性知识：包括规则的建立、不确定性知识的表示、推理链的形成、知识的完整性等。（2）对知识进行合理的组织与管理：目的是使得推理避免访问与所求解的问题无关的知识，以提高问题求解效率。2、综合数据库综合数据库又称为事实库、上下文、黑板等。它是一个用于存放问题求解过程中各种当前信息的数据结构，例如：问题的初始状态、原始证据、推理中得到的中间结论、最终结论等。当规则库中某条产