数据挖掘与知识发现(讲稿21---知识表示)new

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1、┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第2章知识表示知识表示是人工智能研究中极为重要的研究课题之一。无论应用人工智能技术解决什么问题，首先遇到的就是所涉及的各类知识如何加以表示。不同的知识有不同的表示方法，研究知识表示方法，不单是解决如何将知识存储在计算机中，更重要的是应该能够方便和正确地使用知识。合理的知识表示，可以使问题求解变得容易，并且有较高的求解效率。评价一个好的知识表示系统应具有以下几点：①具有表示某个专门领域所需要的知识能力，并保证知识库中的知识是相容的；②具有从已知知识推导出新知识的能力，容易建立表

2、达新知识所需要的新结构；③便于新知识的获取，最简单的情况是能够由人直接输入知识到知识库中；④便于将启发式知识附加到知识结构中，以便把推理集中在最希望的方向上。为了实现上述目标，人们至今已提出了几十种甚至上百种的知识表示方法。但没有一种表示能包打天下。较为常见的知识表示方法有：l一阶谓词逻辑表示√l产生式表示或称规则表示√l语义网表示√l框架表示√l面象对象表示l过程表示l脚本表示l神经元表示l特性表表示2.1一阶谓词逻辑表示谓词逻辑是一种形式语言，也是目前能够表达人类思维活动的一种最精确的语言。它与人类的自然语言比较接近，即可方便地存储到计算机中，又可

3、被计算机进行精确处理。因此，谓词逻辑是最早且最主要用于人工智能知识描述的方法之一。它是一种基于数理逻辑的知识表示方式。而数理逻辑是一门研究推理29┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊的科学，它作为人工智能的基础，在人工智能的发展中占有重要地位。人工智能中用到的逻辑可分为两大类：①一阶经典命题逻辑和谓词逻辑②除经典以外的那些逻辑2.1.1一阶谓词逻辑表示的逻辑基础谓词逻辑是在命题逻辑的基础上发展起来的，为此先讨论一阶谓词逻辑知识表示中所需要的一些逻辑基础。如命题、谓词、连接词、量词、谓词公式等。1.命题和真值定义

4、2.1：一个陈述句称为一个断言。凡有真假意义的断言称为命题。（即可以确定真假意义的陈述句）注：①命题的意义通常称为真值，它只有真（T）假（F）两种情况。②在命题逻辑中，命题通常用大写的英文字母来表示。一个命题不能同时为真又为假。③一个命题可在一定条件下为真，在另一条件下为假。如，P：“北京今天有雨”，需根据当天的情况决定其真值。④没有真假意义的感叹句、疑问句等都不是命题。如，P：今天好冷呀！；Q：今天的温度有多少度？⑤命题的优点是简单、明确；缺点是无法描述客观事物的结构及其逻辑特征，也无法表示不同事物间的共性。如，“杨青是教师”和“李文是教师”这两个命

5、题，用命题逻辑表示时，无法把两人都是教师这一共同特征表示出来。2.论域和谓词论域是由所讨论对象之全体构成的非空集合。论域中的元素称为个体。论域又称个体域。在谓词逻辑中，命题是用谓词表示的。一个谓词可分为：谓词名和个体两部分。其中，个体是用来表示某个独立存在的事物或者某个抽象的概念；谓词名是用来表示个体的性质、状态或个体之间的关系等。通常，谓词名用大写英文字母表示，个体用小写英文字母表示。如：王宏是学生谓词表示为：STUDENT（Wanghong）桂林山水甲天下谓词表示为：甲天下（桂林山水）29┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊

6、┊┊┊┊┊┊┊┊┊桂林在广西的北部谓词表示为：在（北部，桂林，广西）广西师大校园坐落在桂林谓词表示为：坐落在（广西师大校园，桂林）全州是桂林的县谓词表示为：县（全州，桂林）x>6谓词表示为：Greater(x,6)王宏的父亲是教师谓词表示为：TEACHER（father(Wanghong)）谓词的形式定义如下：定义2.2设D是个体域，P:是一个映射，其中则称P是一个n元谓词。记为：，是个体。注：在谓词中，个体可以是常量、变元或函数。函数的定义形式为：定义2.3设D是个体域，的一个映射，则称是D上的一个n元函数。记作：，是个体。说明：①谓词和函数的定义形

7、式相似，但却是两个不同的概念。②谓词的真值是T或F，而函数无真值可言，其值是D中的某个个体。③谓词实现的是从个体域中的个体到T或F的映射，而函数实现的是同一个体域中从一个个体到另一个个体的映射。④在谓词逻辑中，函数本身不能单独使用，它必须嵌入到谓词中。⑤如果中的个体都是常量、变元或函数，则称其为一阶谓词。若某个本身又是另一个一阶谓词，则称它为二阶谓词。3.连接词和量词连接词是用来连接简单命题，并由简单命题构成复合命题的逻辑运算符号。在一阶谓词逻辑中，有5个连接词和2个量词。由于命题逻辑可看作谓词逻辑的一种特殊形式，因此5个连接词同样适应于命题逻辑，但2

8、个量词仅适应在于谓词逻辑。：称为“非”。它表示其后命题的否定：称为“析取”。它表示所连接的两个