人工智能知识表示系列课件第二讲知识表示4语义网络过程表示法

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1、人工智能原理第二讲知识表示之语义网络、过程表示主讲：王祖喜zuxiw@163.com华中科技大学图像所10/4/20211知识的表示方法谓词逻辑法状态空间法问题归约法语义网络法框架表示法面向对象表示剧本(script)表示过程(procedure)表示小结10/4/20212知识的语义网络表示方法10/4/202131.概述语义网络1968年由J.R.Quillian提出，开始是作为人类联想记忆的一个显式心理学模型提出，随后在AI中用于自然语言理解，表示命题信息（具有逻辑真的事实）。目前语义网络已广泛应用于人工智能的许多领域，是一种表

2、达能力强而且灵活的知识表达方式。语义网络是通过概念及其语义关系来表示知识的一种网络图；从图论的观点看，他们就是一个“带标识的有向图”；语义网络由节点和节点间的弧组成；节点表示各种事物，概念，情况，属性，动作，状况等；弧表示各种语义联系，指明他所连接的节点间的各种语义联系；节点和弧都必须带有标识，以便区分各种不同对象以及对象间的各种不同语义联系；每个节点可以带有若干属性，一般用框架或元组表示；节点还可以是一个语义子网络，形成一个多层次的嵌套结构。知识的语义网络表示方法10/4/20214一个最简单的语义网络是如下一个三元组：（节点1，弧

3、，节点2）它可用图表示，称为一个基本网元。其中，A,B分别代表两个节点；RAB表示A与B之间的语某种语义联系。例如：其中，在猎狗与狗之间的语义关系”是一种”具体的指出了猎狗与狗的语义关系，即猎狗是狗的一种，两者之间存在类属关系。这里，弧线的方向是有意义的，需要根据事务间的关系确定。例如在表示类属关系时，箭头所指的节点代表上层概念，而箭尾的节点代表下层概念。ABRAB猎狗狗是一种10/4/20215当把多个基本网元用相应语义联系关联在一起时，就可得到一个语义网络。例如：由三个基本网元，经合并后可得到一个语义网络。ABBCACRABRBC

4、RACABCRABRBCRAC语义网络的BNF描述：<语义网络>::=<基本网元>

5、Merge(<基本网元>，…）<基本网元>::=<节点><语义联系><节点><节点>::=（<属性—值对>，…）<属性—值对>::=<属性名>:<属性值>）<语义联系>::=<系统预定义语义联系>

6、<用户自定义语义联系>）其中，Merge(…)是一个合并过程，它把括弧中的所有基本网元关联在一起，即把相同的节点合并为一个，从而构成一个语义网络。10/4/202162.知识的语义网络表示语义网络可以表示事实性的知识，也可以表示有关事实性知识之间的复杂联系。

7、(1)用语义网络表示事实：表示节点——：表示狐：该节点描述对象的属性该语义网络表示了猎狗是一种狗，且进一步指出狗是一种动物，并且分别指出他们所具有的属性。（做这些只要在图中增加一个节点和一条弧，并对每个节点附上相应的属性就可以了。）•语义网络具有属性继承的特性，即下层概念可以继承上层概念的属性，这样就可以在下层概念中只列出它独有的属性。•另外下层概念还可以对其上层概念的属性作进一步的细化，补充，变异，使之能更准确的反映下层概念的特征。猎狗狗动物吃肉身上有毛有生命能狩猎有尾巴能运动跑得快会吃Ⅰ.一般表示10/4/20217Ⅱ.表示稍复杂

8、系统：在一些稍复杂的事实性知识中，经常会用到像“并且“及“或者“这样的连接词。（用谓词公式表示时，可用合取符号和析取符号把他们表示出来），语义网络可以通过增设合取节点及析取节点来表示。例如：与会者有男，有女，有年老的，有年青的。其语义网络为：（其中，A,B,C,D分别代表四种不同情况的与会者）人与会者ABCD与或或男女年老年轻状态状态状态状态部分部分部分部分是10/4/20218Ⅲ.表示某一情况，某一事件或者某个动作：上述例子中的节点都是用来表示一个事物或是一个具体概念的，其实，节点还可以表示某一情况，某一事件或者某个动作。此时，节点

9、可以有一组向外的弧，用于指出不同的情况，例如当用节点表示某一动作时，向外的弧可用来指出动作的主体及客体。例1：有如下事实：张山给肖红一本书(可把张山给肖红一本书作为一个事件，并在语义网络中增设一个“事件”节点)一本书给予事件张山肖红给客体2客体1动作主体10/4/20219小信使鸽子鸟占有窝鸟窝春天时间秋天情况是一只占有者是一种是一种占有物开始于结束于是是其中，“占有”为一个动作节点，通过它，不仅可以描述占有“窝”，还可描述占有“窝”的时间。例2：有下述事实：“小信使”这只鸽子从春天到秋天占有一个窝。10/4/202110(2)用语义

10、网络表示有关事实间的关系语义网络可以描述事物间多种复杂的语义关系，下面是常用的几种：Ⅰ.分类关系：指事物间的类属关系。如“是一种”等。动物鱼八哥鸵鸟鲨鱼草鱼鸟会学人语善鸣不会飞善奔走有牙吃肉是一种是一种是一种是一种是一种