人工智能课件.part6

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1、第6章相关知识表示方法6.1概述世界上每一个国家或民族都有自己的语言文字，它是人们表达思想、交流信息的工具。知识表示是人工智能研究的一个重要课题，也是机器翻译重要的一环。无论是词法分析、句法分析、语法分析和语义分析等，要建立各种规则，首先遇到的就是所涉及的知识如何加以表示。不同的分析方式有不同的知识表示方法，这里不单是解决如何将知识存储在计算机中的问题，更重要的是应该能够方便且正确地使用知识。合理的知识表示，可以使机器翻译中分析环节变得容易，提高机译效率。一个好的知识表示方法应具备以下特点：(1）具有表示机器翻译某部分分析所需要知识的能力，并保证知识是相容的；(2）具有从已

2、知知识推到出新知识的能力，容易建立表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相应模块中；（4）便于分析的完成，且是高效率的。6.1.1知识表示的一般属性表示是为解决某一特定问题所作的一组约定，是知识的形式化或符号化过程。知识表示是关于各种数据结构及其解释过程的结合。知识表示的方法研究各种数据结构的设计，以把一个问题的各种知识通过这些数据结构最后以程序实现。正如我们可以用不同的方式描述同一事物一样，对于同一种知识可以采用不同的表示方法。从理论上讲，任一种知识只要采用一种模式表示出来就行了，但不同的表示方法会带来分析的难易程度不同。迄

3、今为止，还没有找到一种通用、完善的知识表示模式，知识表示还没有完善的理论可循。知识表示针对一个具体问题把已有的知识以某种方法存储在计算机中，一种表示方法的选取往往由问题的自然结构所导致，如果一个问题是基于唯一经验的结合，表达方法也就是唯一的。知识表示的目的是知识的利用，由于机器翻译系统研究的特点，知识利用一是各部分的分析，再就是新知识的获取。因此，评价知识表示方法的好坏的准则就是分析的效率和新知识获取能力。6.1.2知识表示的模块化和简单化知识表示的扩展能力体现在模块中某项知识的增加、删除或修改尽量保持对其余部分不产生大的影响。这就要求表示的单项最小数据结构单元以及应用具有

4、相对的独立性，即表示模式的模块性。模块性的结构以及由这样的结构所产生的软件易于维护、理解，单项的操作易于实现。非模块性结构的问题在于知识的含义取决于知识被利用的上下文，从而单个数据结构的变化往往引起各种交互作用的连琐反应。不同的知识表示模式中，数据结构间所固有的交互作用程度不一，但各种知识的交互作用的控制仍是所有表示模式的重要特征之一。我们不能期望有完全模块化表示的系统，因为模块化同知识表示某些属性有相互制约的地方。各种表示方法的模块化程度不一样，有的较强。知识的检索和推理是系统控制级知识，一个机器翻译系统中一旦知识表示方法选定以后，它们也就相应地被确定下来。如果一种表示方

5、法的数据结构过于复杂，难以实现，则必然给系统控制程序的设计带来很大困难，影响翻译的效率。因此，从对知识的检索和各部分分析来说，知识表示方法在数据结构的组织上应要求尽可能简单、一致，即保持清晰性。清晰的数据结构便于系统的正确性和一致性检查。但另一方面，过于简单、一致的数据结构既不适宜表达复杂问题，同时也会影响系统的效率。6.2一阶谓词逻辑表示方法谓词逻辑是一种形式语言，也是目前为止能够表达人类思维活动规律的一种最精确的语言，它与人们的自然语言比较接近，又可方便的存储到计算机中作精确的处理。因此，它成为最早应用于人工智能表示知识的一种方法。6.2.1表示方法导引规则通常用蕴含式

6、表示，例如对于“如果X，则Y”，可表示为X→Y用谓词公式表示知识时,需要首先定义谓词,指出每个谓词的含义,然后用连接词把有关的谓词连接起来,形成一个表达的完整意义。例，设有下列语句：（1）高山比他父亲出名。（2）刘水是计算机系的一名学生，但他不喜欢编程序。（3）人人爱劳动。为了用谓词公式表示这些语句，应先定义谓词：BIGGER(x,y):x比y出名COMPUTER(x):x是计算机系的学生LINK(x,y):x喜欢yLOVE(x,y):x爱yM(x):x是人此时可用谓词公式把上述三个语句表示为：（1）BIGGER（高山，父亲（高山））（2）COMPUTER（刘水）∧~LIN

7、K（刘水，程序）（3）（x)(M(x)→LOVE（x，labour))例，设有下列语句：（1）自然数都是大于零的整数。（2）所有整数不是偶数就是奇数。（3）偶数除以2是整数。定义谓词如下：N（x）：x是自然数I（x）：x是整数E（x）：x是偶数O（x）：x是奇数GZ（x）：x大于零另外，用函数S（x）表示x除以2。此时，上述三个句子可用谓词公式表示为：(x)(N(x)→GZ(x)∧I(x))(x)(I(x)→E(x)∨O(x))(x)(E(x)→I(S(x)))6.2.2逻辑表示的结构我们能够容易地把语言中各种句子