人工智能第二章知识表示

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1、2021/8/61第2章知识表示如何表示知识是人工智能研究的一个重要议题知识表示以形式化方式表示知识；供计算机自动处理；【本章内容】2.1概述基本的知识表示方式2.2谓词逻辑表示法★2.3产生式表示法★2.4语义网络表示法★2.5框架表示法2.6脚本2.7状态空间表示法★2.8面向对象的知识表示2021/8/622.1概述知识表示是智能系统的重要基础，是人工智能中最活跃的研究部分之一。为了使计算机具有智能，使它能模拟人类的智能行为，就必须使它具有知识。但知识是需要用适当的模式表示出来才能存储到计算机

2、中去的，因此关于知识的表示问题就成为人工智能中一个十分重要的研究课题。2021/8/63知识的概念知识就是人类认识自然界（包括社会和人）的精神产物，是人类进行智能活动的基础。知识按其作用可大致分为三类·描述性知识。表示对象及概念的特征及其相互关系的知识，以及问题求解状况的知识，也称为事实性知识。·判断性知识。表示与领域有关的问题求解知识如推理规则等，也称为启发性知识·过程性知识。表示问题求解的控制策略，即如何应用判断性知识进行推理的知识。2021/8/64按照作用的层次，知识还可以分成以下两类·对象

3、级知识，直接描述有关领域对象的知识，或称为领域相关的知识。·元级知识，描述对象级知识的知识，如关于领域知识的内容、特征、应用范围、可信程度的知识以及如何运用这些知识的知识，也称为关于知识的知识2021/8/65知识是人通过实践，认识到的客观世界的规律性的东西。知识在信息的基础上增加了上下文信息，提供了更多的意义，因此也就更加有用和有价值。知识是随着时间的变化而动态变化的，新的知识可以根据规则和已有的知识推导出来。注意2021/8/66知识是经过加工的信息，它包括事实、信念和启发式规则。·事实：是关于

4、对象和物体的知识。·规则：是有关问题中与事物的行动、动作相联系的因果关系的知识。2021/8/67知识表示在人工智能体的建造中起到关键作用以适当方式表示知识，才导致智能体展示出智能行为知识表示是数据结构及其处理机制的综合知识表示=符号（结构）+处理机制，其中恰当的符号（结构）用于存储要解决的问题、可能的中间解答和最终解答以及解决问题涉及的知识；配套的处理机制仅有符号（结构）不能体现出系统具有知识；只有对其作适当的处理才构成意义。2021/8/68AI对知识表示方法的要求(1)表示能力，要求能够正确、

5、有效地将问题求解所需要的各类知识都表示出来。(2)可理解性，所表示的知识应易懂、易读。(3)便于知识的获取，使得智能系统能够渐进地增加知识，逐步进化。(4)便于搜索，表示知识的符号结构和推理机制应支持对知识库的高效搜索，使得智能系统能够迅速地感知事物之间的关系和变化；同时很快地从知识库中找到有关的知识。(5)便于推理，要能够从己有的知识中推出需要的答案和结论。2021/8/692.2谓词逻辑表示法用形式逻辑（尤其是一阶谓词逻辑）表示知识是AI研究中提出使用的一种普遍方法。1.命题逻辑和谓词逻辑命题逻

6、辑和谓词逻辑是最先应用于人工智能的两种逻辑，谓词逻辑是在命题逻辑基础上发展起来的，命题逻辑可以看作是谓词逻辑的一种特殊形式。2021/8/610(1)命题[定义1]命题是具有真假意义的语句。命题代表人们进行思维时的一种判断，或者是肯定，或者是否定，只有这两种情况。若命题的意义为真，则称它的真值为真。记作T；若命题的意义为假，则称它的真值为假，记作F。一个命题不能同时既为真又为假，但可以在一定条件下为真，在另一条件下为假。例如：“北京是中华人民共和国的首都”，“3<5”都是真值为T的命题。2021/8

7、/611“太阳从西边升起”，“煤球是白的”都是真值为F的命题。“1+1=10”在二进制情况下是真值为T的命题，在十进制下是真值为F的命题。在命题逻辑中，命题通常用大写的英文字母表示：例如，可以用P表示“西安是个古老的城市”。2021/8/612命题有两种类型：（1）原子命题：不能分解成更简单的陈述语句，称为原子命题。（2）复合命题：由联结词、标点符号和原子命题等复合构成的命题，称为复合命题。命题类型注意：所有这些命题都应具有确定的真值。2021/8/613命题常量：如果一个命题标识符表示确定的命题，

8、就称为命题常量。命题变元：如果命题标识符只表示任意命题的位置标志，就称为命题变元。了解几个概念2021/8/614注意：（1）因为命题变元可以表示任意命题，所以它不能确定真值，故命题变元不是命题。（2）当命题变元P用一个特定的命题取代时，P才能确定真值，这时也称为对P进行指派。（3）当命题变元表示原子命题时，该变元称为原子变元。2021/8/615命题这种表示法有较大的局限性，它无法把它所描述的客观事物的结构及逻辑特征反映出来，也不能把不同事物的共同特征描述出来。例如