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1、人工智能与知识工程教学计划人工智能及其发展知识表示确定性推理不确定推理搜索策略机器学习—知识获取专家系统第二章知识表示基本观点:知识是智能的基础智能是运用知识的过程、行为研究知识及其结构、获取、应用是建造智能系统的基础知识工程的观点:智能是建立在一定数量和质量的知识基础上的,它是知识的表现形式,是知识运用的结果或外在表现形式本章主要内容知识及其特征知识表示方法§1、基本概念什么是知识数据:泛指对客观事物的数量、属性、位置及其相互关系的抽象表示信息:数据在特定场合(上下文)的含义。数据是信息的载体和表示知识:把有关
2、信息关联在一起的信息结构,是人们对客观世界认识的结晶比较85小王上次数学考试成绩85分小王上次数学考试成绩在班上名列前茅知识的特性相对正确性:认识的局限性和条件、环境的限制不确定性:随机性引起不确定性模糊性引起不确定性不完全性引起不确定性经验性引起不确定性可表示性知识要能被表示才能被记载和传播可利用性知识要可应用才有意义,人们才愿意去学习和掌握知识分类按表示形式划分对象知识,事件知识,性能知识,元知识按作用范围划分常识知识,领域(专业)知识按应用层次划分事实知识,过程知识,控制知识按是否确定划分确定性知识,不确定
3、性知识按结构与表现划分逻辑知识,形象知识按抽象程度划分0级知识,1级知识,2级知识使用知识:分为4个层面知识获取从已知的知识出发,如何使智能系统获得更多的知识主要途径:更新、重组、推理知识表示与存储知识表示方法知识存储技术知识检索通过一定的策略,搜索适合当前使用的知识推理应用利用已有知识,通过推理规则产生新的知识利用已有知识,解决应用问题知识表示表示问题知识表示是对知识的一种描述或一组约定,是一种计算机可以识别和存取的数据结构描述、约定、数据结构注:目前,人们对知识的结构、机制等尚未完全搞清楚,关于知识表示的理论
4、与规范尚未完全建立。表示方法显式表示法,符号表示法用各种包含具体含义的符号的有序组合表示知识隐式表示法,连接表示法用神经元间的连接及其连接的强弱表示知识说明性表示法,静态表示法侧重于客体、事件、事实及相关联系和状态的静态方面过程性表示法,动态表示法将知识的表示融合到知识的应用过程中表示方法选择充分表示领域知识有利于对知识的利用便于知识的组织、管理和维护便于理解和实现知识表示难点常识性知识及其表示§2、一阶逻辑表示法表示方法表示事实知识表示事物的状态、属性、概念等事实形式:谓词或谓词公式例:成绩90分以上是优秀:g
5、ood(x,90)重庆是长江边的城市:near(重庆,长江)50万人口以上的城市是大城市:bigcity(x)∧population(x,50万)表示因果关系形式:逻辑蕴涵式x→y例:自然数都是大于零的整数:(x)(N(x)→GZ(x)∧I(x))所有的整数不是奇数就是偶数:(x)(I(x)→O(x)∨E(x))一阶逻辑不适合于表示过程知识和控制知识应用规划猴子取香蕉问题。P.108。房内有一只猴子位于a处、一个箱子位于c处,在b处的正上方挂了一串香蕉。猴子需要把箱子推到香蕉下,然后爬上箱子才能拿到香蕉。设定
6、谓词:at(x,y)——x在y处has(x,y)——x手中有yon(x,y)——x在y上可能的行动goto(x,y)——猴子从x处到y处条件:at(monkey,x)动作:删除at(monkey,x),添加at(monkey,y)push(x,y)——猴子将箱子从x处推到y处条件:at(monkey,x)∧at(box,x)∧has(monkey,empty)动作:删除at(monkey,x),at(box,x)添加at(monkey,y),at(box,y)up——猴子爬到箱子上条件:(x)at(monkey
7、,x)∧at(box,x)动作:删除at(monkey,x)添加on(monkey,box)take——猴子取香蕉条件:on(monkey,box)∧has(monkey,empty)∧at(box,b)动作:删除has(monkey,empty)添加has(monkey,banana)行动规划初始状态:at(monkey,a)∧at(box,c)∧has(monkey,empty)目标:has(monkey,banana)行动过程at(monkey,a),at(box,c),has(monkey,empty)g
8、oto的条件满足,采取goto(a,c)行动at(monkey,c),at(box,c),has(monkey,empty)push的条件满足,采取push(c,b)行动at(monkey,b),at(box,b),has(monkey,empty)up的条件满足,采取up行动at(box,b),has(monkey,empty),on(monkey,box)take的条