框架知识表示说课材料.ppt

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1、4.4框架表示概述框架结构推理特点《人工智能原理》第四章知识表示4.4框架表示概述框架结构推理特点《人工智能原理》第四章知识表示概述框架表示法是以框架理论为基础发展起来的一种结构化的知识表示，它适用于表示多种类型的知识。1975年美国麻省理工学院明斯基（Minsky)在论文“Aframeworkforrepresentingknowledgr”中提出了框架理论，引起了人工智能学者的重视。他是针对人们在理解情景、故事时提出的心理学模型，论述的思想方法不是具体实现。《人工智能原理》第四章知识表示概述框架理论的基本观点是“人脑一存储有大

2、量的典型情景，当人面临新的情景时，就从记忆中选择（粗匹配）一个称作框架的基本知识结构，这个框架是以前记忆的一个知识空框，而其具体内容依新的情景而改变，对这空框的细节加工修改和补充，形成对新情景的认识又记忆于人脑中，以丰富人的知识”。《人工智能原理》第四章知识表示4.4框架表示概述框架结构推理特点《人工智能原理》第四章知识表示4.4框架表示定义框架是由若干个结点和关系（统称为槽）构成的网络。是语义网络的一般化形式的一种结构。同语义网络没有本质的区别。如书上的所示如将语音网络结点间弧上的标注也放到槽内就成了框架表示形式。表示形式：由框

3、架名、槽名、侧面、值组成《人工智能原理》第四章知识表示4.4框架表示框架是表示某一类情景结构化的一种数据结构。框架有描述事物的各个方面的槽组成，每一个槽可有若干个侧面。一个槽用于描述所讨论的对象的某一方面的属性，一个侧面用于描述相应属性的一个方面。槽和侧面所具有的的值称为槽值和侧面值。槽值可以是逻辑的、数字的，可以是程序、条件、默认值或是一个子框架。槽值含有如何使用框架信息、下一步可能发生的信息、预计未实现该如何做的信息等。《人工智能原理》第四章知识表示4.4框架表示《人工智能原理》第四章知识表示【框架名】槽名A侧面A1值A11，

4、值A12，值A13,...侧面A2值A21，值A22，值A23,...槽名B侧面B1值B11，值B12，值B13,...侧面B2值B21，值B22，值B23,...槽名C侧面C1值C11，值C12，值C13,...侧面C2值C21，值C22，值C23,...约束条件：约束条件1约束条件2约束条件3例（续）例4.1描述学校的框架。框架名：<学校>类属：<教育机构>类型：范围：（大学、中学、小学）位置：（省（直辖市）市）面积：单位（平方米）教职工人数：学生人数：《人工智能原理》第四章知识表示4.4框架表示概述框架结构推理特点《人工智能

5、原理》第四章知识表示4.4框架表示在框架表示的知识库中，主要有两种活动：一是填槽，即框架中未知内容的槽需要填写；二是匹配，根据已知事件寻找合适的框架，并将该内容填入槽中。上述两种操作均将引起推理，其主要推理形式有：1、默认推理(继承推理)在框架网络中，各框架之间通过ISA链（槽）构成半序的继承关系。在填槽过程中，如果没有特别的说明，子框架的槽值将继承父框架相应的槽值，称为默认推理。《人工智能原理》第四章知识表示举例：会议37的框架会议37时间2000年9月11日地点AI专题研讨会会议室目的人工智能系统开发出席者佐藤，山田，安部例如

6、，会议37是所有AI会议中的一次，因此它可以继承AI会议这个大框架的多种属性，从而简化它的框架表示。AI会议种类一般会议时间每周星期五地点AI专题研讨会会议室目的人工智能系统开发出席者佐藤，山田，铃木会议37种类AI会议出席者佐藤，山田，安部表示会议37与AI会议的上下层关系4.4框架表示2、匹配由框架所构成的知识库，当利用他进行推理、形成概念和作出决策、判断时，其过程往往是根据已知的信息，通过与知识库中预先存储的框架进行匹配，找出一个或几个与该信息所提供的情况最适合的预选框架，形成初步假设，即由输入信息激活相应的框架。然后再在该

7、假设框架引导下，收集进一步信息。按照某种评价规则，对预选的框架进行评价，以决定最后接受或放弃预选的框架，即在框架引导下的推理。这个过程可以用来模拟人类利用已有的经验进行思考、决策，以及形成概念、假设的过程《人工智能原理》第四章知识表示教师-1姓名范怡伟年龄35性别男职称讲师部门计算机学院/软件所住址住址框架-1工资工资框架-1参加工作时间1996年/10月教师-2姓名李连鹰年龄58性别男职称教授部门计算机学院/软件所住址住址框架-1工资工资框架-1参加工作时间1966年/10月当要解决的问题是从知识库中找出一个满足如下条件的教师：

8、男性，年龄在35岁以下，职称为讲师把这些条件用框架表示出来，就可得到如下的初始问题框架。教师-x姓名年龄35性别男职称讲师用此问题框架与知识库中的框架匹配，显然“教师-1”框架可以匹配。“教师-x”中的“姓名”槽为未知，通过匹配，符合条件的教师有可