知识表示与问题求解（一阶谓词法）讲解ppt课件.ppt

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1、智能控制技术上海大学机电工程与自动化学院杜鑫1智能控制教学课件第2章智能控制的知识工程基础2.1知识的基本概念2.2知识表示与问题求解2.3知识获取与机器学习2.4Prolog编程语言内容提要22.2知识表示与问题求解为什么要进行知识表示？原始解答原始问题同态问题同态解答TT-1困难容易同构问题同构映射对复杂的智能型问题进行机器求解-知识的映射3什么是知识表示？知识表示，对智能机器系统而言，实际上就是对知识的一种描述或约定。其本质，就是采用某种技术模式，把所要求解问题的相关知识，映射为一种便于找到

2、该问题解的数据结构。知识表示是知识信息处理系统中必不可少的关键环节。对知识进行表示的过程，实质上就是把相关知识映射为该数据结构的过程。2.2知识表示与问题求解4知识表示的定义知识表示研究用机器表示知识的可行性、有效性的一般方法。知识表示是理智推理的部分理论。知识表示是有效计算的载体知识表示是交流的媒介（如语义网络）2.2知识表示与问题求解5如何选取合适的知识表示法？表示范围是否广泛是否适于计算机处理是否适于推理是否有高效的算法能否表示不精确知识需要考虑的因素2.2知识表示与问题求解6如何选取合适的

3、知识表示法？能否模块化能否加入启发信息知识和元知识能否用统一的形式表示过程性表示还是说明性表示表示方法是否自然需要考虑的因素2.2知识表示与问题求解7表示观认识论表示观本体论表示观知识工程表示观表示观即对于“什么是表示”这一基本问题的不同理解和采用的方法论。2.2知识表示与问题求解8知识表示法2.2.1一阶谓词知识表示法2.2.2产生式知识表示法2.2.3语义网络知识表示法2.2.4框架知识表示法2.2.5状态空间法2.2.6问题规约法2.2知识表示与问题求解9一阶谓词表示法简介2.2.1一阶谓词

4、知识表示法基于数理逻辑为基础的知识表示法它与人类的自然语言比较接近，由可方便地存储到计算机中去，并被计算机做精确处理。因此，它是一种最早应用于人工智能中的表示方法。到目前为止能够表达人类思维活动规律的一种最精确的形式语言10谓词公式2.2.1一阶谓词知识表示法原子(简单)谓词公式分子（复合）谓词公式用P(x1，x2，…，xn)表示一个n元谓词公式，其中P为n元谓词，x1,x2,…，xn为客体变量或变元。通常把P(x1,x2,…,xn)叫做谓词演算的原子公式，或原子谓词公式。可以用连词把原子谓词公式

5、组成复合谓词公式，并把它叫做分子谓词公式。11原子谓词公式2.2.1一阶谓词知识表示法有些陈述语句在特定情况下都具有“真”或“假”的含义，在逻辑上称这些语句为“命题”。如：A。天在下雨。B。天晴C。人是会死的D。他在哭表达单一意义的命题称为“原子命题（谓词公式）”12原子谓词公式2.2.1一阶谓词知识表示法在谓词公式P（x）中，P称为谓词，x称为个体变元，若x是一元的，称为一元谓词，P（x,y）称为二元谓词。在谓词中，个体可以为常量，变量，函数。若谓词中的个体都为常量，变量或函数，则称它为一阶谓词

6、，如果个体本身是谓词，称为二阶谓词，依次类推。132.2.1一阶谓词知识表示法连词与(合取)（conjunction)或(析取)（disjunction）蕴涵（Implication）非(否定)（Not）等价(Equivalence)量词全称量词（UniversalQuantifiers)存在量词(ExistentialQuantifiers)连词和量词(Connective&Quantifiers)142.2.1一阶谓词知识表示法合取联接词∧合取：用连词∧把几个公式连接起来而构成的公式叫做合取，

7、而此合取式的每个组成部分叫合取项。例如“我喜爱音乐和绘画”可写成：LIKE（I，MUSIC）∧LIKE（I，PAINTING）又如“李住在一幢黄色的房子里”LIVES（LI，HOUSE-1）∧COLOR（HOUSE-1,YELLOW)152.2.1一阶谓词知识表示法析取联接词∨析取：连词∨用来表示“或”关系。用连词∨把几个公式连接起来所构成的公式叫做析取,而次析取式的每一组成部分叫做析取项例如，句子“李明打篮球或踢足球”可表示为：PLAYS（LIMING，BASKETBALL）∨PLAYS(LIM

8、ING,FOOTBALL)162.2.1一阶谓词知识表示法蕴含联接词→蕴含：如果P→Q恒为真，则称“PQ”为“P永真蕴含Q”如：如果天下大雨，则停止足球赛；（P→Q）天正在下大雨；（P）所以停止足球赛。（Q）可以表示为：P，P→QQ例：如果是鸟，那么就会飞。（P→Q）驼鸟是鸟（P）所以驼鸟就会飞（Q）这个推理就不正确，原因是P→Q不是永真的。172.2.1一阶谓词知识表示法否定联接词﹁否定：﹁（非）用来否定一个公式的真值，也就是说，把一个合适公式的取值从T变为F，或从F变为T。例如