人工智能及其应用 教学课件 作者 李长河 第3章知识与知识表示.pptVIP

第3章 知识与知识表示 李长河主编 第3章 人工智能知识与知识表示 第3章 知识与知识表示 3.1 知识表示概述 3.2 谓词逻辑的知识表示 3.3 产生式表示法 3.4 语义网络表示法 3.5 框架知识表示法 3.6 过程知识表示法 3.7 Petri网模型表示法 3.8 面向对象的知识表示 3.9 其它知识表示法 3.1 知识表示概述 知识表示(Knowledge Representation)，即把知识用计算机可接受的符号并以某种形式描述出来。诸如图表结构、语法树、规则匹配模式、树形或网状表达等。简言之，知识表示就是知识的符号化过程。即把相关问题的知识加以形式化描述，表示成为便于机器（计算机）存储、管理和调用的某种数据结构模式。 3.1 知识表示概述 目前，人工智能的知识表示方法已有几十种之多。主要有：谓词逻辑表示法、语义网络表示法、框架表示法、过程表示法、Petri网表示法、与/或图表示、状态空间表示法和人工神经元网络（ANN）表示法等。我们将结合智能技术具体应用，在后面各章予以具体介绍和分析。 总之，人们可以根据领域知识的特点选择一种最合适的方法将知识充分表达出来，也可以依据领域的复杂程度，把若干技术结合起来，以形成一种功能强大的系统，高效率地求解智能问题。 3.1 知识表示概述 3.1.1 什么是知识 3.1.2 知识的特性 3.1.3 知识的分类 3.1.4 知识映射原理 3.1 知识表示概述 3.1.1 什么是知识 知识是人类世界特有的概念。它是人类对客观世界一种较为准确、全面的认识和理解的结晶。 知识只有相对正确的特性。例如直到1543年哥白尼学说问世之前，人们一直认为地球是宇宙的核心；再有：人们都知道一个关于“瞎子摸象”的故事，它通俗地说明了正确完整的知识形成是一个复杂的智能过程。 通常人们获取知识的重要手段是：利用信息，把各种信息提炼、概括并关联在一起，就形成了知识。而利用信息关联构成知识的形式有多种多样。 3.1 知识表示概述 六个瞎子来到国王的宫殿，第一次遇见一头大象。 第一个瞎子摸到象肚子：『多么光滑啊，象就像一座墙！』第二个瞎子摸到象鼻子：『圆圆的，像一条蛇！』 第三个瞎子伸出手摸到象牙：『尖尖的，象像矛！』 第四个瞎子伸手摸到象腿：『好高啊，象像一棵树！』 第五个瞎子伸手摸到象的耳朵：『好宽！象像一把扇子！』第六个瞎子摸到象的尾巴：『好细，象像一根绳子！』 3.1 知识表示概述 3.1.1 什么是知识 最常用的且便于计算机利用的一种表达形式为： “如果……，那么……”或“如果……，则……” 例如，①如果教会机器人一些知识，那么它就能替人干更多的事情； ②如果发现太阳黑子增多，那么就预示地球气候会发生反常； ③如果敌进，则我退；如果敌疲，则我打； ④如果大雁南飞，那么就预示着冬天临近。 3.1 知识表示概述 3.1.2 知识的特性 1. 知识的相对正确性 常言道：实践出真知。知识源于人们生活、学习与工作的实践，知识是人们在信息社会中各种实践经验的汇集、智慧的概括与积累。 知识来自于人们对客观世界运动规律的正确认识，是从感性认识上升成为理性认识的高级思维劳动过程的结晶，故相应于一定的客观环境与条件下，知识无疑是正确的。然而当客观环境与条件发生改变时，知识的正确性就要接受检验，必要时就要对原来的认识加以修正或补充，以至全部更新而取而代之。 例如，计算式1+1=10是正确的吗？ 再如，在一般的工程计算中，使用牛顿力学运动定律，足以满足一般精度要求而且很方便；但在接近光速的运行检测或进行核加速器中的粒子计算时，就必须以量子力学和相对论为依据来考察了。 3.1 知识表示概述 3.1.2 知识的特性 2. 知识的确定与不确定特征：如前所述，知识由若干信息关联的结构组成。但是，其中有的信息是精确的，有的信息却是不精确的。这样，则由该信息结构形成的知识也有了确定或不确定的特征。 例如，在我国中南地区，根据天上出现彩虹的方向及其位置，可以预示天气的变化。有谚语曰：“东边日(晴天)，西边雨。”但是，这只是一种常识性的经验，并不能完全肯定或否定。 再如：甲有一头秀发，乙是两鬓如霜。您认为甲一定是青年人，乙就是老年人吗？不能完全肯定，因为相反的事例是很多的。比如，当年的白毛女并不是老人，而现在六十多岁的演员有一头黑发并不足奇。 3.1 知识表示概述