人工智能概論課件-第2章-知識(shí)表示(導(dǎo)論)

第2章知識(shí)表示

教材：

王萬良《人工智能導(dǎo)論》（第4版）高等教育出版社，2017.7第2章知識(shí)表示教材：2第2章知識(shí)表示人類的智能活動(dòng)主要是獲得并運(yùn)用知識(shí)。知識(shí)是智能的基礎(chǔ)。為了使計(jì)算機(jī)具有智能，能模擬人類的智能行為，就必須使它具有知識(shí)。但知識(shí)需要用適當(dāng)?shù)哪Ｊ奖硎境鰜聿拍艽鎯?chǔ)到計(jì)算機(jī)中去，因此，知識(shí)的表示成為人工智能中一個(gè)十分重要的研究課題。本章將首先介紹知識(shí)與知識(shí)表示的概念，然后介紹一階謂詞邏輯、產(chǎn)生式、框架、語義網(wǎng)絡(luò)等當(dāng)前人工智能中應(yīng)用比較廣泛的知識(shí)表示方法，為后面介紹推理方法、專家系統(tǒng)等奠定基礎(chǔ)。2第2章知識(shí)表示人類的智能活動(dòng)主要是獲得并運(yùn)用知識(shí)。知識(shí)3第2章知識(shí)表示2.1知識(shí)與知識(shí)表示的概念2.2一階謂詞邏輯表示法2.3產(chǎn)生式表示法2.4框架表示法3第2章知識(shí)表示2.1知識(shí)與知識(shí)表示的概念4第2章知識(shí)表示2.1知識(shí)與知識(shí)表示的概念

2.2一階謂詞邏輯表示法2.3產(chǎn)生式表示法2.4框架表示法4第2章知識(shí)表示2.1知識(shí)與知識(shí)表示的概念52.1.1知識(shí)的概念知識(shí)：在長(zhǎng)期的生活及社會(huì)實(shí)踐中、在科學(xué)研究及實(shí)驗(yàn)中積累起來的對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)與經(jīng)驗(yàn)。知識(shí)：把有關(guān)信息關(guān)聯(lián)在一起所形成的信息結(jié)構(gòu)。知識(shí)反映了客觀世界中事物之間的關(guān)系，不同事物或者相同事物間的不同關(guān)系形成了不同的知識(shí)。

——

規(guī)則——事實(shí)例如：

“雪是白色的”

“如果頭痛且流涕，則有可能患了感冒信息關(guān)聯(lián)形式：“如果……，則……”

如果大雁向南飛，則冬天就要來臨了。52.1.1知識(shí)的概念知識(shí)：在長(zhǎng)期的生活及社會(huì)實(shí)踐中、在62.1.2知識(shí)的特性1.相對(duì)正確性任何知識(shí)都是在一定的條件及環(huán)境下產(chǎn)生的，在這種條件及環(huán)境下才是正確的。1+1=2

（十進(jìn)制）1+1=10(二進(jìn)制）62.1.2知識(shí)的特性1.相對(duì)正確性1+1=2（十72.1.2知識(shí)的特性

不確定性

隨機(jī)性引起的不確定性模糊性引起的不確定性經(jīng)驗(yàn)引起的不確定性不完全性引起的不確定性知識(shí)狀態(tài)：“真”“假”“真”與“假”之間的中間狀態(tài)“如果頭痛且流涕，則有可能患了感冒”

小李很高72.1.2知識(shí)的特性不確定性隨機(jī)性引起的不確定性82.1.2知識(shí)的特性

可表示性與可利用性知識(shí)的可表示性:

知識(shí)可以用適當(dāng)形式表示出來，如用語言、文字、圖形、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。知識(shí)的可利用性:

知識(shí)可以被利用。

82.1.2知識(shí)的特性可表示性與可利用性92.1.3知識(shí)的表示

知識(shí)表示（knowledgerepresentation）：將人類知識(shí)形式化或者模型化。知識(shí)表示是對(duì)知識(shí)的一種描述，或者說是一組約定，一種計(jì)算機(jī)可以接受的用于描述知識(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。選擇知識(shí)表示方法的原則：（1）充分表示領(lǐng)域知識(shí)。（2）有利于對(duì)知識(shí)的利用。（3）便于對(duì)知識(shí)的組織、維護(hù)與管理。（4）便于理解與實(shí)現(xiàn)。92.1.3知識(shí)的表示知識(shí)表示（knowledge10第2章知識(shí)表示2.1知識(shí)與知識(shí)表示的概念2.2一階謂詞邏輯表示法

2.3產(chǎn)生式表示法2.4框架表示法10第2章知識(shí)表示2.1知識(shí)與知識(shí)表示的概念112.2一階謂詞邏輯表示法112.2一階謂詞邏輯表示法122.2一階謂詞邏輯表示法2.2.1命題2.2.2謂詞2.2.3謂詞公式2.2.4謂詞公式的性質(zhì)2.2.5一階謂詞邏輯知識(shí)表示方法2.2.6一階謂詞邏輯表示法的特點(diǎn)122.2一階謂詞邏輯表示法2.2.1命題13

命題邏輯：研究命題及命題之間關(guān)系的符號(hào)邏輯系統(tǒng)。

命題邏輯表示法：無法把它所描述的事物的結(jié)構(gòu)及邏輯特征反映出來，也不能把不同事物間的共同特征表述出來。2.2.1命題

命題（proposition）：一個(gè)非真即假的陳述句。若命題的意義為真，稱它的真值為真，記為T。若命題的意義為假，稱它的真值為假，記為F。一個(gè)命題可在一種條件下為真，在另一種條件下為假。例如：3<5

例如：太陽從西邊升起

例:1＋1＝10P：老李是小李的父親P：北京是中華人民共和國的首都P：李白是詩人Q：杜甫也是詩人13命題邏輯：研究命題及命題之間關(guān)系的符號(hào)邏輯系統(tǒng)。2.2142.2.2謂詞謂詞的一般形式：P(x1,x2,…,xn)個(gè)體x1,x2,…,xn

：某個(gè)獨(dú)立存在的事物或者某個(gè)抽象的概念；謂詞名P：刻畫個(gè)體的性質(zhì)、狀態(tài)或個(gè)體間的關(guān)系?！袄蠌埵且粋€(gè)教師”：一元謂詞Teacher(Zhang)“5>3”：二元謂詞

Greater(5,3)“Smith作為一個(gè)工程師為IBM工作”：三元謂詞

Works(Smith,IBM,engineer)（1）個(gè)體是常量：一個(gè)或者一組指定的個(gè)體。142.2.2謂詞謂詞的一般形式：P(x1,152.2.2謂詞（2）個(gè)體是變?cè)ㄗ兞浚簺]有指定的一個(gè)或者一組個(gè)體?！靶±畹母赣H是教師”：Teacher(father(Li))（3）個(gè)體是函數(shù)：一個(gè)個(gè)體到另一個(gè)個(gè)體的映射?！皒<5”

：Less(x,5)

（4）個(gè)體是謂詞

“Smith作為一個(gè)工程師為IBM工作”：二階謂詞Works(engineer(Smith),IBM)152.2.2謂詞（2）個(gè)體是變?cè)ㄗ兞浚簺]有指定的162.2.3謂詞公式1.連接詞（連詞）（1）﹁：“否定”（negation）或“非”。（2）∨：“析取”（disjunction）——或。（3）∧：“合取”（conjunction）——與。“機(jī)器人不在2號(hào)房間”：﹁Inroom(robot,r2)“李明打籃球或踢足球”：Plays(Liming,basketball)∨

Plays(Liming,football)“我喜歡音樂和繪畫”：

Like(I,music)∧

Like(I,painting)162.2.3謂詞公式1.連接詞（連詞）“機(jī)器人不在172.2.3謂詞公式1.連接詞（連詞）（4）→：“蘊(yùn)含”(implication)或“條件”(condition)?！叭绻麆⑷A跑得最快，那么他取得冠軍?！保?/p>

RUNS(Liuhua，faster)→WINS(Liuhua，champion)（5）

：“等價(jià)”（equivalence）或“雙條件”（bicondition）。

P

Q:“P當(dāng)且僅當(dāng)Q”。

172.2.3謂詞公式1.連接詞（連詞）“如果劉182.2.3謂詞公式1.

連接詞（連詞）謂詞邏輯真值表

182.2.3謂詞公式1.連接詞（連詞）謂詞邏輯真值表192.2.3謂詞公式2.量詞（quantifier）（1）全稱量詞（universalquantifier）（x）：“對(duì)個(gè)體域中的所有（或任一個(gè)）個(gè)體x”。

“所有的機(jī)器人都是灰色的”：

(x)[ROBOT(x)→

COLOR(x，GRAY)]（2）存在量詞（existentialquantifier）（x）：“在個(gè)體域中存在個(gè)體

x

”。

“1號(hào)房間有個(gè)物體”：（x）INROOM（x，r1）192.2.3謂詞公式2.量詞（quantifie202.2.3謂詞公式全稱量詞和存在量詞舉例：(x)(y)F(x,y)表示對(duì)于個(gè)體域中的任何個(gè)體x都存在個(gè)體y，x與y是朋友。

(x)(y)F(x,y)表示在個(gè)體域中存在個(gè)體x，與個(gè)體域中的任何個(gè)體y都是朋友。

(x)(y)F(x,y)表示在個(gè)體域中存在個(gè)體x與個(gè)體y，x與y是朋友。

(x)(y)F(x,y)表示對(duì)于個(gè)體域中的任何兩個(gè)個(gè)體x和y，x與y都是朋友。

202.2.3謂詞公式全稱量詞和存在量詞舉例：212.2.3謂詞公式全稱量詞和存在量詞出現(xiàn)的次序?qū)⒂绊懨}的意思。例如：(x)(y)(Employee(x)→

Manager(y,x)):“每個(gè)雇員都有一個(gè)經(jīng)理?！?/p>

(y)(x)(Employee(x)→

Manager(y,x)):“有一個(gè)人是所有雇員的經(jīng)理。”"212.2.3謂詞公式全稱量詞和存在量詞出現(xiàn)的次序?qū)⒂绊?22.2.3謂詞公式3.謂詞公式定義2.2

可按下述規(guī)則得到謂詞演算的謂詞公式：(1)

單個(gè)謂詞是謂詞公式，稱為原子謂詞公式。(2)

若A是謂詞公式，則﹁A也是謂詞公式。(3)

若A，B都是謂詞公式，則A∧B，A∨B，A→B，

A

B也都是謂詞公式。若A是謂詞公式，則(x)A，(x)A也是謂詞公式。有限步應(yīng)用（1）－（4）生成的公式也是謂詞公式。連接詞的優(yōu)先級(jí)別從高到低排列：

﹁，

∧，

∨，

→，222.2.3謂詞公式3.謂詞公式(1)

單個(gè)謂詞是謂232.2.3謂詞公式4．量詞的轄域

量詞的轄域：位于量詞后面的單個(gè)謂詞或者用括弧括起來的謂詞公式。約束變?cè)c自由變?cè)狠犛騼?nèi)與量詞中同名的變?cè)Q為約束變?cè)?，不同名的變?cè)Q為自由變?cè)?/p>

例如：

(x)(P(x,y)→Q(x,y))∨R(x,y)(P(x,y)→

Q(x,y))：(x)的轄域，轄域內(nèi)的變?cè)獂是受（x）約束的變?cè)?，R(x,y)中的x是自由變?cè)?。公式中的所有y都是自由變?cè)?/p>

232.2.3謂詞公式4．量詞的轄域例如：242.2.4謂詞公式的性質(zhì)1.謂詞公式的解釋謂詞公式在個(gè)體域上的解釋：個(gè)體域中的實(shí)體對(duì)謂詞演算表達(dá)式的每個(gè)常量、變量、謂詞和函數(shù)符號(hào)的指派。Friends(george,x)Friends(george,susie)TFriends(george,kate)F

對(duì)于每一個(gè)解釋，謂詞公式都可求出一個(gè)真值（T或F）。242.2.4謂詞公式的性質(zhì)1.謂詞公式的解釋Frie252.2.4謂詞公式的性質(zhì)2.

謂詞公式的永真性、可滿足性、不可滿足性

定義2.5對(duì)于謂詞公式P，如果至少存在一個(gè)解釋使得P在此解釋下的真值為T，則稱P是可滿足的，否則，則稱P是不可滿足的。

定義2.4如果謂詞公式P對(duì)個(gè)體域D上的任何一個(gè)解釋都取得真值F，則稱P在D上是永假的；如果P在每個(gè)非空個(gè)體域上均永假，則稱P永假。

定義2.3如果謂詞公式P對(duì)個(gè)體域D上的任何一個(gè)解釋都取得真值T，則稱P在D上是永真的；如果P在每個(gè)非空個(gè)體域上均永真，則稱P永真。252.2.4謂詞公式的性質(zhì)2.謂詞公式的永真性、可262.2.4謂詞公式的性質(zhì)3.謂詞公式的等價(jià)性

定義2.6設(shè)P與Q是兩個(gè)謂詞公式，D是它們共同的個(gè)體域，若對(duì)D上的任何一個(gè)解釋，P與Q都有相同的真值，則稱公式P和Q在D上是等價(jià)的。如果D是任意個(gè)體域，則稱P和Q是等價(jià)的，記為P

Q

。262.2.4謂詞公式的性質(zhì)3.謂詞公式的等價(jià)性定義272.2.4謂詞公式的性質(zhì)4.謂詞公式的永真蘊(yùn)含

定義2.7對(duì)于謂詞公式P與Q，如果P→Q永真，則稱公式P永真蘊(yùn)含Q，且稱Q為P的邏輯結(jié)論，稱P為Q的前提，記為P

Q。

定理2.1：Q為，，…，的邏輯結(jié)論，當(dāng)且僅當(dāng)是不可滿足的。272.2.4謂詞公式的性質(zhì)4.謂詞公式的永真蘊(yùn)含定282.2.5一階謂詞邏輯知識(shí)表示方法謂詞公式表示知識(shí)的步驟：（1）定義謂詞及個(gè)體。（2）變?cè)x值。（3）用連接詞連接各個(gè)謂詞，形成謂詞公式。

例如：用一階謂詞邏輯表示下列關(guān)系數(shù)據(jù)庫。住戶

房間

電話號(hào)碼

房間Zhang201491201Li201492201Wang202451202Zhao203451203OccupantTelephone282.2.5一階謂詞邏輯知識(shí)表示方法謂詞公式表示知識(shí)的29用一階謂詞表示：

Occupant（Zhang，

201）

Occupant（Li，201）

Occupant（Wang，202）

Occupant（Zhao，203）

Telephone（491，201）

Telephone（492，201）

Telephone（451，202）

Telephone（451，203）2.2.5一階謂詞邏輯知識(shí)表示方法29用一階謂詞表示：2.2.5一階謂詞邏輯知識(shí)表示方法302.2.6一階謂詞邏輯表示法的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：自然性精確性嚴(yán)密性容易實(shí)現(xiàn)

應(yīng)用：（1）自動(dòng)問答系統(tǒng)（Green等人研制的QA3系統(tǒng)）（2）機(jī)器人行動(dòng)規(guī)劃系統(tǒng)（Fikes等人研制的STRIPS系統(tǒng)）（3）機(jī)器博弈系統(tǒng)（Filman等人研制的FOL系統(tǒng)）（4）問題求解系統(tǒng)（Kowalski等設(shè)計(jì)的PS系統(tǒng)）

局限性：不能表示不確定的知識(shí)組合爆炸效率低302.2.6一階謂詞邏輯表示法的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)用：局31第2章知識(shí)表示2.1知識(shí)與知識(shí)表示的概念2.2一階謂詞邏輯表示法2.3產(chǎn)生式表示法

2.4框架表示法31第2章知識(shí)表示2.1知識(shí)與知識(shí)表示的概念322.3產(chǎn)生式表示法2.3.1產(chǎn)生式2.3.2產(chǎn)生式系統(tǒng)2.3.3產(chǎn)生式系統(tǒng)——?jiǎng)游镒R(shí)別系統(tǒng)2.3.4產(chǎn)生式表示法的特點(diǎn)322.3產(chǎn)生式表示法2.3.1產(chǎn)生式332.3.1產(chǎn)生式“產(chǎn)生式”：1943年，美國數(shù)學(xué)家波斯特（E.Post）首先提出。

1972年，紐厄爾和西蒙在研究人類的認(rèn)知模型中開發(fā)了基于規(guī)則的產(chǎn)生式系統(tǒng)。產(chǎn)生式通常用于表示事實(shí)、規(guī)則以及它們的不確定性度量，適合于表示事實(shí)性知識(shí)和規(guī)則性知識(shí)。332.3.1產(chǎn)生式“產(chǎn)生式”：1943年，美國數(shù)學(xué)家342.3.1產(chǎn)生式

確定性規(guī)則知識(shí)的產(chǎn)生式表示2.

不確定性規(guī)則知識(shí)的產(chǎn)生式表示

基本形式：IFPTHENQ

或者：例如：

r4：IF動(dòng)物會(huì)飛

AND會(huì)下蛋

THEN該動(dòng)物是鳥

基本形式：IFPTHENQ

（置信度）或者：（置信度）

例如：IF發(fā)燒THEN感冒（0.6）342.3.1產(chǎn)生式確定性規(guī)則知識(shí)的產(chǎn)生式表示2.352.3.1產(chǎn)生式3.確定性事實(shí)性知識(shí)的產(chǎn)生式表示4.不確定性事實(shí)性知識(shí)的產(chǎn)生式表示

三元組表示：（對(duì)象，屬性，值）

或者：（關(guān)系，對(duì)象1，對(duì)象2）例：老李年齡是40歲：（Li，age，40）

老李和老王是朋友：（friend，Li，Wang）

四元組表示：（對(duì)象，屬性，值，置信度）

或者：（關(guān)系，對(duì)象1，對(duì)象2，置信度）例：老李年齡很可能是40歲：（Li，age，40，0.8）老李和老王不大可能是朋友：（friend，Li，Wang，0.1）352.3.1產(chǎn)生式3.確定性事實(shí)性知識(shí)的產(chǎn)生式表示362.3.1產(chǎn)生式產(chǎn)生式與謂詞邏輯中的蘊(yùn)含式的區(qū)別：（1）除邏輯蘊(yùn)含外，產(chǎn)生式還包括各種操作、規(guī)則、變換、算子、函數(shù)等。例如，“如果爐溫超過上限，則立即關(guān)閉風(fēng)門”是一個(gè)產(chǎn)生式，但不是蘊(yùn)含式。（2）蘊(yùn)含式只能表示精確知識(shí)，而產(chǎn)生式不僅可以表示精確的知識(shí)，還可以表示不精確知識(shí)。蘊(yùn)含式的匹配總要求是精確的。產(chǎn)生式匹配可以是精確的，也可以是不精確的，只要按某種算法求出的相似度落在預(yù)先指定的范圍內(nèi)就認(rèn)為是可匹配的。362.3.1產(chǎn)生式產(chǎn)生式與謂詞邏輯中的蘊(yùn)含式的區(qū)別：372.3.1產(chǎn)生式產(chǎn)生式的形式描述及語義——巴科斯范式BNF（backusnormalform）<產(chǎn)生式>::=<前提><結(jié)論><前提>::=<簡(jiǎn)單條件>|<復(fù)合條件><結(jié)論>::=<事實(shí)>|<操作><復(fù)合條件>::=<簡(jiǎn)單條件>AND<簡(jiǎn)單條件>[AND<簡(jiǎn)單條件>…|<簡(jiǎn)單條件>OR<簡(jiǎn)單條件>[OR<簡(jiǎn)單條件>…<操作>::=<操作名>[(<變?cè)?gt;，…)]符號(hào)“::=”表示“定義為”；符號(hào)“|”表示“或者是”；符號(hào)“[]”表示“可缺省”。

372.3.1產(chǎn)生式產(chǎn)生式的形式描述及語義——巴科斯范式382.3.2產(chǎn)生式系統(tǒng)控制規(guī)則庫推理機(jī)綜合數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)382.3.2產(chǎn)生式系統(tǒng)控制規(guī)則庫推理機(jī)綜合數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生式392.3.2產(chǎn)生式系統(tǒng)1.規(guī)則庫2.綜合數(shù)據(jù)庫

規(guī)則庫:用于描述相應(yīng)領(lǐng)域內(nèi)知識(shí)的產(chǎn)生式集合。

綜合數(shù)據(jù)庫(又稱為事實(shí)庫、上下文、黑板等)：一個(gè)用于存放問題求解過程中各種當(dāng)前信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

3．控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)（推理機(jī)構(gòu)）：由一組程序組成，負(fù)責(zé)整個(gè)產(chǎn)生式系統(tǒng)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)問題的求解。392.3.2產(chǎn)生式系統(tǒng)1.規(guī)則庫2.綜合數(shù)據(jù)庫402.3.2產(chǎn)生式系統(tǒng)3．控制系統(tǒng)（續(xù)）

控制系統(tǒng)要做以下幾項(xiàng)工作：（1）從規(guī)則庫中選擇與綜合數(shù)據(jù)庫中的已知事實(shí)進(jìn)行匹配。（2）匹配成功的規(guī)則可能不止一條，進(jìn)行沖突消解。（3）執(zhí)行某一規(guī)則時(shí)，如果其右部是一個(gè)或多個(gè)結(jié)論，則把這些結(jié)論加入到綜合數(shù)據(jù)庫中：如果其右部是一個(gè)或多個(gè)操作，則執(zhí)行這些操作。（4）對(duì)于不確定性知識(shí)，在執(zhí)行每一條規(guī)則時(shí)還要按一定的算法計(jì)算結(jié)論的不確定性。（5）檢查綜合數(shù)據(jù)庫中是否包含了最終結(jié)論，決定是否停止系統(tǒng)的運(yùn)行。

402.3.2產(chǎn)生式系統(tǒng)3．控制系統(tǒng)（續(xù)）控制系統(tǒng)要做412.3.3產(chǎn)生式系統(tǒng)的例子——?jiǎng)游镒R(shí)別系統(tǒng)例如：動(dòng)物識(shí)別系統(tǒng)——識(shí)別虎、金錢豹、斑馬、長(zhǎng)頸鹿、鴕鳥、企鵝、信天翁等七種動(dòng)物的產(chǎn)生式系統(tǒng)。412.3.3產(chǎn)生式系統(tǒng)的例子——?jiǎng)游镒R(shí)別系統(tǒng)例如：動(dòng)物422.3.3產(chǎn)生式系統(tǒng)的例子——?jiǎng)游镒R(shí)別系統(tǒng)規(guī)則庫：r1：

IF該動(dòng)物有毛發(fā)

THEN該動(dòng)物是哺乳動(dòng)物r2：

IF該動(dòng)物有奶

THEN該動(dòng)物是哺乳動(dòng)物r3：

IF該動(dòng)物有羽毛

THEN該動(dòng)物是鳥r4：

IF該動(dòng)物會(huì)飛

AND會(huì)下蛋

THEN該動(dòng)物是鳥r5：

IF該動(dòng)物吃肉

THEN該動(dòng)物是食肉動(dòng)物r6：

IF該動(dòng)物有犬齒

AND有爪

AND眼盯前方

THEN該動(dòng)物是食肉動(dòng)物r7：IF該動(dòng)物是哺乳動(dòng)物AND有蹄

THEN該動(dòng)物是有蹄類動(dòng)物r8：IF該動(dòng)物是哺乳動(dòng)物AND是反芻動(dòng)物

THEN該動(dòng)物是有蹄類動(dòng)物422.3.3產(chǎn)生式系統(tǒng)的例子——?jiǎng)游镒R(shí)別系統(tǒng)規(guī)則庫：r432.3.3產(chǎn)生式系統(tǒng)的例子——?jiǎng)游镒R(shí)別系統(tǒng)r9：IF該動(dòng)物是哺乳動(dòng)物AND是食肉動(dòng)物AND是黃褐色

AND身上有暗斑點(diǎn)THEN該動(dòng)物是金錢豹

r10：IF該動(dòng)物是哺乳動(dòng)物AND是食肉動(dòng)物AND是黃褐色

AND身上有黑色條紋THEN該動(dòng)物是虎

r11：IF該動(dòng)物是有蹄類動(dòng)物AND有長(zhǎng)脖子AND有長(zhǎng)腿

AND身上有暗斑點(diǎn)THEN該動(dòng)物是長(zhǎng)頸鹿

r12：IF該動(dòng)物有蹄類動(dòng)物AND身上有黑色條紋

THEN該動(dòng)物是斑馬r13：IF該動(dòng)物是鳥AND有長(zhǎng)脖子AND有長(zhǎng)腿AND不會(huì)飛

AND有黑白二色THEN該動(dòng)物是鴕鳥r14：IF該動(dòng)物是鳥AND會(huì)游泳AND不會(huì)飛

AND有黑白二色THEN該動(dòng)物是企鵝

r15：IF該動(dòng)物是鳥AND善飛THEN該動(dòng)物是信天翁432.3.3產(chǎn)生式系統(tǒng)的例子——?jiǎng)游镒R(shí)別系統(tǒng)r9：I442.3.3產(chǎn)生式系統(tǒng)的例子——?jiǎng)游镒R(shí)別系統(tǒng)

設(shè)已知初始事實(shí)存放在綜合數(shù)據(jù)庫中：

該動(dòng)物身上有：暗斑點(diǎn)，長(zhǎng)脖子，長(zhǎng)腿，奶，蹄推理機(jī)構(gòu)的工作過程：（1）從規(guī)則庫中取出r1，檢查其前提是否可與綜合數(shù)據(jù)庫中的已知事實(shí)匹配。匹配失敗則r1不能被用于推理。然后取r2進(jìn)行同樣的工作。匹配成功則r2被執(zhí)行。綜合數(shù)據(jù)庫：

該動(dòng)物身上有：暗斑點(diǎn)，長(zhǎng)脖子，長(zhǎng)腿，奶，蹄，哺乳動(dòng)物

442.3.3產(chǎn)生式系統(tǒng)的例子——?jiǎng)游镒R(shí)別系統(tǒng)設(shè)已知初452.3.3產(chǎn)生式系統(tǒng)的例子——?jiǎng)游镒R(shí)別系統(tǒng)（2）分別用r3，r4，r5，r6綜合數(shù)據(jù)庫中的已知事實(shí)進(jìn)行匹配，均不成功。r7匹配成功，執(zhí)行r7

。

綜合數(shù)據(jù)庫：

該動(dòng)物身上有：暗斑點(diǎn)，長(zhǎng)脖子，長(zhǎng)腿，奶，蹄，哺乳動(dòng)物，有蹄類動(dòng)物（3）r11匹配成功，并推出“該動(dòng)物是長(zhǎng)頸鹿”。

推理機(jī)構(gòu)的工作過程：452.3.3產(chǎn)生式系統(tǒng)的例子——?jiǎng)游镒R(shí)別系統(tǒng)（2）分別462.3.3產(chǎn)生式系統(tǒng)的例子——?jiǎng)游镒R(shí)別系統(tǒng)462.3.3產(chǎn)生式系統(tǒng)的例子——?jiǎng)游镒R(shí)別系統(tǒng)472.3.4產(chǎn)生式表示法的特點(diǎn)1.產(chǎn)生式表示法的優(yōu)點(diǎn)（1）自然性（2）模塊性

（3）有效性

（4）清晰性

2.產(chǎn)生式表示法的缺點(diǎn)（1）效率不高（2）不能表達(dá)結(jié)構(gòu)性知識(shí)

3.適合產(chǎn)生式表示的知識(shí)（1）領(lǐng)域知識(shí)間關(guān)系不密切，不存在結(jié)構(gòu)關(guān)系。（2）經(jīng)驗(yàn)性及不確定性的知識(shí)，且相關(guān)領(lǐng)域中對(duì)這些知識(shí)沒有嚴(yán)格、統(tǒng)一的理論。（3）領(lǐng)域問題的求解過程可被表示為一系列相對(duì)獨(dú)立的操作，且每個(gè)操作可被表示為一條或多條產(chǎn)生式規(guī)則。472.3.4產(chǎn)生式表示法的特點(diǎn)1.產(chǎn)生式表示法的優(yōu)點(diǎn)48第2章知識(shí)表示2.1知識(shí)與知識(shí)表示的概念2.2一階謂詞邏輯表示法2.3產(chǎn)生式表示法2.4框架表示法48第2章知識(shí)表示2.1知識(shí)與知識(shí)表示的概念492.4框架表示法1975年，美國明斯基提出了框架理論：人們對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中各種事物的認(rèn)識(shí)都是以一種類似于框架的結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在記憶中的。框架表示法：一種結(jié)構(gòu)化的知識(shí)表示方法，已在多種系統(tǒng)中得到應(yīng)用。

492.4框架表示法1975年，美國明斯基提出了框架理502.4.1框架的一般結(jié)構(gòu)框架（frame）：一種描述所論對(duì)象（一個(gè)事物、事件或概念）屬性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。一個(gè)框架由若干個(gè)被稱為“槽”（slot）的結(jié)構(gòu)組成，每一個(gè)槽又可根據(jù)實(shí)際情況劃分為若干個(gè)“側(cè)面”（facet）。一個(gè)槽用于描述所論對(duì)象某一方面的屬性。一個(gè)側(cè)面用于描述相應(yīng)屬性的一個(gè)方面。槽和側(cè)面所具有的屬性值分別被稱為槽值和側(cè)面值。502.4.1框架的一般結(jié)構(gòu)框架（frame）：一種描述512.4.1框架的一般結(jié)構(gòu)<框架名>槽名1：側(cè)面名11

側(cè)面值111

，…

，側(cè)面值11P1

┊┊

側(cè)面名1m

側(cè)面值1m1

，…

，側(cè)面值1mPm

槽名n：側(cè)面名n1

側(cè)面值n11

，…

，側(cè)面值n1P1┊

側(cè)面名nm

側(cè)面值nm1

，…

，側(cè)面值nmPm約束：約束條件1┊

約束條件n512.4.1框架的一般結(jié)構(gòu)<框架名>522.4.2用框架表示知識(shí)的例子

框架名：〈教師〉

姓名：?jiǎn)挝唬ㄐ?、名）年齡：?jiǎn)挝唬q）性別：范圍（男、女）缺?。耗新毞Q：范圍（教授，副教授，講師，助教）缺?。褐v師部門：?jiǎn)挝唬ㄏ?，教研室）住址：〈住址框架?/p>

工資：〈工資框架〉

開始工作時(shí)間：?jiǎn)挝唬?、月）?/p>