專家系統(tǒng)介紹

專家系統(tǒng)概述本章學(xué)習(xí)目的：

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了解ES的發(fā)展、原理；

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了解ES編程與語言；本章主要講述內(nèi)容：

1.ES的產(chǎn)生與發(fā)展及今后展望；2.專家系統(tǒng)的基本原理

3.傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理、AI與ES;4.ES的基本思想、特征與定義；5.ES的基本結(jié)構(gòu)；

1.1專家系統(tǒng)（ES）技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展和展望

在講述專家系統(tǒng)之前，先講一下人工智能（AI），AI是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，它研究一類具有智能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（含軟、硬件兩部分），來模仿人的行為，是一種將符號(hào)方法和非算法（啟發(fā)式）結(jié)合的應(yīng)用方法學(xué)。ES是AI的一個(gè)分支，是從理論到實(shí)踐的嘗試，也可以說是AI從理論研究到應(yīng)用研究的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。ES技術(shù)的產(chǎn)生

ES的研究起源于1965年E.A.Feigenbaum等人對DENDRAL()的開發(fā)。按時(shí)間順序，ES技術(shù)的產(chǎn)生可分為：孕育期（1965年前）；產(chǎn)生期（1965~1971）；基本成熟期（1972~1977）；進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用化時(shí)期（1977年以后）。

(1)孕育時(shí)期（1965年前）自1946年計(jì)算機(jī)問世以來，其應(yīng)用集中在計(jì)算科學(xué)與數(shù)據(jù)處理上，并通過“算法”來實(shí)現(xiàn)。而對于符號(hào)處理，算法無從適應(yīng)，為發(fā)揮計(jì)算機(jī)的更大效能，1956年J.McCarthy、M.Lminsky、N.Lochester和C.E.Shannon等四人發(fā)起并組織了“Dartmouth會(huì)議”，這標(biāo)志著AI的誕生。

AI理論基礎(chǔ)的奠定：1956年以前AI研究針對的具體問題：

Ⅰ.

邏輯理論機(jī)：一個(gè)程序，模擬人類用數(shù)理邏輯證明定理時(shí)的思維規(guī)律。

Ⅱ.西洋跳棋程序Checker：自學(xué)習(xí)、自組織、自發(fā)展。

由GPS帶來的AI理論成熟：1957年以后，A.Newell和H.A.Imans以心理學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，開始GPS（通用問題求解程序，可以用來求解11種不同類型的問題）的研究，這項(xiàng)研究最終歸于失敗，但為AI提供了以下幾個(gè)方面的理論成就：

Ⅰ.

發(fā)現(xiàn)一些通用問題求解技術(shù)和各種搜索策略；

Ⅱ.

認(rèn)識(shí)到知識(shí)在智能行為中的地位；

Ⅲ.AI研究開始從通用問題基于推理的模型轉(zhuǎn)向?qū)ｉT問題基于知識(shí)的模型；

表處理語言LISP出現(xiàn)：

1960年由J.McCanthy研制的表處理語言LISP，奠定了ES的開發(fā)工具的基礎(chǔ)，它除了具有數(shù)據(jù)處理的功能外，還能方便地進(jìn)行符號(hào)處理。

以上三大問題（AI的出現(xiàn)及基礎(chǔ)理論的形成；由GPS帶來的觀念轉(zhuǎn)化；表處理語言LISP）的出現(xiàn)帶來了ES的出現(xiàn)——即孕育著ES。

(2)產(chǎn)生時(shí)期（1965~1971）

Ⅰ.

Standfond的費(fèi)根鮑教授提出的DWNDRAL系統(tǒng)的出現(xiàn)：它是“結(jié)合啟發(fā)式程序+大量專門知識(shí)”的實(shí)用智能系統(tǒng)，第一次顯示了“知識(shí)的組織”對AI的重要性；對解的問題以符號(hào)表達(dá)為主；解空間的啟發(fā)式搜索。標(biāo)志著ES的問世。

Ⅱ.

MACSYMA系統(tǒng)的開發(fā)：(1968年由MIT的C.Engleman等開發(fā))具有以下特點(diǎn)：

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MACSYMA是一人機(jī)交互系統(tǒng)；

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執(zhí)行公式化簡，符號(hào)微分，符號(hào)積分等數(shù)學(xué)問題求解；

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使用啟發(fā)式轉(zhuǎn)換；

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使用大量專門知識(shí)，進(jìn)行符號(hào)處理。

Ⅲ.產(chǎn)生時(shí)期ES技術(shù)的水平評價(jià)：

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解空間的搜索利用啟發(fā)式程序，使“通用問題求解向?qū)Ｓ眯詥栴}”轉(zhuǎn)換；

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使用了大量的專門知識(shí)，并用于組織，用于符號(hào)推理；

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問題求解與推理技術(shù)，知識(shí)獲取與形式化均處于雛形。

第一代ES對AI研究的重要意義在于：

它把AI的啟發(fā)式程序+符號(hào)推理技術(shù)用于實(shí)際問題求解，使AI轉(zhuǎn)向?qū)嵱谩?/p>

(3)基本成熟時(shí)期（1972~1977）

Ⅰ.

ES進(jìn)一步發(fā)展的原因：

DENDRAL等的成功，使人們認(rèn)識(shí)到：結(jié)合專門知識(shí)來實(shí)現(xiàn)專家級的問題求解,

克服人類專家的一些人為因素,

ES提供了存儲(chǔ)專家知識(shí)、傳授專家知識(shí)的手段。

Ⅱ.

ES的基礎(chǔ)理論進(jìn)一步發(fā)展與完善

?1972年A.Newell和H.A.Siman在研究人類的認(rèn)識(shí)模型中開發(fā)的基于規(guī)則的產(chǎn)生式系統(tǒng)技術(shù)；

?1972年法國馬塞大學(xué)的PROLOG語言；

?1975年M.L.Minsky提出的理解復(fù)雜行為的框架表示法。

Ⅲ.

ES的基本成熟期

ES技術(shù)的基本成熟期是與一批ES系統(tǒng)的開發(fā)相關(guān)聯(lián)的，這批ES系統(tǒng)涉及到數(shù)學(xué)、醫(yī)療、自然語言理解、地質(zhì)等許多領(lǐng)域。其中貢獻(xiàn)最大的有：

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MYCIN系統(tǒng)：一個(gè)基于規(guī)則的產(chǎn)生式系統(tǒng)，運(yùn)用可信度因子實(shí)現(xiàn)不確定性推理。

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CASNET系統(tǒng)：用于語言理解，采用黑板結(jié)構(gòu)。

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HEARSAY系統(tǒng)：1976年Standford大學(xué)開始開發(fā)的用于根據(jù)地質(zhì)數(shù)據(jù)找礦的ES咨詢系統(tǒng)。

Ⅳ.基于成熟期ES技術(shù)的水平評價(jià)

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知識(shí)組織的形式化技術(shù)基本確定，如出現(xiàn)語義網(wǎng)絡(luò)、框架等；

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系統(tǒng)的人機(jī)接口已列為重要問題；

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系統(tǒng)的解釋機(jī)制的出現(xiàn)；

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系統(tǒng)對新知識(shí)的獲??；

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不確定推理機(jī)的建立。

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開始了非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員直接建立ES的應(yīng)用年代。

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開發(fā)ES通用性研究；

總而言之，這一時(shí)期的ES開發(fā)的基本理論與方法已經(jīng)形成，且ES技術(shù)進(jìn)一步向其它公式領(lǐng)域拓展。

(4)進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用化時(shí)期

Ⅰ.ES的基本理論進(jìn)一步完善：

骨架系統(tǒng)（skeletalsystem）等ES建造工具出現(xiàn)；自動(dòng)知識(shí)獲取系統(tǒng)；知識(shí)管理系統(tǒng)KBMS的研究；新的推理模型。

Ⅱ.ES的實(shí)用擴(kuò)展到各個(gè)領(lǐng)域：

以機(jī)械工程CAD/CAM為例，ES覆蓋了從CAD、CAPP到CAM的各個(gè)階段。

Ⅲ.ES技術(shù)今后的展望：今后ES技術(shù)可能沿以下幾個(gè)方向發(fā)展：

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綜合多個(gè)知識(shí)表示模式，使淺層知識(shí)、深層知識(shí)、常識(shí)知識(shí)等結(jié)合起來；

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分布式ES體系結(jié)構(gòu)；

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知識(shí)的自學(xué)習(xí)方法；

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符號(hào)推理與數(shù)值理論的結(jié)合；

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新的ＥＳ工具模型；

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實(shí)時(shí)ＥＳ。1.2專家系統(tǒng)的基本原理1.傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理與ES

(1)算法與啟發(fā)式方法

算法：指抽象的通步縮進(jìn)的求解步驟，算法具有：

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通用性，即算法能求解問題的全部問題；

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確定性，即求解狀態(tài)、步驟是精確、唯一的，可被機(jī)械執(zhí)行；

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有效性，即任何問題代入算法后都可經(jīng)有限個(gè)步驟達(dá)到期望的結(jié)果;

我們把存在算法并且算法可以實(shí)現(xiàn)的問題稱為定規(guī)問題。

啟發(fā)式方法：對問題的求解采用積累的方式，符號(hào)處理是啟發(fā)式方法的特點(diǎn)。

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符號(hào)性，一般僅用于求解一類的特定問題；

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試程性，允許用多方法試探求解；

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針對性，啟發(fā)式方法常利用求解問題的一些特殊規(guī)律求解，這些規(guī)律不精確，經(jīng)不起或未經(jīng)嚴(yán)格的證明，不能保證對每個(gè)問題都有精確解或最優(yōu)解。

通常，我們把這類問題稱為非定規(guī)問題。

(2)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理

Ⅰ.

基于算法，根據(jù)待求問題，找出相應(yīng)算法，屬過程型。

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用特定的程序設(shè)計(jì)語言編制算法程序；

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計(jì)算機(jī)按程序的要求，針對所輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作與求解；

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輸出問題的解。

Ⅱ.

算法也可以表達(dá)知識(shí)，過程型知識(shí)，但

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不易表達(dá)大量知識(shí)，知識(shí)修改和理解難；

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只適于表達(dá)完全正確的知識(shí)；

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只適于處理完全準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

(3)ES的信息處理

現(xiàn)實(shí)中許多問題不能用算法表示，其求解是經(jīng)驗(yàn)性的，ES對信息處理以

“知識(shí)”為中心，包括：

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知識(shí)的敘述性表示，用特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表示知識(shí)，而不僅是用算法表示；

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知識(shí)的處理，以符號(hào)處理為特征；

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知識(shí)的啟發(fā)式應(yīng)用，以問題求解的特定策略為基礎(chǔ)，指導(dǎo)問題求解策略。

ES信息處理的主要特點(diǎn)是“知識(shí)”與對知識(shí)的應(yīng)用相分離。

2.ES的定義、基本思想與特征

(1)專家系統(tǒng)的定義：專家系統(tǒng)是一個(gè)（或一組）能在某特定領(lǐng)域內(nèi)，以人類專家水平去求解該領(lǐng)域中困難問題的計(jì)算機(jī)程序。

(2)專家系統(tǒng)的基本思想：利用計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)關(guān)于某一領(lǐng)域的大量專門知識(shí)；有效地利用這些知識(shí)去解決問題。

(3)ES的特征：ES以知識(shí)為中心，并具有三大特征：

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啟發(fā)性（Heuristic），不僅使用邏輯知識(shí)，也使用啟發(fā)性知識(shí)；

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透明性（Transparency），能向用戶解釋推理；

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靈活性（Flexibility），系統(tǒng)的知識(shí)便于修改和補(bǔ)充。3.專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、流行結(jié)構(gòu)和理想結(jié)構(gòu)

(1)ES的基本結(jié)構(gòu)知識(shí)庫推理機(jī)動(dòng)態(tài)程序KEngineerDomainEngineer知識(shí)數(shù)據(jù)結(jié)果用戶人機(jī)接口知識(shí)獲取機(jī)制解釋機(jī)制推理機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫知識(shí)庫知識(shí)庫：存放領(lǐng)域?qū)＜姨峁┑那蠼鈫栴}的專門知識(shí)，其質(zhì)量直接影響ES的性能。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫：反映具體問題在當(dāng)前求解狀態(tài)下的符號(hào)或事實(shí)的集合，包括(或上下文)問題的有關(guān)初始數(shù)據(jù)和系統(tǒng)求解期間所產(chǎn)生的所有問題。推理機(jī)：在一定的控制策略下，針對上下文中的當(dāng)前問題信息，識(shí)別和選取知識(shí)庫中對當(dāng)前問題的可用知識(shí)進(jìn)行推理，以修改上下文，直到最終得到問題的解。知識(shí)獲取機(jī)制：解釋機(jī)制：人機(jī)接口：實(shí)現(xiàn)用戶輸入和ES內(nèi)部表達(dá)方式的轉(zhuǎn)換。

(2)ES的流行結(jié)構(gòu)

目前，ES的流行結(jié)構(gòu)是擴(kuò)充的基于規(guī)則的產(chǎn)生式系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)仍為基本結(jié)構(gòu)，僅僅是包括：

知識(shí)庫——“規(guī)則”+“事實(shí)”組成；

推理機(jī)——規(guī)則推理機(jī)（正向、反向、雙向）；

上下文——?jiǎng)討B(tài)事實(shí)集。

(3)ES的理想結(jié)構(gòu)

Hayes-Roth曾提出一個(gè)理想的結(jié)構(gòu)“黑板結(jié)構(gòu)”。思想來源：

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黑板控制結(jié)構(gòu)；

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基于規(guī)則的ES結(jié)構(gòu)。語言處理程序知識(shí)庫解釋程序用戶規(guī)劃議題結(jié)果執(zhí)行程序調(diào)度程序一階性處理程序術(shù)語解釋：

黑板:用于記錄系統(tǒng)在求解問題過程中所產(chǎn)生的中間假設(shè)與結(jié)果，它是溝通系統(tǒng)各個(gè)部件的全局工作區(qū)，可劃分為三個(gè)部分：

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規(guī)劃部分：描述整體的解題步驟；系統(tǒng)能達(dá)到的目標(biāo)；為達(dá)到目標(biāo)所制定的處理計(jì)劃；實(shí)施計(jì)劃所要求的條件和預(yù)期狀態(tài)。

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議事日程部分：記錄著等待執(zhí)行的動(dòng)作，通常對應(yīng)著知識(shí)庫中與先前對應(yīng)著的記錄在黑板中的某一結(jié)果有關(guān)的規(guī)則。

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結(jié)果部分：系統(tǒng)所生成候選假設(shè)和中間結(jié)果及這些結(jié)果間的依賴關(guān)系。

解釋程序：解答用戶提問；系統(tǒng)自身相關(guān)問題解釋；

調(diào)度程序：用于管理和控制過程；該程序運(yùn)用策略性知識(shí)，指導(dǎo)對議事日程各個(gè)項(xiàng)目的調(diào)度；

執(zhí)行程序：應(yīng)用知識(shí)庫來實(shí)現(xiàn)和完成；由調(diào)度程序從議事日程里選出相應(yīng)的議事項(xiàng)目，并把求解的結(jié)果記錄到黑板中；一階性處理程序：用于維護(hù)系統(tǒng)而得出結(jié)果的一階表示形式；4.專家系統(tǒng)分類

基于邏輯的ES;基于規(guī)則的ES;

基于語義網(wǎng)絡(luò)的ES;

基于框架的ES;

Ⅱ.按任務(wù)類型分為：

?解釋型ES——用于分析符號(hào)等數(shù)據(jù)，進(jìn)而闡明這些數(shù)據(jù)的實(shí)際意義；

?預(yù)測型ES——根據(jù)處理對象的過去與現(xiàn)在情況推測未來的演變結(jié)果；

?診斷型ES——根據(jù)輸入信息找出處理對象中存在的故障、缺陷；

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調(diào)試型ES——給出已確認(rèn)故障的排除方案；

?維修型ES——制定并實(shí)施糾正某類故障的規(guī)劃；

?規(guī)劃型ES——根據(jù)給定目標(biāo)擬定行動(dòng)計(jì)劃；

?設(shè)計(jì)型ES——根據(jù)給定要求形成所需方案和圖樣；

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監(jiān)護(hù)型ES——完成實(shí)時(shí)監(jiān)測任務(wù)；

?控制型ES——完成實(shí)時(shí)控制；

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教育型ES——診斷型和調(diào)試型的組合，用于教學(xué)和培訓(xùn)。Ⅰ.按知識(shí)表示技術(shù)分為5.研制專家系統(tǒng)的意義

理論意義：

Ⅰ.ES作為理論研究的實(shí)現(xiàn)工具推動(dòng)了AI的發(fā)展；它以知識(shí)為中心，從知識(shí)表示、知識(shí)利用和知識(shí)獲取這三個(gè)環(huán)節(jié)取得巨大成功。Ⅱ.ES的實(shí)用性較強(qiáng)，成為檢驗(yàn)AI基本理論和測試AI基本技術(shù)的較理想的實(shí)驗(yàn)場所。Ⅲ.ES應(yīng)用的不斷深入，向AI提出了新的課題，促使AI的進(jìn)一步發(fā)展。

實(shí)踐意義：ES作為一實(shí)用工具為人類提供了保存知識(shí)、傳播知識(shí)、利用知識(shí)、評價(jià)知識(shí)的有效手段，知識(shí)是一寶貴的資源，知識(shí)的推廣和使用可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，ES能利用專家知識(shí)造福人類。1.3ES的開發(fā)工具1.人工智能語言

專家系統(tǒng)的編程語言既可用通用語言，如C語言等，也可用人工智能語言LISP、PROLOG完成。

(1)LISP語言

基于表處理和函數(shù)，經(jīng)典的LISP語言只有一種結(jié)構(gòu)“表”。LISP語言與其它語言的最大區(qū)別是，它以表為對象處理符號(hào)，而不僅僅是數(shù)據(jù)。

LISP語言的主要特點(diǎn)：

Ⅰ.

函數(shù)式程序設(shè)計(jì)語言，LISP語言不同于傳統(tǒng)語言，LISP程序?qū)嵸|(zhì)上被描述為以一組接近數(shù)學(xué)形式定義的函數(shù)。

Ⅱ.

程序與數(shù)據(jù)等價(jià)，LISP的程序和數(shù)據(jù)具有相同的表示形式“表”，因此，LISP語言中程序與數(shù)據(jù)無嚴(yán)格界限。

Ⅲ.

遞歸控制結(jié)構(gòu)，LISP函數(shù)多以遞歸定義，任何函數(shù)可直接或間接調(diào)用本身。

Ⅳ.

交互式解釋執(zhí)行。(2)Prolog語言

Prolog是一種邏輯程序設(shè)計(jì)語言，基于一階謂詞邏輯，是典型的敘述型語言（DeclarationLanguage）。

Prolog語言的特點(diǎn)：

(1)建立在一階謂詞邏輯和歸結(jié)原理基礎(chǔ)上，有自動(dòng)推理功能。(2)用Prolog設(shè)計(jì)應(yīng)用程序時(shí)，僅需指明領(lǐng)域中各對象間的關(guān)系和決策規(guī)則，而應(yīng)用這些知識(shí)的推理由Prolog完成。(3)Prolog應(yīng)用程序，由數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫組成。(4)Prolog程序設(shè)計(jì)要做三件事，即說明事實(shí)、定義規(guī)則、提出問題。

(3)采用高級語言及面向?qū)ο笳Z言

(1)首先必須用高級語言完成推理機(jī)，知識(shí)庫建立等工具。(2)在此基礎(chǔ)上建立知識(shí)庫、完成推理。2.專家系統(tǒng)外殼專家系統(tǒng)外殼又稱骨架系統(tǒng)，它是由一些已經(jīng)開發(fā)成功，并且在實(shí)際使用中被證明為行之有效的專家系統(tǒng)演變而來的，即抽去這些專家系統(tǒng)中具體的知識(shí)，保留它的體系結(jié)構(gòu)和功能，再把領(lǐng)域?qū)Ｓ玫慕缑娓臑橥ㄓ玫慕缑?，就得到了相?yīng)的專家系統(tǒng)外殼。顯然，在專家系統(tǒng)外殼中，知識(shí)表示模式、推理機(jī)制等都是確定的。當(dāng)使用這些外殼建造專家系統(tǒng)時(shí)，只需把相應(yīng)領(lǐng)域的知識(shí)用外殼規(guī)定的模式表示出來裝入到知識(shí)庫中就行了。較重要的專家系統(tǒng)外殼有：EMYCIN，KAS，EXPERT等。3.通用型專家系統(tǒng)工具

這是不依賴于任何已有的專家系統(tǒng)，完全重新設(shè)計(jì)且提供更多靈活性的一類專家系統(tǒng)開發(fā)工具。目前這類工具已有很多。4.專家系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

隨著專家系統(tǒng)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，人們對專家系統(tǒng)建造工具的要求也越來越高。人們不僅要求建造工具能夠提供高效的推理機(jī)，而且還希望它能夠提供多種形式的知識(shí)表示模式、多種不確定性推理模式、多種獲取知識(shí)的手段、多種輔助工具（如數(shù)據(jù)庫訪問、作圖等）以及多種友好的輔助界面（如調(diào)試功能、解釋功能、自然語言接口等）等等，這樣，單一的建造工具就不能適合人們的要求了，在這一背景下，專家系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境就應(yīng)運(yùn)而生了。

專家系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境又稱專家系統(tǒng)開發(fā)工具包，它為專家系統(tǒng)的開發(fā)提供多種方便的構(gòu)件，例如獲取知識(shí)的輔助工具、適應(yīng)各種不同知識(shí)結(jié)構(gòu)的知識(shí)表示模式，各種不同的不確定性推理機(jī)制、知識(shí)庫管理系統(tǒng)以及各種不同的輔助工具、調(diào)試工具等。

目前，國內(nèi)外已有一些成型的產(chǎn)品。第二章專家系統(tǒng)的知識(shí)表示本章學(xué)習(xí)目的：

了解各種知識(shí)的表示方法，特點(diǎn)及應(yīng)用場合等。本章主要講述內(nèi)容：

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知識(shí)和知識(shí)分類及表示方法；

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知識(shí)的產(chǎn)生式規(guī)則表示法；

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知識(shí)的框架表示法；

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知識(shí)的語義網(wǎng)絡(luò)表示法；

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知識(shí)的邏輯表示法；

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其它知識(shí)表示法簡介；2.1知識(shí)、知識(shí)分類與知識(shí)表示問題1.知識(shí)的定義

知識(shí)是人類在實(shí)踐中所積累的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的總和，其中ES的知識(shí)指與領(lǐng)域問題求解相關(guān)的知識(shí)即“數(shù)據(jù)”和“符號(hào)”。2.知識(shí)的分類

(1)按知識(shí)的作用，將計(jì)算機(jī)處理的知識(shí)分為三類

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描述性知識(shí)：表示對象及概念的特征及其相互關(guān)系的知識(shí)；問題求解狀況的知識(shí)；

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判斷性知識(shí)：表示與領(lǐng)域有關(guān)的問題求解知識(shí)，如推理規(guī)則等；

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過程性知識(shí)：表示問題的求解策略，即如何應(yīng)用判斷性知識(shí)等進(jìn)行推理的知識(shí)；

(2)按知識(shí)的作用層次分

?

對象級知識(shí)：直接描述有關(guān)領(lǐng)域?qū)ο蟮闹R(shí)。

?

元級知識(shí)：描述對象級知識(shí)的知識(shí)，如關(guān)于領(lǐng)域知識(shí)的內(nèi)容、特征、應(yīng)用范圍的知識(shí)，如何運(yùn)用這些知識(shí)的知識(shí)。

(3)其它分類形式

?

共性知識(shí)與個(gè)性知識(shí)；

?靜態(tài)知識(shí)與動(dòng)態(tài)知識(shí)；3.知識(shí)表示問題

(1)知識(shí)表示的定義

將知識(shí)進(jìn)行符號(hào)化，并用特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（邏輯與物理兩方面）進(jìn)行描述與存儲(chǔ)的方法。

(2)知識(shí)表示的要求

?

表示能力：能夠?qū)栴}求解所需的知識(shí)正確有效的表達(dá)出來；

?

可理解性：所表達(dá)知識(shí)簡單、明了、易于理解；

?

可訪問性：能夠有效地利用所表達(dá)的知識(shí)；

?

可擴(kuò)充性：能夠方便、靈活的對所表達(dá)的知識(shí)進(jìn)行擴(kuò)充；

(3)知識(shí)表示方法的分類（

按其表示的特征分）

?

敘述性表示：將知識(shí)與控制分開，把知識(shí)的使用方法，即控制部分留給計(jì)算機(jī)程序。它的特點(diǎn)是：嚴(yán)密性強(qiáng)、易于模塊化、具有推理的完備性；但推理效率較低。

?

過程性表示：將知識(shí)與控制結(jié)合起來（利弊與上述方法相反）。

兩種表示方法各有利弊，對不同性質(zhì)的問題應(yīng)采用不同形式的表達(dá)方法。

知識(shí)的表示和推理在大部分情況下位于獨(dú)立的兩個(gè)模塊，但推理機(jī)制強(qiáng)烈關(guān)聯(lián)于相應(yīng)的知識(shí)表示方式。

(4)常用的知識(shí)表示方法簡介

Ⅰ.產(chǎn)生式規(guī)則表示法

?

將知識(shí)表示成“if……then……”的形式；

?

表示方法自然、簡潔；

Ⅱ.框架表示法

?

將知識(shí)表示為層狀結(jié)構(gòu)，一個(gè)對象或概念的所有信息均屬于該層次的結(jié)構(gòu)中；

?

該層次結(jié)構(gòu)還可以表示對象間的關(guān)系；

?

該層次結(jié)構(gòu)由一系列的“槽”和相關(guān)于“槽”的一系列“側(cè)面”組成；

Ⅲ.

語義網(wǎng)絡(luò)表示法

采用結(jié)點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)間的弧表示對象、概念及其相互關(guān)系。

Ⅳ.一階謂詞邏輯表示法

?

采用一階謂詞邏輯表示知識(shí)

?

屬敘述性知識(shí)表示

?

有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

Ⅴ.

其它表示法

?

狀態(tài)空間法；

?與或圖

?

PETRI網(wǎng)

?

概念圖2.2知識(shí)的產(chǎn)生式規(guī)則表示法1.概述

產(chǎn)生式最早由P.Post于1943年提出，用于構(gòu)造Post機(jī)計(jì)算模型；1972年A.Newell和H.A.Simon在研究人類的認(rèn)識(shí)模型中提出了Rule-Based產(chǎn)生式方法及規(guī)則表示模式；Rule-Based的表示法是目前應(yīng)用最為普遍的一種。

產(chǎn)生式通常用于具有因果關(guān)系的知識(shí)。

2.產(chǎn)生式規(guī)則的邏輯結(jié)構(gòu)

(1)格式

if（前提1）&（前提2）&…….

then（結(jié)論1）&（結(jié)論2）&……

正規(guī)化格式

if（前提1）&（前提2）&…….

then（結(jié)論1）

(2)產(chǎn)生式規(guī)則的基本單元

前提:符號(hào)化的事實(shí)型知識(shí)，不同前提形式構(gòu)成不同產(chǎn)生式規(guī)則類型。常量型前提（TigerhasLeg）；變量型前提（Lieats$VAR）；

結(jié)束型前提（$VAR>=28）；

表達(dá)式計(jì)算型（$VAR=2x+5y-16）；

結(jié)論:符號(hào)化事實(shí)型知識(shí)；

例如規(guī)則1：if該動(dòng)物有羽毛then該動(dòng)物是鳥規(guī)則2：if該動(dòng)物是鳥and有長脖子

and有長腿

and不會(huì)飛

then該動(dòng)物是鴕鳥3.產(chǎn)生式規(guī)則的物理結(jié)構(gòu)

產(chǎn)生式規(guī)則為變化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，采用“鏈接表”實(shí)現(xiàn)。規(guī)則號(hào)規(guī)則名指向第一個(gè)前提的指針結(jié)束第一個(gè)前提Next指針規(guī)則號(hào)規(guī)則名指向第一個(gè)前提的指針指向第一個(gè)結(jié)論的指針第一個(gè)前提Next指針第一個(gè)結(jié)論Next指針Ⅰ.

C語言實(shí)現(xiàn)

structpremises{charpremise_value[80];structpremise*next;}structrules{intrule_no;charrule_name[30];charconclusion[80];structpremise*first;}structrulesRule[N];structpremise*rp;intrule_n.Premise_n[N];

Ⅱ.

LISP語言的實(shí)現(xiàn)采用表結(jié)構(gòu)，具有直接性（Rule_No（if（……））lisp串；（then（……））嵌套在lisp函數(shù)；

Ⅲ.

Prolog語言的實(shí)現(xiàn)

QULE(integer,string,list,real)FACT(integer,string,list,real)4.產(chǎn)生式規(guī)則的組織

規(guī)則的組織是構(gòu)造規(guī)則庫的核心！

(1)規(guī)則庫的實(shí)質(zhì)一種隱含的“與或圖”，該“與或圖”以“事實(shí)性知識(shí)”為節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)間的連接關(guān)系由規(guī)則確定，為“與”關(guān)系，規(guī)則間的關(guān)系為“或”關(guān)系。

(2)原則上規(guī)則庫的規(guī)則可以順序存放，但存在下列矛盾；

?

規(guī)則的一致性問題應(yīng)解決；

?

如何控制沖突；

?

提高規(guī)則的匹配效率；

(3)推薦的組織形式

Ⅰ.以規(guī)則樹的形式組織，最高點(diǎn)為推理目標(biāo)規(guī)則，依次按層次組織；Ⅱ.以類層次形式的“與或圖”組織規(guī)則；5.產(chǎn)生式規(guī)則的特點(diǎn)

(1)產(chǎn)生式規(guī)則表現(xiàn)的是“表層”知識(shí)，即人類在特定的領(lǐng)域關(guān)于“做什么”的過程性知識(shí)。(2)產(chǎn)生式規(guī)則與推理機(jī)分離，且規(guī)則間的聯(lián)系與上下文的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)。(3)產(chǎn)生式規(guī)則的匹配效率隨著KB增加而迅速降低；(4)產(chǎn)生式規(guī)則的解釋能力較差，不象“深層”知識(shí)那樣有明確的因果關(guān)系。(5)產(chǎn)生式規(guī)則主要表示對象操作過程或?qū)?shù)據(jù)對象進(jìn)行求解的過程的“動(dòng)態(tài)知識(shí)”。2.3知識(shí)的框架表示法1.概念

知識(shí)的框架表示法1975年由M.Minsky提出，最早用作視覺感知、自然語言對話等問題的知識(shí)表示；目前已作為一種通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表示知識(shí)對象(實(shí)體)。

框架理論認(rèn)為，人們對現(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，當(dāng)面臨一種新事物時(shí)，就從記憶中找出一個(gè)合適的框架并根據(jù)實(shí)際情況對其細(xì)節(jié)加以修改、補(bǔ)充，從而形成對當(dāng)前事物的認(rèn)識(shí)。

例如：當(dāng)一個(gè)人要走近一個(gè)教室時(shí)，他能根據(jù)以往的知識(shí)，想象到這個(gè)教室一定有四面墻，有門、窗、天花板和地板，有課桌、椅子、黑板等，盡管他對這個(gè)教室的細(xì)節(jié)還不清楚，但對教室的基本結(jié)構(gòu)是可以預(yù)見的。他之所以能做到這一點(diǎn)，是由于他通過以往的認(rèn)識(shí)活動(dòng)已經(jīng)在記憶中建立了關(guān)于教室的框架，該框架不僅指出了相應(yīng)事物的名稱（教室），而且還指出了事物各有關(guān)方面的屬性（如有四面墻、有課桌、有黑板，……）。通過對該框架的查找，很容易得到教室的各有關(guān)特征。2.框架的定義

(1)框架是用于描述具有固定的靜態(tài)對象的通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該對象用“對象…屬性…屬性值”表示。(2)框架由若干個(gè)槽（Slot）組成，槽用于描述屬性。(3)槽又可由若干個(gè)側(cè)面組成。側(cè)面用于描述相應(yīng)屬性的一個(gè)方面。(4)側(cè)面又可由一個(gè)或多個(gè)側(cè)面值組成。(5)框架實(shí)質(zhì)上是一個(gè)層次的嵌套鏈接表！

例1：框架名：<假冒偽劣商品>

商品名稱：生產(chǎn)廠家：出售商店:處罰：處理方式：

處罰依據(jù)：處罰時(shí)間：單位（年、月、日）經(jīng)辦部門：

在這個(gè)框架中，有4個(gè)槽，其中，“處罰”槽有4個(gè)側(cè)面，側(cè)面“處罰時(shí)間”用“單位”指出了一個(gè)填值時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)限制。例2：框架名：<教師>

姓名：單位（姓、名）年齡：單位（歲）性別：范圍（男、女）缺?。校┞毞Q：范圍（教授、副教授、講師、助教）缺省（講師）部門：單位（系、教研室）住址：<住址框架>

工資：<工資框架>

開始工作時(shí)間：單位（年、月）3.框架表示法的

(Frame名

邏輯結(jié)構(gòu)

(Slot名{(Value側(cè)面Value)}.and.{(Default側(cè)面Value).or.(Range側(cè)面Value).or.(Type側(cè)面Value).or.(if_needed側(cè)面過程）.or.(if_added側(cè)面過程）.or.(if_removed側(cè)面過程）}).or.(Slot名

{(Value

Value)}.and.{(Default

Value).or.(Range

Value).or.(Type

Value).or.(if_needed側(cè)面過程）.or.(if_added側(cè)面過程）.or.(if_removed側(cè)面過程）}).or.

槽可以包含附加在槽上的過程，成為附加過程。

附加過程一般有三種類型：

Ⅰ.當(dāng)需要槽值，但初始值不存在且缺省值也未設(shè)定時(shí)，執(zhí)行if_needed過程。

Ⅱ.

當(dāng)將槽值加入槽中時(shí)，將運(yùn)行if_added過程。

Ⅲ.

當(dāng)要從槽中刪除槽值時(shí)，運(yùn)行if_removed過程。

4.框架表示法的物理結(jié)構(gòu)

框架也采用鏈表表示。框架序號(hào)框架名指向槽的指針槽名指向Value側(cè)面序列的指針指向指向側(cè)面序列的指針指向next槽的指針Value側(cè)面值或槽值Next側(cè)面Value值Default側(cè)面值…if_needed側(cè)面值

Ⅰ.C語言實(shí)現(xiàn)

structvalues{charvalu[80];structvalus*next_value;}structother_facets{chardefault[80];charrange[80];chartypes[80];charif_needed[80];}structsolts{charslotname[80];structvalues*first_value;structotherfacets*first;structslots*next_slot;}structframes{intframe_no;charframe_name[80];structslots*first_slot;}

Ⅱ.Llst語言和Prolog語言實(shí)現(xiàn)（略）。

5.知識(shí)的框架表示法的特點(diǎn)

(1)框架能進(jìn)行結(jié)構(gòu)化深層知識(shí)表示：

?

框架可為實(shí)體、屬性關(guān)系和默認(rèn)值等提供顯示表示；其中提供默認(rèn)值相當(dāng)于用人的經(jīng)驗(yàn)預(yù)測。

?

適合表示常識(shí)性知識(shí)；

?

表示實(shí)體固有的因果模型，便于知識(shí)的解釋；

(2)容易附加過程信息

框架主要描述靜態(tài)知識(shí)，它的if_needed，if_added，if_removed側(cè)面可進(jìn)行附加。

(3)框架之間的層次結(jié)構(gòu)提供了繼承特性

一個(gè)框架的屬性及附加過程可從高層次的框架繼承下來。

(4)框架間的組織結(jié)構(gòu)化

框架可組織成層狀；每個(gè)框架形成了一個(gè)獨(dú)立的知識(shí)單元；可利用系統(tǒng)擴(kuò)展、模塊化。

2.4知識(shí)的邏輯表示法

用形式邏輯（尤其是一階謂詞邏輯）表示知識(shí)是AI研究中提出使用的一種普遍方法。1.概述

命題邏輯和謂詞邏輯是最先應(yīng)用于人工智能的兩種邏輯，謂詞邏輯是在命題邏輯基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。

(1)命題：命題是具有真假意義的語句。

命題代表人們進(jìn)行思維時(shí)的一種判斷，或者是肯定，或者是否定，只有這兩種情況。若命題的意義為真，則稱它的真值為真。記作T；若命題的意義為假，則稱它的真值為假，記作F。一個(gè)命題不能同時(shí)既為真又為假，但可以在一定條件下為真，在另一條件下為假。

例如：“北京是中華人民共和國的首都”，“3<5”都是真值為T的命題。

“太陽從西邊升起”，“煤球是白的”都是真值為F的命題。

“1+1=10”在二進(jìn)制情況下是真值為T的命題，在十進(jìn)制下是真值為F的命題。

在命題邏輯中，命題通常用大寫的英文字母表示：

例如，可以用P表示“西安是個(gè)古老的城市”。

命題這種表示法有較大的局限性，它無法把它所描述的客觀事物的結(jié)構(gòu)及邏輯特征反映出來，也不能把不同事物的共同特征描述出來。

例如：對“老李是小李的父親”這一命題，若用英文字母P表示，怎么也看不出老李與小李的父子關(guān)系。

由于這些原因，在命題邏輯的基礎(chǔ)上，發(fā)展起來了謂詞邏輯。

(2)謂詞

Ⅰ.

在謂詞邏輯中，命題用謂詞表示，一個(gè)謂詞可分為謂詞名和個(gè)體這兩個(gè)部分。

個(gè)體：表示某個(gè)獨(dú)立存在的事物或者某個(gè)抽象的概念；

謂詞名：用于刻畫個(gè)體的性質(zhì)、狀態(tài)或個(gè)體間的關(guān)系。

例如：對于“老張是教師”這個(gè)命題，用謂詞可表示為Teacher(zhang)。

其中，Teacher是謂詞名，zhang是個(gè)體，“Teacher”刻畫了“zhang”

的職業(yè)是教師這一特征。

“5>3”可用謂詞表示為：Greater(5,3)

這里，Greater刻畫了5與3之間的“大于”關(guān)系。

Ⅱ.

謂詞的一般形式是

P（x1，x2，……，xn）

其中，P是謂詞名，x1，x2，……，xn是個(gè)體。（謂詞名通常用大寫字母表示，個(gè)體通常用小寫字母表示。）在謂詞中，個(gè)體可以是常量、變元、也可以是函數(shù)。

Ⅲ.

一階謂詞在謂詞P（x1，x2，……，xn）中，若xi都是個(gè)體常量、變元或函數(shù)，則稱它為一階謂詞。2.一階謂詞邏輯的幾個(gè)概念

無論是命題邏輯還是謂詞邏輯，均可用連接詞把一些簡單命題連接起來，構(gòu)成一個(gè)復(fù)合命題，以表示一個(gè)比較復(fù)雜的含義。

謂詞邏輯的合式公式wff（wall_formed_formula）

原子公式

合式公式是由連接詞量詞組成

Ⅰ.原子公式：是最基本的合式公式，它由謂詞、括號(hào)和擴(kuò)號(hào)中的項(xiàng)組成，其中項(xiàng)可以是常量、變量和函數(shù)。一個(gè)事實(shí)可用不同形式的原子公式表示;合式公式/原子公式具有“邏輯真值——真與假”。

Ⅱ.連接詞：

∧表示合?。核硎颈凰B接的兩個(gè)命題具有“與”的關(guān)系。設(shè)P，Q為合式公式，

P∧Q表示P與Q的合取，P，Q稱合取項(xiàng)，

P∧Q合取的真值表：

當(dāng)P，Q都為真時(shí)，P∧Q為“真Ture”,

否則為“假False”。

∨表示析取：它表示被它連接的兩個(gè)命題具有“或”的關(guān)系。設(shè)P，Q為合式公式

P∨Q表示P與Q的析取，P，Q稱析取項(xiàng)，

P∨Q析取的真值表：

當(dāng)P，Q至少有一個(gè)為真時(shí)，P∨Q為“真Ture”,

否則為“假False”。

→表示蘊(yùn)涵

設(shè)P，Q為合式公式

P→

Q稱為蘊(yùn)涵，P為前項(xiàng)，Q為后項(xiàng)

P→

Q常用于表示IFPTHENQ真值表：

P

Q

P→Q

T

T

T

T

F

F

F

T

T

F

F

T

表示否定

P真值表：P為真時(shí)，

P為假；P為假時(shí)，

P為真；

Ⅲ.

量化：

指在合式公式中出現(xiàn)“量化”時(shí)，在其前面可加“量詞”說明的范圍，這種說明稱為量化。

?

全稱量詞

，

x表示對所有的x；

例：“所有的大象都是灰色的”可以表示為：(

x)[Elephant(x)

Color(x,Gray)]

?

存在量詞

，x表示至少存在一個(gè)x；

3.知識(shí)的一階謂詞表示法

謂詞邏輯是一種形式語言，也是到目前為止能夠表達(dá)人類思維活動(dòng)規(guī)律的一種最精確的語言，它與人們的自然語言比較接近，又可方便地存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中去，并被精確地處理。

謂詞邏輯適合于表示事物的狀態(tài)、屬性、概念等事實(shí)性的知識(shí)，也可以用來表示事物間確定的因果關(guān)系，即規(guī)則。

?

事實(shí)通常用合式公式的“與/或”形表示（用合取符號(hào)∧及析取符號(hào)∨連接起來的公式）。

?

規(guī)則通常用蘊(yùn)涵式→表示。

用謂詞公式（合式公式）表示知識(shí)時(shí)，需要首先定義謂詞，指出每個(gè)謂詞的確切含義，然后再用連接詞把有關(guān)的謂詞連接起來，形成一個(gè)謂詞公式表達(dá)一個(gè)完整的含義。

例1有下列知識(shí)：劉歡比他父親出名。高揚(yáng)是計(jì)算機(jī)系的一名學(xué)生，但他不喜歡編程序。人人愛勞動(dòng)。

為了用謂詞公式表示上述知識(shí)，首先需要定義謂詞：Bigger(x,y):x比y出名。

Computer(x):x是計(jì)算機(jī)系的學(xué)生。

Like(x,y):x喜歡y。Love(x,y):x熱愛y。Man(x):x是人。然后用謂詞公式把上述知識(shí)表示為：

Bigger（Liuhong,father(Liuhong))

Computer(Gaoyang)∧

Like(Gaoyang,programing)(

x)(Man(x)→Love(x,labour)4.邏輯表示法的特點(diǎn)

自然性：符合人類對問題的直覺理解；描述性：表示與知識(shí)分離；精確性：只有“真與假”的值；嚴(yán)密性：謂詞邏輯具有嚴(yán)格的形式定義以及推理規(guī)則；容易實(shí)現(xiàn)：用謂詞邏輯表示的知識(shí)可以比較容易地轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)內(nèi)部形式，易于模塊化，便于對知識(shí)的增加、修改、刪除；不能表示不確定的知識(shí)：組合爆炸：不易表示啟發(fā)式知識(shí)，當(dāng)狀態(tài)空間大時(shí)，當(dāng)前數(shù)據(jù)庫與知識(shí)庫中操作的匹配以及操作層列的確定會(huì)出現(xiàn)時(shí)空上的膨脹。效率低：2.5知識(shí)的語義網(wǎng)絡(luò)表示法1.概述

語義網(wǎng)絡(luò)1968年由J.R.Quillian提出，開始是作為人類聯(lián)想記憶的一個(gè)顯式心理學(xué)模型提出，隨后在AI中用于自然語言理解，表示命題信息（具有邏輯真的事實(shí)），在ES中，語義網(wǎng)絡(luò)首先由PROSPECTOR實(shí)現(xiàn)，用于語義網(wǎng)絡(luò)的定義。

?

語義網(wǎng)絡(luò)用于描述物體概念與狀態(tài)及其間的關(guān)系；

?

語義網(wǎng)絡(luò)由節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)間的弧組成；

節(jié)點(diǎn)：

表示物理實(shí)體、概念或狀態(tài)；?。?/p>

表示它們間的相互關(guān)系。

?

語義網(wǎng)絡(luò)在數(shù)學(xué)上是一個(gè)有向圖。

一個(gè)最簡單的語義網(wǎng)絡(luò)是如下一個(gè)三元組：（節(jié)點(diǎn)1，弧，節(jié)點(diǎn)2）它可用圖表示，稱為一個(gè)基本網(wǎng)元。

箭頭所指的節(jié)點(diǎn)代表上層概念，箭尾節(jié)點(diǎn)代表下層概念。

當(dāng)把多個(gè)基本網(wǎng)元用相應(yīng)語義聯(lián)系關(guān)聯(lián)在一起時(shí)，就可得到一個(gè)語義網(wǎng)絡(luò)。2.知識(shí)的語義網(wǎng)絡(luò)表示

語義網(wǎng)絡(luò)可以表示事實(shí)性的知識(shí)，也可以表示有關(guān)事實(shí)性知識(shí)之間的復(fù)雜聯(lián)系。

(1)用語義網(wǎng)絡(luò)表示事實(shí)

例如有下述事實(shí)：

“小信使”這只鴿子從春天到秋天占有一個(gè)窩。ABRAB獵狗狗是一種小信使鴿子鳥占有窩鳥窩春天時(shí)間秋天情況是一只占有者是一種是一種占有物開始于結(jié)束于是是

?節(jié)點(diǎn)可以表示一個(gè)事物或者一個(gè)具體概念，也可以表示某一情況、某一事件或者某個(gè)動(dòng)作。

?在一些稍復(fù)雜的事實(shí)性知識(shí)中，語義網(wǎng)絡(luò)中可通過增設(shè)合取節(jié)點(diǎn)及析取節(jié)點(diǎn)來表示。

(2)用語義網(wǎng)絡(luò)表示有關(guān)事實(shí)間的關(guān)系

語義網(wǎng)絡(luò)可以描述事物間多種復(fù)雜的語義關(guān)系，下面是常用的幾種：

?

分類關(guān)系：指事物間的類屬關(guān)系。如“是一種”等。

?

聚集關(guān)系：如果下層概念是其上層概念的一方面或者一個(gè)部分，則稱他們是聚集關(guān)系。

?

推論關(guān)系：如果一個(gè)概念可由另一個(gè)概念推出，則稱它們之間存在推論關(guān)系。

?

時(shí)間、位置關(guān)系：

教學(xué)教師課程學(xué)生部分部分部分需進(jìn)食饑餓推出思遠(yuǎn)公司朱雀大街位于

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多元關(guān)系：在語義網(wǎng)絡(luò)中，一條弧只能從一個(gè)節(jié)點(diǎn)指向另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，適合于表示一個(gè)二元關(guān)系。但在許多情況下需要用一種關(guān)系把幾個(gè)事物聯(lián)系起來。例如對于如下事實(shí)：

鄭州位于西安和北京之間。

為了在語義網(wǎng)絡(luò)中描述多元關(guān)系，可以用節(jié)點(diǎn)來表示關(guān)系。

(3)用語義網(wǎng)絡(luò)表示比較復(fù)雜的知識(shí)

用語義網(wǎng)絡(luò)表示較復(fù)雜的知識(shí)時(shí)，往往牽涉到對量化變量的處理。

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對于存在量詞：可以直接用“是一個(gè)”、“是一種”等這樣的語義聯(lián)系起來。位置關(guān)系鄭州北京西安居中邊界_1邊界_2

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對全稱量詞：

則需用網(wǎng)絡(luò)分區(qū)技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)分區(qū)技術(shù)是G.G.Hendrix在1975年提出的，其基本思想是：

把一個(gè)表示復(fù)雜知識(shí)的命題劃分為若干子命題，每一個(gè)子命題用一個(gè)較簡單的語義網(wǎng)絡(luò)表示，稱為一個(gè)子空間，多個(gè)子空間構(gòu)成一個(gè)大空間。每個(gè)子空間可以看作是大空間中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，稱為超節(jié)點(diǎn)?？臻g可以逐層嵌套，子空間之間用弧互相連接。3.語義網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)

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結(jié)構(gòu)性。與框架法一樣，語義網(wǎng)絡(luò)也是一種結(jié)構(gòu)化的知識(shí)表示方法。

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聯(lián)想性。

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自然性。

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非嚴(yán)格性。

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處理上的復(fù)雜性。2.6過程表示法1.概述

在人工智能的發(fā)展史中，關(guān)于知識(shí)的表示方法曾存在兩種不同的觀點(diǎn)。

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一種觀點(diǎn)認(rèn)為知識(shí)主要是陳述性的，其表示方法應(yīng)著重將其靜態(tài)特性，即事物的屬性以及事物間的關(guān)系表示出來，稱以這種觀點(diǎn)表示知識(shí)的方法為陳述式或說明性表示方法；

說明性表示方法是一種靜態(tài)表示方法，其主要特征是把領(lǐng)域內(nèi)的過程性知識(shí)與控制性知識(shí)（即問題求解策略）分離開來。

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另一種觀點(diǎn)認(rèn)為知識(shí)主要是過程性的，其表示方法應(yīng)將知識(shí)及如何使用這些知識(shí)的控制策略均表示為求解問題的過程，稱以這種觀點(diǎn)表示知識(shí)的方法為過程性表示法，或過程表示法。

過程性表示方法著重于對知識(shí)的利用，它把與問題有關(guān)的知識(shí)以及如何運(yùn)用這些知識(shí)求解問題的控制策略都表述