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第二章第二章 知识表示方法（二）知识表示方法（二）李艳燕3、谓词逻辑表示法2逻辑系统：l命题逻辑命题逻辑：具有真假意义的陈述句l一个命题总有一个值，称为真值真值只有“真”（T）、“假”（F）两种l原子命题：不能分解的简单陈述句l复合命题：由连接词、标点符号和原子命题构成l谓词逻辑谓词逻辑：根据对象和对象上的谓词（对象的属性和对象之间的关系），通过连接词和量词来表示l一元、二元谓词 father(x), less(x, y)l一阶、二阶谓词二阶谓词3谓词逻辑表示法谓词逻辑表示法l用谓词公式表示（1）事实性知识：用合取符号（∧）、析取符号（∨）连接形成的谓词公式来表示 例：“张三是学生，李四也是学生” IS_STUDENT(张三) ∧ IS_STUDENT(李四) IS_STUDENT(x)是谓词，表示x是学生 （2）规则性知识 以蕴含符号连接，形如：x y4谓词公式表示知识的步骤谓词公式表示知识的步骤1）定义谓词及个体，确定每个谓词及个体的确切含义；2）根据所要表达的事物或概念，为每个谓词中的变元赋以特定的值；3）根据所要表达的知识的含义，用适当的连接符号将各个谓词连接起来，形成谓词公式。

5l例1：张晓辉是一名计算机系的学生，但他不喜欢编程序l例2：张楠比他父亲长得高 1）定义谓词： Computer_Student(x): x 是计算机系的学生； Like(x,y): x喜欢y; Higher(x,y):x比y长得高； Father(x): x的父亲 个体： 张晓辉(zhangxh); 编程序(programming); 张楠（zhangn）62) 将个体代入谓词中，得到 Computer_Student(zhangxh), ~Like(zhangxh,programming) Higher(Zhangn, Father(zhangn))3) 根据语义，连接谓词 Computer_Student(zhangxh) ∧ ~Like(zhangxh,programming)7例：规则性知识表示: 1）人人爱劳动；2）所有整数不是偶数就是奇数 Man(x): x 是人 Love(x,y): x爱y I(x): x是整数 E(x):x是偶数 O(x): x是奇数 8l例子：机器人搬积木块问题表示 设在一个房间里，有一个机器人ROBOT，一个壁橱ALCOVE,一个积木块BOX，两个桌子A和B。

开始时，机器人ROBOT在壁橱ALCOVE的旁边，且两手是空的，桌子A上放着积木块BOX,桌子B上是空的机器人ROBOT将把积木块BOX从桌子A转移到桌子B上l如何用一阶谓词逻辑来表示这个问题呢？910111213谓词表示法特点谓词表示法特点l优点：l严格性：具有完备的逻辑推理算法，可以较精确表示知识l通用性：通用的形式逻辑系统，具有通用的知识表示方法和推理规则l自然性：接近于自然语言的形式语言l明确性：可以按照一种标准方法进行解释，表示明确、易于理解l模块性：各条知识相互独立，不直接发生关系，便于知识的模块化表示，易于实现推理算法l缺点：l效率低：形式推理使得推理过程太长，效率低l灵活性差：不便于表达启发式知识和不精确的知识14作业：猴子摘香蕉问题作业：猴子摘香蕉问题l在一个房间内有一只猴子(可把这只猴子看做一个机器人)、一个箱子和一束香蕉香蕉挂在天花板下方，但猴子的高度不足以碰到它那么这只猴子怎样才能摘到香蕉呢? l采用一种知识表示方法表示该问题求解15 4. 语义网络表示法语义网络表示法164 语义网络表示法语义网络表示法l语义网络是通过概念及其语义关系来表达知识的一种有向网络图.l节点表示概念、事物、属性、情况、动作、状态等。

l弧表示节点之间的各种语义关系 17基本的基本的语义单元语义单元——三元组三元组（节点1，弧，节点2）基本网元当把多个基本网元用相应的语义联系关联在一起时,就可得到一个语义网络.18与谓词逻辑表示和产生式表示的联系与谓词逻辑表示和产生式表示的联系l与谓词逻辑:一个基本网元相当于一组一阶二元谓词（节点1，弧，节点2）VS. P(个体1,个体2)l与产生式:1.产生式以一条产生式规则为知识的单位,规则间无直接联系.语义网络以基本网元为单位,基本网元间有相互联系.2.产生式可用语义网络表示: 如果A,那么B VS. RAB19常用的语义联系常用的语义联系20常用的语义联系常用的语义联系21常用的语义联系常用的语义联系22常用的语义联系常用的语义联系23常用的语义联系常用的语义联系24常用的语义联系常用的语义联系25语义网络表示知识的方法语义网络表示知识的方法l事实性知识 概念、事物、事实的属性、状态及其关系的描述， 属性具有继承性,下层概念只列出它独有的属性鸡的语义网络26语义网络表示知识的方法语义网络表示知识的方法l1.情况的表示表示那些不及物动词表示的语句或没有间接宾语的及物动词表示的语句时,需要设立一个情况结点. 从该结点向外引出一组弧,用于指出各种不同的情况.一个名叫”神飞”的小燕子从三月到十一月占有一个巢.27语义网络表示知识的方法语义网络表示知识的方法l2.动作和事件的表示:主语+动词+直接宾语+间接宾语 1) 动作设成一个结点 向外引出的弧指出: 主体 客体 2)把发生的动作当成一个事件 向外引出的弧指出: 动作 主体 客体28例例:张三送给李四一支钢笔张三送给李四一支钢笔29例例: 黄河大学与长江大学两校篮球队在长江大学进黄河大学与长江大学两校篮球队在长江大学进行一场比赛行一场比赛,结局的比分是结局的比分是98:11030语义网络表示知识的方法语义网络表示知识的方法l3.逻辑关系的表示(1)合取与析取的表示 例:参赛者有工人、干部、有高的、有矮的a.工人、高的;b.工人、矮的;c.干部、高的;d.干部、矮的.31语义网络表示知识的方法语义网络表示知识的方法(2)存在量词与全称量词的表示Ø存在量词用 “是一种” “是一个”Ø全称量词 Ø把一个复杂命题划分为若干子命题, 每一个子命题用一个较简单的语义网络表示,称为一个子空间, 多个子空间(称作超结点)构成一个大空间Ø空间可以逐层嵌套Ø子空间之间用弧可以连接32例：每个学生都学习一门程序设计语言例：每个学生都学习一门程序设计语言lGs是一个概念结点，表示具有全称量化的一般事件。

lg是一个实例结点，代表Gs的一个具体例子ls是一个全称变量，l,p是存在变量s,l,p的语义联系构成一个子空间l从结点g引出的三条弧：“是一个”说明g是Gs的一个实例，F说明它所代表的子空间及其具体形式， 说明它所代表的全称量词，一个 对应这样的一条弧33例：每个学生都学习所有程序设计语言例：每个学生都学习所有程序设计语言34语义网络表示知识的方法语义网络表示知识的方法35语义网络表示知识的步骤语义网络表示知识的步骤3637 例：苹果树枝繁叶茂，上结了很多苹果，有大的，也有小的，有红的，也有绿的38语义网络表示下的推理过程语义网络表示下的推理过程 1. 问题求解系统的组成:由语义网络构成的知识库和求解问题的解释程序——推理机 2. 推理方法：匹配和继承39语义网络表示下的推理过程语义网络表示下的推理过程40小组作业小组作业l选择一个熟悉领域，用语义网络表示法对相关知识进行表示l总结语义网络表示法的优点和缺点41。