知识表示_人工智能论文

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1、学院 专业 班级 班 学号 姓名 知识表示知识表示 2011级人工智能基础课程实践级人工智能基础课程实践 学学 院院 专专 业业 年年 级级 姓姓 名名 学学 号号 学院 专业 班级 班 学号 姓名 目录目录 知识表示简述 1 知识表示的表示观 1 知识表示的分类体系 2 各类表示方法的基本特点 3 简论知识表示是人工智能的基本原理之一 7 学院 专业 班级 班 学号 姓名 1 知识表示简述知识表示简述 从符号主义的人工智能观点 智能体要有效地解决应用领域的问题 就必须 拥有领域特有的知识 尽管只是在人脑中的表示 存储和使用机理仍是一个尚待 揭开的谜 但以形式化的方式表示知识并提供计算机自动处

2、理 已发展成比较成 熟的技术 知识表示技术 知识是智能的基础 为了使计算机具有智能 使它 能模拟人类的智能行为 就必须使它具有知识 所谓知识就是经过精简 塑造 解释 选择和转换的 由特定领域的描述 关系和过程组成的信息 简单来说 知识 事实 信念 启发 但是知识是需要用适当的模式表示出来才能存储到计算 机中去 即知识表示 因此 知识表示可看成是一组事物的约定 以把人类知识 表示成机器能处理的数据结构 知识表示方法是研究用机器表示知识的可行性 有效性的一般方法 是一种数据结构与控制结构的统一体 既考虑知识的存储又 考虑知识的使用 知识表示的表示观知识表示的表示观 认识论表示观 认为表示是对自然世

3、界的表述 表示自身不显示任何智能行为 其唯一作用就是携带知识 这意味着表示可以独立于启发式来研 究 核心 核心是将 AI 问题分成两部分 认识论部分与启发式部分 认为 AI 的核心任务就是 常识 形式化 讨论的主要问题 知识的不完全性 知识的不一致性 知识的不确定性 常识的相对性 本体论表示观 认为表示是对自然世界的一种近似 它规定了看待自然世界的 方式 即一个约定的集合 表示只是描述了关心的一部分 逼 真是不可能的 认为推理是表示观中不可缺少的部分 表示应 和启 发式搜索联系起来 不考虑推理的表示式不存在的 认为表示解决的主要问题 表示 需对世界的某个部分给予特别的注意 聚集 而对 世界的另

4、外部分衰减 以求达到有效求解 对世界可以采用不同的方式来记述 注重的不是 其语言 形 式 而是其内容 此内容不是某些特定领域的特殊的 专家知识 而是自然世界中那些具有普通意义的一般知识 学院 专业 班级 班 学号 姓名 2 推理是表示观中不可缺少的一部分 表示研究应与启发式 搜 索联系起来 认为不考虑推理的纯粹表示是不存在的 计算效率无疑是表示的核心问题之一 即 有效地知识组 织 及与领域有关的启发式知识是其提高计算效率的手段 哪种语言作为表示形式不是最重要的 特别强调表示不是 数 据 知识工程表示观 最常用的表示法都反映了知识工程表示观 特点 将表示理解为一类数据结构 逻辑 及在其上的操作

5、对知识的内容更强调与领域的相关性 适合于这个领域的 来自领域专家经验知识是讨论的重点 知识表示的分类体系知识表示的分类体系 分类原则 表示知识的范围是否广泛 例如 数理逻辑表示是一种广泛的知识表示办法 如果单纯用数字表 示 则范围就有限制 是否适于推理 人工智能只能处理适合推理的知识表示 因此所选用的知识表示必须 适合推理 是否适于计算机处理 相对而言 计算机不易处理用文字表述的知识和连续形式表示的知识 如微分方程 是否有高效的求解算法 考虑到实用的性能 必须有高效的求解算法 知识表示才有意义 能否表示不精确知识 自然界的信息具有先天的模糊性和不精确性 能否表示不 精确知识也 是考虑的重要因素

6、 确定性方法 主观贝叶斯方法等对证据和规则引入了不确定性度量 就是为了表达不精确的知识 知识和元知识能否用统一的形式表示 知识和元知识是属于不同层次的知识 使用统一的表示方法可以使知 识处理简单 产生式表示法就能比较方便的表 示这两种层次的知识 是否适合于加入启发信息 在已知的前提下 如何最快的推得所需的结论 以及如何才能推得最 学院 专业 班级 班 学号 姓名 3 佳的结论 我们的认识往往是不精确的 因此 往往需要在元知识 控 制知识 加入一些控制信息 也就 是通常所说的启发信息 过程性表示还是说明性表示 一般认为 说明性的知识表示涉及细节少 抽象程度高 因此可靠性 好 修改方便 但执行效率

7、低 过程性知识表 示的优缺点与说明性知 识表示的相反 表示方法是否自然 一般在表示方法尽量自然和使用效率之间取得一个折中 根据上述表示方法的分类原则可以将它们分成两类 替代表示 局部表示类 逻辑 产生式系统 语义网络 框架 脚本 过程等 分布表示类 基因 联接机制 直接表示类 各种图形 图像 声音及人造环境等 分类体系图 主要主要表示方法的基本特点表示方法的基本特点 产生式表示 1 产生式表示的格式固定 形式单一 规则间相互独立 所以系统容易建 立 推理方式单纯 知识库与推理机分离 修改方便 容易理解 2 采用产生式系统结构求解问题的过程和人类求解问题时的思维很相像 因而可以用它来模拟人类求解

8、 问题的思维过程 3 可以把产生式系统作为人工智能系统的基本结构单元或基本模型看待 就好像是积木世界中的积木块一样 产生式方法是目前专家系统首选的知识表示方法 语义网表示 特点 1 结构性 结构化知识表示 继承推理实现信息共享 学院 专业 班级 班 学号 姓名 4 2 自然联想性 人类的联想思维过程的自然表示 3 自索引性 可快速检索信息 不足 1 非严格性 不能保证得到结论的有效性 2 复杂性 大规模语义网络的管理复杂 框架表示 特点 1 结构性 适合描述结构性强或重复性事件 2 深层性 可以嵌套分层地对知识进行表示 3 继承性 减少知识的冗余和保证知识的一致性 4 自然性 直观自然 易于理

9、解 不足 1 没有形成完整的理论体系 2 缺乏过程性知识表示 逻辑表示 特点 1 自然 一阶谓词逻辑是一种接近于自然语言的形式语言系统 谓词逻辑 表示法接近于人们对问题的直观理解 2 明确 有一种标准的知识解释方法 因此用这种方法表示的知识明确 易于理解精确 谓词逻辑的真值只有 真 与 假 其表示 推理都是精 确的灵活 知识和处理知识的程序是分开的 无须考虑处理知识的细节 3 模块化 知识之间相对独立 这种模块性使得添加 删除 修改知识比 较容易进行表示方法 逻辑表示法 表示方法 逻辑表示法 缺点 1 知识表示能力差 只能表示确定性知识 而不能表示非确定性知识 过 程性知识和启发式知识 2 知

10、识库管理困难 缺乏知识的组织原则 知识库管理比较困难 3 存在组合爆炸 由于难以表示启发式知识 因此只能盲目地使用推理规 则 这样当系统知识量较大时 容易发生组合爆炸系统效率低 它把推理演 算与知识含义截然分开 抛弃了表达内容中所含有的语义信息 往往使推理 过程冗长 降低了系统效率 过程表示法 特点 1 效率较高 2 控制系统容易设计 不足 1 不易修改 添加新的知识 而且当对某一过程进行修改时 有可能影响 到其他过程 对系统的维护带来诸多不便 Petri 网表示 特点 1 便于描述系统状态的变化及对系统特性进行分析 2 可在不同层次上变换描述 而不必注意细节及相应的物理表示 这样就 可以把注

11、意力集中到某个层次的研究上 学院 专业 班级 班 学号 姓名 5 简论知识表示是人工智能的基本原理之一简论知识表示是人工智能的基本原理之一 知识表示是人工智能研究的一个重要课题 无论应用人工智能技术解决什么 问题 首先遇到的就是所涉及的各类知识如何加以表示 不同的知识有不同的表 示方法 研究知识的表示方法 不单是解决如何将知识存储在计算机中的问题 更重要的是应该能够方便而且正确地使用知识 合理的知识表示 可以使得问题 的求解变得容易 并且有较高的求解效率 知识表示问题是人工智能要研究的根本问题之一 也是目前人工智能研究中 最活跃的领域 知识表示是研究用机器表示知识的可行性 有效性的一般方法 是

12、一种数据结构与控制结构的统一体 即既要考虑知识的存储又要考虑知识的使 用 知识表示可看成是一组描述事物的约定 以把人类知识表示成机器能处理的 数据结构 在 AI 中 知识表示是数据结构和解释过程的结合 在程序中使用恰当 将 导致 可知 行为 知识表示的工作包括在计算机程序中存储信息的几类数据结构 的设计 以及对这些数据结构进行 智能 推理演变的发展过程 知识表示是 AI 的基础 也就是构建智能体的基础 换句话说知识表示是推理和行动的载体 如 果没有合适的知识表示 任何构建智能体的计划都无法付诸实施 总之 知识表示是研究用机器表示知识的可行性 有效性的一般方法 是一 种数据结构与控制结构的统一体 既考虑知识的存储又考虑知识的使用 知识表 示可看成是一组描述事物的约定 以把人类知识表示成机器能处理的数据结构 因此 知识表示是人和机器交流 沟通的通道 是人工智能中非常重要 非常基 本的原理之一