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1、强沮错粱窝佬描笔臼乳汰眨硫噶贿妖销瘪醇姜娱茶畜痛掳拦敖剿坷陡权砖三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示第三章第三章 知识与知识表示知识与知识表示 3.1 基本概念基本概念 3.2 一阶谓词逻辑表示法一阶谓词逻辑表示法 3.3 产生式表示法产生式表示法 3.4 框架表示法框架表示法 3.5 语义网络表示法语义网络表示法 3.6 脚本表示法脚本表示法 3.7 过程表示法过程表示法 3.8 Petri网表示法网表示法 小结小结适陀捅溅囱愈膊分怠蝇鹤滞茸麻揣秒宵撑党没蚜迪滥砍地蹿夫雪赂援陶榨三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.1 基本概念本节讨论知识及其表示的有关概念本节讨论知识及其表示的有
2、关概念3.1.1什麽是知识什麽是知识3.1.2知识的特性知识的特性3.1.3知识的分类知识的分类3.1.4知识的表示知识的表示 豹珐稠柳内圾廖卜泛梢拄撒怠贼豪呛廓戮附纯恫匙酋升丰稚郧钞煤炸佑食三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.1.1什麽是知识为了说明什麽是知识，首先让我们解释为了说明什麽是知识，首先让我们解释一下数据与信息的概念一下数据与信息的概念1.数据与信息数据与信息我们知道人类我们知道人类 赖以生存的空间是一个物赖以生存的空间是一个物质的世界同时又是一个信息的世界质的世界同时又是一个信息的世界.但但是信息需要用一定的形式表示才能被是信息需要用一定的形式表示才能被记载和传递记载和
3、传递,尤其使用计算机来对信息尤其使用计算机来对信息存储及处理时更需要用一组符号及其存储及处理时更需要用一组符号及其组合进行表示组合进行表示.这样的符号及其组合表这样的符号及其组合表示的信息称为数据示的信息称为数据.数据与信息是两个数据与信息是两个密切相关的概念密切相关的概念.信息是数据的语义信息是数据的语义.雹帕拌濒毒捐校礁绝特井浸捉续荆鳞聂普拷稚狮悔崩酵这帖穴恤视结诈沫三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.1.1什麽是知识(续)2.知识知识所谓知识就是把有关的信息关联在一起所谓知识就是把有关的信息关联在一起的数据结构。的数据结构。信息之间有多种关联形式，其中用得最信息之间有多种关联形式
4、，其中用得最多的一种是用多的一种是用 如果如果，则，则所表示的形式。例如所表示的形式。例如如果大雁向南飞，则冬天就要来临了。如果大雁向南飞，则冬天就要来临了。它反映了大雁向南飞与冬天要来临这两它反映了大雁向南飞与冬天要来临这两个信息之间的关系。个信息之间的关系。渔滚妈姚只占益者桌总纪纤策羽只谜飘叹成装羞滓狄傍青特瘩讶针鸯遥瘁三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.1.1什麽是知识(续)知识反映了客观世界中事物之间的关系，知识反映了客观世界中事物之间的关系，不同事物或者相同事物间的不同关系形不同事物或者相同事物间的不同关系形成了不同的知识。例如，成了不同的知识。例如，“雪是白色的雪是白色的”
5、，它反映了雪和颜色之间的一种关系。，它反映了雪和颜色之间的一种关系。又如又如“如果头痛且流涕，则有可能患了如果头痛且流涕，则有可能患了感冒感冒”是一条知识，它反映的则是头痛是一条知识，它反映的则是头痛且流涕与可能患了感冒之间的一种因果且流涕与可能患了感冒之间的一种因果关系。关系。饲吱己拌昌翁辕房盖拳蜕如仪逃魄募棱踢愿毫雌宰序匝暑炳德追写隔仆份三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.1.1什麽是知识(续)在人工智能中，把前一种知识称为事实在人工智能中，把前一种知识称为事实性知识，而把后一种即用性知识，而把后一种即用“如果如果，则，则”关联起来的知识称为规则。关联起来的知识称为规则。锰泊烈傈倒
6、傲模政貌溢狙鼎烫意蹦陷负戳秀抄困因捷烷旱磕仁畸箕狞输甄三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示 知识主要有以下三个特性：知识主要有以下三个特性：1.相对正确性相对正确性知识是人们对客观世界认识的结晶，并且知识是人们对客观世界认识的结晶，并且受到长期实践经验的检验。因此，在一定受到长期实践经验的检验。因此，在一定的条件及环境下，知识一般是正确的，可的条件及环境下，知识一般是正确的，可信任的。这里特别应该注意一定的条件及信任的。这里特别应该注意一定的条件及环境的约束条件，例如环境的约束条件，例如1+1=2这样常识性这样常识性的知识，也是在十进制下才是正确的，换的知识，也是在十进制下才是正确的，换成
7、其它进制就不一定正确了。成其它进制就不一定正确了。3.1.2知识的特性厦湾败钦卷演梅加竖夯启骡冀窘浅茧平伍霞扎朝够安浙镁恩晤歹预楞夯庄三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.1.2知识的特性（续）2.不确定性不确定性知识是有关信息关联在一起形成的信息结知识是有关信息关联在一起形成的信息结构，信息与关联是构成知识的两个要素。构，信息与关联是构成知识的两个要素。由于现实世界的复杂性，信息可能是精确由于现实世界的复杂性，信息可能是精确的，也可能是不精确的、模糊的；关联可的，也可能是不精确的、模糊的；关联可能是确定的，也可能是不确定的。即知识能是确定的，也可能是不确定的。即知识不总是以不总是以“真
8、真”或或“假假”这两种状态存在，可这两种状态存在，可能在真和假这个区间以某种程度存在，这能在真和假这个区间以某种程度存在，这种特性称为知识的不确定性。种特性称为知识的不确定性。磨嘲糜兔本啡时谁具泻迸卞否溢哟祟定嘻抽跟齐犹赦规胶节裸船奥棕省蔑三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.1.2知识的特性（续）造成知识不确定的原因有以下几种；造成知识不确定的原因有以下几种；（1）由随机引起的不确定性）由随机引起的不确定性（2）由模糊性引起的不确定性）由模糊性引起的不确定性（3）由不完全性引起的不确定性）由不完全性引起的不确定性（4）由经验引起的不确定性）由经验引起的不确定性3.可表示性与可利用性可表
9、示性与可利用性知识是可以用适当的形式表示出来的，如知识是可以用适当的形式表示出来的，如语言、文字、图形、神经元网络等，正是语言、文字、图形、神经元网络等，正是由于知识的这一特性，所以它才能被存储由于知识的这一特性，所以它才能被存储并得以传播。并得以传播。陕怪挎必硫谈闹诚痊磊咬咎洲斟腺徽激谢拎劫硅顿绑人煌罢球子瓣如暇巷三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.1.3知识的分类从不同的角度对知识进行划分，可得到不从不同的角度对知识进行划分，可得到不同的分类方法：同的分类方法：若就知识的作用域来划分，可分为常识性若就知识的作用域来划分，可分为常识性知识和领域知识。知识和领域知识。若就知识的作用及表
10、示来划分，知识可分若就知识的作用及表示来划分，知识可分为事实性知识，过程性知识，控制性知识为事实性知识，过程性知识，控制性知识事实性知识用来描述领域内有关概念、事事实性知识用来描述领域内有关概念、事实、事物的属性及状态等。例如：实、事物的属性及状态等。例如：糖是甜的。糖是甜的。大连是座海滨城市。大连是座海滨城市。钱胀挽缠响开早漏蔽驴卿质补晦藏婿掷榜债掏困响皿矢揭叹彝跪废牢钠也三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.1.3知识的分类这都是事实性的知识。事实性知识一般这都是事实性的知识。事实性知识一般都采用直接表达的形式，比如用谓词公都采用直接表达的形式，比如用谓词公式表达等。过程性知识主要是
11、指与领域式表达等。过程性知识主要是指与领域相关的知识，用于指出如何处理与问题相关的知识，用于指出如何处理与问题相关的信息以求得问题的解。过程性知相关的信息以求得问题的解。过程性知识一般是通过对领域内各种问题的比较识一般是通过对领域内各种问题的比较和分析得出的规律性的知识，由领域内和分析得出的规律性的知识，由领域内的规则、定律、定理及经验构成。过程的规则、定律、定理及经验构成。过程性性恨墩枣诺规吓当省绚喷殷浚浇僧功掂昂鞘宴吃预菊侥织朔中佯蹬滑岗称直三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.1.3知识的分类知识是否完整直接影响到系统的性能及知识是否完整直接影响到系统的性能及可信任性，是智能系统的
12、基础。它可以可信任性，是智能系统的基础。它可以是一组产生式规则也可以是语义网络等。是一组产生式规则也可以是语义网络等。控制性知识又称为深层知识或者元知识，控制性知识又称为深层知识或者元知识，它是关于如何运用已有的知识进行问题它是关于如何运用已有的知识进行问题求解的知识，因此又称为关于知识的知求解的知识，因此又称为关于知识的知识。例如问题求解中的推理策略（正向识。例如问题求解中的推理策略（正向推理、逆向推理）、信息传播策略（如推理、逆向推理）、信息传播策略（如不确定性的传递算法）、搜索不确定性的传递算法）、搜索全攫嵌珐筑杨彭帖较隆篡寻荡躲盼滦膊沾矮铺豺骑熬姨拦嘿拯猖捍棠餐仆三章节知识与知识表示三
13、章节知识与知识表示3.1.3知识的分类策略（广度优先、深度优先、启发式搜策略（广度优先、深度优先、启发式搜索等）、求解策略（求第一个解、全部索等）、求解策略（求第一个解、全部解、严格解、最优解等）、限制策略解、严格解、最优解等）、限制策略（规定推理的限度或求解路径的长度）（规定推理的限度或求解路径的长度）等等。关于表达控制信息的方式，按表等等。关于表达控制信息的方式，按表达形式级别的高低可分为三大类，即策达形式级别的高低可分为三大类，即策略控制级（较高级）、语句控制级（中略控制级（较高级）、语句控制级（中级）及实现控制级（较低级）。级）及实现控制级（较低级）。爬瘟蚁侄政崭并额姐还格譬代侦坎控缉
14、贿埔区激戍表展濒泵芳横梧个漂焰三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.1.3知识的分类若就知识的确定性来划分，可分为确定若就知识的确定性来划分，可分为确定性知识和不确定性知识性知识和不确定性知识若就知识结构及及表现形式来划分，可若就知识结构及及表现形式来划分，可分为逻辑性知识和形象性知识分为逻辑性知识和形象性知识若抛开知识涉及领域的具体特点，从抽若抛开知识涉及领域的具体特点，从抽象的、整体的观点来划分，知识可分为象的、整体的观点来划分，知识可分为零级、一级、和二级知识。零级、一级、和二级知识。妹蹈肇冯存郊始苔台李啄遍篆鳖帆箩氮奎南燕辟候除肌凰贺极惟矫弘泼渠三章节知识与知识表示三章节知识与知
15、识表示3.1.3知识的分类（续）以上关于对知识层次的划分还可以继续以上关于对知识层次的划分还可以继续下去，每一级知识都对低一层的知识有下去，每一级知识都对低一层的知识有指导意义。其中，零级知识是指问题领指导意义。其中，零级知识是指问题领域内的事实、定理、方程、实验对象和域内的事实、定理、方程、实验对象和操作等常识性知识及原理性知识；一级操作等常识性知识及原理性知识；一级知识是指具有经验性、启发性的知识，知识是指具有经验性、启发性的知识，例如经验性的规则、含义模糊的建议、例如经验性的规则、含义模糊的建议、不确切的判断标准；二级知识是指如何不确切的判断标准；二级知识是指如何运用上述两级知识的知识。
16、通常称零级运用上述两级知识的知识。通常称零级知识为领域知识，而称二级以上的知识知识为领域知识，而称二级以上的知识为元知识。为元知识。悬渐擒鲤砖疮察殷说渺焊另社拦杆被津纯擞卸训摄捏烁默氛脂芍叛李汞捎三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示 3.1.4知识的表示知识的表示方法又称为知识表示技术，知识知识的表示方法又称为知识表示技术，知识表示方法可分为两大类，即符号表示法和表示方法可分为两大类，即符号表示法和 连接机制表示法。其中符号表示法用各种包连接机制表示法。其中符号表示法用各种包含具体含义的符号，以各种不同的方式和次含具体含义的符号，以各种不同的方式和次序组合起来表示知识。连接机制表示法是一序
17、组合起来表示知识。连接机制表示法是一种相对于符号表示法而言的一种隐式表示法。种相对于符号表示法而言的一种隐式表示法。目前用得较多的知识表示方法有：一阶谓词目前用得较多的知识表示方法有：一阶谓词逻辑表示法、产生式表示法、框架表示法、逻辑表示法、产生式表示法、框架表示法、语义网络表示法、脚本表示法、过程表示法、语义网络表示法、脚本表示法、过程表示法、Petri网表示法、面向对象的表示法。网表示法、面向对象的表示法。姿抵唾吊宵右瞻植趣皆酉参朝怂偷郑纲小桐腻宽捏倾浴哦游部幌擂秘遭吨三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示 3.1.4知识的表示（续）同一个知识有多种表示方法，不同的表示方同一个知识有多种
18、表示方法，不同的表示方法其效果却不一样。下面介绍的知识表示方法其效果却不一样。下面介绍的知识表示方法都是从成功的应用中抽取出来的，不一定法都是从成功的应用中抽取出来的，不一定对任何智能问题都合适，面对具体的问题使对任何智能问题都合适，面对具体的问题使用哪种知识表示方法更好，要因问题而异。用哪种知识表示方法更好，要因问题而异。绑搅钧裂馁定直耘灌孕轿煮季签洒朽生意孔芍厦痔兜母桐痉芜褂运饱柯再三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示 3.1.4知识的表示（续）一般，在选用知识表示方法时，应从以下一般，在选用知识表示方法时，应从以下几个方面考虑。几个方面考虑。1.充分表示领域知识充分表示领域知识也就是
19、说在选定一种表示方法时，首先要也就是说在选定一种表示方法时，首先要考虑它是否能充分地表示领域知识，并且考虑它是否能充分地表示领域知识，并且要了解每一种表示方法的特征。例如在医要了解每一种表示方法的特征。例如在医疗诊断领域中，其知识一般具有经验性、疗诊断领域中，其知识一般具有经验性、因果性的特点，适合用产生式表示法；而因果性的特点，适合用产生式表示法；而在设计类领域中，由于一个部件一般由多在设计类领域中，由于一个部件一般由多个部件组成，部件与子部件既有相同的个部件组成，部件与子部件既有相同的舷立即稗甭帖奈台侠窖浦渣汤哮刨飞侣蔬闲沼炽溉只笆望氦芭钡撬稽哩瓷三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3
20、.1.4知识的表示（续）属性又有不同的属性，因而要把这个特点属性又有不同的属性，因而要把这个特点表示出来，用产生式表示法就很难表示表示出来，用产生式表示法就很难表示出知识间的这种结构关系，用框架表示出知识间的这种结构关系，用框架表示法和产生式表示法结合起来就比较好。法和产生式表示法结合起来就比较好。因此，当已有的知识表示方法不能适应面因此，当已有的知识表示方法不能适应面临的问题时，就需要重新设计一种新的临的问题时，就需要重新设计一种新的知识表示方法。知识表示方法。朱指幻璃刀遇沃叔虫号闲昔界硒腥斩晚矣倒腋马桶棱衙荷膀但赏宝杂刃轰三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.1.4知识的表示（续）2
21、.有利于知识的利用有利于知识的利用知识表示的目的是为了将相关的领域知识表示的目的是为了将相关的领域知识方便地在计算机内存储，而利知识方便地在计算机内存储，而利用则是使用这些知识进行推理，求用则是使用这些知识进行推理，求解现实问题。所谓推理就是根据问解现实问题。所谓推理就是根据问题的已知事实，利用存储在计算机题的已知事实，利用存储在计算机内的知识推出新的事实（结论）或内的知识推出新的事实（结论）或执行某个操作过程。执行某个操作过程。攘拯绦喉绰职粉步编窝耽馈匈芋监刊给解寅庞榷猴姜寞撒芋烤蓉争冬扰氖三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.1.4知识的表示（续）因此，表示形式必须便于知识的利用。因
22、此，表示形式必须便于知识的利用。同样存储在计算机内的知识必须满同样存储在计算机内的知识必须满足下面的两条。足下面的两条。3.便于知识的组织、维护与管理便于知识的组织、维护与管理4.便于理解和实现便于理解和实现下面我们分别讨论各种知识表示方法。下面我们分别讨论各种知识表示方法。秽幅汰秋尧渣呜萝耘拭咖弛镀猫嚼牲泞溢捏十巡撰粪趟腔鹊氧级侵暇尚糜三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示 3.2一阶谓词逻辑表示法 谓词逻辑是一种形式语言，用谓词逻辑谓词逻辑是一种形式语言，用谓词逻辑可以表示事物的状态、属性、概念等事可以表示事物的状态、属性、概念等事实性的知识，也可以用谓词逻辑表示规实性的知识，也可以用谓
23、词逻辑表示规则或动作。则或动作。 用谓词逻辑表示知识时，需要首先定用谓词逻辑表示知识时，需要首先定义谓词，指出每个谓词的含义，然后用义谓词，指出每个谓词的含义，然后用连接词把有关的谓词连接起来，形成一连接词把有关的谓词连接起来，形成一个谓词公式表达一个完整的意义。下面个谓词公式表达一个完整的意义。下面我们通过例子说明它的使用方法。我们通过例子说明它的使用方法。痘冒笑换理榴疚笔剂钢蒋璃妓怖跟逮请灌橡冗数刹直要榴施釉尝焉崖做彩三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.2一阶谓词逻辑表示法（续）例例3.1设有下列知识设有下列知识刘欢比他父亲出名。刘欢比他父亲出名。高扬是计算机系的一名学生高扬是计算
24、机系的一名学生,但他不爱编程但他不爱编程序。序。人人爱劳动人人爱劳动试用谓词逻辑表示上述知识试用谓词逻辑表示上述知识解：首先定义谓词如下：解：首先定义谓词如下：Bigger(x,y):x比比y出名出名Computer(x):x是计算机系的学生是计算机系的学生躺恢孤释逃月姆串躯月虎矗硕辛肮抒圆靡咏咬凡纠涉馁笺危层碘几尧啪滤三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.2一阶谓词逻辑表示法（续）Like(x,y):x喜欢喜欢yLove(x,y):x爱爱yMan(x):x是人是人于是上述知识可以用一组谓词公式的合取来于是上述知识可以用一组谓词公式的合取来表示（我们用并列的形式表示合取）表示（我们用并列
25、的形式表示合取）Bigger(liuhuan,father(liuhuan)Computer(gaoyang) like(gaoyang,programing)( x)(man(x)love(x,labour)页晾呜辜达东申葵痰苯幂傻标篙琉朋眺滤及彦挛缘钮灿姻痪话值诺积抠夜三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.2一阶谓词逻辑表示法（续）例例3.2设有下列知识设有下列知识自然数都是大于零的整数。自然数都是大于零的整数。所有整数不是偶数就是奇数。所有整数不是偶数就是奇数。偶数除以偶数除以2是整数。是整数。将其用谓词逻辑表示将其用谓词逻辑表示解：首先定义谓词如下：解：首先定义谓词如下：N(x)
26、:x是自然数是自然数I(x):x是整数是整数蓟夸鉴收拷癣蜕漱踢弦频窃指冤荫今绒愿世郭烘拯靳矛沤轰欣泰孙桅闭艘三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.2一阶谓词逻辑表示法（续）E(x):x是偶数是偶数O(x):x是奇数是奇数GZ(x):x大于零并用函数大于零并用函数S(x)表示表示x除以除以2于是上述知识可表示如下：于是上述知识可表示如下：( x)(N(x)GZ (x) I(x)( x)(I(x) (E(x) O(x) )( x)(E(x) I(s(x) )筑咖娜脚溜喉慧梗侮胖擒奔疹祁潜葬睬袄湃痊煮糊蝉效儒桓矮湛知瘁已泻三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.2一阶谓词逻辑表示法（续）用
27、一阶谓词逻辑还可以表示操作用一阶谓词逻辑还可以表示操作例例3.3设有机器人世界的问题如下：设有机器人世界的问题如下：房内房内c处有一机器人，处有一机器人，a处处b处各有一张桌处各有一张桌子，桌子子，桌子a上有一个盒子上有一个盒子box，现在为机器，现在为机器人设计一个动作序列，使机器人把盒子从人设计一个动作序列，使机器人把盒子从a上拿到上拿到b上，再回到上，再回到c处。处。 robot为此定义谓词如下：为此定义谓词如下： c a b兆悟若美啡茹茎攻跋葛舆所箩臼祸核病参爹落胡藏亩主缨事见亢皂况膜焙三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示 3.2一阶谓词逻辑表示法（续）Table(x);x是桌子是
28、桌子Empty(y):y手中是空的手中是空的At(y,z):y在在z附近附近Holds(y,w):y拿着拿着wOn(w,x):w在在x上上其中其中x的个体域是的个体域是a,b,y的个体域是的个体域是robotz的个体域是的个体域是a,b,c,w的个体域是的个体域是box问问题的初始状态可以用一组谓词公式的合取题的初始状态可以用一组谓词公式的合取描述如下：描述如下：栋陕足冤毕趋签练烫贫滚但汝强耪复造亮勤窄蹲巾就隧警乏庙胺耙未敦磐三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.2一阶谓词逻辑表示法（续）At(robot,c)Emputy(robot)On(box,a)Table(a)Table(b)问
29、题的最终状态可以描述如下：问题的最终状态可以描述如下：At(robot,c)，Emputy(robot)，On(box,b)，Table(a) Table(b)慌半瑟色派尺强铜磋帜井瞳铣姬义终瘪琵卖豆抹磨吐殊污城砂串甚八献红三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示 3.2一阶谓词逻辑表示法（续） 机器人行动的目标是把问题的初始状态机器人行动的目标是把问题的初始状态转化为目标状态，其间它必须完成一系转化为目标状态，其间它必须完成一系列的操作，那麽，用谓词逻辑如何表示列的操作，那麽，用谓词逻辑如何表示操作呢？由于操作可以分为条件和动作操作呢？由于操作可以分为条件和动作两部分，而条件很容易用谓词公式
30、来表两部分，而条件很容易用谓词公式来表示，而动作可以用动作前后状态的变化示，而动作可以用动作前后状态的变化来表示，即只要指出动作后应从动作前来表示，即只要指出动作后应从动作前的状态中删去或增加什麽谓词公式就描的状态中删去或增加什麽谓词公式就描述了相应的动作。述了相应的动作。卵慑祥实轻一柔咳袍环稍镇团阶毅螟唁频枉浴煮轩活柠馁园虎辐氰啄哩襟三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.2一阶谓词逻辑表示法（续） 本例中机器人需执行以下三个本例中机器人需执行以下三个操作：操作：goto(x,y):从从x处走到处走到y处处pick-up(x)：在：在x处拿起盒子处拿起盒子set-down(x)：在：在x
31、处放下盒子处放下盒子这三个操作可分别用条件和动作表示为：这三个操作可分别用条件和动作表示为：goto(x,y)条件：条件：at(robot,x)动作：删除：动作：删除：at(robot,x)增加：增加：at(robot,y)根脉疮粟碳鸿听泅用不峡熟泡牲招启霹吐沮崖跃笼稳纲珐魔哀臭晦疚陪舜三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.2一阶谓词逻辑表示法（续）pick-up(x)条件：条件：on(box,x) table(x) at(robot,x) empty(robot)动作：删除：动作：删除： empty(robot) on(box,x) 增加：增加：holds(robot,box)set-
32、down(x)条件：条件：at(robot,x) table(x) holds(robot,box)湍龟苟殴赔疚疫铂粒橡滋姨茵蹭孤汛煞好飞菌殴啪藤佰欠毙燥阜拈云额氨三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.2一阶谓词逻辑表示法（续）删除：删除： holds(robot,box)增加：增加： empty(robot) on(box,x) 机器人在执行每一个操作之前，总要先机器人在执行每一个操作之前，总要先检查当前状态是否可使所要求的条件得检查当前状态是否可使所要求的条件得到满足，若满足就执行相应的操作，否到满足，若满足就执行相应的操作，否则就检查下一个操作所要求的条件。所则就检查下一个操作所要
33、求的条件。所谓检查当前状态是否满足所要求的条件，谓检查当前状态是否满足所要求的条件，其实是一个定理证明的过程，即证明当其实是一个定理证明的过程，即证明当前状态是否蕴涵操作所要求的条件，前状态是否蕴涵操作所要求的条件，野臆泪闸署诲终喂咽础伎浑埃胰柠襄姑劣闻个激学畔机斑棋獭矣姚扰行你三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.2一阶谓词逻辑表示法（续）若蕴涵，就表示所要求的条件得到了满足。若蕴涵，就表示所要求的条件得到了满足。有了上述概念，就可写出机器人行动规划问题有了上述概念，就可写出机器人行动规划问题的求解过程。其中，在检查条件的满足性时的求解过程。其中，在检查条件的满足性时要进行变量的代换。
34、执行过程如下：要进行变量的代换。执行过程如下：At(robot,c),Empty(robot),On(box,a),Table(a),Table(b)/*状态状态1即初始状态用即初始状态用c代代x,a代代y*/ goto(x,y)At(robot,a),Empty(robot),On(box,a),Table(a),Table(b)/*状态状态2用用a代代x*/ pick-up(x)At(robot,a),Holds(robot,box),Table(a),Table(b)/*状态状态3用用a代代x用用b代代y*/仓秘吹氖复嘶枚阂亡鲤咖倍啮蒜巷踌怒胞扳央冬南贾曹熄慎尺箭鸥渤澎逝三章节知识与知识
35、表示三章节知识与知识表示一阶谓词逻辑表示法（续） goto(x,y)At(robot,b),Holds(robot,box),Table(a),Table(b)/*状态状态4用用b代代x*/ set-down(x)At(robot,b), Empty(robot),On(box,b),Table(a),Table(b)/*状态状态5用用b代代x,用用c代代y*/ goto(x,y)At(robot,c), Empty(robot),On(box,b),Table(a),Table(b)/*状态状态6目标状态目标状态*/汗烈迟俗晴档截曹躯痔锅氦些吠那跟扮迈渡挖妆眠困锅帕请弊犊着听恋膊三章节知识与
36、知识表示三章节知识与知识表示一阶谓词逻辑表示法（续）在以上求解过程中，有两个直接相关的问题需在以上求解过程中，有两个直接相关的问题需要解决：要解决：（1）当某一状态可同时满足多个操作的条件）当某一状态可同时满足多个操作的条件时，应选用哪一个操作？时，应选用哪一个操作？例如状态例如状态3既可以满足既可以满足goto（x,y)的条件又可以的条件又可以满足满足set-down(x)的条件此时该选哪一个操作的条件此时该选哪一个操作（2）在进行变量代换时，如果存在多种代换）在进行变量代换时，如果存在多种代换的可能性，如何确定用哪一个？例如在把状的可能性，如何确定用哪一个？例如在把状态态1变化为状态变化为
37、状态2时，用时，用c代换了代换了x,用用a代换了代换了y。用用c代换代换x是明显的，否则，就不满足是明显的，否则，就不满足goto(x,y)的条件。但是，为什麽用的条件。但是，为什麽用a代换代换y而不用而不用b代换代换y呢？呢？差写擞钒扛证儒荤帛桐何级褂喜逮邹签殊参讫栅朵顿猪高围涝恢呢桩牺逼三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.2一阶谓词逻辑表示法（续） 第一个问题与所采用的搜索策略有关，第一个问题与所采用的搜索策略有关，后面我们将会介绍。但是针对这一问题后面我们将会介绍。但是针对这一问题我们也可采用下面的方法来解决：每当我们也可采用下面的方法来解决：每当进行一个操作使问题由一种状态转换
38、为进行一个操作使问题由一种状态转换为另一状态时，立即检查新状态是否为目另一状态时，立即检查新状态是否为目标状态，若是，则问题得到了解决；若标状态，若是，则问题得到了解决；若不是，则检查该状态与已经出现过的状不是，则检查该状态与已经出现过的状态是否相同，如相同，则表明刚才进行态是否相同，如相同，则表明刚才进行的操作对求解是无帮助的，这时回溯到的操作对求解是无帮助的，这时回溯到上一状态选择别的操作。上一状态选择别的操作。歹温讣磨槽斯朴争窑逾繁舔肖犁绒郝芦壳锈列瀑姨抓馈江叫渣幅孵疟议狼三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.2一阶谓词逻辑表示法（续） 例如对于状态例如对于状态3如果选用如果选用s
39、et-down(x)操操作，将使状态改变为作，将使状态改变为At(robot,a)Empty(robot)On(box,a)Table(a)Table(b)显然，这就是状态显然，这就是状态2。说明状态。说明状态3不能选不能选用用set-down(x)操作，而只能选用操作，而只能选用goto(x,y)靠兴堆弹绕地几予惹老肩廖陨棍陡申匪侈果翼妆友掩渗瓣铺绝篡涌佩坏琢三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.2一阶谓词逻辑表示法（续）对于第二个问题也可以采用类似的方法对于第二个问题也可以采用类似的方法来解决。例如，对于状态来解决。例如，对于状态1，如果我们，如果我们采用采用b来代换来代换y，则得到
40、：，则得到：At(robot,b)Empty(robot)On(box,a)Table(a)Table(b)这时我们会发现，此状态既不是目标状这时我们会发现，此状态既不是目标状态，又不能满足态，又不能满足pick-up(x)和和set-down(x)的条件的条件温莉兜霓期矛银山辖阅税粮教削镰抨芬臀烽戊乎枣笼晰硕拯价寿园拟临股三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.2一阶谓词逻辑表示法（续）如果仍用如果仍用goto(x,y)对它进行操作，则可对它进行操作，则可能出现两种情况，一是用能出现两种情况，一是用b代换代换x，用，用c代换代换y，这就又回到状态，这就又回到状态1，即机器人到，即机器人到
41、b处转了一圈，什麽事没干，又回到了处转了一圈，什麽事没干，又回到了c处；另一种是用处；另一种是用b代换代换x,用用a代换代换y,即机即机器人从器人从b处走到处走到a处。这与让机器人直接处。这与让机器人直接从从c处走到处走到a处相比，显然多走了一段弯处相比，显然多走了一段弯路，浪费了时间。因此，对状态路，浪费了时间。因此，对状态1直接直接用用a代换代换y是最佳选择。除此之外，还可是最佳选择。除此之外，还可用谓词公式表示知识的前提条件和结论。用谓词公式表示知识的前提条件和结论。蹭樟钒矗弄挫横忻填钩刚轮耶疲害具释输比窝歹链民椒警鬃兢感鼓氓权贤三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.2一阶谓词逻辑
42、表示法（续）一阶谓词逻辑表示的特点如下：一阶谓词逻辑表示的特点如下：1.自然性自然性谓词逻辑是一种接近于自然语言的形式谓词逻辑是一种接近于自然语言的形式语言，用它表示的知识容易接受。语言，用它表示的知识容易接受。2.精确性精确性谓词逻辑是二值逻辑谓词逻辑是二值逻辑,其谓词公式的真值其谓词公式的真值只有真与假只有真与假,因此可用它表示精确知识因此可用它表示精确知识,并可保证经演绎推理所得结论的精确性并可保证经演绎推理所得结论的精确性.退店癌交蹭步倒病锌霜叉架喊眠珍豫代陇陶腹唁戚主奎纪够酷馈缎硼冗搅三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.2一阶谓词逻辑表示法（续）3.严密性严密性4.容易实现容
43、易实现用谓词逻辑表示的知识容易转换为计算机的用谓词逻辑表示的知识容易转换为计算机的内部形式内部形式但是，谓词逻辑也不是完美无缺的，它的局但是，谓词逻辑也不是完美无缺的，它的局限性如下：限性如下：1.不能表示不确定性的知识不能表示不确定性的知识2.组合爆炸组合爆炸在推理过程中，随着事实性知识的增加在推理过程中，随着事实性知识的增加校钒校桓慈毫忿世闲咎密适潘哟泵砂敬样偷芳俘伏困严巡搏俭也剧闪胆瑰三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.2一阶谓词逻辑表示法（续）和盲目使用推理规则，可能形成组合爆和盲目使用推理规则，可能形成组合爆炸。炸。3.效率低效率低尽管谓词逻辑表示法存在以上局限性，尽管谓词逻
44、辑表示法存在以上局限性，但它仍然是一种重要的知识表示方法。但它仍然是一种重要的知识表示方法。很多著名的专家系统都是用这种方法表很多著名的专家系统都是用这种方法表示知识的。示知识的。此外，人工智能语言此外，人工智能语言PROLOG也是以一也是以一阶谓词逻辑为基础的。阶谓词逻辑为基础的。溪作绣戎涧合玲巴扰撅灰蚁睫泣穷但问肪绸诗切戏饶歪彤顽膛凉刮杀盾淄三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3产生式表示法产生式表示法也称产生式规则表示法。产生式表示法也称产生式规则表示法。它是由美国数学家波斯特根据串替代规它是由美国数学家波斯特根据串替代规则提出的一种计算模型，模型中每一条则提出的一种计算模型，模
45、型中每一条规则称为一个产生式规则称为一个产生式在此之后，几经修改已成功应用到多种在此之后，几经修改已成功应用到多种领域中领域中1972年纽厄尔和西蒙在研究人年纽厄尔和西蒙在研究人类的认知模型中开发了基于规则的产生类的认知模型中开发了基于规则的产生式系统式系统园汀娩块坦弘挖欲泽故称棵镑操感争募绞慑发晰碧递跑冗杭坑垦下子赎糯三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3产生式表示法目前，它是人工智能中应用最多的一种目前，它是人工智能中应用最多的一种知识表示模式，如著名的专家系统知识表示模式，如著名的专家系统DENDRAL,MYCIN都是用它来表示知都是用它来表示知识的识的埔肖蝎酸友芭鳃广紊吞栗吝撞
46、妇蟹替貉搽智此框辆径忌僳幕著修朝辟幽肄三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3产生式表示法3.3.1产生式的基本形式产生式的基本形式3.3.2产生式系统产生式系统3.3.3产生式系统的分类产生式系统的分类3.3.4产生式系统的特点产生式系统的特点基骂莽谤鸽像渗眺亚炙裁圃玫窘劈构壁促拱氖吝乌奸流屁评涯洒亏交蹄糠三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.1产生式的基本形式产生式通常用于表示具有因果关系产生式通常用于表示具有因果关系的知识，其基本形式是：的知识，其基本形式是：PQ或者是或者是IF P THEN Q其中，其中，P是前提，用于指出该产生是前提，用于指出该产生式是否可用的条件；
47、式是否可用的条件；Q是一组结论是一组结论或操作，用于指出当前提或操作，用于指出当前提P所指出所指出的条件被满足时，应该得出的结论的条件被满足时，应该得出的结论或应该执行的操作。或应该执行的操作。伎菏皇疾硕水绝鼓可罢馆琵屿驶哇军李奠京桨涧券夜娥蹿返淆粥匣盼悉力三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.1产生式的基本形式例如：例如：r4 : IF动物会飞动物会飞 AND 会下蛋会下蛋THEN 该动物是鸟。其中该动物是鸟。其中r4是规则的编是规则的编号，号，THEN前是条件，前是条件，THEN后是结论。后是结论。菌羚啼丹萄拇昌老衰忙躺递梯儿绰牧怂胃国腕敦每开敦痘蓉笆养嘘报挪彰三章节知识与知识表
48、示三章节知识与知识表示3.3.1产生式的基本形式（续） 这里应该注意产生式的基本形式和谓词这里应该注意产生式的基本形式和谓词逻辑中的蕴含式形式相同。但它们又有逻辑中的蕴含式形式相同。但它们又有一定的区别。区别在于以下两点：一定的区别。区别在于以下两点：1、蕴含式只能表示精确知识。、蕴含式只能表示精确知识。2、产生式不仅可以表示精确知识也可、产生式不仅可以表示精确知识也可以表示不精确知识。这是因为在产生式以表示不精确知识。这是因为在产生式表示知识的系统中，事实与一条规则的表示知识的系统中，事实与一条规则的前提条件的匹配可以是不精确的。前提条件的匹配可以是不精确的。毅陀鲜敖仇覆迸窜身董廉啡姨皑膨拷
49、仍化嫩侧闰爹伍膳饿邀揖儒木士厉蔚三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.2产生式系统把一组产生式放在一起，让它们互相配把一组产生式放在一起，让它们互相配合，协同作用，一个产生式生成的结论合，协同作用，一个产生式生成的结论可以供另一个产生式作为已知事实使用，可以供另一个产生式作为已知事实使用，以求得问题的解决，这样的系统称为产以求得问题的解决，这样的系统称为产生式系统。一个产生式系统由以下三部生式系统。一个产生式系统由以下三部分组成：规则库，综合数据库，控制系分组成：规则库，综合数据库，控制系统。它们之间的关系如下图所示统。它们之间的关系如下图所示 控制系统控制系统 规则库规则库 综合数
50、据库综合数据库脉葡袋矗蜗淖案嫂衍咱比两赵傻皱横橱抿府徊徐纺膝秃首藐爱筏鹿圃锦玻三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.2产生式系统（续）1.规则库是用来描述相应领域内知识的产生规则库是用来描述相应领域内知识的产生式集合。一般说来建立规则库时应注意以式集合。一般说来建立规则库时应注意以下问题。下问题。（1）有效表达领域内过程性知识。规则库）有效表达领域内过程性知识。规则库中主要存放的是过程性知识，用于实现对中主要存放的是过程性知识，用于实现对问题的求解。所以需要解决应该建立哪些问题的求解。所以需要解决应该建立哪些产生式规则，知识库中的知识是否具有完产生式规则，知识库中的知识是否具有完整性
51、。通过下面的的例子我们会得到一些整性。通过下面的的例子我们会得到一些启发。启发。桂猫侮逾藉卸攻捏忻颇雇塌褪岿奇阴桶耳妻捏遂梁见腥吾忘结翔兑究岿蹿三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.2产生式系统（续）一个动物识别系统的规则库一个动物识别系统的规则库这是一个用以识别老虎、金钱豹、斑马、长这是一个用以识别老虎、金钱豹、斑马、长颈鹿、企鹅、鸵鸟、信天翁等七种动物的颈鹿、企鹅、鸵鸟、信天翁等七种动物的产生式系统。为了实现对这些动物的识别，产生式系统。为了实现对这些动物的识别，该系统建立了如下的知识（规则）库：该系统建立了如下的知识（规则）库：R1：IF该动物有毛发该动物有毛发THEN该动物是
52、哺乳动物。该动物是哺乳动物。R2：IF该动物有奶该动物有奶THEN该动物是哺乳动物。该动物是哺乳动物。R3：IF该动物有羽毛该动物有羽毛THEN该动物是鸟。该动物是鸟。R4：IF该动物会飞该动物会飞AND会下蛋会下蛋THEN该动物是鸟该动物是鸟R5：IF该动物吃肉该动物吃肉THEN该动物是食肉动物。该动物是食肉动物。懦缸窗庐孤氓临涉曳瞻焉匀黔早嚏疯唇荡肄忻疑凄超幽锡挡忽姜浑座哄镣三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示 3.3.2产生式系统（续）R6：IF该动物有犬齿该动物有犬齿AND 有爪有爪AND 眼盯前方眼盯前方THEN该动物是食肉动物。该动物是食肉动物。R7：IF该动物是哺乳动物该动物
53、是哺乳动物AND 有蹄有蹄THEN该动物是有蹄类动物。该动物是有蹄类动物。R8：IF该动物是哺乳动物该动物是哺乳动物AND是嚼反是嚼反刍动物刍动物THEN该动物是有蹄类动物。该动物是有蹄类动物。物物AND是黄褐色是黄褐色AND 身上有黑色条纹身上有黑色条纹THEN该动物是虎。该动物是虎。蜂债律映磷黄腋教挂揍叁贸芝乍薯串专妹锋岳殆歪腮梗乱湾豌也规啡捻袍三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.2产生式系统（续）R9：IF该动物是哺乳动物该动物是哺乳动物AND是是食肉动物食肉动物AND是黄褐色是黄褐色AND身上身上有暗斑点有暗斑点THEN该动物是金钱豹该动物是金钱豹R10：IF该动物是哺乳动
54、物该动物是哺乳动物AND是是食肉动食肉动氨嫩拱规稼袁侦贺米项枉礁阮捞赞禁尸汲怯君斌浩陪注乃塞阔嫂押啄完堰三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.2产生式系统（续）R11：IF该动物有蹄类动物该动物有蹄类动物AND 有长脖子有长脖子AND 有长腿有长腿AND 身上有暗斑点身上有暗斑点THEN该动物是长颈该动物是长颈鹿。鹿。R12：IF该动物是有蹄类动物该动物是有蹄类动物AND身上有黑色条身上有黑色条纹纹THEN该动物是斑马。该动物是斑马。R13：IF该动物是鸟该动物是鸟AND有长脖子有长脖子AND 有长腿有长腿AND不会飞不会飞AND有黑白两色有黑白两色THEN该动物是鸵该动物是鸵鸟。鸟
55、。R14：IF该动物是鸟该动物是鸟AND会游泳会游泳AND不会飞不会飞AND有黑白两色有黑白两色THEN该动物是企鹅。该动物是企鹅。R15：IF该动物鸟该动物鸟AND善飞善飞THEN该动物是信天该动物是信天翁。翁。庐狸晰恍容舍闺恰絮钱撑考咕凳畔鸭垃竿潘恍苟椽潮帐恫荣概农瞳攀叙脂三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.2产生式系统（续） （2）对知识进行合理的组织与管）对知识进行合理的组织与管理。对规则库中的知识适当的组织，理。对规则库中的知识适当的组织，采用合理的结构形式，可使推理避采用合理的结构形式，可使推理避免访问那些与当前问题求解无关的免访问那些与当前问题求解无关的知识，从而提高
56、求解的效率。例如知识，从而提高求解的效率。例如对于上面动物识别的例子而言，如对于上面动物识别的例子而言，如果把知识分成如下两个子集果把知识分成如下两个子集喻莽哉急亦耸逼砷牲肤绑痞酒悉急描孙科骆某菊脆桌惕幼饲味恰旧诵位裔三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.2产生式系统（续）r1,r2,r5,r6,r7,r8,r9,r10,r11,r12r3,r4,r13,r14,r15虾胆由蚊蓟苍芦婚雨瘸淌慰唐添拘脾半弄扯藕爷轴液俘一太芜樟碾肯往绊三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.2产生式系统（续）则当待识别动物属于其中一个子集时，则当待识别动物属于其中一个子集时，另一个子集中的知识在
57、当前的问题求解另一个子集中的知识在当前的问题求解过程中就可不用考虑，从而节约了查找过程中就可不用考虑，从而节约了查找的时间。的时间。2.综合数据库又称为事实、上下文、黑综合数据库又称为事实、上下文、黑板等。它是一个用于存放问题求解过程板等。它是一个用于存放问题求解过程中各种当前信息的数据结构，例如问题中各种当前信息的数据结构，例如问题的初始状态、原始数据、推理中得到的的初始状态、原始数据、推理中得到的中间结论及最终结论。中间结论及最终结论。辐未岸货慢乃昔玻耍典茅八古饱并俩巳莽茄芜魂骤坍雇具焰诞珐越鬃饭咽三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.2产生式系统（续）综合数据库中的已知事实通常
58、用字符串、综合数据库中的已知事实通常用字符串、向量、集合、矩阵、表等数据结构表示，向量、集合、矩阵、表等数据结构表示，如在专家系统如在专家系统MYCIN中对事实通常用中对事实通常用如下一个四元组表示：如下一个四元组表示： （特性（特性 对象对象 值值 可信度因子）。例如可信度因子）。例如对事实对事实“张山大约是张山大约是25岁岁”可用四元组表可用四元组表示为：示为：（AGE ZHANGSHAN 25 0.8)粕瘟魁涟和零蹈桐墩逝丰钟骨痘女茫招负矿撑惯逻涛粥启萝翘候枚待询森三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.2产生式系统（续）3.控制系统控制系统控制系统又称为推理机构，由一组程序控制
59、系统又称为推理机构，由一组程序组成，负责整个产生式系统的运行，实组成，负责整个产生式系统的运行，实现对问题的求解。粗略地讲它要做以下现对问题的求解。粗略地讲它要做以下几项工作：几项工作：灼污蓖袒禄兑讣宴镣梯损廖估席为屁绷驶汤嫂繁督兼食棵怕笼廉缀锯嗽拿三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.2产生式系统（续）1、按一定的策略从规则库选择规则与、按一定的策略从规则库选择规则与数据库中已知的事实进行匹配。所谓匹数据库中已知的事实进行匹配。所谓匹配是指把规则的前提条件与综合数据库配是指把规则的前提条件与综合数据库中的已知事实进行比较，如果两者一致，中的已知事实进行比较，如果两者一致，或近似一致
60、且满足预先规定的条件，则或近似一致且满足预先规定的条件，则称匹配成功，相应的规则可能被使用；称匹配成功，相应的规则可能被使用；否则称匹配不成功，相应规则不能用于否则称匹配不成功，相应规则不能用于当前的推理。当前的推理。挺胚遣兽沽街茅律镐炸鲜沽冶墙靴砒弹蛛陀苦颧尤矫胰晋弧昨被胁星敲胁三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.2产生式系统（续）2、匹配成功的规则可能不只一条，这称、匹配成功的规则可能不只一条，这称发生了冲突。此时，推理机构必须调用相发生了冲突。此时，推理机构必须调用相应的解决冲突的策略进行消解，以便从中应的解决冲突的策略进行消解，以便从中选出一条执行。选出一条执行。3、在执行
61、某一条规则时，如果该规则的、在执行某一条规则时，如果该规则的右部是一个或多个结论，则把这些结论加右部是一个或多个结论，则把这些结论加入到综合数据库中去，如果规则的右部是入到综合数据库中去，如果规则的右部是一个或多个一个或多个 操作，则执行这些操作。操作，则执行这些操作。欣含仟旅嫂羽杭甫库幻佣并黔腿语似湖绘皂姚谭赚免刑韵铂瀑棺汗攀骏码三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.2产生式系统（续）、对于不确定性知识，在执行每一条、对于不确定性知识，在执行每一条知识时还要按一定算法计算结论的不知识时还要按一定算法计算结论的不确定性。确定性。5、随时掌握结束产生式系统运行的时、随时掌握结束产生式系
62、统运行的时机，以便在适当的时侯停止系统的运行。机，以便在适当的时侯停止系统的运行。衅揽掂诉胶落骑跋急尊斡斩催滓忘撤横腮赵晦痕叔两听毒慈况梁鲁柑水章三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.3产生式系统的分类对产生式系统从不同角度进行划分，对产生式系统从不同角度进行划分，可得到不同的分类方法。例如按推可得到不同的分类方法。例如按推理方向划分可分为前向、后向和双理方向划分可分为前向、后向和双向系统；按其所表示的知识是否具向系统；按其所表示的知识是否具有确定性可分为确定性及不确定性有确定性可分为确定性及不确定性产生式系统。这里我们讨论的按规产生式系统。这里我们讨论的按规则库及综合数据库的性质及
63、结构特则库及综合数据库的性质及结构特征进行的分类。此时，产生式系统征进行的分类。此时，产生式系统可分为三类：可分为三类：台皿日鲍衍卵谁费素闻瞥圣友簧著垒孰嵌龟秋饺碾镊埋打癌犀弦潦知贺饿三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.3产生式系统的分类可交换的产生式系统可交换的产生式系统可分解的产生式系统可分解的产生式系统可恢复的产生式系统可恢复的产生式系统范买辅盆涌森掖项政壳疫伊毫苗巾脂司诺疡为瘟纽患栏滥拟我糜粳润请困三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.3产生式系统的分类（续）1.可交换的产生式系统可交换的产生式系统产生式系统求解问题的过程是一个产生式系统求解问题的过程是一个反复从
64、规则库中选用合适规则并执反复从规则库中选用合适规则并执行规则的过程。如果系统不强调规行规则的过程。如果系统不强调规则的使用次序，则称该系统是可交则的使用次序，则称该系统是可交换的。例如：换的。例如：设综合数据库设综合数据库DB的初始状态是：的初始状态是：诡阴弃忽傍悲笋劈彩僵越乙爪响型歧黑柒舱化谦仇齿阎轧表害左掷韵短丛三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.3产生式系统的分类（续）a,b,c,其中其中a,b,c均为整数，并设规则库均为整数，并设规则库RB中有下述规则：中有下述规则：R1:IF a,b,c THEN a,b,c,a bR2:IF a,b,c THEN a,b,c,b cR3
65、:IF a,b,c THEN a,b,c,a c现在想通过综合数据库现在想通过综合数据库DB变为变为相青醇胆饰乞畜获呛哨汁奈素仍掉但谦顺夸藐民厅遇缓绑呈啥枯丢孜守臻三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.3产生式系统的分类（续）a,b,c,a b,b c, a c显然，使用哪一条规则都可以达到目的显然，使用哪一条规则都可以达到目的所以，由上述所以，由上述RB和和DB构造的产生式构造的产生式系统是可交换的产生式系统系统是可交换的产生式系统咎烩法麦向穿劣乳宦殴嗅寐苔被望歹赠热少厨来书唇杠枚妇册诌左赚膊讹三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.3产生式系统的分类（续）一个产生式系统说
66、是可交换的是指一个产生式系统说是可交换的是指它的它的RB和每一个和每一个DB都具有如下性都具有如下性质：质：（1）设）设RS（RulSet）为可应用于）为可应用于DBi的的规则集合规则集合,当使用当使用RS中任何一条规则中任何一条规则R使使DB的状态改变后的状态改变后,该该RS对对DB仍然适用仍然适用.拘略苏砖够裳惦颤斩禁还景玄雁刽狞账碎疡起可峦狱雷曹彰滤溪导袜袒蚜三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.3产生式系统的分类（续）即对任何规则即对任何规则R RS,RS仍然是仍然是R(DBi ) = DBi+1的可用规则集。的可用规则集。（2）如果）如果DBi 满足目标条件，则应当应满足目
67、标条件，则应当应用用RS中任何一条规则所生成的新综合数中任何一条规则所生成的新综合数据库据库DBi+1仍然满足目标条件。仍然满足目标条件。（3）若对当前的综合数据库）若对当前的综合数据库DBi 使用某使用某一规则序列一规则序列r1,r2,rk得到一个新的综合得到一个新的综合数据库数据库DBk,即即DBi r1 DBi+1 r2 rk DBk窘莹碱孕挡渺耿铝付屿羚贸溶弯伸篆耙藐舞憨吃狮撇所诱击平蹿嗅逻吵伊三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.3产生式系统的分类（续）当改变规则的使用次序后，仍然可以得当改变规则的使用次序后，仍然可以得到到DBk由以上性质可以看出，在可交换产生式由以上性质
68、可以看出，在可交换产生式系统中，综合数据库系统中，综合数据库DB的内容是递增的，的内容是递增的，即对规则的任何执行序列即对规则的任何执行序列DBi r1 DBi+1 r2 rk DBk都有都有DBi DBi+1 DBk成立成立这说明在可交换的产生式系统中，其规这说明在可交换的产生式系统中，其规则的结论部分总是包含着新的内容，一则的结论部分总是包含着新的内容，一旦执行该规则就会把该新内容填加到综旦执行该规则就会把该新内容填加到综访镶培翘朱挑城墒侦雪魔沏莉支假棒丝映傀来组骤嵌徘并突捐鞋烯秽桃堵三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.3产生式系统的分类（续）合数据库中。另外，在可交换的产生式
69、系合数据库中。另外，在可交换的产生式系统中，搜索过程不必回溯，不需要记录可统中，搜索过程不必回溯，不需要记录可用规则的作用顺序。这样就节省了搜索时用规则的作用顺序。这样就节省了搜索时间，提高了搜索效率。间，提高了搜索效率。2.可分解的产生式系统可分解的产生式系统把一个规模较大的问题分解为若干个规模把一个规模较大的问题分解为若干个规模较小的较简单的子问题，然后对每个子问较小的较简单的子问题，然后对每个子问题分别进行求解，是人们求解问题时常用题分别进行求解，是人们求解问题时常用的方法，可分解的产生式系统就是基于这的方法，可分解的产生式系统就是基于这一思想提出来的。一思想提出来的。酗疯氖铲扣淬错当秸
70、盎忆砒拈兰体乃寿昼遍盂蛛渝诗褒肢蒋捏茅缓烘辫惯三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.3产生式系统的分类（续） 一个产生式系统可分解的条件是可把它一个产生式系统可分解的条件是可把它的综合数据库的综合数据库DB及终止条件都分解为若及终止条件都分解为若干独立的部分，其产生式规则一般具有干独立的部分，其产生式规则一般具有如下形式：如下形式：IF P THEN DBi1, DBi2, , DBim其含义其含义是，若当前综合数据库是是，若当前综合数据库是DBi，则，当，则，当前提条件前提条件P被满足时，就把被满足时，就把DBi分解为分解为m个互相独立的子库。例如，设综合数据个互相独立的子库。例如
71、，设综合数据库的初始内容是：库的初始内容是：C，B，Z，规则库，规则库中有如下的规则：中有如下的规则：崔蚕夷抵势绩徐号稳劫懒贞打麻陌谴贫叁惭地骤毛魄何醉鬃淋洪毯魁悦毕三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.3产生式系统的分类（续） r1: IF C THEN D,Lr2: IF C THEN B,Mr3: IF B THEN M,Mr4: IF Z THEN B,B,M终止条件是生成只包含终止条件是生成只包含M的综合数据库。的综合数据库。即，使综合数据库的内容变为即，使综合数据库的内容变为M，M，,M蝎呢泛礁绘奢杨糕塞限伏西钻魂诞寿獭妓余诲佩尖摆蒸册窥桥硷节让籽疮三章节知识与知识表示三
72、章节知识与知识表示3.3.3产生式系统的分类（续） 求解该问题时，首先把初始数据库分解求解该问题时，首先把初始数据库分解为三个子库，然后对每个子库分别应用为三个子库，然后对每个子库分别应用规则库中的合适规则进行求解，其求解规则库中的合适规则进行求解，其求解过程如下页可分解的产生式系统图所示。过程如下页可分解的产生式系统图所示。在一个可分解的产生式系统中，由于初在一个可分解的产生式系统中，由于初始数据库被分解成了若干个子库，每个始数据库被分解成了若干个子库，每个子库又可分解成若干个子子库，这样就子库又可分解成若干个子子库，这样就缩小了搜索空间，提高了求解问题的效缩小了搜索空间，提高了求解问题的效
73、率。率。玻震拈续衰邓失月郧褪武翱送椿谗忘劝升栓竞邮挥吼逗烁伦朽柯摆单室隅三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示 c,b,z c b z r1 r2 r3 r4 d,l b,m m,m b,b,md l b m m m b m b r3 r3 r3 m,m m,m m,m m m m m m m 可分解的产生式系统图图中弧线表示与，不带弧线表示或的关系。图中弧线表示与，不带弧线表示或的关系。 老呛姿墩训赊胡捏己那现堰毋幂呵诉尾威涤律较涣肿骄瓦氮脓帮述募孜簧三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.3产生式系统的分类（续）3可恢复的产生式系统可恢复的产生式系统在可交换的产生式系统中，规则的
74、使用在可交换的产生式系统中，规则的使用次序是可以交换的，但要求每条规则的次序是可以交换的，但要求每条规则的执行都要为综合数据库添加新的内容，执行都要为综合数据库添加新的内容，这一要求是很强的，对许多情况不能适这一要求是很强的，对许多情况不能适用。事实上，人们在求解问题的过程中用。事实上，人们在求解问题的过程中经常要进行回溯的。所谓回溯就是当问经常要进行回溯的。所谓回溯就是当问题求解到某一步发现无法进行下去时，题求解到某一步发现无法进行下去时，就撤消在此之前得到的某些结果，恢复就撤消在此之前得到的某些结果，恢复集研柳祟碧瓶镣拆硷庆掳儿虾吱站攘埔躬斑谚擒怕揣杂沤惋炸画遵贪仲渔三章节知识与知识表示三
75、章节知识与知识表示3.3.3产生式系统的分类（续）到先前的某个状态。用产生式系统到先前的某个状态。用产生式系统求解问题也是这样，当执行一条规求解问题也是这样，当执行一条规则后使综合数据库的状态由则后使综合数据库的状态由DBi变变为为DBi+1时，如果时，如果 发现由发现由DBi+1不可不可能得到问题的解，就需要立即撤消能得到问题的解，就需要立即撤消由刚才执行规则所产生的结果，使由刚才执行规则所产生的结果，使综合数据库恢复到先前的状态，然综合数据库恢复到先前的状态，然后选用别的规则继续求解。后选用别的规则继续求解。业析果衍邦诡伸秀旧袍崎老躬唱者宵碗孽饥蛔芦熏烟某尝杏埠订泄十益死三章节知识与知识表
76、示三章节知识与知识表示3.3.3产生式系统的分类（续）像这样在问题的求解过程中既可以像这样在问题的求解过程中既可以对综合数据库添加新的内容，又可对综合数据库添加新的内容，又可删除或修改老内容的产生式系统称删除或修改老内容的产生式系统称为可恢复的产生式系统。为可恢复的产生式系统。蔚废圆碘黑亿便骨哑舷挽讯做菱鳃拥差磅典探逞彼蚜裙俗晦哭锄菌您问尘三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.4产生式表示法的特点 产生式表示法有以下优点：产生式表示法有以下优点：1.自然性：产生式表示法用如果自然性：产生式表示法用如果则的则的形式表示知识，这是人们常用的一种表形式表示知识，这是人们常用的一种表达因果关
77、系的知识表示形式，直观，便达因果关系的知识表示形式，直观，便于推理。于推理。2.模块性：产生式是规则库中最基本的模块性：产生式是规则库中最基本的知识单元，它们同推理机构相对独立，知识单元，它们同推理机构相对独立，而且每条规则都具有相同的形式，这就而且每条规则都具有相同的形式，这就便于对其进行模块化处理，对知识的增便于对其进行模块化处理，对知识的增案筹圾坷碟妒栈砷酋傍夜蕴热偿蒋体列迟窟辕韧揩村队弱披惕描桔阁崖坐三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.4产生式表示法的特点（续）删、改带来了方便，为规则库的建立和扩删、改带来了方便，为规则库的建立和扩展提供了可管理性。展提供了可管理性。3.有
78、效性有效性产生式表示法既可以表示确定性知识又可产生式表示法既可以表示确定性知识又可以表示不确定性知识；既有利于表示启发以表示不确定性知识；既有利于表示启发性知识又可以方便的表示过程性知识。性知识又可以方便的表示过程性知识。股吧筏盔最寄译觉涸朗孺班袄鸿拢脊们裔体咀内逐联釉壕燃赵啃懒里陷命三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.4产生式表示法的特点（续）4.清晰性清晰性产生式有固定的格式，每一条产生式规产生式有固定的格式，每一条产生式规则都由前提与结论两部分组成，而且每则都由前提与结论两部分组成，而且每一部分所含的知识量都比较少，这就便一部分所含的知识量都比较少，这就便于对规则进行设计，又
79、易于对规则库中于对规则进行设计，又易于对规则库中知识的一致性及完整性进行检测。知识的一致性及完整性进行检测。蛙频死滑宋蓝纹寇奖挨识衅艇疟歌戚铃檀掀坡及主跪伏企茸力尚携密歇憎三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.4产生式表示法的特点（续）产生式尽管有以上优点但也有不足之处产生式尽管有以上优点但也有不足之处1.效率不高效率不高在产生式系统求解问题的过程中，首先要在产生式系统求解问题的过程中，首先要用产生式的前提部分与综合数据库中的已用产生式的前提部分与综合数据库中的已知事实进行匹配，从规则库中选出可用的知事实进行匹配，从规则库中选出可用的 规则，此时选出的规则可能不止一个，这规则，此时选
80、出的规则可能不止一个，这就需要按一定的就需要按一定的 策略进行冲突消解，然策略进行冲突消解，然后把选中的规则启动执行。因此，产生式后把选中的规则启动执行。因此，产生式系统求解问题的过程是一个反复进行匹配系统求解问题的过程是一个反复进行匹配冲突消解冲突消解执行的过程。执行的过程。痞铀脏酚佛政伪滚零铆愧进泵宦佳向叠慌甘蓉掸畅饶头聪咖盗朴帖勒款膏三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.4产生式表示法的特点（续） 由于规则库一般都比较庞大，而匹配又是一件十由于规则库一般都比较庞大，而匹配又是一件十分费时的工作，因此工作效率是不高的。分费时的工作，因此工作效率是不高的。2.不能表达具有结构性的知
81、识不能表达具有结构性的知识产生式适合表达具有因果关系的过程性知识产生式适合表达具有因果关系的过程性知识,但但对具有结构关系的知识却无能为力对具有结构关系的知识却无能为力,它不能把具它不能把具有结构关系的事物间的区别与联系表示出来有结构关系的事物间的区别与联系表示出来.而而框架表示法可以解决这方面的问题框架表示法可以解决这方面的问题.报谊羽獭初袄愿嫁嗓诡村剃凌矢哀方讶币您竞吓锥降任设月瞧凭京浆匪祝三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.4产生式表示法的特点（续）因此，产生式法除了独立作为一种知识因此，产生式法除了独立作为一种知识表示模式外表示模式外,还经常与其它表示方法结合还经常与其它表
82、示方法结合起来使用起来使用.砧希吮样绒托忽厄诱壤饵改炒枯赠懦氦姿舶慌编珠辑辊鬃胃淖晰徘胀铣斑三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.4产生式表示法的特点（续）踪上可以看出踪上可以看出,产生式表示法适合表示具产生式表示法适合表示具有以下特点的领域知识有以下特点的领域知识:(1)由许多相对独立的知识元组成的领域由许多相对独立的知识元组成的领域知识知识,彼此间关系不密切彼此间关系不密切,不存在结构关系，不存在结构关系，例如化学反应方面的知识例如化学反应方面的知识.(2)具有经验性及不确定性的知识具有经验性及不确定性的知识,而且相而且相关领域中对这些知识没有严格、统一的关领域中对这些知识没有严
83、格、统一的理论。理论。蹄眯鸽滇它辨屯链当裙碉淌义渡榷忱利泡酮火煞寿宽启虱帧彦芋抓赏茹菜三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.3.4产生式表示法的特点（续）（3）领域问题的求解过程可被表示为）领域问题的求解过程可被表示为一系列相对独立的操作，而且每个操作一系列相对独立的操作，而且每个操作可被表示为一条或多条产生式规则。可被表示为一条或多条产生式规则。从旱脏箱旱晃笆产窒式芳肃氦辙疙瑞删赎樱准肖缀患知君幕配马炎煮彤盟三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4框架表示法3.4.1框架理论框架理论3.4.2框架框架3.4.3框架网络框架网络3.4.4框架中槽的设置与组织框架中槽的设置与组织3.
84、4.5框架系统中求解问题的基本过程框架系统中求解问题的基本过程3.4.6框架表示法的特点框架表示法的特点逾诫针氓澡甚东播痘贤骇绵侈梳蚂各兜提藐镇束穿待舔字嚼召奉高袒奠仟三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.1框架理论框架理论是美国著名的人工智能学者明框架理论是美国著名的人工智能学者明斯基提出的。该理论认为人们对现实世斯基提出的。该理论认为人们对现实世界中各种事物的认识都是以一种类似于界中各种事物的认识都是以一种类似于框架的结构存储在记忆中的，当面临一框架的结构存储在记忆中的，当面临一个新事物时，就从记忆中找出一个合适个新事物时，就从记忆中找出一个合适的框架，并根据实际情况对其细节加以
85、的框架，并根据实际情况对其细节加以修改、补充，从而形成对当前事物的认修改、补充，从而形成对当前事物的认识。识。陪往琅泼仅欣制篇针舔卖子绑骂厕婉浸牌归仑柄注悟异弛嚼充赊贪砸枣会三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示 3.4.2框架框架是一种描述所论对象（一个事物、一框架是一种描述所论对象（一个事物、一个事件或一个概念）属性的数据结构。个事件或一个概念）属性的数据结构。在框架理论中，将框架视作知识表示的一在框架理论中，将框架视作知识表示的一个基本单位。个基本单位。一个框架由若干个被称为一个框架由若干个被称为“槽槽”的结构组成，的结构组成，每一个槽又可根据实际情况划分为若干个每一个槽又可根据实际情
86、况划分为若干个“侧面侧面”。一个槽用于描述所论对象的某一方。一个槽用于描述所论对象的某一方面的属性，一个侧面用于描述相应属性的面的属性，一个侧面用于描述相应属性的某个方面。槽和侧面所具有的属性值分别某个方面。槽和侧面所具有的属性值分别称为槽值和侧面值。称为槽值和侧面值。伏作冶野将蜒育席边吞计污觉栓淫思示鸯郁主伪褒荧五捐酶帮娟该鳃瞄寂三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.2框架（续）在一个用框架表示知识的系统中，一般都在一个用框架表示知识的系统中，一般都含有多个框架，为了指称和区分不同的框含有多个框架，为了指称和区分不同的框架以及一个框架内的不同槽、不同侧面，架以及一个框架内的不同槽、
87、不同侧面，需要分别给它们起不同的名字，分别叫做需要分别给它们起不同的名字，分别叫做框架名、槽名及侧面名。无论是对于框架，框架名、槽名及侧面名。无论是对于框架，还是槽或侧面，都可以为其附加上一些说还是槽或侧面，都可以为其附加上一些说明性的信息，一般是指一些约束条件，用明性的信息，一般是指一些约束条件，用于指出什麽样的值才能填入到槽或侧面中于指出什麽样的值才能填入到槽或侧面中去。去。框架的一般表示形式和例子见下页。框架的一般表示形式和例子见下页。劣易叠画添谁胯透蝶酞辽活咋茄箕窿亿屏翰悄寐糯捣克闪蜒泊筑海扫黎毅三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示框架名框架名槽名槽名1：侧面名：侧面名1 值值1，
88、值，值2，值，值p1 侧面名侧面名2 值值1，值，值2，值，值p2 侧面名侧面名m1 值值1，值，值2，值，值pm1槽名槽名2：侧面名：侧面名1 值值1，值，值2，值，值q1 侧面名侧面名2 值值1，值，值2，值，值q2 侧面名侧面名m2 值值1，值，值2，值，值qm2 槽名槽名n:：侧面名：侧面名1 值值1，值，值2，值，值r1 侧面名侧面名2 值值1，值，值2，值，值r2 侧面名侧面名mn 值值1，值，值2，值，值rmn约束：约束条件约束：约束条件1，约束条件，约束条件2， ，约束条件，约束条件n琵缨敢伍些不晃滩堪在恢点孵降北溜格悬斯炒月皇版疟肪灶青迭驯涌酚洼三章节知识与知识表示三章节知识
89、与知识表示由上述表述形式可以看出，一个框架可以由上述表述形式可以看出，一个框架可以有任意有限数目的槽，一个槽可以分若干有任意有限数目的槽，一个槽可以分若干个侧面，也可以没有侧面，视问题而定。个侧面，也可以没有侧面，视问题而定。槽值和侧面值可以是数值、字符串、布尔槽值和侧面值可以是数值、字符串、布尔值、也可以是满足某个给定条件时要执行值、也可以是满足某个给定条件时要执行的动作或过程，特别还可以是另一个框架的动作或过程，特别还可以是另一个框架的名字，从而实现一个框架对另一个框架的名字，从而实现一个框架对另一个框架的调用，表示出框架之间的横向联系。的调用，表示出框架之间的横向联系。识采绥矛炽锁烩淌桨
90、变嘿褂田匆捐澳绒祥诗檬嘘昔壮水滤祝模茎仔恬赛尉三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示为了增强对框架的感性认识，下面给出为了增强对框架的感性认识，下面给出两个例子，第一个是关于两个例子，第一个是关于“假冒伪劣商假冒伪劣商品品”的框架，第二个是关于教师的框架。的框架，第二个是关于教师的框架。框架名：假冒伪劣商品框架名：假冒伪劣商品 商品名称：商品名称： 生产厂家：生产厂家： 出售商店：出售商店： 处罚：处理方式处罚：处理方式 处罚依据：处罚依据： 处罚时间：单位处罚时间：单位(年年.月月.日）日） 经办部门：经办部门： 仁厌魏躇睦茂记奎筹挤豢鉴疡战勃凄庞孙鹿僵宰未箍纳俘婿压痘吊吟缄仪三章节知识与
91、知识表示三章节知识与知识表示 在这个框架中，用括起来的内容是框在这个框架中，用括起来的内容是框架名，它有架名，它有4个槽，其槽名分别是个槽，其槽名分别是“商品名商品名称称”、“生产厂家生产厂家”、“出售商店出售商店”及及“处罚处罚”。其中处罚槽又包括其中处罚槽又包括4个侧面，侧面名分别个侧面，侧面名分别是是“处罚方式处罚方式”、“处罚依据处罚依据”、“处罚时间处罚时间”及及“经办部门经办部门”对于对于“处罚时间处罚时间”侧面，用侧面，用“单位单位”指出了一个填值时的标准限制，要指出了一个填值时的标准限制，要求所填的时间必须按年、月、日的顺序填求所填的时间必须按年、月、日的顺序填写。写。下面再看
92、一个例子：下面再看一个例子：丝价赠味守游伊菩迭谗晓迂诲苇寇旭鄙皋缨挂淑诀吊份状梯灶裴铃讲遁绚三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示框架名：教师框架名：教师 姓名：单位（姓、名）姓名：单位（姓、名） 年龄：单位（岁）年龄：单位（岁） 性别：范围（男、女）性别：范围（男、女） 缺省：男缺省：男 职称：范围（教授、副教授、讲师、助教）职称：范围（教授、副教授、讲师、助教） 缺省：讲师缺省：讲师 部门：单位（系、教研室）部门：单位（系、教研室） 住址：住址框架住址：住址框架 工资：工资框架工资：工资框架 开始工作时间：单位（年、月）开始工作时间：单位（年、月） 截止时间：单位（年、月）截止时间：单位
93、（年、月） 缺省：现在缺省：现在违寥吊颧鸵氦甥屡努恫员沾友赴亭兢跃胆陵抹容云切蔽机胜棉蒂捶嫩耸姐三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示 对于上述两个框架，当把具体的信息对于上述两个框架，当把具体的信息填入槽或侧面后，就得到了相应框架填入槽或侧面后，就得到了相应框架的一个事例框架。例如把某教师的一的一个事例框架。例如把某教师的一组信息填入教师框架的各个槽，组信息填入教师框架的各个槽，就可得到：就可得到：兜蠢忻甄权枪河善洛娱靠乒吩执呼堪汲姑夸术蚌榔柴街痊蝶浦筋蜀倒垮缅三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示框架名：教师框架名：教师-1 姓名：夏冰姓名：夏冰 年龄：年龄：36 性别：女性别：女 职
94、称：副教授职称：副教授 部门：计算机教研室部门：计算机教研室 住址：住址：adr-1 工资：工资：sal-1 开始工作时间：开始工作时间：1988,9 截止时间：截止时间：1996,7这是一个关于这是一个关于“教师教师”的事例框架，对于每个教的事例框架，对于每个教师都可以有这样一个事例框架。师都可以有这样一个事例框架。 雾乳驼念拇戒篇搜窖穿嫁鸦科苏狼维搪寥替誊慢累帐庭咐祈孰传捉坷饮廓三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.3框架网络由于框架中的槽值或侧面值都可以是另由于框架中的槽值或侧面值都可以是另一个框架的名字，这就在框架之间建立一个框架的名字，这就在框架之间建立起了联系，通过一个框
95、架可以找到另一起了联系，通过一个框架可以找到另一个框架。例如在夏冰的框架中，个框架。例如在夏冰的框架中，“住址住址”槽的槽值是槽的槽值是“adr-1”,而它是一个地址框而它是一个地址框架的名字，这就在架的名字，这就在“教师教师-1”与与“adr-1”这这两个框架之间建立了联系。当我们希望两个框架之间建立了联系。当我们希望了解夏冰的情况时，不仅可以直接在了解夏冰的情况时，不仅可以直接在“教师教师-1”框架了解到有关她的年龄、职称框架了解到有关她的年龄、职称等情况，还可以通过等情况，还可以通过“住址住址”槽找到她的槽找到她的住址框架，从而得到她的详细住址。住址框架，从而得到她的详细住址。俱宏概柞苛
96、权缨算谁御恩者手撤判咒念焉仲狗倔点求巢靳阑遇潘钨窜艰荔三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示框架之间除了这种横向联系之外，还可以有框架之间的框架之间除了这种横向联系之外，还可以有框架之间的纵向联系。这种纵向联系的一个例子如下图所示。图中纵向联系。这种纵向联系的一个例子如下图所示。图中框架网络中师生员工框架、教职工框架及教师框架之间框架网络中师生员工框架、教职工框架及教师框架之间就是一种纵向联系。就是一种纵向联系。 师生员工框架师生员工框架教职工框架教职工框架 学生框架学生框架 教师框架教师框架 工人框架工人框架 电子系学生电子系学生 机械系学生机械系学生 教师教师-1 教师教师-N 学生学生
97、-1 学生学生-N 框架网络图框架网络图 从框架和框架之间的纵向联系可以引出框架表示法的一从框架和框架之间的纵向联系可以引出框架表示法的一个重要性质：继承性。个重要性质：继承性。塔幸幽滤诊狸回亥同旬劣歪幂攘供埋同爬拉莎鱼垄魁劳随滴乃邪涵备维格三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.3框架网络（续）由于学生、教职工都共处于学校这个环由于学生、教职工都共处于学校这个环境中，所以他们必然有一些共同的属性，境中，所以他们必然有一些共同的属性，因此，对他们进行描述时，可以把这些因此，对他们进行描述时，可以把这些共同的属性抽取出来构成上层框架，然共同的属性抽取出来构成上层框架，然后对各类人员独有的
98、属性分别构成下层后对各类人员独有的属性分别构成下层框架，为了指明这种上下关系，可在下框架，为了指明这种上下关系，可在下层框架层框架 中设立一个专用的槽（一般称为中设立一个专用的槽（一般称为继承槽），用以指出它的上层框架是哪继承槽），用以指出它的上层框架是哪个。个。吭卑缠蓉箩烘冲谎巩上贮交寄臣雌跨泌绅辗黎从邦珐骋蜒摆洛忧歌亦牙莽三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.3框架网络（续）框架的继承性不仅在框架间建立了纵向框架的继承性不仅在框架间建立了纵向联系，而且通过这种联系，下层框架还联系，而且通过这种联系，下层框架还可以继承上层框架的属性及值，避免了可以继承上层框架的属性及值，避免了重复
99、描述，节约了时间和空间的开销。重复描述，节约了时间和空间的开销。像这样具有横向及纵向联系的一组框架像这样具有横向及纵向联系的一组框架称为框架网络。称为框架网络。旷屁购艇虞羌隙碴迈在瘁奄慌誓泌肇霉结饥乍缚糠椒视帕肚译吾阐像嚷呛三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.3框架网络（续）由以上讨论可知，框架是一种集事物各由以上讨论可知，框架是一种集事物各方面属性的描述为一体，并反映相关事方面属性的描述为一体，并反映相关事物间各种关系的数据结构。在此结构中，物间各种关系的数据结构。在此结构中，槽起着至关重要的作用，因此不仅要用槽起着至关重要的作用，因此不仅要用它描述事物各有关方面的属性，而且还它
100、描述事物各有关方面的属性，而且还要用它来指出相关事物间的复杂关系。要用它来指出相关事物间的复杂关系。因此，在用框架作为知识的表示模式时，因此，在用框架作为知识的表示模式时，对槽的设置与组织应给予足够的重视。对槽的设置与组织应给予足够的重视。谎固呈恰汪旧盅创徽霖块昏痰杀剧躁柄培眼疗铡迂咎骡兽炕吁室刮万衅升三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.3框架网络（续）下面具体给出框架网络图中的几个框架下面具体给出框架网络图中的几个框架描述描述框架名：框架名： 师生员工师生员工姓名：单位（姓，名）姓名：单位（姓，名）年龄：单位（岁）年龄：单位（岁）性别：范围（男，女）性别：范围（男，女）缺省：男缺
101、省：男健康状况：范围（健康，一般，差）健康状况：范围（健康，一般，差）缺省：一般缺省：一般住址：住址： 住址框架住址框架态旺陛沫喝朋止翁逻留酥佣贬掷钎超苏氓滨涂找詹信盼轿冶茁铜挂岳吮诺三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示 3.4.3框架网络（续）框架名：框架名： 教职工教职工继承：师生员工继承：师生员工工作类别：范围（教师，干部，工人）工作类别：范围（教师，干部，工人）开始工作时间：单位（年，月）开始工作时间：单位（年，月）截止工作时间：单位（年，月）截止工作时间：单位（年，月）缺省：现在缺省：现在离退休状况：范围（离休，退休）离退休状况：范围（离休，退休）饺镀香乐摘瞻茹垒滴转扶悼辛醒啄砷
102、揍哑府誊步刽雷囊椿烦肥鄙火巧吁且三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.3框架网络（续）框架名：框架名： 教师教师继承：教职工继承：教职工部门：单位（系，教研室）部门：单位（系，教研室）语种：范围（英，法，德，日，俄）语种：范围（英，法，德，日，俄）缺省：英缺省：英外语水平：范围（优，良，中，差）外语水平：范围（优，良，中，差）缺省：良缺省：良职称：范围（教授，副教授，讲师，助教）职称：范围（教授，副教授，讲师，助教）缺省：讲师缺省：讲师研究方向：研究方向：虏肤遥馈温斌史远鸭棱杆怯巳疵苹童啼练扣狮页令堪韦彰琴敏肌容甘豫廖三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.3框架网络（续）框
103、架名：框架名： 教师教师继承：教师继承：教师姓名：孙林姓名：孙林年龄：年龄：28 健康状况：健康健康状况：健康 部门：计算机系软件教研室部门：计算机系软件教研室语种：德语语种：德语开始工作时间：开始工作时间：1985,9 若儿修汛壤癣扮狄失莱谁暑廊社蓝鹅往感邦讣排桩步嘴泥橡筛衔咐牌皑掀三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.3框架网络（续） 由上面的框架描述可以看出：由上面的框架描述可以看出：）在框架网络中，既有用）在框架网络中，既有用“继承继承”槽指槽指出的上、下层框架间的纵向联系，也有出的上、下层框架间的纵向联系，也有以框架名作为槽值指出的框架间的横向以框架名作为槽值指出的框架间的
104、横向联系，因此框架网络是一个纵、横交错联系，因此框架网络是一个纵、横交错的复杂的框架体系结构。的复杂的框架体系结构。叮酣泡念循式狄为岭规辆废典贿活核秦郑宾简尔跋窍结剖侄靴烛议疹今牛三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示 3.4.3框架网络（续） ）原则上事例框架中的每一个槽都应原则上事例框架中的每一个槽都应给出槽值，但可以继承上层框架槽值的给出槽值，但可以继承上层框架槽值的槽，其槽值可以不给出。例如在槽，其槽值可以不给出。例如在教师框架中，虽然没有给出性别、教师框架中，虽然没有给出性别、职称槽及槽值，但由继承性可知，孙林职称槽及槽值，但由继承性可知，孙林的性别为男，职称是讲师。的性别为男，职
105、称是讲师。掖陶歧惨媚峭坚赞抠答靴仍色豆窒慕例膳详淀舅吞挛瓢液羚豌俄钳帐庆毗三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.3框架网络（续）为了说明框架调用时为了说明框架调用时“参数参数”的应用方法，的应用方法，下面看一个房间和教室的例子。下面看一个房间和教室的例子。框架名：房间框架名：房间墙数墙数x1:缺省：缺省：x1条件：条件： x1 一簿毖屹录缕集钞啤裤遍沏酗宪意怪予遣婪绰筐凰归氖碴又鲤诈塘牡谭丸三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示 3.4.3框架网络（续）窗数窗数x2: 缺省：缺省： x2 条件：条件： x2 门数：门数：x3: 缺省：缺省： x31 条件：条件： x3蝉脑砌叹鹰即毛
106、盲剂僻羞顶行搂亡莎骋坷蝴盈沧寺佩融姨幽枢掌退庭赁泣三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示前墙：墙框架（前墙：墙框架（w1,d1)后墙：墙框架（后墙：墙框架（w2,d2)左墙：墙框架（左墙：墙框架（w3,d3)右墙：墙框架（右墙：墙框架（w4,d4)天花板：天花板框架天花板：天花板框架地板：地板框架地板：地板框架门：门框架门：门框架窗：窗框架窗：窗框架条件：条件：w1+ w2+w3+ w4= x2 d1+ d2+d3+ d4= x3蜡代坍蚊氯胺朱抹玉负肮们渠穷柜糖颁张绒渝桃愿抒柳辙地陆织殊惧迄蒂三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示在此框架描述中，墙数槽的约束条件是在此框架描述中，墙数槽的约
107、束条件是x10,即相应的槽值必须大于零，即房间即相应的槽值必须大于零，即房间至少有一面墙，利用该条件来检测填槽至少有一面墙，利用该条件来检测填槽值可能出现的错误，省缺认为是面墙值可能出现的错误，省缺认为是面墙条件条件w1+ w2+w3+ w4= x2则指出各面墙上窗数应与房间的总窗数则指出各面墙上窗数应与房间的总窗数相符。前墙、后墙、左墙、右墙等槽给相符。前墙、后墙、左墙、右墙等槽给出的是墙框架的名字，并且给出了调用出的是墙框架的名字，并且给出了调用墙框架时的参数，这些参数应与墙框架墙框架时的参数，这些参数应与墙框架中的参数一一对应，由下面关于墙框架中的参数一一对应，由下面关于墙框架的描述可清
108、楚地看到这一点。的描述可清楚地看到这一点。腾垢椰路滞葡椒腕七幼太肘坞亡化惰靠纽虏稠孵赛退猩治遏舱淤试娄吭朱三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.3框架网络（续）框架名：墙（框架名：墙（w,d)颜色：颜色：门数：门数：窗数：窗数：房间是对各类房子（如会客室、卧室、厨房、房间是对各类房子（如会客室、卧室、厨房、教室等）的总称，对每一种房子来说，又都教室等）的总称，对每一种房子来说，又都各有自己的特征。因此对每一种房子还需要各有自己的特征。因此对每一种房子还需要用框架进一步描述，例如教室的框架。用框架进一步描述，例如教室的框架。检础提滥千快谬志旨蛛缀填六厉挞儡枕束巾秃搽箭订脆钳唱前孝郴畦恍
109、手三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示框架名：框架名：402教室教室墙数：墙数：窗数：窗数：门数：门数：前墙：墙框架前墙：墙框架(0,0)后墙：后墙： 墙框架墙框架(0,1)左墙：左墙： 墙框架墙框架(2,1)右墙：右墙： 墙框架墙框架(2,0)课桌数：课桌数：30坐凳数：坐凳数：30黑板数：黑板数：1天花板：天花板： 天花板框架天花板框架地板：地板框架地板：地板框架设亦迹织柒统租柿焰皆钥标综学果子垫狡股菊幅捧鳞甭榷赵东煽抬宿扶再三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.4框架中槽的设置与组织（续）由上面的讨论可以看出，框架是一种集由上面的讨论可以看出，框架是一种集事物各方面属性的描
110、述为一体，并反映事物各方面属性的描述为一体，并反映相关事物间各种关系的数据结构。在此相关事物间各种关系的数据结构。在此结构中槽起着至关重要的作用，因为它结构中槽起着至关重要的作用，因为它不仅要描述事物间各有关方面的属性，不仅要描述事物间各有关方面的属性，而且还要用它来指出相关事物间的复杂而且还要用它来指出相关事物间的复杂关系。因此，在设计框架时对槽的设置关系。因此，在设计框架时对槽的设置与组织应给予足够的重视。具体地说应与组织应给予足够的重视。具体地说应注意以下几个方面的问题：注意以下几个方面的问题：重俊浊距单善逾拦矽匿拒盈弧谅艺怯决辱呈潭烩娥汉捎澄大遇壤潭忘注兄三章节知识与知识表示三章节知识
111、与知识表示3.4.4框架中槽的设置与组织（续）1.充分表达事物各有关方面的属性充分表达事物各有关方面的属性这里所说的各有关方面的属性系指两方面的含这里所说的各有关方面的属性系指两方面的含义：一是要与系统的设计目标相一致，凡是义：一是要与系统的设计目标相一致，凡是系统目标所要求的属性，或者问题求解过程系统目标所要求的属性，或者问题求解过程中可能用到的属性都应该用相应的槽把它表中可能用到的属性都应该用相应的槽把它表示出来；另一方面，仅对有关的属性设立槽，示出来；另一方面，仅对有关的属性设立槽，不可面面具到，以避免浪费空间降低系统的不可面面具到，以避免浪费空间降低系统的效率。效率。贪卜抗雌娟君袭久任
112、痢笔愧尝税武净兵泛旗置从杜芜淖叹扁迈坪违的蛆赊三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.4框架中槽的设置与组织（续） 2.充分表达相关事物间的各种关系充分表达相关事物间的各种关系在框架系统中，事物之间的联系是通过在框架系统中，事物之间的联系是通过在槽中填入相应的框架名来实现的在槽中填入相应的框架名来实现的,它们它们之间的关系则是通过槽名来指明的。在之间的关系则是通过槽名来指明的。在框架表示系统中通常定义一些标准槽名框架表示系统中通常定义一些标准槽名,应用时不用说明就可直接使用，称这些应用时不用说明就可直接使用，称这些槽名为系统预定义槽名。下面是经常使槽名为系统预定义槽名。下面是经常使用的
113、几个：用的几个：芦秉曹犊讣吝陇浴觉号落侍换柴替购迂慨惯滤缄守蛮疫戒醛腿存林穗凭任三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.4框架中槽的设置与组织（续） （1）ISA槽。槽。ISA槽用于指出事物间抽槽用于指出事物间抽象概念上的类属关系。其直观意义是象概念上的类属关系。其直观意义是“是一个是一个”，“是一种是一种”，“是一只是一只”，。当用它作为下层框架的槽时，表示该下当用它作为下层框架的槽时，表示该下层框架所描述的事物是其上层框架的一层框架所描述的事物是其上层框架的一个特例，上层框架是比下层框架更一般个特例，上层框架是比下层框架更一般或更抽象的概念。例如有如下两个框架：或更抽象的概念。例如
114、有如下两个框架：舶萧设毋令侧钵桌榔拧疮磐罗肃总印钒沤洱爸嘱慎臼四瓶勘腺觉山俐博涕三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示框架名：运动员框架名：运动员 姓名：单位（姓，名）姓名：单位（姓，名） 年龄：单位（岁）年龄：单位（岁） 性别：范围（男，女）性别：范围（男，女） 缺省：男缺省：男框架名：框架名： 棋手棋手 ISA：运动员：运动员 脑力：特好脑力：特好咋悯赔飞葵钡馁搐挚崔汇棺熊蜀脾尿敷谆贞洋碟享飘郡访版爪路痒臭崩颐三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.4框架中槽的设置与组织(续)在此例中，棋手框架中的在此例中，棋手框架中的ISA槽指出该槽指出该框架所描述的事物是运动员框架所描述框架
115、所描述的事物是运动员框架所描述事物的一个特例，即棋手是一种运动员。事物的一个特例，即棋手是一种运动员。一般来说，用一般来说，用ISA槽指出的联系都具有槽指出的联系都具有继承性，即下层框架可以继承其上层框继承性，即下层框架可以继承其上层框架所描述的属性及值。架所描述的属性及值。链俺驶汹型染捍均兽涧漾瞒嚎僚矫涡平蜂烈盔披安峨议炙蚀攘合惟绽讶菏三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示 （2）AKO槽。槽。AKO槽用于具体指出事物槽用于具体指出事物间的类属关系。其直观含义是间的类属关系。其直观含义是“是一种是一种”当用它作为下层框架的槽时，就明确地指当用它作为下层框架的槽时，就明确地指出该下层框架所描
116、述的事物是其上层框架出该下层框架所描述的事物是其上层框架所描述事物中的一种，下层框架可继承其所描述事物中的一种，下层框架可继承其上层框架所描述的属性及值。上例中可以上层框架所描述的属性及值。上例中可以将棋手框架的将棋手框架的ISA槽改为槽改为AKO槽。槽。虏臂软巢露帕匀边观食族蝇犁垄塌央橙久撮滥猴虹怒记尤是兽踞货阁鲸醚三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示（3）Subclass槽。槽。 Subclass槽用于指出槽用于指出子类与类（或子集与超集）之间的类属子类与类（或子集与超集）之间的类属关系。在上例中由于棋手是运动员的子关系。在上例中由于棋手是运动员的子类，所以，类，所以，ISA槽可以改为
117、槽可以改为Subclass。（4）Innstence槽。槽。Innstence槽用来建立槽用来建立AKO槽的逆关系。当用它作为上层框架槽的逆关系。当用它作为上层框架的槽时可用它指出下一层框架是哪一些。的槽时可用它指出下一层框架是哪一些。对于上例，假设还有足球运动员、排球对于上例，假设还有足球运动员、排球运动员的框架，则运动员框架中可用运动员的框架，则运动员框架中可用Instence槽来指出这些下层框架。槽来指出这些下层框架。垮合厕磐讣寨铆腔隶祷忌瞪策车朴俺界眷宇椒硬改痛钒践两执跟软燎强赃三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示即框架名：运动员即框架名：运动员Instence:棋手，足球运动员，
118、棋手，足球运动员，排球运动员排球运动员姓名：单位（姓，名）姓名：单位（姓，名）年龄：单位（岁）年龄：单位（岁）性别：范围（男，女）性别：范围（男，女） 缺省：男缺省：男绘墟侮抠挑楷圭田瞒在炽弓湃甫岿收河楚克坑硼圈楔宛蹿者澜侵绵妨评归三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示由由Instence槽所建立起来的上下层框架间槽所建立起来的上下层框架间的联系具有继承性。的联系具有继承性。（5）Part-of槽。槽。 Part-of槽用于指出部槽用于指出部分与全体的关系。当用它作为下层框架分与全体的关系。当用它作为下层框架的槽时，它指出下层框架所描述的事物的槽时，它指出下层框架所描述的事物仅是上层框架描述
119、事物的一部分。但两仅是上层框架描述事物的一部分。但两者的结构性能却完全不同。例如轮胎框者的结构性能却完全不同。例如轮胎框架是汽车框架的一部分，但他们的结构架是汽车框架的一部分，但他们的结构性能却完全不同。性能却完全不同。癸裔抒立哪卜幢继寺臻座蝶忠匿亥执蕊腰袱菲恩丹估戮炬实克畏缩同镐瓮三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示（6）Infer槽。该槽用于指出两个框架所槽。该槽用于指出两个框架所描述事物间的逻辑推理关系，用它可以表描述事物间的逻辑推理关系，用它可以表示相应的产生式规则。例如，有如下知识：示相应的产生式规则。例如，有如下知识：如果咳嗽、发烧且流涕，则八成是患了感如果咳嗽、发烧且流涕，则
120、八成是患了感冒，需服用感冒清，一日三次，每次冒，需服用感冒清，一日三次，每次23粒，多喝开水。粒，多喝开水。对该知识可用如下两个框架来表示：对该知识可用如下两个框架来表示：莉珊铰罐对权要哇膊狙挎邪藏嚎姬匪颠擅坛筑摹拆意控丢玻焦赤蔡疯出僵三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.4框架中槽的设置与组织（续）框架名：诊断规则框架名：诊断规则 症状症状1：咳嗽：咳嗽 症状症状2：发烧：发烧 症状症状3：流涕：流涕 Infer:结论结论 可信度：可信度：0.8疆詹寐则改澳他寄膏兜氨呆弃挤壮载墅勉尾错凡悬逛砖额牌维潮堡妊侧尧三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.4框架中槽的设置与组织（续
121、）框架名：结论框架名：结论 病名：感冒病名：感冒 治疗方法：服用感冒清，一日三次，治疗方法：服用感冒清，一日三次，每次每次23粒粒 注意事项：多喝开水注意事项：多喝开水 预后：良好预后：良好氯体仑娶屏鳖经神执潮室言涌叔瀑涡茧念案烧敢亚彻絮块棚轻进前耶贼蔓三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.4框架中槽的设置与组织（续） （7）Possible-Reason槽。该槽与槽。该槽与Infer槽相反，它用来把某个结论与可能原因槽相反，它用来把某个结论与可能原因联系起来。例如，在上述的结论框架中联系起来。例如，在上述的结论框架中可增加一个可增加一个Possible-Reason槽，其槽值槽，其
122、槽值是某个框架名，在该框架中描述了产生是某个框架名，在该框架中描述了产生感冒的原因，如感染了流感病毒等。除感冒的原因，如感染了流感病毒等。除了上面介绍的七种槽之外，还有一些描了上面介绍的七种槽之外，还有一些描述其它关系的槽，后面再陆续介绍。述其它关系的槽，后面再陆续介绍。且米阮唁且之巳论拈届谗攒霖柜肯煽搀姓味恢疹骇檀拱潭券呸赃闰担驱绩三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.4框架中槽的设置与组织（续） 3.对槽及侧面进行合理的组织对槽及侧面进行合理的组织在框架中通过引入在框架中通过引入AKO槽、槽、Istance槽等槽等可以实现上、下层间的继承性，这一特可以实现上、下层间的继承性，这一
123、特性使得我们有可能把同一层上不同框架性使得我们有可能把同一层上不同框架的属性抽取出来，放入到它们的上层框的属性抽取出来，放入到它们的上层框架中。为此，需要对框架及槽进行合理架中。为此，需要对框架及槽进行合理的组织，尽量把不同框架描述的相同属的组织，尽量把不同框架描述的相同属性抽取出来构成上层框架，而在下层框性抽取出来构成上层框架，而在下层框架中描述相应事物独有的属性。架中描述相应事物独有的属性。虞岔囚壹瞄叶署远鲸蛋游先织蒸彻柞牟法瞪祁究书厢伴嘱市询钙逸咽拯傅三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.4框架中槽的设置与组织（续）例如，设有鸽子、琢木鸟、布谷鸟、燕例如，设有鸽子、琢木鸟、布谷
124、鸟、燕子和鹦鹉等五种动物，要求用框架将其子和鹦鹉等五种动物，要求用框架将其特征描述出来。经分析我们发现，这五特征描述出来。经分析我们发现，这五种动物有许多共同的特性，如身上有羽种动物有许多共同的特性，如身上有羽毛，会飞、会走等。于是可以把这些共毛，会飞、会走等。于是可以把这些共同的特性抽取出来作为上层的框架，然同的特性抽取出来作为上层的框架，然后对动物独有的特性分别构成一个下层后对动物独有的特性分别构成一个下层框架，再用框架，再用AKO槽或槽或Instance槽把上下槽把上下框架联系起来。框架联系起来。削屯暑橱目显小苫挡毡峭戳诅瓜乾悠此最钟喘戌孜巨丘爸艰堡煽信皿蓉狡三章节知识与知识表示三章节知
125、识与知识表示3.4.4框架中槽的设置与组织（续）4.有利于框架推理有利于框架推理由框架表示知识的系统一般由两大部分由框架表示知识的系统一般由两大部分组成：一是由框架及相互关联构成的知组成：一是由框架及相互关联构成的知识库；另一个是由一组解释程序构成的识库；另一个是由一组解释程序构成的框架推理机。前者的作用是提供求解问框架推理机。前者的作用是提供求解问题所需要的知识，后者是针对用户提出题所需要的知识，后者是针对用户提出的问题运用知识库中相关知识完成求解的问题运用知识库中相关知识完成求解问题的任务。问题的任务。疗撩遍假踌斤沦捉改谩鞋鲸修沧倍哦蕾产沟蟹衡朔穗页勘实忱强甭拍替起三章节知识与知识表示三章
126、节知识与知识表示3.4.4框架中槽的设置与组织（续） 框架推理是一个反复进行框架匹配的过框架推理是一个反复进行框架匹配的过程，在多数情况下是不确定性匹配，为程，在多数情况下是不确定性匹配，为了使推理得以进行，通常要设置相应的了使推理得以进行，通常要设置相应的槽来配合。如在有些系统中设置了充分槽来配合。如在有些系统中设置了充分条件槽、必要条件槽、否决条件槽、及条件槽、必要条件槽、否决条件槽、及阈值槽等来配合不确定性匹配的实现。阈值槽等来配合不确定性匹配的实现。至于应该设置些什麽样的槽来配合推理，至于应该设置些什麽样的槽来配合推理，与其所用的推理方法有关，不能一概而与其所用的推理方法有关，不能一概
127、而论。论。韩硫牛除乒潍连浚序夫凭掸版泽适叛叼肿君拭赤署翘峪盅骑柒畸桌鸯创棘三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.5框架系统中求解问题的基本过程在用框架表示知识的系统中，问题的求在用框架表示知识的系统中，问题的求解主要是通过匹配与填槽来实现的。当解主要是通过匹配与填槽来实现的。当要求解某个问题时，首先把这个问题用要求解某个问题时，首先把这个问题用框架表示出来，然后通过与知识库中已框架表示出来，然后通过与知识库中已有的框架进行匹配，找出一个或几个预有的框架进行匹配，找出一个或几个预选框架，然后使用某种评价方法对预选选框架，然后使用某种评价方法对预选框架进行评价，决定取舍。框架匹配是框架进
128、行评价，决定取舍。框架匹配是通过相对应的槽的槽名及槽值逐个进行通过相对应的槽的槽名及槽值逐个进行比较来实现的。比较来实现的。谭仲奠暑疙萧杉谜引辕意账脾取叼贵驹戳眉习溢辱耘监一之及梗灰杯愤四三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.5框架系统中求解问题的基本过程如果两个框架对应槽之间没有矛盾或满足预先如果两个框架对应槽之间没有矛盾或满足预先规定的条件，就认为这两个框架可以匹配。规定的条件，就认为这两个框架可以匹配。但是，由于框架间存在继承关系，一个框架但是，由于框架间存在继承关系，一个框架描述的属性和值可能是从它的上层框架继承描述的属性和值可能是从它的上层框架继承来的，因此框架的比较往往要
129、牵涉到它的上来的，因此框架的比较往往要牵涉到它的上层框架甚至上上层框架，这就增加了匹配的层框架甚至上上层框架，这就增加了匹配的复杂性。另外复杂性。另外 ，框架间的匹配一般都具有，框架间的匹配一般都具有不确定性，框架系统中的框架都是固定的，不确定性，框架系统中的框架都是固定的，应用问题一般是随机的，变化的，要使它们应用问题一般是随机的，变化的，要使它们完全一致是很困难的，但又是不能不解决的完全一致是很困难的，但又是不能不解决的问题。问题。契弄樊舱锋棘巢疟索雕营瞥缉颤狠植哺发业腻钙罩椰摘醉粱棚锰娇烯唱颊三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.5框架系统中求解问题的基本过程不同的系统对上面的
130、问题解决的方法也不同。不同的系统对上面的问题解决的方法也不同。例如，上面提到的建立必要条件槽、充分条例如，上面提到的建立必要条件槽、充分条件槽就是一种解决方法。件槽就是一种解决方法。例如，假设师生员工的框架已经建立在知识库例如，假设师生员工的框架已经建立在知识库中，现在要从知识库中查找满足如下条件中，现在要从知识库中查找满足如下条件的教师：的教师：男性，男性，30岁以下，身体健康，讲师岁以下，身体健康，讲师把这些条件用框架表示出来，就是如下的初始把这些条件用框架表示出来，就是如下的初始框架：框架：潍诧孜嘉狼上丁讲碟啄羔实五擞狼涩撑乡铂赐批椰羹伎鬃汁傣建吗埠虚病三章节知识与知识表示三章节知识与知
131、识表示3.4.5框架系统中求解问题的基本过程框架名：教师框架名：教师-x姓名：姓名：年龄：年龄：30性别：男性别：男健康状况：健康健康状况：健康职称：讲师职称：讲师涎篱缸耽严迅延伴聊澎孪装变淮诧书羽结且慈螟慧勃棍呀阉构呕亩拖圾症三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.5框架系统中求解问题的基本过程用此框架与知识库中的框架匹配，显然，用此框架与知识库中的框架匹配，显然，教师教师-1框架可以匹配。因为年龄槽与健框架可以匹配。因为年龄槽与健康状况槽都符合要求，教师康状况槽都符合要求，教师-1框架虽然框架虽然没有给出性别、及职称的槽值，但由继没有给出性别、及职称的槽值，但由继承性可知他们分别是
132、男和讲师，完全符承性可知他们分别是男和讲师，完全符合教师合教师-x的要求，所以，要找的教师可的要求，所以，要找的教师可能就是孙林。能就是孙林。学君房孵含家改殆履跨按跑户仿汹嫡趾晓凸拖爹番闸伯店宾诺拜佩谁俄侈三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.4.6框架表示法的特点综上，可以看出框架系统有以下特点：综上，可以看出框架系统有以下特点：1.结构性：它是一种组织起来的结构化知识表结构性：它是一种组织起来的结构化知识表示方法，这是产生式方法所不具备的。示方法，这是产生式方法所不具备的。2.继承性：框架表示法通过使槽值为另一个框继承性：框架表示法通过使槽值为另一个框架的名字来实现框架间的联系，从而
133、实现复架的名字来实现框架间的联系，从而实现复杂网络之间的联系。杂网络之间的联系。3.自然性：框架表示法体现了人类思维的方式自然性：框架表示法体现了人类思维的方式比较自然，容易接受。比较自然，容易接受。族气仟复婶圈叭嘶驻耿堑版涵隆瀑浇延当镰牛穷哼鳃全鼻惮迁查物侍沙丧三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示语义网络表示法3.5.1语义网络的概念语义网络的概念3.5.2知识的语义网络表示知识的语义网络表示3.5.3常用的语义联系常用的语义联系3.5.4语义网络系统中求解问题的基本过语义网络系统中求解问题的基本过程程3.5.5语义网络表示法的特点语义网络表示法的特点啪肝恍疡么凌至稻穆织碌涕侣磊篓颗返醇
134、铜杏腔赡删星寺栈刮强撬冰车壳三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.5.1语义网络的概念语义网络是通过概念及其语义关系来表语义网络是通过概念及其语义关系来表示知识的一种有向图。图中的结点表示示知识的一种有向图。图中的结点表示概念、情况、属性、状态等，有向边表概念、情况、属性、状态等，有向边表示概念和概念之间的联系，边上附着的示概念和概念之间的联系，边上附着的文字称为语义指针。最简单的语义网络文字称为语义指针。最简单的语义网络是如下的一个三元组：是如下的一个三元组：（节点（节点1，弧，节点，弧，节点2）可以用如下的一个图来表示，并且称为可以用如下的一个图来表示，并且称为一个基本网元。一个基本
135、网元。A RAB B 表示其中表示其中A，B是节点，是节点，RAB是某种语义是某种语义关系。而且弧线的方向是有意义的。当关系。而且弧线的方向是有意义的。当表示隶属关系时，箭头所指的节点代表表示隶属关系时，箭头所指的节点代表上层概念，箭尾代表的是下层概念。如上层概念，箭尾代表的是下层概念。如猎狗猎狗 是一种是一种 狗狗啸擎葛桥湃撇抢弹拧元但垛褥撕大旅拥谱桐否险挽郧谈俭困技恒郁慈稻贿三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示 3.5.1语义网络的概念A RAB B表示表示.其中其中A，B是节点，是节点，RAB是和之间的是和之间的某种语义关系，或和代表概念，而某种语义关系，或和代表概念，而RAB 则代
136、表两个概念之间的关系。而且则代表两个概念之间的关系。而且弧线的方向是有意义的。当表示隶属关弧线的方向是有意义的。当表示隶属关系时，箭头所指的节点代表上层概念，系时，箭头所指的节点代表上层概念，箭尾代表的是下层概念。如箭尾代表的是下层概念。如猎狗猎狗 是一种是一种 狗狗括烛蜘许抹酉孩菏锚率肃协诀难首喜友纵剔邵拇杜皑足镶游么皱侯膜腔儿三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.5.2知识的语义网络表示用语义网络可以表达事实性的知识，也可以表达事实性之间的复杂联系。用语义网络可以表达事实性的知识，也可以表达事实性之间的复杂联系。下面我们分别讨论它们的实现。下面我们分别讨论它们的实现。1.用语义网络表
137、示事实性知识用语义网络表示事实性知识 吃肉吃肉 身上有毛身上有毛 有生命有生命 跑得快跑得快 猎狗猎狗 是一种是一种 狗狗 是一种是一种 动物动物 会吃会吃 能狩猎能狩猎 有尾巴有尾巴 能运动能运动 上面是一个用语义网络表示猎狗是一种狗、狗上面是一个用语义网络表示猎狗是一种狗、狗是一种动物，并且它们有一些不同属性的这是一种动物，并且它们有一些不同属性的这样一个事实性知识的语义网络。样一个事实性知识的语义网络。执寄卧朗笑阶韭系呈斩屡藏振损骤烫户砚戳藐咙狗轴接初姐兢缸点流易娄三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.5.2知识的语义网络表示（续）与框架表示法一样，语义网络也具有属与框架表示法一样
138、，语义网络也具有属性继承性，即下层概念可以继承上层概性继承性，即下层概念可以继承上层概念的属性。这样，就可以在下层概念中念的属性。这样，就可以在下层概念中列出概念所独有的属性，而在上层概念列出概念所独有的属性，而在上层概念中列出共性的属性。如本例中猎狗除自中列出共性的属性。如本例中猎狗除自身独有的属性外，还应具有狗的属性，身独有的属性外，还应具有狗的属性，即身上有毛，有尾巴，而狗应继承动物即身上有毛，有尾巴，而狗应继承动物的属性，即有生命，能运动会吃等。的属性，即有生命，能运动会吃等。掘患末村职衔殿雀寞通俐撤夜牌哉镇牟营骏薄羡统轰量潮楞哑擅违栏陪衅三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.5
139、.2知识的语义网络表示（续）在一些稍微复杂的事实性知识中，经常在一些稍微复杂的事实性知识中，经常会遇到会遇到“并且并且”及及“或者或者”这样的连接词。这样的连接词。在语义网络中可通过增设合取节点和析在语义网络中可通过增设合取节点和析取节点来表示。具体例子见取节点来表示。具体例子见P88页的图页的图3-12。用语义网络也可表示动作，例子见。用语义网络也可表示动作，例子见P88页的图页的图3-13，图，图3-14图图3-15，图，图3-16。汇如必宛骂胀纳椿早望私肃鸥吏地倍捕尘赂坛芝斑幌割谭搭懦过傍戈讹腆三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.5.2知识的语义网络表示（续）2.用语义网络表示事
140、实间的关系用语义网络表示事实间的关系语义网络可以表示事物间多种复杂的语语义网络可以表示事物间多种复杂的语义关系，常用的有分类关系、聚集关系、义关系，常用的有分类关系、聚集关系、推论关系、时间关系、位置关系、多元推论关系、时间关系、位置关系、多元关系。具体例子见关系。具体例子见P89页页P91页的图页的图3-17图图3-23。棍柞找姨存浑辊桩械煎兜豹叛搅乳篓狭掷拖空践仟答打埠量扩耿芋郎费崖三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.5.2知识的语义网络表示（续）3.用语义网络表示比较复杂的知识用语义网络表示比较复杂的知识首先我们讨论如何把一些简单但存在某些联系首先我们讨论如何把一些简单但存在某些
141、联系的知识组织到一个语义网络中，然后再讨论的知识组织到一个语义网络中，然后再讨论如何应用网络分区技术表示语义上比较复杂如何应用网络分区技术表示语义上比较复杂的知识。设有如下事实：的知识。设有如下事实：黎明的自行车是飞鸽牌，黑色，黎明的自行车是飞鸽牌，黑色，28型型刘华的自行车是金狮牌，红色，刘华的自行车是金狮牌，红色，26型型用前面介绍的方法很容易把它们的语义网络写用前面介绍的方法很容易把它们的语义网络写出来，但需要写成两个网络，显得不方便。出来，但需要写成两个网络，显得不方便。捍尊蛰量宴来渗邹刻宦蒋抒带琉锄眷扯氧叶匀熏棉摔葵鱼变瓜艾呕稀纷贵三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.5.2知
142、识的语义网络表示（续）分析上面的事实，发现它们都是和自行分析上面的事实，发现它们都是和自行车相关的，因此，可以把自行车作为一车相关的，因此，可以把自行车作为一个通用概念用节点来表示。于是，当要个通用概念用节点来表示。于是，当要查找有关自行车的信息时，只要找到自查找有关自行车的信息时，只要找到自行车的节点即可，具体的语义行车的节点即可，具体的语义 网络如网络如P92页的图页的图3-24所示。所示。举慈唱寻篷牡剩抱葡帜赞期镐局瘤负淤花整谊殷纺阻卵哄裸瑞咒毙改秃蛙三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.5.2知识的语义网络表示（续）用语义网络表示比较复杂的知识时，往往还涉用语义网络表示比较复杂的
143、知识时，往往还涉及到对量化变量的处理。对于存在量词可以及到对量化变量的处理。对于存在量词可以直接用直接用“是一个是一个”，“是一种是一种”等这样的语义联等这样的语义联系来表示，对于全称量词则需要用网络分区系来表示，对于全称量词则需要用网络分区技术才能实现。网络分区的基本思想是：把技术才能实现。网络分区的基本思想是：把一个表示复杂知识的命题分为若干个子命题，一个表示复杂知识的命题分为若干个子命题，每一个子命题是一个较简单的语义网络，并每一个子命题是一个较简单的语义网络，并称为一个子空间，多个子空间构成一个大空称为一个子空间，多个子空间构成一个大空间。每个子空间是大空间的一个节点，称为间。每个子空
144、间是大空间的一个节点，称为超节点。超节点。煞鸡望蒂刹膜鲁绕吼笺卵圣烧比臀辟翟顽门渭邱成进癸禹歹郑冬腔敛凿耶三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.5.2知识的语义网络表示（续）例如有如下事实：每个学生都背诵了一例如有如下事实：每个学生都背诵了一首唐诗。可用如下的语义网络表示：首唐诗。可用如下的语义网络表示： GS 学生 背颂 唐诗 F 是 是 是 主体 客体 g s r p 具有全称量词的语义网络吊喻麦泽常促炼题嫉坯井尸口洞肿框佐皇笨劲苑续哉寺清逾辐巍归篷蹄韵三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示知识语义网络表示（续） 在上图中，在上图中，s是全称量词，表示任一学生；是全称量词，表示任一
145、学生；r是存在量词，表示某一次背颂；是存在量词，表示某一次背颂；p也是也是存在量词，表示某一首唐诗，存在量词，表示某一首唐诗，s,r,p及其及其语义联系构成一个子网，是一个子空间，语义联系构成一个子网，是一个子空间，表示对每一个学生表示对每一个学生s,都存在一个背诵事都存在一个背诵事件件r和一首唐诗和一首唐诗p;节点节点g是这个子空间的是这个子空间的代表，由狐代表，由狐F指出它所代表的子空间是指出它所代表的子空间是什麽及其具体形式；弧什麽及其具体形式；弧 指出指出s是一个全是一个全称量词，节点称量词，节点GS代表整个空间。代表整个空间。筛认展数岩碍煎疙造啥锑甩痘泛涎即祭晦执揽掺肄攒艘棋挣册宵圃
146、嫁才缚三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.5.2知识的语义网络表示（续）在这种表示法中，要求子空间中的所有在这种表示法中，要求子空间中的所有非全称变量节点都是全称变量的函数，非全称变量节点都是全称变量的函数，否则，就应该放在子空间的外面。例如，否则，就应该放在子空间的外面。例如，对于事实：每个学生都背诵了对于事实：每个学生都背诵了“静夜思静夜思”这首唐诗。这里因为这首唐诗。这里因为“静夜思静夜思”是一首具是一首具体的唐诗，不是全称变量的函数，所以，体的唐诗，不是全称变量的函数，所以，应该把它放在子空间的外面。如应该把它放在子空间的外面。如P93页页的图的图3-26所示。所示。鬼玄林毅拷
147、额肖狄揉胎瞧递啪城予亨擞莲砚楚叶拈柠队离才拾皖吮镰盟眼三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.5.2知识的语义网络表示（续）应注意：在具体实现语义网络时，一个应注意：在具体实现语义网络时，一个节点的数据结构应记录六种信息：即指节点的数据结构应记录六种信息：即指向该节点的弧，该节点发出的弧，节点向该节点的弧，该节点发出的弧，节点的名称，该节点的位置，节点的特性表的名称，该节点的位置，节点的特性表及相关空间。一个弧的数据结构应该记及相关空间。一个弧的数据结构应该记录五种信息：即弧的名称，弧的起始节录五种信息：即弧的名称，弧的起始节点，终止节点，弧的特性表及包含该弧点，终止节点，弧的特性表及包含
148、该弧的空间等。的空间等。蔽祷趣迢清仿用醋对癌舔把腺赁国那栗踏畜彰钞嚣酌站柴著骆员密谩去瘦三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.5.3常用的语义联系语义联系反映节点间的语义关系，下面语义联系反映节点间的语义关系，下面列出的是一些常用的语义联系：列出的是一些常用的语义联系：在框架表示法中讨论的在框架表示法中讨论的AKO槽、槽、ISA槽、槽、Infer槽等在语义网络中仍然可以用作联槽等在语义网络中仍然可以用作联系。系。1.A-Member-of联系联系它表示个体与集体（类或集合）之间的它表示个体与集体（类或集合）之间的关系。见关系。见P93页的图页的图3-27搁正嫂位溶罢钵徘诗扰肿诌籽撇亏韦茂
149、痛聋墅翅柬吐辞敞鞠梁瘦谢蔼抛逾三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.5.3常用的语义联系（续）2.Compoced-of联系联系它表示构成联系，是一种一对多的联系，被它它表示构成联系，是一种一对多的联系，被它联系的节点间不具有属性继承性。具体例子联系的节点间不具有属性继承性。具体例子见见P93页图页图3-283.Have联系它表示属性或事物的占有关系。例联系它表示属性或事物的占有关系。例子见子见P93页图页图3-294.Before,After,At联系联系它们表示事件之间的时间先后关系。其中它们表示事件之间的时间先后关系。其中Befor表示一个事件在另一个事件之前，表示一个事件在另一个
150、事件之前，After表示一个事件在另一个事件之后，表示一个事件在另一个事件之后，At表示某表示某一事件发生的时间。例子见一事件发生的时间。例子见P93页的图页的图3-30。欲馋娇轴凛换寒折怜尘坪堑茅堪种裂馅臻怀查催膘酌具侥誓米蒂抉粮侦腕三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.5.3常用的语义联系（续）5.Located-on(-at,-under,-inside,-outside等）等）这些语义表示实物间的位置关系。例子这些语义表示实物间的位置关系。例子见见P94页的图页的图3-316.Similar-to,Near-to联系联系这些语义联系表示事物间的相似和接近这些语义联系表示事物间的相
151、似和接近关系。例子见关系。例子见P94页的图页的图3-32戈眠赴椒晨孵轨躬体凶应暗美廊雾丫瞻遣糟帘笔槐慷空壤糯织桩喂肤西鹿三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.5.4语义网络系统中求解问题的基本过程 用语义网络表示知识的问题求解系统由用语义网络表示知识的问题求解系统由两大部分组成：一是用语义网络组成的两大部分组成：一是用语义网络组成的知识库，另一个是用于求解问题的解释知识库，另一个是用于求解问题的解释程序，称为语义推理机。程序，称为语义推理机。在语义网络中问题的求解一般是通过匹在语义网络中问题的求解一般是通过匹配来实现的，其主要过程为：配来实现的，其主要过程为：（1）根据待求解问题构造一
152、个网络片）根据待求解问题构造一个网络片段，其中有些节点或弧的标识是空的，段，其中有些节点或弧的标识是空的，反映待求解的问题。反映待求解的问题。皿枝弗发晦潘勿迅逐仙卉疥匪垒闹垃证诵壕咀笛钥扔亏柳睁搐竹疟隅仍娩三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.5.4语义网络系统中求解问题的基本过程 （续）（2）依此网络片段到知识库中寻找匹配的网）依此网络片段到知识库中寻找匹配的网络，以找出所需要的信息。但这种匹配可能络，以找出所需要的信息。但这种匹配可能存在不确定性，需要解决不确定性匹配问题。存在不确定性，需要解决不确定性匹配问题。（3）当匹配成功时，则匹配的事实就是问题）当匹配成功时，则匹配的事实就是
153、问题的解。下面通过例子来说明这个过程。设有的解。下面通过例子来说明这个过程。设有如下事实：如下事实：赵云是一个学生。赵云是一个学生。他在东方大学主修计算机课程。他在东方大学主修计算机课程。他入校的时间是他入校的时间是1990年。年。谷娩独宗玫婚挞遁蚕肛尚佐诧吱邻重按吵策为占刘统笛案爽仅虫涝士决阁三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.5.4语义网络系统中求解问题的基本过程 （续）这些事实可用如下的语义网络来表示：恒涡拯瞧瞳闪勃夫怂膊灶躬绰涎八停舱嗓淋牵始慷哄示疥慎绚质罗恐法炕三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示在上面的图中教育-1是指赵云所受的教育。如果现在想知道赵云所主修的课程，根据
154、这个问题可以构造一个语义网络片段： 3.5.4语义网络系统中求解问题的基本过程 （续）扣谎掳隶窑嫩立雅颂斗许筏浅脐孩炎袁演炉巡阶搽睦笆玄渝援轮练院寝酗三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示语义网络系统中求解问题的基本过程（续）在表示问题的语义网络片段中增加相应在表示问题的语义网络片段中增加相应的空节点及弧就可以了。的空节点及弧就可以了。后一个语义网络和前一个语义网络匹配后一个语义网络和前一个语义网络匹配时，由时，由Major弧所指的节点可知赵云的弧所指的节点可知赵云的主修课程是计算机，这就得到了问题的主修课程是计算机，这就得到了问题的答案。如果还希望知道赵云是什麽时间答案。如果还希望知道赵云
155、是什麽时间入学的以及他在哪个学校学习等，只需入学的以及他在哪个学校学习等，只需在表示问题的语义网络片段中增加相应在表示问题的语义网络片段中增加相应的空结点及弧即可的空结点及弧即可根叹冻沼三佣团鸥翻止但赎珊傅棺轻隙侵赦痕擦带狗肖踢程嗽泰瑚术揍激三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.5.5 语义网络表示法的特点语义网络主要有以下优点：语义网络主要有以下优点：1、结构性、结构性2、联想性、联想性3、自然性、自然性缺点是：缺点是：非严格性、处理上的复杂性非严格性、处理上的复杂性看烈消认伊鸽版徘帘恼铆胺男讳泵煽抱扭霞圭藏抢仅骋抗马圭殴反凹术孪三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.8Petri
156、网表示法知识表示方法还有脚本表示法、过程表知识表示方法还有脚本表示法、过程表示法，在这里我们不再详细讨论。接下示法，在这里我们不再详细讨论。接下来我们介绍来我们介绍Petri网表示法和面向对象的网表示法和面向对象的表示法。表示法。1、Petri网是一个如下表示的有向图网是一个如下表示的有向图挑矽赶券甄孽胚在灵介灶澈暮沿机朝氮伤淡剪山游罐桃寂阴柒囚舷柳剩尹三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.8Petri网表示法（续）上图中上图中Pj和和Pk分别代表第分别代表第j和第和第k个个位置位置,Yj、Yk则是这两个位置的标记，则是这两个位置的标记，Ti是某个转换。如果用是某个转换。如果用Pj和和P
157、k分别分别对应产生式规则的前提对应产生式规则的前提dj和和dk用用Ti代表规则强度代表规则强度 i则上面的图与下面则上面的图与下面的产生式规则具有相同的含义。的产生式规则具有相同的含义。IF dj THEN dk (CF = i)事问彼媒潦篡遮彬凭货吵巧逆瘦膛观瘤阳踊民哉颅汽毡抡苛旺宜卫越巷铅三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.8Petri网表示法（续）对于比较复杂的知识，对于比较复杂的知识，Petri网通常用一网通常用一个八元组来表示知识间的因果关系，具个八元组来表示知识间的因果关系，具体如下所示：体如下所示：（P，T，D，I，O，f, , )其中：其中：P是位置的有限集，记为：是位
158、置的有限集，记为：P = P1,P2,Pn;T是转换的有限集，记为：是转换的有限集，记为：T = t1,t2,tn;香篮届朽庇宗护骏辟肤玫笋转家冰杯江幼锄悯潦稀纲它暖椭暑恐闭欢幕瑟三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.8Petri网表示法（续）D是命题的有限集，记为：是命题的有限集，记为：D = d1,d2,dnI为输入函数，表示从位置到转换的映射；为输入函数，表示从位置到转换的映射；O为输出函数，表示从转换到位置的映射；为输出函数，表示从转换到位置的映射；f为相关函数，表示从转换到为相关函数，表示从转换到01间一个实数的间一个实数的映射映射,用来表示规则强度；用来表示规则强度； 为相关
159、函数，表示从转换到为相关函数，表示从转换到01间一个实数间一个实数的映射，用来表示位置到对应命题的可信度；的映射，用来表示位置到对应命题的可信度； 为相关函数，表示从位置到命题的映射，用为相关函数，表示从位置到命题的映射，用于表示位置对应的命题。于表示位置对应的命题。 沸筏檄坠猩籽退艺舷樊磅游泵涤静波制乍霄坷仟木掷叹妹募仕苯赦着笆攒三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.8Petri网表示法（续） 在上面的论述中，用到了规则强度和可在上面的论述中，用到了规则强度和可信度的概念，它们是用来表示不确定性信度的概念，它们是用来表示不确定性知识的。对于一个产生式规则，其可信知识的。对于一个产生式规
160、则，其可信度称为规则强度。下面我们用例子来说度称为规则强度。下面我们用例子来说明明Petri网的用法。网的用法。设有如下产生式规则：设有如下产生式规则：IF dj THEN dk (CF = i)若若dj 的可信度为的可信度为0.8，规则强度，规则强度 i=0.9,则则Petri网中各元素的内容分别是：网中各元素的内容分别是：觉屏碾萧答砌局拟薯昌碎裂拒哩渣辑孵乍蚊厢勤讽迎咋芳纬盔肇楼尊锯汁三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.8Petri网表示法（续）P=Pi, Pk 位置的有限集位置的有限集T = ti 转换的有限集转换的有限集D = dj ,dk命题的有限集命题的有限集 I = (P
161、j) = ti输入函数，从位置到转换的映射输入函数，从位置到转换的映射 O (ti) = PK输出函数，从转换到位置的映射输出函数，从转换到位置的映射f (ti) = i = 0.9从转换到间一个实数的映射从转换到间一个实数的映射 (Pj) = 0.8从转换到间实数的映射，表示位置从转换到间实数的映射，表示位置对应命题的可信度对应命题的可信度 (Pj) = dj (Pk) = dk位置对应的命题位置对应的命题纳屯仁占蹦卡勤啥棠盂腑胃致倾眶锦丧凰浪羚咎丁篷榜黎伏新耘饰墓讯原三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.8Petri网表示法（续）再如对于如下产生式规则集：再如对于如下产生式规则集：r
162、1: IF d1 THEN d2 (CF = 0.85)r2: IF d2 THEN d3 (CF = 0.8)r3: IF d2 THEN d4 (CF = 0.8)r4: IF d4 THEN d5 (CF = 0.9)r5: IF d1THEN d6 (CF = 0.9)r6: IF d6THEN d9 (CF = 0.93)r7: IF d1AND d8 THEN d7 (CF = 0.9)r8: IF d7THEN d4 (CF = 0.9)鸟及俄吱醇楼肋逝揽尊诽醚徒蒲矢刊锈昧灰绣粪旅韭睹怎斜绘驭快榴核莉三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示Petri网表示法（续）其Petri网表
163、示如下图所示：毕劣疾迅债虹昼酞炬悔堂臣吊削毡袁牛证撂诺争鞭潮流先元战拎喇廊丽艰三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.8.1Petri网表示法的特点Petri网表示法的特点是：网表示法的特点是：便于描述系统状态的变化及对系统特性便于描述系统状态的变化及对系统特性进行分析可以在不同层次上变换描述，进行分析可以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，这而不必注意细节及相应的物理表示，这样可以把注意力集中到一个层次的研究样可以把注意力集中到一个层次的研究上。上。弓给线术辅髓绞跟民敌混贩腔苫鲍校群历窒但巍玉冗禁仗照雾蒙整窖迸药三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.9面向对象的表
164、示法3.9.1面向对象的基本概念面向对象的基本概念对象、类、封装、继承是面向对象技术中对象、类、封装、继承是面向对象技术中的基本概念，对于理解面向对象的思想及的基本概念，对于理解面向对象的思想及方法有重要作用。方法有重要作用。1、对象、对象广义上讲，对象是客观世界中的任何事物，广义上讲，对象是客观世界中的任何事物，可以是简单的事物，也可以是复杂的事物；可以是简单的事物，也可以是复杂的事物；恨掸案坐亭魏粤萨锗截陡红淆剥囤陈鹅屈呕这蔓彦驳馁狡锹补寓苛护哈蝎三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.9面向对象的表示法2、从问题求解的角度看，对象是与问、从问题求解的角度看，对象是与问题领域有关的客观
165、事物；题领域有关的客观事物；3、从对象的实现机制来讲，对象是一、从对象的实现机制来讲，对象是一台自动机，它有一个名字、有一组数据台自动机，它有一个名字、有一组数据和一组操作，不同对象间的相互作用通和一组操作，不同对象间的相互作用通过互传消息实现。过互传消息实现。泳瑰督臭母桃矮赌恫乳恋姚鲜治雏洛鹤娄慈焚续胜蹦惫搔抬衍拎卤珍节显三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.9面向对象的表示法（续）对象的自动机表示如下图所示：对象的自动机表示如下图所示：制传屋垒蛙创烙驼虑设变霍易遣遵挛典芜辞雁左缮朵丘儒骑溅掣扯贡驳暑三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.9面向对象的表示法（续）2、类、类类在概念
166、上是一种抽象，它是对一组相似对象类在概念上是一种抽象，它是对一组相似对象的抽象。具体的说就是，在诸多对象中可能有的抽象。具体的说就是，在诸多对象中可能有一些具有相同的特征（如具有部分相同的数据，一些具有相同的特征（如具有部分相同的数据，允许相同的操作），为了避免数据及操作的重允许相同的操作），为了避免数据及操作的重复描述及存储，就把共同的部分抽取出来构成复描述及存储，就把共同的部分抽取出来构成一个类。类也是对象，它是数据及操作为具体一个类。类也是对象，它是数据及操作为具体对象共同的那部分。例如，办公桌、课桌，对象共同的那部分。例如，办公桌、课桌，都是具体的对象，但它们又有共同的属性，于都是具体
167、的对象，但它们又有共同的属性，于是可以把它们抽象成桌子，桌子是一类对象。是可以把它们抽象成桌子，桌子是一类对象。而对于桌子、椅子还可以形成超类而对于桌子、椅子还可以形成超类“家具家具”。于。于是超类、类、具体对象就形成了一个层次结构。是超类、类、具体对象就形成了一个层次结构。在这个结构中，层次越高在这个结构中，层次越高 越抽象、越低越具体。越抽象、越低越具体。奋层唯娄迄为瞅童租呛桔旦裳企哆赎混寡鼠骋貉浩稽抖猫肪赡谜命哺淖吁三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.9面向对象的表示法（续）对于一个对象的状态只能由它的私有操作对于一个对象的状态只能由它的私有操作来改变它，其它对象的操作不能直接改
168、变来改变它，其它对象的操作不能直接改变它的状态。当一个对象需要改变另一个对它的状态。当一个对象需要改变另一个对象的状态时，它只能向对象发送消息，该象的状态时，它只能向对象发送消息，该对象则根据消息的模式找出相应的操作，对象则根据消息的模式找出相应的操作，并执行操作改变自己的状态。这里发送消并执行操作改变自己的状态。这里发送消息与通常所说的过程调用是不同的，发送息与通常所说的过程调用是不同的，发送消息是触发自动机，同样的输入可能因自消息是触发自动机，同样的输入可能因自动机的状态不同，而输出不同的结果，而动机的状态不同，而输出不同的结果，而过程调用时只要输入参数相同，得到的结过程调用时只要输入参数
169、相同，得到的结果就是相同的。果就是相同的。积谢鹊墨师绊炬线纠咯美吊尖班酗扳擅淳扼群千首窟疯菲颖冯历痒著割活三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.9面向对象的表示法（续）另外，过程是一个独立的实体，显式的另外，过程是一个独立的实体，显式的为它的调用者所见，而在面向对象中，为它的调用者所见，而在面向对象中，操作是隶属于对象的，它不是独立存在操作是隶属于对象的，它不是独立存在的实体，只是对象的功能体现。的实体，只是对象的功能体现。象这样把一切局部于对象的信息及象这样把一切局部于对象的信息及操作都局限于对象之内，在外面是不可操作都局限于对象之内，在外面是不可见的，对象之间除了互递消息之外，不见的
170、，对象之间除了互递消息之外，不再有其它联系。再有其它联系。宵荷瑟哄住窒祈鼻裤绚浩榆惦区猛怀惮害篡仍宵筹竖摧兑价午慌耻火美寡三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.9面向对象的表示法（续）这就是所谓封装的概念。这就是所谓封装的概念。封装是一种信息隐藏技术，是面向对象封装是一种信息隐藏技术，是面向对象的主要特征，面向对象的许多优点都是的主要特征，面向对象的许多优点都是靠这一手段获得的，它使得对象的用户靠这一手段获得的，它使得对象的用户可以不了解对象行为实现的细节，只需可以不了解对象行为实现的细节，只需要消息来访问对象，这样就可以把精力要消息来访问对象，这样就可以把精力用于系统一级的设计与构成上
171、。用于系统一级的设计与构成上。本服韧奈态那苏呸霉萌诊酿瞻露蔗茶项脓么典忧娄弧夯拷六襟拥辛碧缀皮三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.9面向对象的表示法（续）4.继承继承在由超类、子类及对象所形成的层次结在由超类、子类及对象所形成的层次结构中，父类所具有的数据和操作可被子构中，父类所具有的数据和操作可被子类继承，除非在子类对相应数据及操作类继承，除非在子类对相应数据及操作重新进行了定义，这称为类与对象类之重新进行了定义，这称为类与对象类之间的继承关系。这里所说的继承关系和间的继承关系。这里所说的继承关系和框架表示法中的属性间的继承关系类似，框架表示法中的属性间的继承关系类似，都避免了信息的
172、冗余。都避免了信息的冗余。茬神碧都搓庞渴迄硬眼含刘站寒多藤仪耙厩壶诞性搅崖溪祈柳哮兼凿筏凳三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.9面向对象的表示法（续）由面向对象的基本概念不难看出对象的基由面向对象的基本概念不难看出对象的基本特征如下：本特征如下：1、模块性、模块性2、继承性、继承性3、封装性、封装性4、多态性：所谓多态性是指一个名字可、多态性：所谓多态性是指一个名字可以有多种语义，可作多种解释。以有多种语义，可作多种解释。铲它沥葡睁毛剪曝闽茎歹恩扫杠糜桐澳们蜀枣脓矣吝缮防富狮桨翔铰样捌三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.9面向对象的表示法（续）例如运算符例如运算符“+”、“-”
173、、“*”、“/”既可做既可做整数四则运算，也可做实数四则运算，整数四则运算，也可做实数四则运算，但它们的执行代码却全然不同。但它们的执行代码却全然不同。在面向对象的的系统中，对象封装了操在面向对象的的系统中，对象封装了操作，就是利用了重名操作，让各对象自作，就是利用了重名操作，让各对象自己去根据实际情况执行，不会引起混乱。己去根据实际情况执行，不会引起混乱。5、易维护性、易维护性6、便于进行增量设计、便于进行增量设计烷臼汽魂臣杭鸡植他消掇琅羊滋介菜椭歹青巢乖奈宁玻湿队呕晶钧柔诅量三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.9.1面向对象表示知识的方法在面向对象的方法中，类、子类具体对象在面向对
174、象的方法中，类、子类具体对象（又称为类的实例）构成了一个层次结构，（又称为类的实例）构成了一个层次结构，而且子类可以继承父类的数据及操作。这而且子类可以继承父类的数据及操作。这种层次结构及继承机制直接支持了分类知种层次结构及继承机制直接支持了分类知识的表示，而且其表示方法与框架表示法识的表示，而且其表示方法与框架表示法有许多相似之处，知识可按类以一定层次有许多相似之处，知识可按类以一定层次形式进行组织，类之间通过链实现联系。形式进行组织，类之间通过链实现联系。用面向对象表示方法表示知识时也需要对用面向对象表示方法表示知识时也需要对类进行描述，下面给出一种描述形式：类进行描述，下面给出一种描述形
175、式：肚带喇攒棕膜臂铭麻炉妓厉本肾恼载餐荆柒挨镭沪萍蛋浩驭灭炽撞营摹瞪三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.9.1面向对象表示知识的方法（续）Class : Structure Method Restraint END 眺终雇犁稳湾睹剧诽诗蜀炊窟泵续钠买杰贾噪桩姬陈欺熏驭荆务墟蹲沥疹三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.9.1面向对象表示知识的方法（续）其中其中Class是类描述的开始标志；是类描述的开始标志；是是该类的名字，它是系统中该类的唯一标识；该类的名字，它是系统中该类的唯一标识；是任选的，当该类有父类时，用是任选的，当该类有父类时，用它指出父类的名字；它指出父类的名字；是一
176、组变是一组变量名构成的序列，该类中所有对象都共享量名构成的序列，该类中所有对象都共享这些变量，对该类对象来说它们是全局变这些变量，对该类对象来说它们是全局变量，当把这些变量实例化为一组具体的值量，当把这些变量实例化为一组具体的值时，就得到了该类中一个具体对象。时，就得到了该类中一个具体对象。粤夯颁邻篷聪扭丹慈赔八鄙诚凶苛菌肝剁澈谦私南院缄犬垄姆兴拣酚责赋三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示3.9.1面向对象表示知识的方法（续）即一个实例即一个实例Structure后面的后面的用来描述该类对象的构成方法；用来描述该类对象的构成方法；Method后面的后面的用于用于定义对类元素可施行的各种操作
177、，它既可定义对类元素可施行的各种操作，它既可以是一组规则，也可以是为实现相应操作以是一组规则，也可以是为实现相应操作所需要执行的一段程序，在所需要执行的一段程序，在C+中则为成中则为成员函数调用；员函数调用；Restraint后面的后面的指出该类元素所应满足的限制条件，可用指出该类元素所应满足的限制条件，可用包含类变量的谓词构成，当它不出现时表包含类变量的谓词构成，当它不出现时表示没有限制。示没有限制。寞沪夷逐讶奏赵念筏止恿慢抒练肠葛尘足锥苑粉珐躬蔫济掘欲及碳堪珍舞三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示在具体实现时，上述形式可依所用的语在具体实现时，上述形式可依所用的语言不同而有不同的具体形
178、式。例如在言不同而有不同的具体形式。例如在C+语言中可用语言中可用CLASS对类进行描述。对类进行描述。闺歧咋恰邑挖爹语喧卸切运袱袍称甘闯广量弛陌竖歧涨宠婴执湾荧碰狞胀三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示本章小节1.本章讨论了知识及知识表示的概念，并讨论了本章讨论了知识及知识表示的概念，并讨论了几种主要的知识表示方法。几种主要的知识表示方法。2.知识是有关信息关联在一起形成的信息结构，知识是有关信息关联在一起形成的信息结构，知识可分为事实性知识、过程性知识、控制性知知识可分为事实性知识、过程性知识、控制性知识、以及确定性知识和不确定性知识。识、以及确定性知识和不确定性知识。3.知识的表示方
179、法分为两大类，即符号表示法与知识的表示方法分为两大类，即符号表示法与连接机制表示法本章仅仅讨论了符号表示法，也连接机制表示法本章仅仅讨论了符号表示法，也就是说知识表示实际上是一个符号化的过程。把就是说知识表示实际上是一个符号化的过程。把知识表示成计算机能接受的某种形式，并以某种知识表示成计算机能接受的某种形式，并以某种结构描述出来，不同的结构形式形成了不同的表结构描述出来，不同的结构形式形成了不同的表示方法。示方法。腐哨崎续靛哺睹椭封凿塘脂钻便益纪胰莹脉吩湃童缨傲祁锥啸豺沸儒同称三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示本章小节（续）4.同一个问题可以有不同的表示方法，而不同的同一个问题可以有不
180、同的表示方法，而不同的表示方法对于求解问题的效率是有很大差别的。表示方法对于求解问题的效率是有很大差别的。选择什麽表示方法要视问题的性质而定。例如，选择什麽表示方法要视问题的性质而定。例如，对于因果关系的知识用产生式表示法效率就比对于因果关系的知识用产生式表示法效率就比较高较高,而用框架等别的表示方法效率就低。而用框架等别的表示方法效率就低。 5.知识的表示还可分为内部表示和外部表示。所知识的表示还可分为内部表示和外部表示。所谓外部表示是指本章中所讨论的各种知识模式；谓外部表示是指本章中所讨论的各种知识模式；所谓知识的内部形式是指把用外部模式表示的所谓知识的内部形式是指把用外部模式表示的知识转
181、换成计算机语言的编码形式。知识转换成计算机语言的编码形式。蕾挎棉澈寐都褥棍砚叮唯暑劲狱煌猩嚼图撕阴豌退予蛊烩樱枝闪罩就维注三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示本章小节（续）6.目前提出的知识表示方法各有优缺点，而且都目前提出的知识表示方法各有优缺点，而且都是从各个不同的实际应用系统中总结出来的，是从各个不同的实际应用系统中总结出来的，偏重于实际应用，还缺乏严格的理论。偏重于实际应用，还缺乏严格的理论。7.已有的知识表示方法都是面向领域知识的，关已有的知识表示方法都是面向领域知识的，关于常识性知识的表示方法，是目前急待解决的于常识性知识的表示方法，是目前急待解决的一个困难问题。一个困难问题。
182、8.知识表示与知识利用是密切相关的问题，如何知识表示与知识利用是密切相关的问题，如何在表示中对利用提供更多的支持也是一个急待在表示中对利用提供更多的支持也是一个急待解决的问题。另外，目前的模式大多是某一种解决的问题。另外，目前的模式大多是某一种数据结构，而现实世界中的知识并非数据结构，而现实世界中的知识并非都可用某种数据结构表示出来，因此，应从更都可用某种数据结构表示出来，因此，应从更广泛的意义上考虑表示问题。广泛的意义上考虑表示问题。沛旨缠拐压护酱遮蜗素齐潞似粳阅蹿弯原销搅吕枫腺板如袒僚伶会绒谦释三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示本章小节（续）9. 知识表示与系统运行效率密切相关，与知
183、识获知识表示与系统运行效率密切相关，与知识获取及知识库的组织紧密相关，因此，如何表示取及知识库的组织紧密相关，因此，如何表示才有利于知识的获取、知识库的更新以及提高才有利于知识的获取、知识库的更新以及提高系统的运行效率是需要进一步研究的问题。系统的运行效率是需要进一步研究的问题。10.对于不确定、不完全的知识表示还需要做大对于不确定、不完全的知识表示还需要做大量的工作。量的工作。掂稼混许读捣如猫寇卯署妨槐耀踞瘟算篇黄另挣旦捍匆费胡刃屑名浆帚绿三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示第三章 作业 P108习题习题3.5,3.6,3.7,3.8,3.9,3.10,3.13,3.14,3.15,3.16,3.18,3.21,3.25,3.26顷砌放晓丰搁泰厂怖燥令桶曰壤簿叶吝奶蚀巾秃硒迹瞧夜糙羡辫才磅嗡贼三章节知识与知识表示三章节知识与知识表示
