吉林省电力建设总公司网站,网站建设vr,深圳设计展2022,淘宝客网站还可以做吗【人工智能Ⅰ】2-知识表示
知识是智能的基础
一阶谓词逻辑、产生式、框架等知识表示方法 文章目录 【人工智能Ⅰ】2-知识表示2.1 知识与知识表示的概念知识的概念知识的特性 2.2 一阶谓词逻辑表示法谓词谓词公式一阶谓词逻辑知识表示方法一阶谓词逻辑表示法的特点 2.3 产生式…【人工智能Ⅰ】2-知识表示
知识是智能的基础
一阶谓词逻辑、产生式、框架等知识表示方法 文章目录 【人工智能Ⅰ】2-知识表示2.1 知识与知识表示的概念知识的概念知识的特性 2.2 一阶谓词逻辑表示法谓词谓词公式一阶谓词逻辑知识表示方法一阶谓词逻辑表示法的特点 2.3 产生式表示法产生式产生式系统动物识别系统案例产生式表示法的特点 2.4 框架表示法结构化框架的一般结构用框架表示知识的例子框架表示法的特点 习题 2.1 知识与知识表示的概念
知识的概念
知识把有关信息关联在一起所形成的信息结构
事实 or 规则
信息关联形式如果xxx则xxx
知识的特性
1相对正确性
任何知识都是在一定条件及环境下产生的在该条件及环境下才是正确的
例如不同进制下的加法
2不确定性
引发原因随机性、模糊性、经验、不完全性
3可表示性与可利用性
可表示语言、文字、图形、神经网络等
2.2 一阶谓词逻辑表示法 逻辑的分类 每列代表一层下一列是上一列的分支 逻辑经典/二值逻辑经典命题逻辑【一阶谓词逻辑】非经典逻辑三值逻辑多值逻辑模糊逻辑
谓词
一般表示形式 P ( x 1 , x 2 , . . . , x n ) P(x_1,x_2,...,x_n) P(x1,x2,...,xn) 个体x1至xn某个独立存在的事物或某个抽象的概念
谓词名P刻画个体的性质、状态或个体间的关系
个体的不同例子
1个体是常量一个或一组指定的个体 53 Greater(5,3) 2个体是变量没有指定的一个或一组个体 x5 Less(x,5) 3个体是函数一个个体到另一个个体的映射 小李的父亲是老师 Teacher(father(Li)) 4个体是谓词 Smith作为ig工程师为IBM工作 Works(engineer(Smith),IBM) 谓词公式
1连接词连词
含义符号非﹁或∨与∧蕴含/条件→等价/双条件⇔
2量词
含义符号全称量词∀x存在量词∃x 全称量词和存在量词举例 对于个体域中的任何个体x都存在个体yx与y是朋友 ( ∀ x ) ( ∃ y ) F r i e n d ( x , y ) (∀x)(∃y) Friend(x,y) (∀x)(∃y)Friend(x,y) 在个体域中存在个体x与个体域中的任何个体y都是朋友 ( ∃ x ) ( ∀ y ) F r i e n d ( x , y ) (∃x)(∀y) Friend(x,y) (∃x)(∀y)Friend(x,y) 在个体域中存在个体x与个体yx与y是朋友 ( ∃ x ) ( ∃ y ) F r i e n d ( x , y ) (∃x)(∃y) Friend(x,y) (∃x)(∃y)Friend(x,y) 对于个体域中的存在两个个体x和yx与y都是朋友 ( ∀ x ) ( ∀ y ) F r i e n d ( x , y ) (∀x)(∀y) Friend(x,y) (∀x)(∀y)Friend(x,y) 全称量词和存在量词出现的次序影响命题的含义 每个雇员都有一个经理 ( ∀ x ) ( ∃ y ) ( E m p l o y e e ( x ) − M a n a g e r ( y , x ) ) (∀x)(∃y) (Employee(x)-Manager(y,x)) (∀x)(∃y)(Employee(x)−Manager(y,x)) 有一个人是所有雇员的经理 ( ∃ y ) ( ∀ x ) ( E m p l o y e e ( x ) − M a n a g e r ( y , x ) ) (∃y) (∀x) (Employee(x)-Manager(y,x)) (∃y)(∀x)(Employee(x)−Manager(y,x)) 3谓词公式 谓词演算的谓词公式 1单个谓词是谓词公式原子谓词公式
2若A是谓词公式则非A也是谓词公式
3若A、B是谓词公式则A与B、A或B、A蕴含B、A等价B也是谓词公式
4若A是谓词公式则任意xA、存在xA也是谓词公式
5有限步应用1至4生成的公式也是谓词公式 连接词优先级别高到低 非 与 或 蕴含 等价
一阶谓词逻辑知识表示方法 谓词公式表示知识的步骤 1定义谓词、个体
2变元赋值
3用连接词连接各个谓词形成谓词公式 例题 1王宏是计算机系的一名学生 2王宏和李明是同班同学 3凡是计算机系的学生都喜欢编程序 定义谓词
Computer(x)x是计算机系的学生
Classmate(x,y)x和y是同学
Like(x,y)x喜欢y
表示知识
Computer(Wang)
Classmate(Wang, Li)
(∀x) (Computer(x)-Like(x,programming))
一阶谓词逻辑表示法的特点
优点 自然性、精确性、严密性、易实现
局限性 不能表示不确定的知识、组合爆炸、效率低
应用 机器人行动规划系统、机器博弈系统、问题求解系统
2.3 产生式表示法
产生式
表示事实、规则及其不确定性度量
1确定性规则知识的产生式表示
基本形式If P Then Q或P-Q
2不确定性规则知识的产生式表示
基本形式If P Then Q 置信度或P-Q置信度
产生式系统
基本结构控制
1规则库
用于描述相应领域内知识的产生式集合
2综合数据库
用于存放问题求解过程中各种当前信息的数据结构
3控制系统推理机构
由一组程序组成负责整个产生式系统的运行实现对问题的求解
动物识别系统案例
从规则库中选择与综合数据库中的已知事实进行匹配
进行冲突消解
具体见pdf第37页
产生式表示法的特点
优点 自然性、模块性、有效性、清晰性
缺点 效率不高、不能表达结构性知识
适用知识不存在结构关系、经验性及不确定性、一系列相对独立操作
2.4 框架表示法结构化
框架的一般结构
框架描述所论对象事物、事件、概念属性的数据结构
框架 —— 槽 ——侧面
槽描述所论对象某一方面的属性
侧面描述相应属性的一个方面
槽和侧面所具有的属性值分别被称为槽值和侧面值
框架名槽名1 侧面名11 侧面值111 ... 侧面值11p...侧面名1m 侧面值1m1 ... 侧面值11p槽名n ...约束约束条件1...约束条件n用框架表示知识的例子
当把具体的信息填入槽或侧面后就得到了相应框架的一个事例框架
框架表示法的特点
1结构性
2继承性
3自然性
习题 一阶谓词逻辑知识表示方法 非 ﹁ 或 ∨ 与 ∧ 蕴含/条件 → 等价/双条件 ⇔ (∃y) (∀x) 1有人每天下午都去打篮球
afternoon(x)x的每个下午
play(x,y)x做y事情 ( ∃ y ) ( ∀ x ) ( a f t e r n o o n ( x ) → p l a y ( y , b a s k e t b a l l ) ) (∃y) (∀x) (afternoon(x)→play(y,basketball)) (∃y)(∀x)(afternoon(x)→play(y,basketball)) 2新型计算机速度又快存储容量又大
computer(x)x是新型计算机
fast(x)x速度快
memory(x)x存储容量大 ( ∀ x ) ( c o m p u t e r ( x ) → f a s t ( x ) ∧ m e m o r y ( x ) ) (∀x)(computer(x)→fast(x)∧memory(x)) (∀x)(computer(x)→fast(x)∧memory(x)) 3不是每个计算机系的学生都喜欢在计算机上编程序
computer(x)x是计算机系学生
like(x,y)x喜欢做y事情 ﹁ ( ∀ x ) ( c o m p u t e r ( x ) → l i k e ( x , p r o g r a m m i n g ) ) ﹁ (∀x)(computer(x)→like(x,programming)) ﹁(∀x)(computer(x)→like(x,programming)) 4凡是喜欢编程序的人都喜欢计算机
like(x,y)x喜欢做y事情 ( ∀ x ) ( l i k e ( x , p r o g r a m m i n g ) → l i k e ( x , c o m p u t e r ) ) (∀x)(like(x,programming)→like(x,computer)) (∀x)(like(x,programming)→like(x,computer)) 框架表示法 假设有以下一段天气预报“北京地区今天白天晴偏北风3级最高气温12º最低气温-2º降水概率15%。”请用框架表示这一知识
框架名天气预报
地区北京
时间今天白天
天气晴
风向偏北风
风力3级
最高气温12℃
最低气温-2℃
﹁ (∀x)(computer(x)→like(x,programming)) $$ 4凡是喜欢编程序的人都喜欢计算机
like(x,y)x喜欢做y事情 ( ∀ x ) ( l i k e ( x , p r o g r a m m i n g ) → l i k e ( x , c o m p u t e r ) ) (∀x)(like(x,programming)→like(x,computer)) (∀x)(like(x,programming)→like(x,computer)) 框架表示法 假设有以下一段天气预报“北京地区今天白天晴偏北风3级最高气温12º最低气温-2º降水概率15%。”请用框架表示这一知识
框架名天气预报
地区北京
时间今天白天
天气晴
风向偏北风
风力3级
最高气温12℃
最低气温-2℃
降水概率15%
