《知識(shí)表示方法》PPT課件.ppt

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1、第二章知識(shí)表示方法2.1狀態(tài)空間法2.2問題歸約法2.3謂詞邏輯法2.4語義網(wǎng)絡(luò)法2.5其他方法2.6小結(jié)知識(shí)的定義Feigenbaum知識(shí)是經(jīng)過削減、塑造、解釋和轉(zhuǎn)換的信息。簡(jiǎn)單地說，知識(shí)是經(jīng)過加工的信息Bernstein知識(shí)是由特定領(lǐng)域的描述、關(guān)系和過程組成的Hayes-Roth知識(shí)是事實(shí)、信念和啟發(fā)式規(guī)則。從知識(shí)庫的觀點(diǎn)看，知識(shí)是某領(lǐng)域中所涉及的各有關(guān)方面的一種符號(hào)表示。2知識(shí)要素3事實(shí)規(guī)則有關(guān)問題環(huán)境的一些事物的知識(shí)，常以“…是…”的形式出現(xiàn)。有關(guān)問題中與事物的行動(dòng)、動(dòng)作相聯(lián)系的因果關(guān)系知識(shí)，是動(dòng)態(tài)的，常以“如果…那么…”形式出現(xiàn)?？刂朴嘘P(guān)問題

2、的求解步驟、技巧性知識(shí)，告訴怎么做一件事。元知識(shí)有關(guān)知識(shí)的知識(shí)，是知識(shí)庫中的高層知識(shí)。包括怎樣使用規(guī)則，解釋規(guī)則、校驗(yàn)規(guī)則、解釋程序結(jié)構(gòu)等知識(shí)。知識(shí)的表示4知識(shí)表示的分類陳述性知識(shí)表示：將知識(shí)表示與知識(shí)的運(yùn)用分開處理，在表示知識(shí)時(shí)，并不涉及如何運(yùn)用知識(shí)的問題，是一種靜態(tài)的描述方法。過程性知識(shí)表示：將知識(shí)表示與知識(shí)的運(yùn)用相結(jié)合，知識(shí)寓于程序中，是一種動(dòng)態(tài)的描述方法。知識(shí)表示的定義可看成是一組事物的約定，以把人類知識(shí)表示成機(jī)器能處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對(duì)知識(shí)進(jìn)行表示的過程就是把知識(shí)編碼成某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的過程。選取知識(shí)表示的因素5表示知識(shí)的范圍是否廣泛是否適于推理是否

3、適于計(jì)算機(jī)處理是否有高效的求解算法能否表示不精確知識(shí)能否在同一層次上和不同層次上模塊化知識(shí)和元知識(shí)能否用統(tǒng)一的形式表示是否適合于加入啟發(fā)信息過程性表示還是說明性表示表示方法是否自然62.1狀態(tài)空間法（StateSpaceRepresentation）問題求解技術(shù)主要是兩個(gè)方面：?jiǎn)栴}的表示求解的方法狀態(tài)空間法狀態(tài)（state）算符（operator）狀態(tài)空間方法72.1.1問題狀態(tài)描述定義狀態(tài)：描述某類不同事物間的差別而引入的一組最少變量q0，q1，…，qn的有序集合。算符：使問題從一種狀態(tài)變化為另一種狀態(tài)的手段稱為操作符或算符。問題的狀態(tài)空間：是一個(gè)表

4、示該問題全部可能狀態(tài)及其關(guān)系的圖，它包含三種說明的集合，即三元狀態(tài)（S，F(xiàn)，G）。S:所有可能的初始狀態(tài)集合。F:操作符集合。G:目標(biāo)狀態(tài)集合。2.1狀態(tài)空間法82.狀態(tài)空間表示概念詳釋例如下棋、迷宮及各種游戲。OriginalStateMiddleStateGoalState2.1狀態(tài)空間法9狀態(tài)空間問題求解狀態(tài)空間法:從初始狀態(tài)開始,每次加一個(gè)操作符,遞增地建立起操作符的試驗(yàn)序列,直到達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)為止.基本過程:1.為問題選擇適當(dāng)?shù)摹睜顟B(tài)”及”操作符”的形式化描述方法,定義初始狀態(tài)集合,目標(biāo)狀態(tài)集合及操作符集合;2.將操作符作用在初始狀態(tài)(新狀態(tài))

5、上生成新狀態(tài)逐步構(gòu)造狀態(tài)空間,判斷新狀態(tài)是否為目標(biāo)狀態(tài),如果是轉(zhuǎn)3.否則轉(zhuǎn)2.3.尋找從初始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)的一個(gè)(最佳)路徑。路徑邊上所使用的操作符序列就是該問題的一個(gè)解.10例:三數(shù)碼難題（3puzzleproblem）123123123312312312初始棋局目標(biāo)棋局2.1狀態(tài)空間法11有向圖路徑代價(jià)圖的顯示說明圖的隱示說明2.1.2狀態(tài)圖示法AB2.1狀態(tài)空間法狀態(tài)空間圖把初始狀態(tài)可達(dá)到的各狀態(tài)所組成的空間用有向圖表示。用”狀態(tài)”標(biāo)識(shí)節(jié)點(diǎn),用”操作”標(biāo)識(shí)有向邊,有向邊方向由被施加操作的對(duì)象狀態(tài)指向操作的結(jié)果狀態(tài)。12132.1.3狀態(tài)空間表示

6、舉例產(chǎn)生式系統(tǒng)（productionsystem）一個(gè)總數(shù)據(jù)庫：它含有與具體任務(wù)有關(guān)的信息隨著應(yīng)用情況的不同，這些數(shù)據(jù)庫可能簡(jiǎn)單，或許復(fù)雜。一套規(guī)則：它對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作運(yùn)算。每條規(guī)則由左部鑒別規(guī)則的適用性或先決條件以及右部描述規(guī)則應(yīng)用時(shí)所完成的動(dòng)作。一個(gè)控制策略：它確定應(yīng)該采用哪一條適用規(guī)則，而且當(dāng)數(shù)據(jù)庫的終止條件滿足時(shí)，就停止計(jì)算。2.1狀態(tài)空間法14狀態(tài)空間表示舉例例：猴子和香蕉問題2.1狀態(tài)空間法15解題過程用一個(gè)四元表列（W，x，Y，z）來表示這個(gè)問題狀態(tài).這個(gè)問題的操作（算符）如下：2goto（U）表示猴子走到水平位置U或者用產(chǎn)生式規(guī)則表示為

7、（W，0，Y，z）goto（U）（U，0，Y，z）2.1狀態(tài)空間法16pushbox（V）猴子把箱子推到水平位置V，即有（W，0，W，z）pushbox（V）（V，0，V，z）climbbox猴子爬上箱頂，即有（W，0，W，z）climbbox（W，1，W，z）2.1狀態(tài)空間法17grasp猴子摘到香蕉，即有（c，1，c，0）grasp（c，1，c，1）該初始狀態(tài)變換為目標(biāo)狀態(tài)的操作序列為{goto(b),pushbox(c),climbbox,grasp}2.1狀態(tài)空間法18(b，1，b，0)（U，0，b，0）（V，0，V，0）（c，1，c，0）（U

8、，0，V，0）（c，1，c，1）（a，0，b，0）目標(biāo)狀態(tài)goto（U）goto（U）U=b，