第二章 知识表示方法

第二章知识表示方法2.1基本概念2.2谓词逻辑表示法2.3状态空间法2.4问题归约法2.6语义网络法2.7框架表示法2.8小结中南大学智能系统与智能软件研究所第2.1节基本概念2.1.1什么是知识2.1.2知识的特性2.1.3知识的分类2.1.4知识的表示22.1.1什么是知识什么是知识（1）数据与信息用一组符号及其组合表示的信息称为数据，泛指对客观事物的数量、属性、位置及其相互关系的的抽象表示。例：12ABC中午32.1.1什么是知识数据是信息的载体和表示，信息是数据在特定场合下的具体含义，即信息是数据的语义。两者只有密切结合，才能实现世界中某一具体事务的描述。例如：2可以表示成2本书或2个人知识：把有关信息关联起来所形成的信息结构42.1.2知识的特性相对正确性知识是否正确是有前提条件的，比如说唐朝人以胖为美；1+1=10不确定性信息与关联是构成知识的两个要素信息：精确地，不确定的，模糊的关联：确定的，不确定的，除了真假之外还有其他状态52.1.2知识的特性可表示性和可利用性表示：语言、图形、文字、神经元网络等利用：用知识解决所面临的各种各样的问题62.1.2知识的特性（1）由随机性引起的不确定性例如：随机事件抛币（2）由模糊性引起的不确定性由模糊概念，模糊关系所形成的知识是不确定的比如，个子的高低72.1.2知识的特性（3）由不完全性引起的不确定性只有积累了大量的感性认识才能升华到理性认识的高度例如：疾病（4）由经验性形成的不确定性专家的经验—专家系统—精确描述有问题82.1.3知识的分类从作用范围划分（1）常识性知识：通用性知识是人们普遍知道的知识，适用于所有领域（2）领域性知识：是面向某个领域的知识，是专业性知识，只有相应专业的人员才能掌握并用来求解领域内的问题92.1.3知识的分类从知识的作用划分（1）事实性知识：用于描述领域内有关概念、事实、事物的属性和状态等例如：糖的甜的一年有春夏秋冬四个季节102.1.3知识的分类（2）过程性知识：是指领域相关的知识，用于指出如何处理与领域相关的信息，以求得问题的解。用产生式规则和语义网络求解（3）控制性知识：又称深层知识。用已有的知识进行问题求解的知识，即关于知识的知识112.1.3知识的分类从确定性划分（1）确定性知识：可指出真值是“真”和“假”的知识（2）不确定性知识：是对不精确，不完全，模糊性知识的总称。122.1.3知识的分类从知识结构及表现形式划分（1）逻辑性知识：反映人们逻辑思维过程的知识，一般具有因果关系和难以精确描述的特点，通常基于专家经验。一阶谓词逻辑，产生式表示法用来表示这种知识132.1.3知识的分类（2）形象性知识：例如：树从抽象、整体的观点划分（1）零级知识事实，领域，方程，常识性知识及原理性知识（2）一级知识经验性启发性知识（3）二级知识运用以上两级知识的知识142.1.4知识的表示知识的表示：在选择知识表示方法时，应考虑以下几个方面（1）充分表示领域知识在医疗诊断领域，只是具有经验性，因果性，适合于用产生式表示法进行表示152.1.4知识的表示在设计领域，一个部件由多个子部件组成，它们即有共性又有个性，需要用框架表示法和产生式表示结合起来。（2）有利于对知识的利用表示：领域知识—形式化—计算机内部存储利用：使用知识进行推理，求解现实问题表示的目的是利用，利用的基础是表示162.1.4知识的表示（3）便于对知识的组织，维护和管理组织：依赖于知识的表示方法维护：知识的质量、数量、性能方面补充、修改、删除管理：保持知识的一致性、完整性（4）便于理解和实现17谓词逻辑是在命题逻辑的基础上发展来的，命题逻辑是谓词逻辑的一种特殊形式命题：是具有某种真假意义的语句。代表人们进行思维是的一种判断，或为肯定，或为否定。永真：太阳是东升西落的。2.2谓词逻辑法18谓词：一个谓词可分为谓词名+个体两部分，谓词名用于刻画个体的性质、状态或个体间的关系，个体用于表示某个独立存在的事物或某个抽象的概念。谓词的一般形式：P(x1,x2…..xn)谓词名用大写字母个体用小写字母，可为常量、变元、函数谓词中包含的个体的数目称为谓词的元数P(x):一元谓词P(x,y):二元谓词P(x1,x2…..xn):n元谓词2.2谓词逻辑法19P(x1,x2…..xn)中，若xi都是个体常量、变元、函数称它为一阶谓词。如果xi本身又是一个一阶谓词，称为二阶谓词。例：老张是教师。Teacher（zhang）小张的母亲是教师Teacher(mother(zhang))202.2.1谓词逻辑的语法语义谓词逻辑的基本组成是谓词符号、变量符号、函数符号和常量符号，并用圆括号、方括号、花括号、逗号隔开，以表示论域内的关系。例如：机器人在1号房间(Room1)内INROOM(ROBOT,r1)212.2.1谓词逻辑的语法语义常量符号是简单的项，用来表示论域内的物体和实体，也可以是实际的问题和人，也可以是概念或者是具有名字的任何事情。变量符号也是项，但是不必明确涉及是哪一个实体。函数符号表示论域内的函数222.2.1谓词逻辑的语法语义对于每个谓词符号，必须规定定义域内的一个相应关系；对于每个常量符号，必须规定定义域内相应的一个实体；对于每个函数符号，则必须规定定义域内相应的一个函数。232.2.2谓词逻辑的连词和量词谓词公式（1）、连接词~：否定、非、P为真，~P为假：合取，与：析取，或：蕴含：双条件，P当且仅当Q242.2.2谓词逻辑的连词和量词用连词符号组合多个原子公式以构成比较复杂的合式公式。我喜爱音乐和绘画李住在一栋黄色的房子里李明打篮球或踢足球252.2.2谓词逻辑的连词和量词如果该书是何平的，那么它是蓝色的如果刘华跑的最快，那么他取得冠军机器人不在2号房间内262.2.2谓词逻辑的连词和量词一个原子公式P(x)，对于所有可能的变量x都具有T，这个特性可以在P(x)前面加上全称量词来表示。如果至少一个x值可使P(x)具有真值T，那么这一特性可由P(x)前面加上存在量词来表示。例如：所有机器人都是灰色的1号房间内有个物体272.2.3谓词公式原子公式的的定义：用P(x1，x2，…，xn)表示一个n元谓词公式，其中P为n元谓词，x1,x2,…，xn为客体变量或变元。通常把P(x1,x2,…,xn)叫做谓词演算的原子公式，或原子谓词公式。分子谓词公式可以用连词把原子谓词公式组成复合谓词公式，并把它叫做分子谓词公式。2.3谓词逻辑法28合式公式的递归定义：（1）原子谓词公式是合式公式（2）若A是合式公式，则~A也是合式公式（3）若A和B是合式公式，则也是合式公式（4）若A是合式公式，X是A中的自由变元，则都是合式公式29等价—如果两个合式公式，无论如何解释，其真值表都是相同的，那么就称此二者是等价的。~（~P）等价于P等价于

等价于等价于302.2.4置换与合一假元推理—由合式公式W1和W1W2产生合式公式W2的运算。全程化推理—它是由合式公式产生合式W(A)，其中A为任意常量符号。综合推理---同时应用假元推理和全程化推理，可由合式公式和

W1(A)生成合式公式W2(A)，即寻找A对x的替换，使W1(A)和W1(x)一致。312.2.4置换与合一置换一个表达式可为变量符号、常量符号或函数表达式。函数表达式由函数符号和项组成。一个表达式的置换就是在该表达式中用置换项置换变量。例2.2表达式P[x,f(y),B]的四个置换为s1={z/x,w/y}s2={A/y}s3={q(z)/x,A/y}s4={c/x,A/y}置换P[x,f(y),B]后得：322.2.4置换与合一置换P[x,f(y),B]s1=P[z,f(w),B]P[x,f(y),B]s2=P[x,f(A),B]P[x,f(y),B]s3=P[q(z),f(A),B]P[x,f(y),B]s4=P[c,f(A),B]33合一（Unification)合一：寻找项对变量的置换，以使两表达式一致。可合一：如果一个置换s作用于表达式集{Ei}的每个元素，则我们用{Ei}s来表示置换例的集。我们称表达式集{Ei}是可合一的。如果存在一个置换s使得：E1s=E2s=E3s=…….那么就称s为{Ei}合一者2.3谓词逻辑法34合一例2.3表达式集{P[x,f(y),B],P[x,f(B),B]}的合一者为s={A/x,B/y}

P[x,f(y),B]s=P[x,f(B),B]s=P[A,f(B),B]

即s使表达式成为单一形式p[A,f(B),B]352.2.5一阶谓词逻辑表示法2.2.4.1表示知识的方法谓词逻辑适合于表示事物的状态、属性、概念等事实性的知识，事务间确定的因果关系。首先确定谓词，然后用连词连接例:362.2.5.1表示知识的方法有下列知识：自然数都是大于零的整数所以整数不是偶数就是奇数偶数除以2是整数定义谓词为：N（x）：x是自然数I（x）：x是整数E（x）：x是偶数O（x）：x是奇数G（x）：x大于零S（x）：表示x除以2372.2.5.1表示知识的方法连词连接表示：自然数都是大于零的整数所有整数不是偶数就是奇数偶数除以2是整数382.2.5.1表示知识的方法例2设在房间c处有一个机器人，在a及b处各有一张桌子，a桌子上有一个盒子，为了让机器人把盒子从a处拿到b处的桌子上，然后再回到c处，需要制定相应的行动规则，用一阶谓词逻辑来描述机器人的行动过程392.2.5.1表示知识的方法谓词定义：Table（x）：x是桌子Empty（y）：y手中是空的At（y，z）：y在z的附近Holds（y，w）：y拿着wOn（w，x）：w在x上面402.2.5.1表示知识的方法域x的个体域{a，b}y的个体域{robot}z的个体域{a，b，c}w的个体域{box}412.2.5.1表示知识的方法状态初始状态At（robot，c）Empty（robot）On（box，a）Table（a）Table（b）422.2.5.1表示知识的方法状态目标状态At（robot，c）Empty（robot）On（box，b）Table（a）Table（b）432.2.5.1表示知识的方法操作：条件+动作条件：谓词方式动作：通过动作前后的状态变化表示Goto（x，y）：从x走到y处Pick-up（x）：在x处拿起盒子Set-down（x）：在x处放下盒子442.2.5.1表示知识的方法行动规则452.2.5.1表示知识的方法462.2.5.1表示知识的方法一阶谓词逻辑表示法的特点（1）优点自然性、精确性、严密性、容易实现（2）局限性不能表示不确定的知识组合爆炸效率低472.3状态空间法

（StateSpaceRepresentation）问题求解技术主要是两个方面：问题的表示求解的方法状态空间法状态（state）算符（operator）状态空间方法482.3状态空间法

（StateSpaceRepresentation）状态：是为描述某类不同事物间的差别而引入的一组最少变量q0，q1，…，qn的有序集合，其矢量形式如下：

Q=［q0,q1,…,qn］T

式中每个元素qi(i=0,1，…，n)为集合的分量，称为状态变量。给定每个分量的一组值就得到一个具体的状态，如

=［q0k,q1k,…，qnk］T492.3状态空间法

（StateSpaceRepresentation）算符：使问题从一种状态变化为另一种状态的手段称为操作符或算符。操作符可为走步、过程、规则、数学算子、运算符号或逻辑符号等。502.3状态空间法

（StateSpaceRepresentation）问题的状态空间(statespace)是一个表示该问题全部可能状态及其关系的图，它包含三种说明的集合，即所有可能的问题初始状态集合S、操作符集合F以及目标状态集合G。因此，可把状态空间记为三元状态(S，F，G)。512.3状态空间法

（StateSpaceRepresentation）状态空间表示法对一个问题的状态描述，必须确定3件事：(1)该状态描述方式，特别是初始状态描述；

(2)操作符集合及其对状态描述的作用；

(3)目标状态描述的特性。522.

状态空间表示概念详释例如下棋、迷宫及各种游戏。OriginalStateMiddleStateGoalState2.1状态空间法53例:三数码难题

（3puzzleproblem）123123123312312312初始棋局目标棋局2.1状态空间法542.3状态空间法

（StateSpaceRepresentation）状态空间表示举例—产生式系统552.3.1产生式表示法“产生式”这一术语是由美国数学家波斯特在1943年提出的，它根据串代替原则提出了一种被称为波斯特机的计算机模型，模型中每条规则称为一个产生式。1965年年美国的纽厄尔和西蒙利用这一原理建立了一个人类的认知模型。562.3.1产生式表示法一个产生式系统由下列3部分组成：总数据库(globaldatabase)，它含有与具体任务有关的信息。用于存储求解过程中各种当前信息的数据结构，如问题的初始状态、事实或证据、中间推理结论和最后结果等。当产生式规则中某条规则的前提与总数据库中的某些事实相匹配时，该规则被激活。并把其结论作为新的事实存入数据库。572.3.1产生式表示法一套规则，用于存放与求解问题有关的某个领域的知识的规则集合及其交换规则。它对数据库进行操作运算。每条规则由左右两部分组成，左部鉴别规则的适用性或先决条件，右部描述规则应用时所完成的动作。应用规则来改变数据库。582.3.1产生式表示法控制策略为一推理机构，由一组程序组成，用来控制产生式系统的运行，决定问题求解过程的推理线路，实现对问题的求解。59有向图路径代价图的显示说明图的隐示说明2.3.2状态图示法AB2.1状态空间法602.3.2状态图示法有向图：一对节点用弧线连接起来，从一个节点指向另外一个节点，这种图称为有向图。路径：代价：给各弧线指定代价以表示加在相应算符上的代价。用c(ni,nj)来表示从节点ni指向节点nj上的代价。两节点上路径的代价等于连接该路径上各节点的所有弧线的代价之和。612.3.2状态图示法图的显示表示：各个节点及其具有代价的弧线由一张表明确给出。图的每一个节点，后继节点，连接弧线的代价622.3.3状态空间表示举例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？图1表示出猴子、香蕉和箱子在房间内的相对位置。用四元表列（W,x,Y,z）来表示这个问题的状态。63

状态空间表示举例例：猴子和香蕉问题2.1状态空间法642.3.3状态空间表示举例其中，W－猴子的水平位置x－当猴子在箱子顶上时取x=1；否则取x=0Y－箱子的水平位置z－当猴子摘到香蕉时取z=1；否则取z=0652.3.3状态空间表示举例这个问题中的操作（算符）如下：

1、goto(U)猴子走到水平位置U

或者用产生式规则表示为 （W，0，Y，z）goto（U）（U，0，Y，z）(W，0，Y，z)变换为状态(U，0，Y，z)。662.3.3状态空间表示举例2、pushbox（V）猴子把箱子推到水平位置V用产生式规则表示为（W，0，W，z）pushbox（V）（V，0，V，z）672.3.3状态空间表示举例条件：猴子与箱子必须在同一位置上，并且，猴子不是在箱子顶上。应当注意的是，要应用算符pushbox（V），就要求产生式规则的左边，猴子与箱子必须在同一位置上，并且，猴子不是在箱子顶上。这种强加于操作的适用性条件，叫做产生式规则的先决条件682.3.3状态空间表示举例3、climbbox猴子爬上箱顶，即有

（W，0，W，z）climbbox

（W，1，W，z）条件：猴子和箱子应当在同一位置上，而且猴子在箱顶上。

692.3.3状态空间表示举例4、grasp猴子摘到香蕉，即有（c，1，c，0）grasp（c，1，c，1）

条件：猴子和箱子都在位置c上，并且猴子已在箱子顶上。702.3.3状态空间表示举例求解过程令初始状态为(a,0,b,0)。这时，goto(U)是唯一适用的操作，并导致下一状态(U，0，b,0)。现在有3个适用的操作，即goto(U)，pushbox(V)和climbbox(若U=b)。其中，c是香蕉正下方的地板位置。712.3.3状态空间表示举例该初始状态变换为目标状态的操作序列为：{goto(b),pushbox(c),climbbox,grasp}722.3.3状态空间表示举例应当说明的是，在这种情况下，算符（操作）的适用性及作用均由产生式规则表示。例如，对于规则（2），只有当算符pushbox(V)的先决条件，即猴子与箱子在同一位置上而且猴子不在箱顶上这些条件得到满足时，算符pushbox(V)才是适用的。732.3.3状态空间表示举例这一操作算符的作用是猴子把箱子推到位置ｖ。在这一表示中，目标状态的集合可由任何最后元素为1的表列来描述。74(b，1，b，0)（U，0，b，0）（V，0，V，0）（c，1，c，0）（U，0，V，0）（c，1，c，1）（a，0，b，0）目标状态goto（U）goto（U）U=b，climbboxgoto（U）U=bpushbox（V）猴子和香蕉问题的状态空间图goto（U）U=V2.1状态空间法752.4问题归约法

（ProblemReductionRepresentation）子问题1子问题n原始问题子问题集本原问题76问题归约是另一种基于状态空间的问题描述与求解方法。已知问题的描述，通过一系列变换把此问题最终变为一个子问题集合，这些子问题的解可以直接得到，从而解决了初始问题。77问题归约表示的组成部分：一个初始问题描述；一套把问题变换为子问题的操作符；一套本原问题描述。问题归约的实质：从目标(要解决的问题)出发逆向推理，建立子问题以及子问题的子问题，直至最后把初始问题归约为一个平凡的本原问题集合。2.2问题规约法782.4.1问题归约描述

（ProblemReductionDescription）梵塔难题123CBA2.2问题规约法79(1)移动圆盘A和B至柱子2的双圆盘难题(2)移动圆盘C至柱子3的单圆盘难题(3)移动圆盘A和B至柱子3上的双圆盘难题80解题过程（3个圆盘问题）1231231231231231231232.2问题规约法81梵塔问题归约图（113）（123）

（111）（113）

（123）（122）

（111）（333）

（122）（322）

（111）（122）

（322）（333）

（321）（331）

（322）（321）

（331）（333）

2.2问题规约法822.4.2与或图表示与或图表示能够方便的用一个类似于图的结构来表示把问题规约为后继问题的替换集合，画出规约问题图。模拟问题规约方法的相关结构是一个与或图。与或图的中的节点之一—起始节点对应于原始问题描述，而对应于本源问题的节点叫做终叶节点。832.4.2与或图表示1.与图、或图、与或图2.2问题规约法ABCD与图ABC或图842.2问题规约法BCDEFGAHMBCDEFGAN852.一些关于与或图的术语2.2问题规约法HMBCDEFGAN父节点与节点弧线或节点子节点终叶节点863.定义2.2问题规约法与或图例子ttttttttt（a）（b）有解节点无解节点终叶节点87不可解节点的一般定义没有后裔的非终叶节点为不可解节点。全部后裔为不可解的非终叶节点且含有或后继节点，此非终叶节点才是不可解的。后裔至少有一个为不可解的非终叶节点且含有与后继节点，此非终叶节点才是不可解的。2.2问题规约法88与或图构成规则1、与或图中的每一个节点代表一个要解决的单一问题或问题集合。图中所含起始节点对应于原始问题。2、对应于本源问题的节点，叫做终叶节点，它没有后裔3、对于把算符应用于问题A的每种可能情况，都把问题变换为子问题集合。4、对于代表两个或两个以上子问题集合的每个节点，有向弧从此节点指向此子问题集合的各个节点。892.6语义网络表示法语义网络的概念语义网络是通过概念及其语义关系来表达知识的一种网络图。从图论的观点看，它是一个“带标识的有向图”。90语义网络表示法有向图的节点：表示各种事物，状态，概念，情况，属性，动作等。弧：表示各种语义关系，指明它所连接的结点间的某种语义关系。91语义网络表示法语义网络具有下列特点：(1)能把实体的结构、属性与实体间的因果关系显式和简明的表达出来，与实体相关的事实、特征和关系可以通过相应的节点弧线推导出来。(2)由于概念相关的属性和联系被组织在一个相应的节点中，因而使概念易于受访和学习(3)表示问题更加直观，易于理解(4)语义网络的语义解释依赖于该结构的推理过程而没有结构的约定，因而得到的推理不能保证像谓词逻辑法那样有效(5)节点间的联系可以是线状、树状或网状，存储和检索比较复杂922.6.1语义网络基本概念由语义单元构成，称为语义基元，用三元组表示：（结点1，弧，结点2）基本网元：932.6.1语义网络基本概念雪是白的李丽22岁王老师教小刚942.6.1语义网络基本概念例：所有的燕子都是鸟。小燕是一只燕子。鸟有翅膀。952.6.1语义网络基本概念语义网络与谓词逻辑有相似的表示能力（结点1，弧，结点2）

P（个体1，个体2）一个语义基元相当于一个二元谓词，谓词逻辑中的个体也就是语义网络中相关的实体。弧及其与上的关系相当于谓词P的意义。96以上例子用谓词表示Color（snow，white）Age（Lilee，22）ISKINDOF(燕子，鸟)Bird(燕子)972.6.2基本语义关系类属关系包含关系属性关系位置关系相近关系推论关系982.6.2基本语义关系类属关系：指具有共同属性的不同事物间的分类关系、成员关系或实例关系。--具有属性的继承性A-kind-ofA-member-ofIs-a992.6.2基本语义关系包含关系指具有组织中结构特征的“部分与整体”之间的关系Part-of100属性关系--指事物和其属性之间的关系，如具有某种属性，有某种能力等。--HaveCan101时间关系：指不同事件在其发生时间方面的先后次序关系。--BeforeAfter102位置关系：指不同事物在物理位置方面的关系。103相近关系：指不同事物在形状和内容等方面的相似和相近

Similar-toNear-to104推论关系：指从一个概念推出另一个概念的语义关系在实际的应用中可以选择以上通用的语义关系，也可以根据具体实体关系来自己定义语义关系1052.6.2语义网络的知识表示方法一元关系的语义网络表示--是指用一元谓词P（x）表示的关系二元关系的语义网络表示--是指用二元谓词P（x，y）表示的关系多元关系的语义网络表示是指用多元关系P（x1，x2，….）表示的关系逻辑关系的表示--连接词与量词的表示方法106一元关系的语义网络表示一元关系：实体的性质、属性等STUDENT(LiMing)FLY(Bird)SHINE(sun)表示方法：用结点1表示实体，结点2表示实体的属性或性质等，用弧表示结点1和结点2之间的关系107二元关系的语义网络二元关系例：所有的燕子都是鸟例：小燕是一只燕子，燕子是鸟，巢-1是小燕的巢，巢-1是巢中的一个108多元关系表示方法：通过增加关系结点、动作结点、事件结点或情况结点等方法把多元关系转化为多个二元关系。例：长河给江涛一张磁盘

GIVE（长河，江涛，一张磁盘）--长河，江涛，一张磁盘之间找不到一个可以把三者都联系起来的关系或实体109考虑增加结点使得各实体与此结点都能建立联系，形成网络：动作结点（给）或事件结点（给予事件）带动作结点的语义网络的表示方法110多元关系（3）用语义网络表示比较复杂的知识简单—有联系—组织111112带事件结点的语义网络113（2）用语义网络表示事实间的关系分类关系114聚集关系—下层概念是其上层概念的一个方面或者是一个部分115多元关系的语义网络表示小燕子这只燕子从春天到秋天占一个巢OCCUPATION（小燕子，燕子，春天，秋天，巢）116逻辑关系表示合取与析取的表示-是知识的常用逻辑关系-方法：添加合取结点和析取结点存在量词和全称量词表示-谓词逻辑中的存在量词通过添加一个实体结点，并用“is-a”，“a-kind-of”等语义关系与其它实体结点相联接。117逻辑关系表示合取、析取关系的语义网络1182.6.3存在量词和全称量词的表示全称量词：要用网络分区技术来实现。基本思想是把一个表示复杂知识的命题划为若干个子命题，每个子命题用一个较简单的语义网络表示，称为子空间，多个子空间构成一个大空间。空间可以逐层嵌套，子空间之间用弧互相连接。1192.6.3存在量词和全称量词的表示例：每个学生都背诵了一首唐诗

s是全称变量，表示任一个学生

r是存在量词，表示某一次背诵

p是存在量词，表示某一首唐诗

s，r，p及其语义网络构成了一个子网

g是子空间的代表

F指出它代表的子空间的具体形式1202.6.3存在量词和全称量词的表示指出s是个全称变量GS代表整个空间1212.6.4语义网络的推理过程语义网络表示的系统--知识库：语义网络表示知识--推理机构语义网络的推理--继承：是指把对事物的描述从概念结点或类结点传递到实例结点。--匹配：就是在知识库的语义网络中寻找与待求解问题相符的语义网络模式。1222.6.4语义网络的推理过程继承例：已知事实：李华的汽车是红色的。通过结点关系可知，李华的汽车继承了所有汽车具有的属性。1232.6.4语义网络的推理过程继承的过程：（1）建立一个结点表F，将待求解结点放入F。建立一个集合S，存放待求结点的属性。（2）从F表头放入取出一个结点，将与此结点以继承弧相连的所有结点放入F表尾，同时将它们的所有属性放入集合S。删除F表的第一个结点。（3）重复2知道F为空。则S是待求解结点继承来的所有属性。124匹配--对于针对语义网中的某个或某些概念提出的问题，通过语义网络的匹配来回答--何时，何地，做什么，谁做，x是什么，什么是x，x的原因，x的目的，求证等。125匹配例：海浪把战舰轻轻的摇海浪在轻轻的摇什么？怎么摇动？摇动是什么意思？126匹配过程（1）将待求解问题用语义网络表达出来，用未知结点表示待求答案。（2）在知识库中求解与问题语义网络相匹配的网络片段。（3）当找到与问题语义网络相匹配的网络片段时，网络片段中与未知结点对应的结点就是所求解的问题。127匹配海浪在轻轻的摇什么？问题语义网络表示：128匹配的语义网络片段129方法初始问题算符目标结果

状态空间法

归约法谓词逻辑法

语义网络法状态结点合式公式结点算符弧子句集（setofclause）置换合一消解反演链目标状态结点根结点目标网络解答路径（path）解答树（tree）nil语义网络知识表示方法间的关系1302.7框架表示法2.7.1框架理论--人们对现实世界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。--当遇到新事物时，就从记忆中找到一个合适的框架，并根据新的情况对其加以修改、补充，从而形成对这个新事物的认识，称为实例框架。1312.7.1框架表示法--框架是知识的基本单位，一组相关框架连接起来就形成了一个框架系统。框架是表示某种对象属性的数据结构1322.7.2框架和实例框架框架的基本结构1332.7.2框架和实例框架框架名：<教师>姓名：单位（姓，名）年龄：单位（岁）性别：范围（男，女）职称：范围（教授，副教授，讲师，助教）部门：单位（系，教研室）住址：<住址-1>工资：<工资-1>开始工作时间：单位（年，月）截止时间：单位（年，月）缺省：现在1342.7.2框架和实例框架框架名：<教师-1>姓名：陈华年龄：36性别：女职称：副教授部门：计算机系教研室住址：<住址框架>工资：<工资框架>开始时间：2001.3截止时间：2009.61352.7.2框架及实例框架1362.7.2框架及实例框架实例框架：把具体信息填入其槽及侧面1372.7.3框架系统框架系统：多个相互联系的框架组织起来就形成了框架系统。基本结构：横向和纵向联系--横向联系：一个框架的槽值或侧面值是另外一个框架的名字，即对另一个框架的调用。--纵向联系：具有继承关系的框架之间构成的纵向联系。138框架网络：用框架名作为槽值，建立框架间的横向联系；用继承槽建立框架间的纵向联系，像这样具有横向和纵向联系的一组框架成为框架网络。师生员工框架教职工框架学生框架教师框架工人框架电子系学生框架机械系学生框架教师1教师2学生1学生21392.7.3框架系统框架名：<师生员工>姓名：单位（姓，名）年龄：单位（岁）性别：范围（男，女）缺省：男健康状况：范围（健康，一般，差）缺省：一般住址：<住址框架>1402.7.3框架系统框架名：<教职工>继承：师生员工工作类型：范围（教师、干部、工人）缺省：教师开始工作时间：单位（年，月）截止工作时间：单位（年，月）缺省：现在离退休状况：范围（离休，退休）缺省：退休1412.7.3框架系统框架名<教师>继承：教职工部门：单位（系，教研室）语种：范围（英语，法语，日语，德语）缺省：英语外语水平：范围（优、良、中、差）缺省：良职称：范围（教授，副教授，讲师，助教）缺省：讲师1422.7.3框架系统1432.7.3框架系统1442.7.4框架中槽的设置与组织框架中槽的设置与组织(1)、充分表达事物有关方面的属性系统设计目标所要求的属性，问题求解可能用到的属性仅对有关属性设立槽，不可面面俱到(2)、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槽中填相应的框架名来实现的，至于他们之间的关系，由槽名指定，常定义一些标准槽名，直接引用不说明。1452.7.4框架中槽的设置与组织框架表示法中的标准槽名ISA槽AKO槽Subclass槽Instance槽Part-of槽Infer槽Possible-reason槽Similar槽Rotation槽1462.7.4框架中槽的设置与组织ISA槽：用于指出事物间抽象概念上类属关系(是一个，是一种，是一只)。当他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个特列，上层框架是下层框架的更一般或更抽象的概念例：“运动员”框架----“棋手”框架AKO槽：具体指出事物间类属关系Subclass槽：指出子类与类之间的类属关系Instance槽：用来建立AKO槽的逆关系，建立上层与下层之间的继承性1472.7.4框架中槽的设置与组织Part-of槽：指出部分—全体的关系，不具有共性和继承性，例如汽车和轮胎Infer槽：用来指出两个框架描述事物的逻辑推论关系，用它可以表示相应的产生式规则1482.7.4框架中槽的设置与组织框架名：<诊断规则>框架名：<结论>症状1：咳嗽病名：感冒症状2：发烧治疗方法：服用感冒清症状3：流涕注意事项：多喝开水infer：<结论>预后：良好

可信度：0.81492.7.4框架中槽的设置与组织Possible-reason槽：与infer槽作用相反，它用来把某个结论与原因联系起来例感冒感染流感病毒(3)对槽和侧面进行合理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，而在下层框架中只描述相应事物