知识与知识表示方法

学号 年级 人工智能结课论文小论知识与知识表示方法专业计算机科学与技术姓名 联系方式 任课教师 2014年10月中国南京#第1章绪论1.1知识概述人类的只能活动主要是一个获得并运用知识的过程，知识是智能的基础。然而人类对知识的理解并不是一致的。其中具有代表意义的理解有：知识是经过加工的信息；知识是由特定领域的描述、关系和过程的组成；知识包括事实、信念和启发式规则等。从知识库的角度看，知识是某个领域中涉及的各个方面、状态的一种符号表示。长期以来，知识与人类的发展密切相关，因此进行知识的研究对人类的发展是很有必要的。1.2知识的特性及分类1.2.1知识的特性知识是人们在实践中把有关信息关联在一起所形成的信息结构；它具有以下特性：相对正确性，即知识的正确性是在一定的前提下才能正确；不确定性，即知识不总是只有真和假两种状态，即真假之间存在很多状态，存在“真”的程度；可表示性，即知识可以用形式化的东西表示的；可利用性，即可以利用我们所掌握的知识来解决现实世界中的各种问题。1.2.2知识的分类就人工智能而言，一个智能程序高质量的运行需要有关事实知识、规则只是、控制知识和元知识。事实知识是有关问题环境的一些事物知识，常以“ …是…形式出现；规则知识有关问题中与事物行动、动作相联系的因果关系知识，是动态的，常以“…那么…”形式出现；控制知识是有关问题的求解步骤、技巧性知识，告诉人们怎么做一件事。元知识是有关知识的知识，是知识库的高层知识，包括怎样使用规则、校验规则、解释程序结构等知识。1.3知识的表示方法从知识的静态和动态特性看，知识表示方法可分为陈述性知识表示和过程性知识表示两大类。陈述性知识表示主要用来描述事实性知识；知识表示就是将对象的有关事实“陈述”出来，这类方法将知识表示与知识推理分开处理。过程是知识表示就是将有关某一问题领域的知识，连同如何使用这些知识的方法一起隐式地表发为一个求解问题的过程。他所给出的事事物的一些客观规律，表达的是如何让求解问题。这两种方式具体的方法有，一阶谓词逻辑表示法、产生式表示法、框架表示法、语义网络表示法、面向对象表示法和状态空间表示法等。第2章论述2.1产生式示法产生式规则是表示一种因果关系或推理关系，通常用下列的形式表示：IFPTHENQ（女口果P贝UQ）或者iQ如果观察到P，或知识库中已有P，则可得到结论Q，或执行操作Q。这种表示方法适合于表示事实性知识和规则性知识。 在表示事实性知识时又可根据知识是确定性的还是不确定性的分别进行表示。2.2知识的表示方法2.2.1确定性规则知识的产生式表示确定性规则知识的产生式形式为：P—Q或IFPTHENQ其中P为已知规则，观察到P即可按照P规则得到Q或者通过P可导出Q。其中P为充分条件，有P即可得到Q。2.2.2不确定性规则知识的产生式表示不确定性规则知识的产生式形式为：P—Q（置信度）或IFPTHENQ（置信度）当观察到的事件和已知的前提条件P不完全符合，但又在一定范围内相匹配，即在置信度范围内达到一定的相似程度，即可根据上式，认为已经达到 P条件。从而可根据一定的规则或者算法得到结论Q。也就是说，只要满足条件P的某些规定方面，即可认为条件P成立。2.3产生式方法的组成及推理方式2.3.1产生式方法的组成产生式系统由三个基本部分组成：规则库、综合数据库和推理机。规则库是用于描述某领域内知识的产生式集合，在规则库内存放着各种推理的原理，为推理机的推理做好充分的准备。综合数据库用于存放输入的事实、外部数据库输入的事件以及中间结果和最后结果的工作区，综合数据库的内容随着产生式的推进不断地更新变化着，因此综合数据库是动态的。 推理机是一个或一组解决特定任务的程序，用来控制和协调规则库与综合数据库的运行，在推理机中包含了各种推理方式和控制策略，从而可以有效地进行推理，产生预期结果。 推理机的执行方式如下：匹配—冲突解决—操作当匹配到符合的条件P,合理协调各种资源冲突后，即可进行操作，从而完成既定的目标。232产生式方法的推理方式产生式方式推理机的推理方式有正向推理、反向推理和双向推理。 正向推理是从已知事实出发，通过规则库得到结论，这种推理比较简单，但和规则库的匹配往往需要很好的算法；反向推理是从目标出发，反向使用规则，从而求得已知的事实，反向推理能很好地解决已知目标的问题；双向推理是 从两个方向同时进行，直到某个程度上两个方向的推理相符合为止，双向推理是速度相对快的一种，但是算法逻辑的设计必须合理。第3章结论产生式方法的应用与前景产生式表示方法的规则之间比较独立，没有直接的关系联系，因此建立关系型数据库比较困难。但对于简单问题，产生式表示方法可以有效地将问题解决。产生式表示方法因为没有复杂的计算，在解决简单问题时被得到广泛应用。在构造专家系统时，由于产生式表示方法的知识库与推理机是相对分离的，当需要进行修改时，只需修改所需修改部分而不需要修改程序，在一定程度上给系统维护带来了极大的便利。因此产