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智能知识库1.1

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知识库系统

1.基本概念

l什么是知识
O这里所谈的知识是知识处理的特殊对象,与日常生活的知识有较大的区别。
O知识是以各种不同方式把多个信息关联在一起的信息结构。或者表达为“知识是多个信息之间的关联”。
O如果把“不与任何其他信息关联”即单独的一个信息也被认为是一种特殊的关联方式(不关联),则单个的信息也可以看做是知识的特例,将此称之为“原子事实”。如:“他是军人”,“穿军装”等。如果把这两种信息用“如果…”这种因果关系联系起来就成了一条知识(规则),即“如果他是军人,则穿军装”。
l知识的分类

O事实:是指人类对客观事物的值或状态的描述。这种知识一般不包含任何变量,可以用一个值为真的命题陈述或一种状态的描述来表达。如今天天气很热,他今年50岁等,都表示一个事实。它描述了客观事物在某种条件下各种属性或状态的真实值。
O规则:指可以分为前提(条件)和结论两部分,用来表达因果关系的知识。它的一般形式为:如果ABA表示前提,B表示结论或应采取的动作。
O规律:上述的规则知识一般还可以分为不带变量和带变量的规则两种。把带变量的规则称为规律。规律中的变量一旦被实例化为一个具体的值,则规律就变成了一条具体的不带变量的规则。因此由规律可以引出许多具体的规则。
l知识的属性
O真实性
O相对性
O不完全性
O模糊性
O可表示性
l表示方式:各种符号的逻辑组合,用图形表示,物理表示方式
l引申另外三种属性:可存储性、可传递性可处理性
l什么是知识表示
O所谓知识表示实际上就是对知识的一种描述,即用一些约定的符号把知识编码成一组计算机可以接受的数据结构

2.知识表示方法
     

l产生式规则

l语义网络
l知识表示方法有:

一阶谓词逻辑、产生式规则、语义网络、框架理论、面向对象等多种表示方法

2.1 产生式规则 
l产生式规则的出现

   产生式(Production)一词,首先是由美国数学家波斯特(E.Post)提出来的。波斯特根据替换规则提出了一种称为波斯特机的计算模型,模型中的每一条规则当时被称为一个产生式。后来,这一术语几经修改扩充,被用到许多领域。例如,形式语言中的文法规则就称为产生式。产生式也称为产生式规则,或简称规则

l产生式的一般形式

前件→后件(P → Q

O其中,前件就是前提,后件是结论或动作,前件和后件可以是由逻辑运算符ANDORNOT组成的表达式。
O产生式规则的语义是:如果前提满足,则可得结论或者执行相应的动作,即后件由前件来触发。所以,前件是规则的执行条件,后件是规则体。

O例如,下面就是几个产生式规则:
l(1)如果银行存款利率下调,那么股票价格上涨。
l(2)如果炉温超过上限,则立即关闭风门。
l(3)如果键盘突然失灵,且屏幕上出现怪字符,则是病毒发作。
l(4)如果胶卷感光度为200,光线条件为晴天,目标距离不超过5米,则快门速度取250,光圈大小取f16
一条产生式规则就是一条知识。用产生式可以实现推理和操作,产生式规则是知识表示形式。

l产生式的一般形式

前件→后件(P → Q

O其中,前件就是前提,后件是结论或动作,前件和后件可以是由逻辑运算符ANDORNOT组成的表达式。
O产生式规则的语义是:如果前提满足,则可得结论或者执行相应的动作,即后件由前件来触发。所以,前件是规则的执行条件,后件是规则体 
O例如,下面就是几个产生式规则:
l(1)如果银行存款利率下调,那么股票价格上涨。
l(2)如果炉温超过上限,则立即关闭风门。
l(3)如果键盘突然失灵,且屏幕上出现怪字符,则是病毒发作。
l(4)如果胶卷感光度为200,光线条件为晴天,目标距离不超过5米,则快门速度取250,光圈大小取f16
O一条产生式规则就是一条知识。用产生式可以实现推理和操作,产生式规则是知识表示形式。

l产生式规则的与或树表示
O一组产生式规则可形象地用一棵“与或树”表示如图:
O这里用带弧线的表示“与”关系,不带弧线的表示“或”关系。


产生式规则组:

B1B2AB3B4B5 →A

C1C2 B1 C3 →B2 C4C5C6 B3

C7 →B4 C8 →B4 C9C10 →B5

D1D2 →C5 D3 →C5

D4D5D6 →C8


O产生式规则的左右端都可以为空
l→后件:表示后件是一个无条件成立的结论(即一个事实)或是一个无条件执行的动作。
l前件→:表示一个问题,什么情况下会使前件成立(为真)。

l产生式系统的组成
O产生式系统由三部分组成:产生式规则库、推理机和动态数据库,其结构如图所示。


l产生式系统的运行过程
O产生式系统运行时,除了需要规则库以外,还需要有初始事实(或数据)和目标条件。