知识表示删除面向对象表示.pptx
《知识表示删除面向对象表示.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《知识表示删除面向对象表示.pptx(49页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、2.4 语义网络表示法2.4.1 语义网络的基本概念2.4.2 事务和概念的语义网络表示2.4.3 情况和动作的语义网络表示2.4.4 逻辑关系的语义网络表示2.4.5 语义网络的求解过程2.4.6 语义网络表示法的特征第1页/共49页语义网络的基本概念-何谓语义网络(一)语义网络表示法的形成 语义网络是奎廉(J.R.Quillian)1968年在研究人类联想记忆时提出的一种心理学模型,认为记忆是由概念间的联系实现的。随后,奎廉又把它用作知识表示。1972年,西蒙在他的自然语言理解系统中也采用了语义网络表示法。1975年,亨德里克(G.G.Hendrix)又对全称量词的表示提出了语义网络分区技
2、术。什么是语义网络 语义网络是一种用实体及其语义关系来表达知识的有向图。结点代表实体,表示各种事物、概念、情况、属性、状态、事件、动作等;弧代表语义关系,表示它所连结的两个实体之间的语义联系。在语义网络中,每一个结点和弧都必须带有标识,这些标识用来说明它所代表的实体或语义。第2页/共49页语义网络的基本概念-何谓语义网络(二)语义基元 从结构上看,语义网络一般是由一些最基本的语义单元构成的,这种最基本的语义单元被称为语义基元。其三元组表示为:(结点1,弧,结点2)基本网元 一个语义基元的有向图表示就成为一个基本网元 例如:若有语义基元 (A,R,B)其中,A、B分别表示两个结点,R表示A与B之
3、间的某种语义联系,则它所对应的基本网元如下图所示。ABR第3页/共49页语义网络的基本概念-何谓语义网络(三)语义网络的简单例子 例:“鸵鸟是一种鸟”语义网络表示能力的比较 与产生式有着对应的表示能力 事实的表示:例:“雪的颜色是白的”规则的表示:例:规则R的含义是“如果 A 则 B ”鸵鸟鸟是一种雪白颜色ABR第4页/共49页语义网络的基本概念-基本的语义关系(一)类属关系指具有共同属性的不同事物间的“具体与抽象”、“个体与集体”的关系 分类关系:A-Kind-of 含义为“是一种”,表示一个事物是另一个事物的一种类型。例 成员关系:A-Member-of 含义为“是一员”,表示一个事物是另
4、一个事物的一个成员。例 实例关系:Is-a 含义为“是一个”,表示一个事物是另一个事物的一个实例。例类属关系的主要特征 最主要特征是属性的继承性,处在具体层的结点可以继承抽象层结点的所有属性。如以上例子鸟动物A-Kind-of张强共青团员A-Member-of李刚人Is-a第5页/共49页语义网络的基本概念-基本的语义关系(二)包含关系 亦称聚类关系。指具有组织或结构特征的“部分与整体”之间的关系。常用的包含关系是:Part-of:含义为“是一部分”,表示一个事物是另一个事物的一部分。例如,“大脑是人体的一部分”再如,“黑板是墙体的一部分”包含关系与类属关系的区别 最主要区别是包含关系一般不具
5、备属性的继承性。如上两个例子,大脑不一定具有人的各种属性 黑板也不具有墙的各种属性。大脑人体Part-of黑板墙体Part-of第6页/共49页语义网络的基本概念-基本的语义关系(三)属性关系 指事物和其属性之间的关系。常用的属性关系有:Have:含义为“有”,表示一个结点具有另一个结点所描述的属性 Can:含义是“能”、“会”,表示一个结点能做另一个结点的事情 例如,“鸟有翅膀”时间关系 指不同事件在其发生时间方面的先后次序关系。常用的时间关系有:Before:含义为“在前”,表示一个事件在另一个事件之前发生 After:含义为“在后”,表示一个事件在另一个事件之后发生 例如,“澳门回归在香
6、港回归之后”鸟翅膀Have澳门回归香港回归After第7页/共49页语义网络的基本概念-基本的语义关系(四)位置关系 指不同事物在位置方面的关系。常用的位置关系有:Located-on:含义为“在上”,表示某一物体在另一物体之上 Located-at:含义为“在”,表示某一物体所在的位置 Located-under:含义为“在下”,表示某一物体在另一物体之下 Located-inside:含义为“在内”,表示某一物体在另一物体之内;Located-outside:含义为“在外”,表示某一物体在另一物体之外。例如,“书在桌子上”书桌子Located-on第8页/共49页语义网络的基本概念-基本的
7、语义关系(五)相近关系 指不同事物在形状、内容等方面相似或接近。常用的相近关系有:Similar-to:含义为“相似”,表示某一事物与另一事物相似 Near-to:含义为“接近”,表示某一事物与另一事物接近 例如,“猫似虎”推论关系 指从一个概念推出另一个概念的语义关系。常用的推论关系是Fetch 例如:“由成绩好推出学习努力”猫虎Similar-to成绩好学习努力Fetch第9页/共49页事物和概念的表示-表示一元关系一元关系 指可以用一元谓词P(x)表示的关系。谓词P说明实体的性质、属性等。描述的是一些最简单、最直观的事物或概念,常用:“是”、“有”、“会”、“能”等语义关系来说明。如,“
8、雪是白的”。一元关系的描述 应该说,语义网络表示的是二元关系。如何用它来描述一元关系?结点1表示实体,结点2表示实体的性质或属性等,弧表示语义关系。例如,“李刚是一个人”为一元关系,其语义网络如前所示。再例,“动物能运动、会吃”。运动吃动物能会第10页/共49页事物和概念的表示-表示二元关系(一)二元关系 可用二元谓词P(x,y)表示的关系。其中,x,y为实体,P实体之间的关系。单个二元关系可直接用一个基本网元来表示,如前介绍的一些常用的二元关系及其表示。下面讨论一些较复杂关系的表示方法。对复杂关系,可通过一些相对独立的二元或一元关系的组合来实现。例2-10 用语义网络表示:动物能运动、会吃。
9、鸟是一种动物,鸟有翅膀、会飞。鱼是一种动物,鱼生活在水中、会游泳。对于这个问题,各种动物的属性按属性关系描述,动物之间的分类关系用类属关系描述。第11页/共49页事物和概念的表示-表示二元关系(二)动物运动能吃会鸟是一种飞翅膀有会鱼是一种水中游泳生活在会第12页/共49页事物和概念的表示-表示二元关系(三)例2-11 用语义网络表示:王强是理想公司的经理;理想公司在中关村;王强28岁。例2-12 若在例2-11中增加以下事实:另有一位王强是理想公司经理聘用的职员;职员王强22岁。中关村理想公司王强经理28岁位于工作在是一位年龄第13页/共49页事物和概念的表示-表示二元关系(四)王-1:代表经
10、理王强 王-2:代表职员王强王强职员王-2王-1经理22岁理想公司28岁中关村姓名姓名是一位聘用是一位年龄年龄工作在工作在位于第14页/共49页事物和概念的表示-表示多元关系多元关系 可用多元谓词P(x1,x2,)表示的关系。其中,个体x1,x2,为实体,谓词P说明这些实体之间的关系。用语义网络表示多元关系时,一般采用增加关系结点的办法。例2-14 用语义网络表示以下事实:北京位于沈阳和郑州之间 这是一种“在和之间”的三元关系。它不能直接用简单的二元关系来表示,需要在语义网络中增加一个位置关系的结点。沈阳北京郑州位置关系边界1居中边界2第15页/共49页情况和动作的表示-事件和动作的表示(一)
11、表示方法:为描述复杂情况和动作,西蒙提出了增加情况和动作结点 用语义网络表示事件或动作时,需要设立一个事件或动作结点动作结点:由一些向外引出的弧来指出动作的主体与客体。例2-16 用于语义网络表示:“常河给江涛一张磁盘”事件结点:如上例用一个事件结点描述一张磁盘常河给江涛客体2客体1主体一张磁盘给予事件给常河江涛客体2客体1主体动作第16页/共49页情况和动作的表示-事件和动作的表示(二)例2-17 用语义网络描述如下事实:“神州大学和东方大学两校篮球队在东方大学进行一场比赛,比分是85:89”。在这个问题的语义网络中,可以设立一个事件结点“球赛”,用来表示这场特定的球赛,然后把与这场球赛有关
12、的信息都和该结点联系起来。比赛篮球赛东方大学神州大学85:89是一种主队客队结局第17页/共49页逻辑关系的表示-合取和析取的表示表示方法:可通过增加合取结点和析取结点来实现 例2-18 用语义网络表示如下事实:“参赛者有教师、有学生、有高、有低”首先需要分析参赛者的不同情况,可得到以下四种情况:A 教师、高;B 教师、低 C 学生、高;D 学生、低 然后在按照他们的逻辑关系用语义网络表示出来。人参赛者ABCD或或教师学生高低与是部分部分部分部分状态状态状态状态第18页/共49页语义网络表示法的特征主要优点:结构性 把事物的属性以及事物间的各种语义联系显式地表示出来,是一种结构化的知识表示方法
13、。在这种方法中,下层结点可以继承、新增、变异上层结点的属性。联想性 本来是作为人类联想记忆模型提出来的,它着重强调事物间的语义联系,体现了人类的联想思维过程。自索引性 把各节点之间的联系以明确、简洁的方式表示出来,通过与某一结点连结的弧可以很容易的找出与该结点有关的信息,而不必查找整个知识库。这种自索引能力有效的避免搜索时所遇到的组合爆炸问题。自然性 实际上是一个带有标识的有向图,可以比较直观地把知识表示出来,符合人们表达事物间关系的习惯,并且自然语言与语义网络之间的转换也比较容易实现。主要缺点:非严格性 没有象谓词那样严格的形式表示体系,一个给定语义网络的含义完全依赖于处理程序对它所进行的解
14、释,通过语义网络所实现的推理不能保证其正确性。复杂性 语义网络表示知识的手段是多种多样的,这虽然对其表示带来了灵活性,但同时也由于表示形式的不一致,使得它的处理增加了复杂性。第19页/共49页2.5 框架表示法框架表示法是在框架理论的基础上发展起来的一种结构化知识表示方法。2.5.1 框架理论2.5.2 框架和实例框架2.5.3 框架系统2.5.4 框架系统的问题求解过程2.5.5 框架表示法的特征第20页/共49页框架理论 框架理论是明斯基于1975年作为理解视觉、自然语言对话及其它复杂行为的一种基础提出来的。框架理论认为人们对现实世界中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的
15、,当遇到一个新事物时,就从记忆中找出一个合适的框架,并根据新的情况对其细节加以修改、补充,从而形成对这个新事物的认识。例如,对饭店的认识。进入饭店前先有一个结构,进入后修改该结构。框架 是人们认识事物的一种通用的数据结构形式。即当新情况发生时,人们只要把新的数据加入到该通用数据结构中便可形成一个具体的实体,这样的通用数据结构就称为框架。实例框架:对于一个框架,当人们把观察或认识到的具体细节填入后,就得到了该框架的一个具体实例,框架的这种具体实例被称为实例框架。框架系统:在框架理论中,框架是知识的基本单位,把一组有关的框架连结起来便可形成一个框架系统。框架系统推理:由框架之间的协调来完成。第21
16、页/共49页框架和实例框架-框架的基本结构(一)槽名1:侧面名11 值111,值112,侧面名12 值121,值122,:槽名2:侧面名21 值211,值212,侧面名22 值221,值222,:槽名n:侧面名n1 值n11,值n12,侧面名n2 值n21,值n22,:侧面名nm 值nm1,值nm2,约束:约束条件1 约束条件2 :约束条件k第22页/共49页框架和实例框架-框架的基本结构(二)例2-23 一个描述硕士生有关情况的框架框架名:姓名:单位(姓,名)性别:范围(男,女)默认:男 年龄:单位(岁)条件:岁16 学习专业:单位(专业名)研究方向:单位(方向名)导师姓名:单位(姓,名)参
17、加课题:范围(国家级,省部级,其它)默认:国家级 学籍:住址:单位(楼号,房间号)电话:单位(区号),话机号)入学时间:单位(年,月)学制:单位(年)默认:3年第23页/共49页框架和实例框架-实例框架 实例框架:对于一个框架,当把具体信息填入其槽或侧面后,就得到一个该框架的实例框架。例如:“硕士生”框架的一个实例框架:框架名:姓名:杨叶 性别:女 年龄:23 学习专业:计算机应用技术 研究方向:人工智能 导师姓名:林海 参加课题:学籍:住址:16号楼316房间 电话:(010)33333333 入学时间:2000年9月 学制:第24页/共49页框架系统-框架系统的基本结构(一)当知识比较复杂
18、时,往往需要把多个相互联系的框架组织起来,形成一种框架系统。框架系统的基本结构是通过诸框架之间的横向或纵向联系来实现的。框架之间的横向联系 由于一个框架的槽值或侧面值可以是另外一个框架的名字,这就在框架之间建立起了一种联系,这种联系称为框架之间的横向联系。例如,在例2-21中,“硕士生”框架与“硕学籍”之间为横向联系。在该例中,当想了解杨叶的情况时,不仅可以直接在实例框架“硕士生-1”中了解到她的“年龄”、“学习专业”、“研究方向”、“导师姓名”、“参加课题”、“入学时间”等情况,而且还可以通过槽值为“硕学籍-1”框架名,找到“硕学籍-1”框架,得到她的成绩的详细情况。第25页/共49页框架系
19、统-框架系统的基本结构(二)框架之间的纵向联系 当用框架表示具有演绎关系的知识结构时,下层框架与上层框架之间具有继承关系,这种具有继承关系的框架之间的联系称为纵向联系。在各种分类问题的框架系统中,各层框架之间的联系是一种纵向联系。例如:事实上,框架系统中还很可能会出现框架之间的横向联系。学生框架本科生框架硕士生框架博士生框架计算机系硕士生电子系硕士生硕士生-1硕士生-n第26页/共49页框架系统-框架系统的表示(一)框架之间的横向联系:是通过槽值或侧面值中的框架名来实现的。例如:例2-21中,“硕士生”框架的学籍槽值为另一个框架名,这就建立了它们之间的横向联系。框架系统之间的纵向联系:是通过在
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 知识 表示 删除 面向 对象
限制150内