人工智能202知识表达(胡静演讲稿).pptx

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第二章 知识表达技术
2．2 知识表达技术
知识类型
叙述型知识——有关系统状态、环境和条件，问题的概念、 定义和事实的知识。 过程型知识——有关系统状态变化、问题求解过程的操作、 演算和行动的知识。 控制型知识——有关如何选择相应的操作、演算和行动的比 较、判断、管理和决策的知识。
例：对于从北京到上海，是乘飞机还是坐火车的问题。
8组规则:
r22 ( X 8 0)( X1 n) X 8 nX1 0; r23 ( X 8 0)( X 0 n) X 8 nX 0 0; r24 ( X 8 0)( X 7 n) X 8 nX 7 0;
于是, 八数码问题的状态空间（状态图）可表示为
({So}, {r1, r2, …, r24}, {Sg})
状态空间一解是一有限操作算子序列，它使初始状态转换为目标状态：
O1
O2
O3
Ok
S0S1S2……G
其中O1，…，Ok即为状态空间的一个解(解往往不是唯一的)
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第二章 知识表达技术
2．3 状态空间表达
【例2．2】八数码问题的状态空间
在一3×3方格盘，放1到8八个数码，另一格为空。空格 四周上下左右数码可移到空格。一布局：
1组规则:
r5 ( X 2 0)( X 2 n) X 2 nX 2 0; r6 ( X 2 0)( X 3 n) X 2 nX 3 0;
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2组规则:
r7 ( X 2 0)( X1 n) X 2 nX1 0; r8 ( X 2 0)( X 3 n) X 2 nX 3 0; r9 ( X 2 0)( X 0 n) X 2 nX 0 0;
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So＝(0, 2, 8, 3, 4, 5, 6, 7, 1) Sg＝(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)
易见,数码的移动规则就是该问题的状态变换规则,即操 作。经分析, 该问题共有24条移码规则, 可分为9组。
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0组规则:
r1( X 0 0)( X 2 n) X 0 nX 2 0; r2 ( X 0 0)( X 4 n) X 0 nX 4 0; r3 ( X 0 0)( X 6 n) X 0 nX 6 0; r4 ( X 0 0)( X 8 n) X 0 nX 8 0;
知识：是人们对自然现象的认识和从中总结出来的规律、经验
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第二章 知识表达技术
2．1 知识的概念与含义
பைடு நூலகம்
知识模式 K = F+R+C
K表示知识项(Knowledge items)
F表示事实(Facts)——人类对客观世界、客观事物 的状态、属性、特征的描述，以及对事物之间关系 的描述 R表示规则(Rules)——能表达在前提与结论之间的 因果关系的一种形式 C表示概念(Concepts)——事实的含义规则语义说 明等
操作是用来表示引起状态变化的过程型知识的一组关系或函数 F:{f1,f2,…fm}
状态空间(State Space)是利用状态变量和操作符号，表示系统或问题的 有关知识的符号体系，状态空间是一个四元组（S，O，S0，G）：
S — 状 态态集,G合S;,O(—G可操若作干算具子体状集态合，;也S 0可—满初足始某状些态性,质S的0 路S径; G信—息目描的述)状 从S0结点到G结点的路径被称为求解路径。
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八数码任何一种摆法就是一个状态，所有的摆法为状态集S， 构成了一个状态空间，其大小为9！
相应操作算子是数码移动，其操作算子共有4（方向） ×8（数码）=32个。可简化为4个：Up，Left，Down， Right
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状态图
这种描述问题的有向图被称为状态空间 图，简称状态图；
• 叙述型知识：北京、上海、飞机、火车、时间、费用。 • 过程型知识：乘飞机、坐火车。 • 控制型知识：乘飞机较快、较贵；坐火车较慢、较便宜。
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知识的表达技术
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第二章 知识表达技术
(一) 状态空间表达
状态用来表示系统状态,事实等叙述型知识的一组变量或数组 Q=[q1,q2,…qn]t
许多智力问题都可以归结为在某一状态 中寻找目标或路径的问题。
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例 3.8 八数码难题的状态图表示。 我们将棋局
用向量
X1
X2
X3
X８
X0
X4
X7
X6
X5
A＝(X0, X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7, X8)
表示,Xi为变量,Xi的值就是方格Xi内的数字。于是,向量A就是该 问题的状态空间表达式。
第二章 知识表达技术
课程的基本内容
知识的概念与含义，知识类型和知识模型的变换； 重点介绍几种常用的知识表达法——状态空间表示法、与/或图表 示法、产生式系统、知识的逻辑表达方法、语义网络、框架表达法、 特征表表达法和面向对象的表达法。
课程的基本要求
掌握知识表达的基本概念，学会划分知识的类型和理解知识模型变 换在解决人工智能问题的过程中的作用与意义； 学会如何将一个具体的问题，用所介绍的知识表达方法来表示； 初步体会在各种知识表达方法中，其知识机构是如何随知识的运用 而变化的。
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第二章 知识表达技术
2．1 知识的概念与含义
智能行为——即拥有知识 ——即对知识的获取、表达、搜索、分析、解答等智 能能力
人的智能的核心也在于“知识”
感性知识与理性知识，经验知识与理论知识 智能表现在：
• 知识的获取能力—通过感知器官获取感性知识
• 知识的处理能力—将感性知识上升为理性知识 • 知识的运用能力—采取行动，发挥知识的效用
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当然,上述24条规则也可以简化为4条: 即空格上移（UP）、 下移（DOWN）、左移（LEFT）、右移（RIGHT）。不过,这时状 态(即棋局)就需要用矩阵来表示。
可以看出,这个状态图中仅给出了初始节点和目标节点, 并未给出其余节点。而其余节点需用状态转换规则来产生。 类似于这样表示的状态图称为隐式状态图, 或者说状态图的隐 式表示。