知识表示方法

知识表示

一、知识表示的基本概念

知识表示是知识的符号化和形式化的过程，是用机器表示知识的可行性、有效性的一般方法，是一种数据结构与控制结构的统一体，既考虑知识的存储又考虑知识的使用。知识表示可以看成是一组描述事物的约定，以把人类知识表示成机器能处理的数据结构。

二、知识表示方法的例举

1、逻辑表示法

逻辑表示法以谓词形式来表示动作的主体、客体，是一种叙述性知识表示方式。利用逻辑公式，人们能描述对象、性质、状况和关系。主要分为命题逻辑和谓词逻辑。

用逻辑表示法主要用于自动定理的证明，而其中谓词逻辑的表现方式与人类自然语言比较接近，适用于自然而精确地表达人类思维和推理的有关知识，是最基本的知识表达方法。

例：用谓词逻辑表示知识“所有教师都有自己的学生”。

首先定义谓词：TEACHER（x）：表示x是教师。

STUDENT（y）：表示y是学生。

TEACHES（x，y）：表示x是y的老师。

此时，该知识可用谓词表示为：

该谓词公式可读作：对所有x，如果x是一个教师，那么一定存在一个个体y，x是y的老师，且y是一个学生。

2、产生式表示法

产生式表示法又称规则表示法，表示一种条件-结果形式，是目前应用最多的一种知识表示方法，也是一种比较成熟的表示方法。

产生式表示法适用于表示具有因果关系的知识，其一般形式为：前件→后件，前件为条件，后件为结果，由逻辑运算符AND、OR、NOT组成表达式。

3、语义网络表示法

语义网络表示法是通过概念及其语义关系来表达知识的一种网络图，利用结点和“带标记的有向图”，描述事件、概念、状况、动作以及客体之间的关系。语义网络通常由语法、结构、过程和语义4部分组成。

语义网络表示法适用于描述客体之间的关系。

例：

4、框架表示法

框架表示法是以框架理论为基础发展起来的一种结构化的知识表示法。该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当中的，当面临一个新事物时，就从记忆中找出一个适合的框架，并根据实际情况对其细节加以修改补充，从而形成对当前事物的认识。

框架表示法适用于表达结构性的知识，概念、对象等知识最适于用框架表示。框架还可以表示行为（动作），有些过程性事件或情节也可用框架网络来表示。这是框架系统的表达能力。

例：框架名：〈诊断规则〉

症状1：咳嗽

症状2：发烧

症状3：打喷嚏

infer：〈结论〉

可信度：0.8

框架名：〈结论〉

病名：感冒

用药：口服感冒清

服法：一日三次，每次2粒

5、本体表示法

本体论能够以一种显式、形式化的方式来表示语义，提高异构系统之间的互操作性，促进知识共享，因而被广泛用于知识表示领域。用本体来表示知识的目的是统一应用领域的概念，构建本体层级体系表示概念之间的语义关心，实现人类、计算机对知识的共享和重用。

本体表示法适用于知识库的知识建模，建立领域本体知识库，用概念对知识进行表示，揭示知识之间内在关系。

6、过程表示法

过程表示方法将知识及如何使用这些知识的控制性策略均表述为求解问题

的过程，称以这种观点表示知识的方法为过程性表示方法，或过程表示法。

过程表示法适用于子程序或模块实现。过程表示是将知识包含在若干过程之中。过程是一小段程序，它处理某些特殊事件或特殊状况。每个过程都包含说明客体和事件的知识，以及在说明完好的情况下的运行知识等。

7、面向对象表示法

面向对象表示法是按照面向对象的程序设计原则组成一种混合知识表示形式，以对象为中心，把对象的属性、动态行为、领域知识和处理方法德国有关知识封装在表达对象的结构中。

面向对象表示法适用于按类以一定层次形式进行组织，按类之间通过链实现联系，主要特点表现为继承性，灵活、易于维护，可重用性好等。

例：Class <类名> [: <超类名>]

[<类变量名表>]

Structure

<对象的静态结构描述>

Method

<关于对象的操作定义>

Restraint

<限制条件>

End

8、状态空间表示法

状态空间表示法是基于解答空间的问题表示和求解方法。它通过在某个可能的解空间内寻找可行解来求解问题，它是以状态和运算符为基础来表示和求解问题的。

状态空间表示法适用于求解简单问题，状态空间表示法的特点是思路简单，清晰明确，操作简便。