2.2--谓词逻辑表示法
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简述知识常用表示方法在我们的生活和学习中,知识无处不在。
为了更好地理解、处理和运用知识,人们发展出了多种知识表示方法。
这些方法就像是不同的“容器”,将知识以特定的形式组织和存储起来,以便我们在需要时能够方便地获取和使用。
接下来,让我们一起了解一下几种常见的知识表示方法。
一、谓词逻辑表示法谓词逻辑是一种基于逻辑推理的知识表示方法。
它使用命题和谓词来描述知识。
命题就是一个能够判断真假的陈述句,比如“今天是晴天”。
谓词则是带有变量的命题,比如“天气(X)是晴天”,这里的“X”就是变量,可以代表不同的时间。
通过使用逻辑连接词(如“与”“或”“非”)和量词(如“存在”“任意”),可以构建复杂的逻辑表达式来表示知识。
例如,“对于任意的X,如果 X 是鸟,那么 X 会飞”。
谓词逻辑表示法的优点是表达能力强,能够准确地描述知识的逻辑关系,并且可以进行逻辑推理。
然而,它也有缺点,对于复杂的知识,表达式可能会变得非常冗长和复杂,而且处理效率相对较低。
二、产生式表示法产生式也被称为规则,表示形式通常为“如果……那么……”。
例如,“如果天气晴朗,那么适合外出游玩”。
产生式表示法直观易懂,易于理解和实现。
它能够快速地对新的情况做出反应,适用于描述具有因果关系的知识。
但它也存在一些局限性,比如规则之间的冲突处理可能会比较复杂,对于大规模的知识表示可能会显得不够紧凑。
三、框架表示法框架是一种用于描述固定模式知识的结构。
它就像是一个模板,包含了对象的各种属性和属性值。
比如描述一个“人”的框架,可能包括姓名、年龄、性别、职业等属性。
框架表示法善于表达结构性的知识,能够将相关的信息组织在一起,方便知识的存储和检索。
但当对象的属性发生变化时,框架的修改可能会比较麻烦。
四、语义网络表示法语义网络是通过节点和边来表示知识的。
节点代表实体,边代表实体之间的关系。
例如,“猫”和“动物”两个节点通过“是一种”的边连接起来。
这种表示法能够直观地展示知识之间的关系,易于理解和联想。
第二章知识表示吉林大学地面机械仿生技术教育部重点实验室 张锐22.1 概述2.2 一阶谓词逻辑表示法2.3 产生式表示法2.4 语义网络表示法2.5 框架表示法2.6 脚本表示法2.7 状态空间表示法吉林大学地面机械仿生技术教育部重点实验室 张锐32.1 概述1. 知识(1)定义:知识就是人类认识自然界(包括社会和人)的精神产物,是人类进行智能活动的基础。
(2)分类:常识性知识领域性知识以知识的作用范围来划分:通用性知识专业性知识以知识的确定性来划分:确定知识不确定知识吉林大学地面机械仿生技术教育部重点实验室 张锐4就知识的作用及表示来划分:事实性知识规则性知识控制性知识元知识指有关领域内概念、事实、事物的属性、状态及其关系的描述。
指有关问题中与事物的行动、动作相联系的因果关系的知识。
指有关问题的求解步骤、技巧性知识。
是指有关知识的知识,是知识库中的高层知识。
(3)特性:①相对正确性②不确定性③可表示性④可利用性计算机专家系统的知识库中,通常使用的就是规则性知识。
按照人类的思维及认识方法来划分:逻辑性知识形象性知识反映人类逻辑思维过程的知识。
通过形象思维所获得的知识。
吉林大学地面机械仿生技术教育部重点实验室 张锐5(1)定义:2. 知识表示知识表示是研究用什么形式将有关问题的知识存入计算机,以便进行处理。
(2)要求:①表示能力②可理解性③可访问性④可扩充性(3)分类:陈述性知识表示过程性知识表示优点:灵活简洁、演绎过程完整而确定,系统的模块性好缺点:工作效率低,推理过程不透明,不易理解事实性知识规则性知识控制结构知识描述描述优点:推理过程直接、清晰、有利于模块化,实现效率高缺点:不够严格,灵活性差,知识的增、减不方便吉林大学地面机械仿生技术教育部重点实验室 张锐62.2 一阶谓词逻辑表示法定义:它是一种以数理逻辑为基础,把数学中的逻辑论证符号化的知识表示方法。
一阶谓词逻辑表示法是一种最早应用于人工智能中的表示方法。
2.2 谓词逻辑中的命题翻译由于谓词有谓词填式和量词量化两种转换为命题的方法,实际中也有两类命题需要翻译。
2.2.1 特殊化个体词的命题当命题中的个体词是固定对象时,不需要关心个体域,只要刻画出表示个体词的性质或个体词之间关系的谓词,并构成谓词填式即可。
例2-3 用谓词逻辑符号化下述命题:(1) 苏格拉底是人。
(2) 孙建中比李晓光个子高。
(3) 5介于2和8之间。
(4) 若m 是正数,则m -是负数。
(5) 这只大红书柜摆满了那些古书。
解 记M (x ):x 是人;T (x , y ):x 比y 个子高;Between (z , x , y ):z 介于x 和y 之间;P (x ):x 是正数,N (x ):x 是负数;F (x ,y ):x 摆满了y 。
上述命题可符号化为:(1) M (苏格拉底)。
(2) T (孙建中, 李晓光)。
(3) Between (5, 2, 8)。
(4) ()()P m N m →-。
(5) F (这只大红书柜, 那些古书)。
如果都表示成符号会更好一些。
例如,记s :苏格拉底,y :孙建中,x :李晓光,a :这只大红书柜,b :那些古书,则(1)、(2)和(5)可用纯符号形式表示为:(1) M (s )。
(2) T (y , x )。
(5) F (a , b )。
这里对(5)的刻画不够细致。
如果将“这只”和“那些”作为个体词,可引入如下谓词: R (x ):x 是大红书柜,Q (y ):y 是古书。
于是,命题可符号化为如下的谓词填式:R (这只)∧Q (那些)∧F (这只, 那些)还可以进一步分解那些修饰限定词,即引入如下谓词和个体词符号:A (x ):x 是书柜,E (y ):y 是图书,B (x ):x 是大的,C (x ):x 是红的,D (y ):y 是古老的;a :这只,b :那些,则原命题可表示为: ()()()()()(,)∧∧∧∧∧A a B a C aE b D bF a b可见,谓词公式的翻译结果因对个体词性质的刻画程度不同而异。