人工智能第二章 知识表示方法PPT课件

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2.2 问题规约法
梵塔问题归约图
•数据结构介绍
（111）（333）
•思考题：四圆盘问题
（111）（122） （122）（322）
（）（333）
（111）（113） （113）（123） （123）（122） （322）（321） （321）（331） （331）（333）
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解题过程
将原始问题归约为一个较简单问题集合 将原始梵塔难题归约（简化）为下列子
难题
– 移动圆盘A和B至柱子2的双圆盘难题 – 移动圆盘C至柱子3的单圆盘难题 – 移动圆盘A和B至柱子3的双圆盘难题
详细过程参看下图
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2.2 问题规约法
解题过程（3个圆盘问题）
123
123
叫做从节点ni1至节点nik的长度为k的路径
代价 用c（ni，nj）来表示从节点ni指向节点nj
的那段弧线的代价。两点间路径的代价等于连
接该路径上各节点的所有弧线代价之和.
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图的显示说明 对于显式说明，各节点及其具
有代价的弧线由一张表明确给出。此表可能列出 该图中的每一节点、它的后继节点以及连接弧线 的代价
问题归约的实质：
–从目标(要解决的问题)出发逆向推理，建立 子问题以及子问题的子问题，直至最后把初 始问题归约为一个平凡的本原问题集合。
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2.2 问题规约法
2.2.1 问题归约描述 （Problem Reduction Description）
梵塔难题
1
2
3
A B C
思考：用状态空间法有多少个节点？为什么？

▪ 谓词名 P：刻画个体的性质、状态或个体间的关系。
（1）个体是常量：一个或者一组指定的个体。
▪ “老张是一个教师”：一元谓词 Teacher (Zhang) ▪ “5>3” ：二元谓词 Greater (5, 3) ▪ “Smith作为一个工程师为IBM工作”：
三元谓词 Works (Smith, IBM, engineer)
命题逻辑表示法：无法把它所描述的事物的结构及逻辑特 征反映出来，也不能把不同事物间的共同特征表述出来。
P：老李是小李的父亲
P：李白是诗人 Q：杜甫也是诗人
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2.2.2 谓词
谓词的一般形式： P (x1, x2,…, xn)
▪ 个体 x1, x2,…, xn ：某个独立存在的事物或者某个抽象 的概念；
（3）∧： “合取”（conjunction）——与。
“我喜欢音乐和绘画”： Like (I, music) ∧ Like (I, painting)
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2.2.3 谓词公式
1. 连接词（连词） （4）→：“蕴含”(implication)或 “条
件”(“如co果nd刘iti华on跑)。得最快，那么他取得冠军。” ：
▪ ( x)( y) F(x, y) 表示对于个体域中的任何两个个体x
和y，x与y都是朋友。
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2.2.3 谓词公式
全称量词和存在量词出现的次序将影响命题的意思。 例如：
▪ ( x)( y)(Employee(x) → Manager(y, x)) :
“每个雇员都有一个经理。”
▪ ( y)( x)(Employee(x) → Manager(y, x)):
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第2章 知识表示
2.1 知识与知识表示的概念 2.2 一阶谓词逻辑表示法

2) (细菌2菌属（ IDENT ）是葡萄球（ STAHYOCOCCUS ）菌属的置信 度为0.3)
(IDENT ORGANISM2 STAHYOCOCCUS 0.3)
3) (细菌1的形态（ MORH ）为杆状形态的置信度是0.8) (MORH ORGANISM1 ROD 0.8)
4) (细菌1的形态（ MORH ）是球状（ COCCUS ）形态的置信度为0.2) (MORH ORGANISM1 COCCUS 0.2)
优选
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三、控制策略 顺序排队
四、初始数据 {A，B}
五、结束条件 F∈{x}
优选
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数据库
求解过程
可触发规则
A，B A，B，C A，B，C，D
A，B，C，D，G A，B，C，D，G，E
（1） （2）（3）
（3）（5） （5） （4）
A，B，C，D，G，E，F
被触发规则
（1） （2） （3） （5） （4）
P：前项 它说明应用这条规则
必须满足的条件；
R：后项 它说明应用这条规则产
生的操作、结果
优选
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2) 如果病人出现如打喷嚏，咳嗽等症状 ，则 该
病人感冒了。
前提条件
◆ P1 ◆ P2
打喷嚏 咳嗽
结论
Q： 该病人感冒
P1 ∧ P2 Q
优选
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3) x-1 ＞ 1 ∧ null (y) => x:= 0
5 (MAN ZHAOLING TRUE)
6 ZHAOLING ISN’T WOMAN. 6 (WOMAN ZHAOLING FASE)
优选
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2）、确定性规则知识的产生式表示 IF P THEN Q 或者 P→Q,

猴子与香蕉问题
❖ 状态空间图
goto（U）
pushbox（V）
U=b
goto（U） U=b，climbbox
V=c，climbbox grasp
目标状态
goto（U） U=V
goto（U）
内容提要
第二章:知识表示方法
1、状态空间法 2、问题归约法 3、谓词逻辑法 4、语义网络法 5、其她方法
问题归约法
❖ 知识得一般概念:知识就是人们在改造客观世界得 实践中积累起来得认识与经验
✓ 认识:包括对事物现象、本质、属性、状态、联系等得 认识
✓ 经验:包括解决问题得微观方法与宏观方法 微观方法:如步骤、操作、规则、过程、技巧等 宏观方法:如战略、战术、计谋、策略等
eg:“if 大雁向南飞,then 冬天就要来临了。”这样一条知识就就是人 们经过长期得观察,将“大雁向南飞”与“冬天来临”这两条信息关 联在一起。“雪就是白色得”反映雪与颜色得一种关系。
✓ 元知识与控制知识就是有重迭得,对一个大得程序来说,以元 知识或说元规则形式体现控制知识更为方便,因为元知识存 于知识库中,而控制知识常与程序结合在一起出现,从而不容 易修改。
大家应该也有点累了,稍作休息
大家有疑问得,可以询问与交流
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知识表示
❖ 知识表示:就是研究用机器表示知识得可行性、有效性得 一般方法,就是一种数据结构与控制结构得统一体,既考虑 知识得存储又考虑知识得使用。
✓ 图得显示说明/隐示说明:指各节点及其具有代价得弧线可以/ 不可以由一张表明确给出。显然,显示说明对于大型得图就 是不切实际得,而对于具有无限节点集合得图则就是不可能 得。
状态空间法
❖ 问题得表示对求解工作有很大影响。人们希望有较小得状 态空间表示。