知识表示及Prolog语言 “与或”图表示法及其应用

逻辑型程序设计语⾔PROLOG详细教程逻辑型程序设计语⾔PROLOG教程2.3. 1逻辑型程序设计语⾔PROLOGPROLOG的语句PROLOG语⾔只有三种语句，分别称为事实、规则和问题。

1.事实(fact)格式: <谓词名>(<项表>).功能⼀般表⽰对象的性质或关系。

其中谓词名是以⼩写英⽂字母打头的字母、数字、下划线等组成的字符串，项表是以逗号隔开的项序列。

例如：student(john).like( mary ,music).表⽰“约翰是学⽣”和“玛丽喜欢⾳乐”。

2. 规则(rule)格式:<谓词名>(<项表>):-<谓词名>(<项表>){,<谓词名>(<项表>)}.功能: ⼀般表⽰对象间的因果关系、蕴含关系或对应关系。

其中“:-”号表⽰“if”（也可以直接写为if），其左部的谓词是规则的结论（亦称为头），右部的谓词是规则的前提（亦称为体），{}表⽰零次或多次重复，逗号表⽰and(逻辑与),即规则的形式是⼀个逻辑蕴含式。

例如：bird(X):-animal(X),has(X,feather).grandfather(X,Y):-father(X,Z),father(Z,Y).第⼀条规则表⽰“如果X是动物，并且X有⽻⽑，则X是鸟”；第⼆条规则就表⽰“X 是Y的祖⽗，如果存在Z，X是Z的⽗亲并且Z⼜是Y的⽗亲”。

3.问题(question)格式: ?-<谓词名>(<项表>){,<谓词名>(<项表>)}.功能表⽰⽤户的询问，它就是程序运⾏的⽬标。

例如：-student(john).-like(mary,X).2.3. 2 PROLOG程序PROLOG程序⼀般由⼀组事实、规则和问题组成。

问题是程序执⾏的起点，称为程序的⽬标。

例如下⾯就是⼀个PROLOG程序。

PROLOG语言入门简介PROLOG语言是一个非常有趣的计算机语言。

它完全不同于我们已经很熟悉的其它计算机语言、例如BASIC、FORTRAN、C等。

主要由于现在的计算机硬件能力的限制，使得PROLOG语言没有得到更广泛的流行。

但是未来随着计算机硬件技术的发展，PROLOG语言将会发挥更大的作用。

尤其是通过PROLOG语言的学习，我们对计算机语言的本质会有更多的了解。

虽然对许多人来说，PROLOG语言比较陌生。

但是PROLOG语言很容易入门，人们很容易感受到它的魅力。

本书在多年从事相关教学的讲义的基础上形成。

本书没有试图写成PROLOG语言程序设计的指导书，而是着重在于于介绍PROLOG的有趣性，引导读者尽快进入PROLOG世界。

同时，尽量利用BASIC、FORTRAN、C等大家熟悉的语言的例子，说明PROLOG与这些语言的区别，以加深读者对PROLOG的理解。

因此，本书适合于PROLOG的初学者，而对于那些已有相当基础、希望利用PROLOG开发应用程序的读者，则可以选择其它更加全面的书籍，例如本书末尾所推荐的那些书籍。

目录1引言2为什么有PROLOG3什么是PROLOG ？4最简单的PROLOG程序5PROKOG运行方式6关于Visual PROLOG ？7Visual PROLOG的运行方式8PROKOG入门9规则与事实10递归11表12引言首先，介绍一种常见的扑克牌游戏。

该游戏方法为：“随意抽出4张扑克牌。

然后利用加、减、乘、除方法，对这个4张扑克牌所代表的4个数进行四则运算。

要求最后的运算结果为24。

注意，每个数只能在运算中出现1次，且必须出现1次。

”例如，如果所抽取的4张牌所代表的4个数分别为：2，4，7，9。

则可以采用如下运算方法：2 * 4 + 9 + 7 = 24有时，同一数字组合，可能存在好几种四则运算方法。

游戏时，可以规定先找到相应的四则运算方法的人获胜。

有些数字组合比较容易计算，例如6，6，6，6。

基于Prolog的逻辑编程思想在实际项目中的应用Prolog是一种基于逻辑编程思想的编程语言，它使用逻辑推理来解决问题。

在实际项目中，Prolog的逻辑编程思想可以被广泛应用，帮助开发人员更高效地解决复杂的问题。

本文将探讨Prolog在实际项目中的应用，并分析其优势和局限性。

什么是PrologProlog是一种基于逻辑编程思想的编程语言，它使用谓词逻辑来表示知识和推理规则。

Prolog程序由事实（Facts）和规则（Rules）组成，通过逻辑推理来回答查询。

Prolog的核心思想是“声明式编程”，即开发人员只需描述问题的本质，而不需要指定解决问题的具体步骤。

Prolog在实际项目中的应用1. 人工智能领域Prolog在人工智能领域有着广泛的应用。

由于其逻辑推理的特性，Prolog常被用于构建专家系统、自然语言处理系统和知识图谱等人工智能应用。

通过定义事实和规则，Prolog可以帮助系统进行推理和决策，从而实现智能化的功能。

2. 数据分析与知识图谱在数据分析领域，Prolog可以被用来构建知识图谱，帮助组织和推理大量结构化数据。

通过定义实体、关系和属性，Prolog可以实现复杂的数据查询和推理，为数据分析提供强大支持。

3. 自然语言处理Prolog也被广泛应用于自然语言处理领域。

通过定义语法规则和语义关系，Prolog可以帮助系统理解自然语言文本，并进行语义分析、问答系统等任务。

其逻辑推理能力使得Prolog在处理自然语言时具有独特优势。

4. 软件工程与规则引擎在软件工程领域，Prolog可以被用来构建规则引擎，帮助实现复杂业务规则和逻辑。

通过定义规则库和查询接口，Prolog可以实现灵活的规则匹配和推理过程，为软件系统提供高度可扩展性和灵活性。

Prolog的优势逻辑推理能力强：Prolog基于谓词逻辑，具有强大的逻辑推理能力，能够处理复杂的知识表示和推理问题。

声明式编程：开发人员只需描述问题的本质，而不需要指定解决问题的具体步骤，简化了程序设计过程。

Prolog学习：基本概念对Prolog有了⼀个感性的认识，今天介绍下Prolog中⼀些基本概念，想要⽤Prolog解决⼀些实际问题之前必须要先了解它们。

这些概念在这本书中都有介绍，我简单提炼汇总下，就当给这门⼩众语⾔做个宣传吧。

变量/规则/知识库在Prolog中变量的命名是有特殊要求的，如果⼀个词以⼩写字母开头，它就是⼀个原⼦(atom)，类似于其他语⾔中的符号(symbol)，如果⼀个词以⼤写或下划线开头，那么它就是⼀个变量，和其他语⾔⼀样变量值可以改变，可以赋值（不过更灵活）。

符号组成⼀些事实：likes(zhangsan,lisi).likes(wangwu,lisi).likes(chenliu,maqi).符号和变量在⼀起可以⽤来定义规则：friend(X,Y):- \+(X = Y),likes(X,Z),likes(Y,Z).事实是我们对这个世界直接观察的结果。

规则是关于现实世界的逻辑推论。

事实 + 规则 = 知识库。

上⾯的规则可以叫做friend/2因为它有两个参数（类似C#⽅法中的形参），:-读作“如果”，“如果”后⾯是由⼀系列“⼦⽬标”组成，⼦⽬标之间可以是且的关系，⽤“,”分割，也可以是或者的关系，⽤“.”表⽰。

Prolog就是通过验证规则来回到我们yes或no的，如果参数能满⾜所有⼦⽬标就是yes。

合⼀（unification）合⼀是Prolog中⼀个⾮常重要的概念。

简单的来说合⼀就相当于其它语⾔中的赋值：cat(lion).cat(tiger).dorothy(X,Y,Z) :- X = lion,Y = tiger,Z = bear.twin_cast(X,Y) :- cat(X),cat(Y).合⼀的意思是：找出那些使规则匹配的值。

所以执⾏dorothy(lion,tiger,bear).这句，Prolog会返回yes:dorothy/3规则的右侧，Prolog将lion赋值给X,tiger赋值给Y,bear赋值给Z，就像在命令式语⾔中这样：var X = lion;var Y = tiger;var Z = bear;这些值和左侧（也就是dorothy(lion,tiger,bear)）对应的值相匹配，所以合⼀成功。

_知识表示1. 简介1.1 定义在领域中，知识表示是指将现实世界的事物、概念和关系转化为计算机可以理解和处理的形式。

1.2 目的知识表示旨在构建一个可用于推理、学习和问题求解等任务的表达方式，以便让计算机具备类似于人类思维过程一样进行分析与决策。

2. 常见方法及技术2.1 符号逻辑（Predicate Logic）- 概述：使用谓词来描述对象之间的关系，并通过规则对这些谓词进行操作。

常用语言包括Prolog。

- 应用场景：符号逻辑主要应用于专家系统、自然语言处理等领域。

2.2 图结构（Graph-based Representation）- 概述：利用图论模型来存储并展示各种实体之间复杂而动态变化着得联系。

节点代表实体或者事件,边代表它们之间存在某种类型/属性上的连接.- 应用场景: 图结构广泛应该网络搜索引擎(如Google Knowledge Graph) 和社交网络分析.3.本体论 (Ontology)- 概述：本体是一种对于某个领域中概念和关系的形式化描述，以便计算机能够理解并进行推理。

常用语言包括OWL、RDF等。

- 应用场景: 本体论主要应用于知识图谱构建与维护,智能搜索引擎.4. 知识表示学习4.1 带标签数据（Supervised Learning）- 概述：通过给定输入和输出样例来训练模型，并利用该模型预测新的未见过的实例。

- 应用场景：带标签数据适合处理分类问题，如垃圾邮件检测、情感分析等。

4.2 半监督学习 (Semi-Supervised Learning)- 概述: 利益已有少量(相较总数) 样品被打上了正确类别后, 使用这些信息去估计剩下大部分没有label 的样品.- 应当使用范围 : 当我们很难获得足够多可靠严格准确label时候 , 可采取半监督方式5.附件：[在此处添加相关附件]6.法律名词及注释:a）(): 是指由程序控制而不需要直接干涉的计算机系统，这些程序可以通过学习和适应来执行任务。

Prolog语言基础知识一.数据结构PROLOG语言与其他任何一种计算机高级语言一样，有其定义的数据结构。

下面将介绍PROLOG语言的基本数据结构。

1.常量常量是数据结构的基本组成部分，用来对特定对象及关系的命名。

在PROLOG语言中，合法的常量有：(1)整数,一个纯数字串，例 182 000，581 202。

(2)原子，分为两种：1)标识符：以小写字母开头的，包含字母、数字、下划线的串，例aBC12，is_。

2)符号：PROLOG语言规定的符号集的非空序列，例?、-、=。

若原子用单引号厂(‘ ’)括住，则可含有任何字符。

(3)字符集ab...z2.变量变量是用来表示还无法知道且需要PROLOG程序来确定的客体。

变量用变量名表示,变量名与标识符相似,所不同的是以大写字母或下划线开头。

例Variable，_ansure。

PROLOG语言中有一个特殊的变量,不需要知道它是什么以及具体名字,只是表示留出一位置,称为匿名变量。

用单一的下划线(_)来表示。

比如只想知道是否有人喜欢跳舞,但不需知道这个人的名字,这时就可以用匿名变量。

3.结构结构是PROLOG语言中的第三类数据结构;用于构造PROLOG数据对象。

一个结构是一个单一的客体,它由一个函子和一个或多个称为分量的项的序列组成。

其书写形式为函子(分量1,分量2,…,分量n)其中的分量也可以是结构。

例如可用结构描述事实"Mary住zhongshan路120号":person(mary,address(zhongshan,120)).此例中address是一个具有两个分量即路名和门牌号的结构。

该结构是作为事实的一个分量出现,它将作为关系中的一个客体来对待。

当然,结构中的分量也可以是结构,如上例可写成:person(name(mary),address(street(zhongshan),number(120))).其中name,address,street,number均为结构。

《人工智能》课程教学大纲《人工智能》课程教学大纲一、课程基本信息开课单位课程名称开课对象学时/学分先修课程课程简介：人工智能是计算机科学的重要分支，是研究如何利用计算机来模拟人脑所从事的感知、XXX人工智能课程类别课程编码开课学期个性拓展GT第4或6学期网络工程专业、计算机科学与技术专业36学时/2学分（理论课：28学时/1.5学分；实验课：8学时/0.5学分）离散数学、数据结构、程序设计推理、研究、思考、规划等人类智能活动，来解决需要用人类智能才能解决的问题，以延伸人们智能的科学。

该课程主要讲述人工智能的基本概念及原理、知识与知识表示、机器推理、搜索策略、神经网络、机器研究、遗传算法等方面内容。

二、课程教学目标《人工智能》是计算机科学与技术专业的一门专业拓展课，通过本课程的研究使本科生对人工智能的基本内容、基本原理和基本方法有一个比较初步的认识，掌握人工智能的基本概念、基本原理、知识的表示、推理机制和智能问题求解技术。

启发学生开发软件的思路，培养学生对相关的智能问题的分析能力，提高学生开发应用软件的能力和水平。

三、教学学时分配《人工智能》课程理论教学学时分派表章次第一章第二章第三章第四章第五章第六章首要内容人工智能概述智能程序设计言语图搜索技术基于谓词逻辑的机器推理呆板进修与专家系统智能计算与问题求解合计学时分配35464628教学方法或手段讲授法、多媒体讲授法、多媒体探究式、多媒体讲授法、多媒体概述法、多媒体开导式、多媒体《人工智能》课程实验内容设置与教学要求一览表实学尝试序项目号名称配1)了解PROLOG语言中常1) Prolog运转环境；量、变量的表示方法；实分支2)使用PROLOG举行事实验与循实库、规则库的编写；库、规则库的编写方法；环程3)分支程序设计；一序设4)循环程序设计；一计5)输入出程序设计。

5)掌握PROLOG输入输出程序设计；1）了解PROLOG中的谓词1)谓词asserta和递归实与表实处理验程序二设计4）掌握PROLOG表处理程4)综合应用程序设计。