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课 堂 练 习
① 小张不肯学习但他是幸运的。 ② 所有人都有饭吃。
③ 他每天下午都去玩足球。
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掌握各种知识表示法表示知识的步骤和方法。
（重点：一阶谓词表示法、语义网络表示法）
了解各种知识表示方法具体表示形式的优缺点及
适宜的应用对象。
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3.1
知识与知识表示 一阶谓词逻辑表示法 产生式表示法 语义网络表示法
主 要 内 容
3.2 3.3 3.4
3.5
框架表示法
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相同的数据在不同的环境下表示不同的含义，
蕴涵不同的信息；
并不是所有的数据都蕴涵着信息； 不同格式的数据所蕴涵的信息量是不同的。
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知识、数据和信息的关系
一般把有关信息关联在一起所形成的信息结构 称为知识。
知识、数据、信息是3个层次的概念。
xA(x) xB(x) pxP(x)
仅个体变元被量化的谓词称为一阶谓词； 不仅个体变元被量化，函数符号和谓词符号也被量
化的谓词称为二阶谓词。
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• 谓词公式表示知识的步骤：
①定义谓词及个体，确定每个谓词及个体的确切 含义；
②根据所要表达的事物或概念，为每个谓词中的 变元赋以特定的值； ③根据所要表达的知识的语义，用适当的联接符 号将各个谓词联接起来，形成谓词公式。
3.1 知识与知识表示
知识是人类智能的基础。
智能活动过程主要是一个获取知识并运用知 识的过程。 人工智能问题的求解也是以知识为基础的， 知识的获取、知识的表示和运用知识进行推 理是人工智能学科研究的3个主要问题。
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人工智能研究中的基本问题之一---知识表示
–
“如何表示知识?”
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③ 要想出国留学，必须通过外语考试。
定义谓词：PASS(x, y): x通过y
EXAM(z):关于z的考试
WANT(x, y): x想到y学习
定义个体：abroad:出国 English:外语 表示为：
(x)[PASS( x, EXAM( English (W ANT( x, abroad )) ))]
和过程组成的。
知识是事实、信念和启发式规则。
• 知识库观点
知识是某领域中所涉及的各有关
方面的一种符号表示。
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元 知识 知 识
信 息
数 据
知识、信息与数据 • 数据
是记录信息的符号，是信息的载体和表示。
• 信息
是对数据的解释，是数据在具体的场合下 具体的含义。
怎样使机器能懂，能对之进行处理，并能以 一种人类能理解的方式将处理结果告诉人们。 – 在AI系统中，对知识要给出一个清晰简洁的
描述很困难。
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3.1.1 知识的含义和结构 • 费根鲍姆 • Bernstein • Hayes-roth 知识是经过消减、塑造、解释和
转换的信息。
知识是由特定领域的描述、关系
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3.2.2 谓词公式
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用谓词联接符号将一些谓词联接起来所形成的公式。
例如：
ISSTUDENT(张三）∧ ISSTUDENT(李四）
xy
谓词 联接符号
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• 常用的谓词联接符号：
：否定（非）
∧ ：合取（与） ∨ ：析取（或）
(或记为～)
：蕴含（IF„ THEN） ：等价（当且仅当）
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个体域：（教材P96）
个体变元的变化范围称为个体域（或论述域）。
包揽一切事物的集合称为全总个体域。
用谓词表示时，一般取全总个体域，然后再
采取使用限定谓词的方法指出每个个体变元的
个体域。
蕴含式
（1）对于全称量词： x( P( x) ) （2）对于存在量词： x( P( x) )
谓词逻辑中的n元谓词： P（x1,x2,……,xn)
参量（项/个体）
谓词符号（大写字母）
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为了表达个体之间的对应关系，引入 n元个体函数，简称函数： f（x1,x2,……,xn)
个体变元
函数符号（小写字母）
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量
词：
“所有”、“一切”、“任一”、“全体”、“凡 是”
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例2: (1) (2) (3) (4)
马科斯是男人。 马科斯是庞贝人。 所有庞贝人都是罗马人。 每个罗马人都有一个父亲。
使用谓词逻辑表达为：
(1) MAN(Marcus);
(2) POMPEIAN(Marcus);
(3) (x)( POMPEIAN x) ROMAN x)); ( (
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xP( x, y, z ) yQ( x, y, z )
利用换名规则： uP(u, y, z ) yQ( x, y, z ) uP(u, y, z ) vQ( x, v, z ) 利用代替规则： xP( x, u, z ) yQ( x, y, z ) xP( x, u, z ) yQ(v, y, z )
形式
确定性
确切性
显 式 知 识
隐 式 知 识
理 论 知 识
经 验 知 识
确 定 性 知 识
不 确 定 知 识
确 切 描 述 知 识
不 确 切 描 述 知 识
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3.1.3 ＊ ＊
知识的特性 相对正确性 不确定性
＊
＊
可表示性
可利用性
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3.1.4
知识表示
– 什么是知识表示？ • 面向计算机的知识描述或表达形式和方法。
合取项
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辖域： （教材P97） 紧接于量词之后被量词作用（即说明）的谓
词公式称为该量词的辖域。
全称量词辖域
（1）对于全称量词：
x( P( x) G( x, y))
（2）对于存在量词：
存在量词辖域
xP( x) B( x)
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• 指导变元、约束变元、自由变元（教材P97）
•选取知识表示方法的影响因素：
• 表示知识的能力
• 与推理方法的匹配 • 是否加入启发信息 • 能否模块化 • 能否表示不精确知 识
• 知识和元知识的一 致
• 是否自然 • 过程性表示还是说明 性表示
• 是否适于计算机处 理 • 是否有高效的算法
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3.1
知识与知识表示 一阶谓词逻辑表示法 产生式表示法 语义网络表示法
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【实例】 一阶谓词逻辑表示 例1：张三与李四打网球 (Zhang and Li play tennis)
解：① 定义谓词： PLAY（x,y,z): x和y进行运动z
定义个体： Zhang（张三）；Li（李四）； tennis（乒乓球） ② 将个体代入谓词中 PLAY(Zhang,Li,tennis)
GOLD 438+
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信息所表示的知识 黄金价格为438，并且在升值（+）。
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元知识
所谓元知识，就是指使用知识的知识。
如果：黄金价格低于500 且价格正在上涨（+） 那么：购买黄金
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3.1.2
知识的种类
知 识
严密性 与可靠性
主 要 内 容
3.2 3.3 3.4
3.5
框架表示法
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3.2 一阶谓词逻辑表示法
一阶谓词逻辑表示法是一种重要的知识表 示方法，它以数理逻辑为基础，是到目前为止
能够表达人类思维活动规律的一种最精确的形
式语言。
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3.2.1 谓词、函数、量词（参见教材95页）
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：“如果小王跑得最快，那么他获得冠军。” RUN(Wang, Faster) WIN(Wang, Champion)
：“燕子飞回南方，春天来了。”，表示为：
FLY(Swallow, South) COME(Spring)
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3.2.3 一阶谓词(教材P97） 在谓词前面加上量词，称作谓词中的所有个体 变元被量化。 例如：
(z)(LIKE( z, meihua LIKE( z, juhua ) ))
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② 喜欢玩篮球的人必喜欢踢足球。
定义谓词：
LIKEPLAY(x, y): x喜欢玩y。 定义个体： basketball:篮球 football:足球 表示为：
(x)( LIKEPLAY( x, basketball LIKEPLAY( x, football ) ))
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第3 章
知识表示
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本章知识结构
知识的表示
知识与知识表示基本概念 一阶谓词逻辑表示法 产生式规则表示法
语义网络表示法 框架表示法
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本章学习要点
了解知识、信息和数据的概念，以及它们之间的 关系。
