第七章几种结构化的知识表示及推理
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知识推理模型1. 概述知识推理模型是一种基于人工智能的技术,旨在通过利用人类知识和逻辑规则,实现自动化的推理过程。
它能够根据已有的知识和规则,从已知情况中推导出新的结论,或者验证某个假设的正确性。
知识推理模型广泛应用于领域知识的推理、问题求解、决策支持等方面,对于提高机器智能化水平具有重要作用。
2. 知识库构建知识推理模型的关键是构建一个有效的知识库,其中包含了领域内的各种事实、规则和逻辑关系。
知识库的构建可以通过人工手动输入、网络爬取、自然语言处理等多种方式进行。
在构建知识库的过程中,需要考虑以下几个方面:2.1 知识表示知识推理模型中的知识可以通过不同的方式进行表示,常见的有:逻辑形式、图谱表示、语义网络等。
不同的表示方式适用于不同的应用场景和问题类型,选择合适的表示方式对于提高知识推理的效果非常关键。
2.2 知识获取知识获取是指从不同的数据源中收集和提取有用的知识,可以通过人工标注、自动抽取、机器学习等方法来进行。
在知识获取的过程中,需要考虑知识的准确性、完整性和一致性等方面。
2.3 知识融合知识融合是将不同来源的知识进行整合和合并,以提高知识库的质量和完整性。
在知识融合的过程中,需要考虑不同知识之间的冲突和一致性问题,并进行相应的处理和调整。
3. 知识推理算法知识推理模型依靠一定的推理算法来实现对知识的推理和应用。
下面介绍几种常见的知识推理算法:3.1 基于规则的推理基于规则的推理是一种基于逻辑规则的推理方法,通过应用事先定义好的规则集合,从已知事实中推导出新的结论。
这种方法直观、易理解,但需要事先定义好一套完备的规则集合,并且对规则的设计和表示要求较高。
3.2 基于图谱的推理基于图谱的推理是一种基于知识图谱的推理方法,通过分析知识图谱中的节点和关系,推断出新的结论。
这种方法具有较强的可扩展性和灵活性,能够利用图谱中的丰富语义信息进行推理。
3.3 基于统计的推理基于统计的推理是一种利用统计模型和机器学习算法进行推理的方法,通过分析大量的数据和语料,预测和推断未知的知识。
高三化学复习“结构化知识”的呈现方式【摘要】知识的结构化,就是把所学的知识要素按其相互作用、相互联系的方式和秩序组合起来,使知识由繁杂变成简化概括。
便于学习记忆。
因此,高三化学复习教学中,教师引导学生把孤立、零散的中学化学知识连接成网络,呈现不同形式的结构化的化学知识,对培养和提高学生的化学学习能力至关重要。
【关键词】知识的结构化;结构化的知识;结构化知识的呈现方式众所周知,电脑里存储的资料越多、越散、越无序,查找所需内容的难度就越大,若分盘、分文件夹、分类进行有规律、有条理的的储存,查找就会省时省力。
知识在大脑中的贮存也一样,大量、孤立、零乱的知识贮存在大脑中,既会增加记忆负担,又难以检索提取。
认知心理学认为,只有组织有序的知识才能在一定的刺激下被激活,在需要应用时才能成功地提取。
知识的结构化,就是把所学的知识要素按其相互作用、相互联系的方式和秩序组合起来,使知识由繁杂变成简化概括。
使学生对知识的体系和结构产生形象化的感觉和认识,便于学习记忆。
结构化的知识对知识应用特别重要:①有利于学生记忆知识。
②有利于学生理解和把握知识。
③有利于学生迁移和应用知识。
④有利于学生缩小初级知识和高级知识之间的差距。
因此,高三化学复习教学中,教师引导学生把孤立、零散的知识点连接成知识网络,呈现不同形式的结构化的化学知识,使学生头脑中的知识系统化、层次化、结构化,对培养和提高学生的学习能力至关重要。
影响知识结构化的因素主要有三个方面:知识的类型、知识的表征、知识的组织。
知识的表征是指知识或信息在头脑中的表示形式;知识的组织是由许多相互作用、相互联系的一系列知识形成的有机整体。
知识的表征形式直接影响知识的结构化程度,知识的组织决定着知识结构化的灵活性和广泛性,所以根据知识类型的不同,采用合适的表征方式和组织形式,将组织有序的结构化的知识呈现给学生或教会学生将知识结构化的方法,将有利于学生理解知识、记忆知识和进行有效地提取检索知识。
《人工智能概论》课程笔记第一章人工智能概述1.1 人工智能的概念人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)是指使计算机具有智能行为的技术。
智能行为包括视觉、听觉、语言、学习、推理等多种能力。
人工智能的研究目标是让计算机能够模拟人类智能的某些方面,从而实现自主感知、自主决策和自主行动。
人工智能的研究领域非常广泛,包括机器学习、计算机视觉、自然语言处理、知识表示与推理等。
1.2 人工智能的产生与发展人工智能的概念最早可以追溯到上世纪50 年代。
1950 年,Alan Turing 发表了著名的论文《计算机器与智能》,提出了“图灵测试”来衡量计算机是否具有智能。
1956 年,在达特茅斯会议上,John McCarthy 等人首次提出了“人工智能”这个术语,并确立了人工智能作为一个独立的研究领域。
人工智能的发展可以分为几个阶段:(1)推理期(1956-1969):主要研究基于逻辑的符号操作和自动推理。
代表性成果包括逻辑推理、专家系统等。
(2)知识期(1970-1980):研究重点转向知识表示和知识工程,出现了专家系统。
代表性成果包括产生式系统、框架等。
(3)机器学习期(1980-1990):机器学习成为人工智能的重要分支,研究如何让计算机从数据中学习。
代表性成果包括决策树、神经网络等。
(4)深度学习期(2006-至今):深度学习技术的出现,推动了计算机视觉、自然语言处理等领域的发展。
代表性成果包括卷积神经网络、循环神经网络等。
1.3 人工智能的三大学派人工智能的研究可以分为三大学派:(1)符号主义学派:认为智能行为的基础是符号操作和逻辑推理。
符号主义学派的研究方法包括逻辑推理、知识表示、专家系统等。
(2)连接主义学派:认为智能行为的基础是神经网络和机器学习。
连接主义学派的研究方法包括人工神经网络、深度学习、强化学习等。
(3)行为主义学派:认为智能行为的基础是感知和行动。
行为主义学派的研究方法包括遗传算法、蚁群算法、粒子群算法等。
推理知识点总结讲解一、逻辑推理逻辑推理是推理过程中最基本的一种形式,它基于逻辑规则进行推断和判断。
逻辑推理包括三种基本形式:演绎推理、归纳推理和假设推理。
1. 演绎推理演绎推理是从一般原则或前提出发,得出特殊结论的推理方式。
它遵循“若...则...”的逻辑关系,即如果前提成立,则结论一定成立。
演绎推理又分为三种形式:假言推理、拟言推理和假设-构造推理。
假言推理是基于假设的推理方式,即如果某个条件成立,则结论也成立。
例如,“如果今天下雨,就不会出门”,这是一种典型的假言推理。
拟言推理是根据一般原则推断特殊情况的推理方式,通常使用“所有......都......”或“没有......不......”的形式。
例如,“所有人都会死”,“没有人不会死”,这是一种典型的拟言推理。
假设-构造推理是通过对假设进行推演,得出结论的推理方式。
它常用于解决复杂的问题,通过制定假设,探究各种可能性,最终得出结论。
2. 归纳推理归纳推理是从个别特殊事实出发,得出一般规律或结论的推理方式。
它是从已知事实中总结出规律性的东西,通过具体案例得出普遍结论的推理方式。
归纳推理分为完全归纳和不完全归纳两种形式。
完全归纳是通过观察所有具体事例,得出结论的推理方式;不完全归纳是通过观察部分事例,得出结论的推理方式。
3. 假设推理假设推理是推理过程中常用的一种方法,通过对假设进行推断,得出结论。
在实际生活中,我们经常需要根据已有信息进行假设,然后根据假设得出结论。
假设推理是一种基于推测和猜测的推理方式,需要根据已知信息进行逻辑推断,从而做出合理结论。
二、推理误区与问题解决在推理过程中,由于一些特定的原因,推理出现了偏差,这种偏差导致了一些错误的判断和结论。
这种错误称为推理误区,推理误区有很多种类,其中比较典型的包括:直觉偏见、逻辑谬误、非逻辑推理和谬误推理。
如何避免这些推理误区,成为了解决问题的关键。
1. 直觉偏见直觉偏见是一种在推理过程中的误判断,人们在得出结论时,容易受到已有知识和信念的影响,而产生判断偏差,导致错误的结论。
“知识表示与知识推理”知识体的教学设计知识表示与知识推理是智能信息处理的基础。
从人工智能的角度看,知识是构成智能的基础,人类的智能行为依赖于利用已有的知识进行分析、猜测、判断和预测等。
当人们希望计算机具有智能行为时,首先需要在计算机上表达人类的知识,然后再告诉计算机如何像人一样地利用这些知识。
自从人工智能领域诞生以来,知识表示与知识推理就一直是其中最为重要的子领域。
经过五十多年的发展,知识表示与知识推理领域的许多研究内容、研究方法和研究成果已经深深渗入到计算机科学,进而对计算机学科的发展产生了深远的影响。
例如,在C++、Java等面向对象程序设计语言中,“继承”这一最为核心的技术就来源于知识表示与知识推理。
再如,在软件自动化领域,许多程序规格语言和程序验证技术都借鉴了知识表示与知识推理领域的Prolog语言等研究成果。
从工程开发的角度看,专家系统、智能搜索引擎、智能控制系统、智能诊断系统、自动规划系统等具有所谓智能特征的系统都或多或少地依赖于知识表示与知识推理技术。
因此,对于计算机专业的学生来说,学习知识表示与知识推理方面的课程,对于今后在相关领域从事系统开发和科学研究都大有裨益。
在ACM与IEEE-CS联合攻关组制订的计算教程CC2001(Computing Curricula 2001)中,知识表示与知识推理得到了高度重视。
CC2001给出的计算机科学知识体由14个知识领域组成:在其中的IS(Intelligent Systems)知识领域中,关于知识表示与知识推理的内容占据了10个知识单元中的2个,即知识单元“(Is3)知识表示与推理”以及知识单元“(IS5)高级知识表示与推理”。
在ACM和IEEE-CS 进一步修订后的计算机科学教程CS2008(Computer Science Curriculum 2008)中,知识表示与知识推理同样得到了高度重视。
此外,在我国高等学校计算机科学与技术教学指导委员会制定的计算机专业规范中,上述的IS3和IS5两个知识单元被全部包括到计算机科学专业的核心课程“人工智能”中。