人工智能 知识表示3 语义网络表示法

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,2.4,语义网络表示法,1,1.基本网,元,元,例：宠物兔是一种兔子。,三元组,表,表示,（宠物,兔,兔，是,一,一种，,兔,兔子）,基本网,元,元:（节点1，弧，,节,节点2）,节点指示事,物,物,节点间,以,以有向弧连接,弧上的标签则指示,节,节点间,关,关系。,pet rabbit,rabbit,A kind of,有向?,?,?图表示,2,3,每个语,义,义基元,可,可表示,为,为三元,组,组：,（结点1，弧，,结,结点2）,Isa,Man,John,P.E.,Register,Male Student,Course,Isa,Ako,John选修了,体,体育课.,4,椅子有,主,主了。,加上去的,5,6,2.基本语,义,义关系,（1）,类,类属关,系,系,具有共,同,同属性,的,的不同,事,事物间,的,的分类,关,关系、,成,成员关,系,系或实,例,例关系,，,，体现,的,的是“具体,与,与抽象,”,”、“个体,与,与集体,”,”的概念,。,。,中国,7,（2）包含关,系,系,也称为,聚,聚类关,系,系，是,指,指具有,组,组织或,结,结构特,征,征的“部分,与,与整体,”,”之间的,关,关系。,与,与类属,关,关系的,最,最主要,区,区别是,包,包含关,系,系一般,不,不具备,属,属性的,继,继承性,。,。,窗户,8,（3）属性,关,关系,事物和,其,其属性,之,之间的,关,关系。,常,常用的,属,属性关,系,系有“Have”，“Can,”,”等,（4）时间,关,关系,不同事,件,件在其,发,发生时,间,间方面,的,的先后,次,次序关,系,系。常,用,用的时,间,间关系,有,有“before,”,”，“after”等,9,（5）位置,关,关系,不同事,物,物在位,置,置方面,的,的关系,。,。,（6）相近,关,关系,不同事,物,物在形,状,状、内,容,容等方,面,面相似,或,或接近,的,的关系,（7）推论关,系,系,从一个,概,概念推,出,出另一,个,个概念,的,的语义,关,关系,3.语义网,络,络结构,当把多,个,个网元,用,用相应,的,的语义关,联,联在一起,的,的时候,，,，得到,一,一个语,义,义网络,。,。,pet rabbit,rabbit,A kind of,rabbit,animal,Isa,pet rabbit,rabbit,A kind of,animal,Isa,宠物兔,是,是一种,兔,兔子;,兔子是,一,一种动,物,物。,10,11,4.知识的,语,语义网,络,络表示,1）事实或,概,概念的,表,表示,用结点1表示实,体,体，用,结,结点2表示实,体,体的性,质,质或属,性,性等，,用,用弧表,示,示结点1和结点2之间的,语,语义关,系,系。,12,例1：动物,能,能运动,、,、会吃,。,。鸟是,一,一种动,物,物，鸟,有,有翅膀,、,、会飞,。,。鱼是,一,一种动,物,物，鱼,生,生活在,水,水中、,会,会游泳,。,。,与框架,对,对比：,弧上标,明,明的地,点,点(place,),)、日期(day)、伤亡(fatalities)、损失(damage)、震级(mag nitude)、断层(fault,),)是槽的,名,名称，,节,节点中,填,填入相,应,应的填,充,充值。,例2地震报,道,道,13,14,例3：,王,王强是,理,理想公,司,司的经,理,理；理,想,想公司,在,在中关,村,村；王,强,强28岁。另,有,有一个,王,王强是,理,理想公,司,司经理,聘,聘用的,职,职员,职员王,强,强22岁。,15,例4：,李,李新的,自,自行车,是,是永久,牌,牌、蓝,色,色、26型。王,红,红的自,行,行车是,金,金狮牌,、,、红色,、,、24型。,思考？,16,2）情况和,动,动作的,表,表示,西蒙在,他,他提出,的,的表示,方,方法中,增,增加了情况结,点,点和动作结,点,点，用一,个,个结点,来,来表示,情,情况或,动,动作。,例1：常河给,江,江涛一,张,张磁盘,17,例2：这只小,燕,燕子从,春,春天到,秋,秋天占,有,有一个,巢,巢。,占有,情况,18,例3：神州大,学,学和东,方,方大学,两,两校篮,球,球队在,东,东方大,学,学进行,一,一场比,赛,赛，结,局,局的比,分,分是85：89.,3）逻辑关,系,系的表,示,示,合取与,析,析取；,存,存在量,词,词与全,称,称量词,增加合,取,取结点,与,与析取,结,结点,“akind of”,“,“is a,”,”,亨德里,克,克提出,的,的网络,分,分区技,术,术：把,复,复杂命,题,题划分,为,为若干,个,个子命,题,题，每,一,一个子,命,命题用,一,一个较,简,简单的,语,语义网,络,络表示,，,，称为,个,个子空,间,间，多,个,个子空,间,间构成,一,一个大,空,空间。,每,每个子,空,空间看,作,作大空,间,间中的,一,一个结,点,点，称,作,作超结,点,点。空,间,间可以,逐,逐层嵌,套,套，子,空,空间之,间,间用弧,互,互相连,接,接。,20,量词例1：每个,学,学生都,学,学习了,一,一门程,序,序设计,语,语言,子空间,的,的代表,与子空,间,间的联,系,系,全称变,量,量,存在变,量,量,21,量词例2：每个,学,学生都,学,学习了,所,所有程,序,序设计,语,语言,全称变,量,量弧的,个,个数=全称变,量,量个数,22,量词例3：每个,学,学生都,学,学习了C+语言,子空间,中,中所有,非,非全称,变,变量必,须,须是全,称,称变量,的,的函数,23,语义网,络,络是一,种,种用实体及其语义关,系,系来表达,知,知识的有向图。,从结构,上,上看，,语,语义网,络,络是由,一,一些用,相,相应的,语,语义联,系,系关联,在,在一起,的,的语义单,元,元构成的,。,。,每个语,义,义基元,可,可表示,为,为三元,组,组：,（结点1，弧，,结,结点2）,小结,24,5.语义网,络,络系统,用语义,网,网络表,示,示知识,的,的问题,求,求解系,统,统称为,语,语义网,络,络系统。,主要由,两,两大部,分,分所组,成,成：,1.由语义,网,网络构,成,成的知识库,2.用于问,题,题求解,的,的推理机,构,构,语义网,络,络的推,理,理过程,主,主要有,两,两种：,继承和匹配,25,语义网,络,络系统,继承,：,把对事,物,物的描,述,述从抽,象,象结点,传,传递到,具,具体结,点,点，通,常,常是沿,着,着Is-a、A-Kind,-,-of等继承,弧,弧进行,的,的。通,过,过继承,可,可以得,到,到所需,结,结点的,一,一些属,性,性值。,匹配,：,在知识,库,库的语,义,义网络,中,中寻找,与,与待求,解,解问题,相,相符的,语义网,络,络模式,。,。,26,匹配的,主,主要过,程,程,（1）根据,待,待求解,问,问题的,要,要求构,造,造一个网络片,断,断，该网,络,络片断,中,中有些,结,结点或,弧,弧的标,识,识是空,的,的，称,为,为询问处，它反,映,映的是,待,待求解,的,的问题,。,。,（2）根据,该,该语义,片,片断到,知,知识库,中,中去寻,找,找所需,要,要的信,息,息。,（3）当待,求,求解问,题,题的网,络,络片断,与,与知识,库,库中的,某,某语义,网,网络片,断,断相匹,配,配时，,则,则与询,问,问处相,匹,匹配的,事,事实就,是,是该问题的,解,解。,27,匹配例,：,：假,设,设在知,识,识库中,存,存放着,如,如下语,义,义网络,，,，问：职,员,员王强,在,在哪个,公,公司工,作,作？,APENDIX1ENGLISH WORDS,SemanticNetwork,Conceptual Graphs,Thenodeofthegraph,Lableledarcs,28,小结:,框架结,构,构与语,义,义网络,结构接,近,近,框架的,表,表示结,构,构与语,义,义网络,节,节点的,表,表示结,构,构接近,。,。,语义差,别,别,框架表,示,示法更,强,强调表,示,示事物,的,的内部,结,结构,语义网,络,络更强,调,调表示,事,事物间,的,的关系,作业3.21,29,用语义,网,网络描,述,述积木,世,世界中,的,的一个,房,房子(House,),),图(a)，它是,由,由长方,块,块(Brick,),)B支撑着,楔,楔形块(Wedge,),)A组成的,；,；,图(b)说明了,房,房子这,个,个概念,由,由A、B两部分,组,组成，,其,其中引,入,入了指,示,示器“的一部,分,分是(one,-,-part-is),”,”；,图(c)说明A被B支撑着,，,，指示,器,器“被支撑着(is,-,-supported-by)”表示了,这,这种关,系,系；,图(d)说明A是一个,楔,楔形块,，,，B是一个,长,长方块,，,，它们,都,都用了,同,同一种,指,指示器“是一个(is-a)”；,图(e)给出了,一,一个房,子,子的完,整,整语义,网,网络。,30,描述房,子,子概念,的,的语义,网,网络,31,通过反,例,例强化,语,语义网,络,络表达,的,的知识,如下图,，,，通过,对,对房子,的,的样本(a)和反例(b)、(c)语义网,络,络的比,较,较，很,容,容易得,到,到对房,子,子概念,更,更深刻,的,的认识,，,，这种,认,认识的,深,深化体,现,现在(d)图中某,些,些指示,器,器变成,了,了加强,形,形式：must-be-supported、must-be-a。,32,33,语义网,络,络最早,由,由奎廉,（,（Quillian）于1968年提出,，,，作为,描,描述人,类,类联想记,忆,忆（合理,）,）的一种,心,心理学,模,模型。,当时语,义,义网络,主,主要应,用,用于自,然,然语言,理,理解系,统,统中，,表,表示事物之,间,间的关,系,系。,由于其,强,强大和,直,直观的,表,表示能,力,力，不,久,久就广,泛,泛应用,于,于人工,智,智能研,究,究和应,用,用开发,的,的许多,领,领域。,APENDIX 2语义网,络,络产生,背,背景,34,35,2.5,语,语,义,义网络,表,表示法,语义网,络,络是奎廉(J.R.Qullian)1968年在研,究,究人类,联,联想记,忆,忆时提,出,出的一,种,种心理,学,学模型,，,，他认,为,为记忆,是,是由概,念,念间的,联,联系实,现,现的。,随,随后，,奎,奎廉又,把,把它用,作,作知识,表,表示。,1972年，西蒙在他的,自,自然语,言,言理解,系,系统中,采,采用了,语,语义网,络,络表示,法,法。,1975年，亨德里,克,克(G.G.Hendrix)提出了,语,语义网,络,络分区,技,技术。,语义网,络,络的基,本,本概念,语义网,络,络是一,种,种通过,概,概念及,其,其语义,关,关系来,表,表达知,识,识的有,向,向图。,在,在语义,网,网络结,构,构中使,用,用了三,种,种图形,符,符号：,框-,-,-节点,带箭头,及,及文字,标,标识的,线,线条-,-,-有向弧,和文字,标,标识线-,-,-指针,36,4知识的,语,语意网,络,络表示,(1),.,.语义网,络,络多元关系表,示,示,(2),.,.语义网,络,络逻辑,关,关系表,示,示,37,(1),.,.多元关,系,系？！,例：John给Mary一个礼,物,物。,先将整,个,个描述,表,表示为,一,一个给,出,出事件G1，使其,作,作为事,件,件类Giving,-,-Event的一个,例,例子,再说明G1中的John是给出,者,者（Giver）,Mary是接受,者,者（Receiver）,Gift则是给,出,出的东,西,西（Thing),38,Giving,-,-Event,Giver,Mary,Thing,G1,Isa,John,Gift,Phys