人工智能 知识表示 语义网络表示法

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1、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,例：,宠物兔,是一种,兔子,。,三元组表示,（宠物兔，是一种，兔子）,基本网元,:,（节点,1,，弧，节点,2,）,节点,指示事物,节点间以,有向弧,连接,弧上的,标签,则指示节点间关系。,pet rabbit,rabbit,A kind of,有向,?,图表示,2,3,每个语义基元可表示为三元组：,（结点,1,，弧，结点,2,）,Isa,Man,John,P.E.,Register,Male Student,Course,Isa,Ako,John,选修了体育课,

2、.,4,椅子有主了。,加上去的,5,6,2.,基本语义关系,（1）类属关系,具有共同属性的不同事物间的分类关系、成员关系或实例关系，体现的是,“具体与抽象”,、,“个体与集体”,的概念。,中国,7,（,2,）,包含关系,也称为聚类关系，是指具有组织或结构特征的,“部分与整体”,之间的关系。与类属关系的最主要区别是包含关系一般不具备属性的继承性。,窗户,8,（,3,）属性关系,事物和其属性之间的关系。常用的属性关系有,“,Have”,，“,Can”,等,（,4,）时间关系,不同事件在其发生时间方面的先后次序关系。常用的时间关系有,“,before”,，“,after”,等,9,（,5,）位置关系

3、,不同事物在位置方面的关系。,（,6,）相近关系,不同事物在形状、内容等方面相似或接近的关系,（,7,）,推论关系,从一个概念推出另一个概念的语义关系,3.,语义网络结构,当把多个网元用相应的,语义关联,在一起的时候，得到一个语义网络。,pet rabbit,rabbit,A kind of,rabbit,animal,Isa,pet rabbit,rabbit,A kind of,animal,Isa,宠物兔是一种兔子,;,兔子是一种动物。,10,11,4.,知识,的,的语,义,义网,络,络表,示,示,1）,事实,或,或概,念,念的,表,表示,用结,点,点,1,表示,实,实体,，,，用,结,

4、结点,2,表示,实,实体,的,的性,质,质或,属,属性,等,等，,用,用弧,表,表示,结,结点,1,和结,点,点,2,之间,的,的语,义,义关,系,系。,12,例,1,：动,物,物能,运,运动,、,、会,吃,吃。,鸟,鸟是,一,一种,动,动物,，,，鸟,有,有翅,膀,膀、,会,会飞,。,。鱼,是,是一,种,种动,物,物，,鱼,鱼生,活,活在,水,水中,、,、会,游,游泳,。,。,与框,架,架对,比,比：,弧上,标,标明,的,的地,点,点,(place),、日,期,期,(day),、伤,亡,亡,(fatalities),、损,失,失,(damage),、震,级,级,(magnitude),、断,

5、层,层,(fault),是槽,的,的名,称,称，,节,节点,中,中填,入,入相,应,应的,填,填充,值,值。,例,2,地震,报,报道,13,14,例,3,：,王,王,强,强是,理,理想,公,公司,的,的经,理,理；,理,理想,公,公司,在,在中,关,关村,；,；王,强,强,28,岁。,另,另有,一,一个,王,王强,是,是理,想,想公,司,司经,理,理聘,用,用的,职,职员,职员,王,王强,22,岁。,15,例,4,：,李,李,新,新的,自,自行,车,车是,永,永久,牌,牌、,蓝,蓝色,、,、,26,型。,王,王红,的,的自,行,行车,是,是金,狮,狮牌,、,、红,色,色、,24,型。,思考,？

6、,？,16,2）,情况,和,和动,作,作的,表,表示,西蒙,在,在他,提,提出,的,的表,示,示方,法,法中,增,增加,了,了情况,结,结点和动作,结,结点，用,一,一个,结,结点,来,来表,示,示情,况,况或,动,动作,。,。,例,1,：,常河,给,给江,涛,涛一,张,张磁,盘,盘,17,例,2,：,这只,小,小燕,子,子从,春,春天,到,到秋,天,天占,有,有一,个,个巢,。,。,占有,情况,18,例,3,：,神州,大,大学,和,和东,方,方大,学,学两,校,校篮,球,球队,在,在东,方,方大,学,学进,行,行一,场,场比,赛,赛，,结,结局,的,的比,分,分是,85,：,89.,3）,逻

7、辑,关,关系,的,的表,示,示,合取,与,与析,取,取；,存,存在,量,量词,与,与全,称,称量,词,词,增加,合,合取,结,结点,与,与析,取,取结,点,点,“akindof,”,”,“,“isa,”,”,亨德,里,里克,提,提出,的,的网,络,络分,区,区技,术,术：,把,把复,杂,杂命,题,题划,分,分为,若,若干,个,个子,命,命题,，,，每,一,一个,子,子命,题,题用,一,一个,较,较简,单,单的,语,语义,网,网络,表,表示,，,，称,为,为个,子,子空,间,间，,多,多个,子,子空,间,间构,成,成一,个,个大,空,空间,。,。每,个,个子,空,空间,看,看作,大,大空,间,间

8、中,的,的一,个,个结,点,点，,称,称作,超,超结,点,点。,空,空间,可,可以,逐,逐层,嵌,嵌套,，,，子,空,空间,之,之间,用,用弧,互,互相,连,连接,。,。,20,量词,例,例,1,：每,个,个学,生,生都,学,学习,了,了一,门,门程,序,序设,计,计语,言,言,子空,间,间的,代,代表,与子,空,空间,的,的联,系,系,全称,变,变量,存在,变,变量,21,量词,例,例,2,：每,个,个学,生,生都,学,学习,了,了所,有,有程,序,序设,计,计语,言,言,全称,变,变量,弧,弧的,个,个数,=,全称,变,变量,个,个数,22,量词,例,例,3,：每,个,个学,生,生都,学,

9、学习,了,了,C+,语言,子空,间,间中,所,所有,非,非全,称,称变,量,量必,须,须是,全,全称,变,变量,的,的函,数,数,23,语义,网,网络,是,是一,种,种用实体及其语义,关,关系来表,达,达知,识,识的有向,图,图。,从结,构,构上,看,看，,语,语义,网,网络,是,是由,一,一些,用,用相,应,应的,语,语义,联,联系,关,关联,在,在一,起,起的语义,单,单元构成,的,的。,每个,语,语义,基,基元,可,可表,示,示为,三,三元,组,组：,（结,点,点,1,，弧,，,，结,点,点,2,）,小结,24,5.,语义,网,网络,系,系统,用语,义,义网,络,络表,示,示知,识,识的

10、,问,问题,求,求解,系,系统,称,称为,语,语义,网,网络,系,系统,。,主要,由,由两,大,大部,分,分所,组,组成,：,：,1.,由语,义,义网,络,络构,成,成的知识,库,库,2.,用于,问,问题,求,求解,的,的推理,机,机构,语义,网,网络,的,的推,理,理过,程,程主,要,要有,两,两种,：,：,继承,和,匹配,25,语义,网,网络,系,系统,继承：,把对,事,事物,的,的描,述,述从,抽,抽象,结,结点,传,传递,到,到具,体,体结,点,点，,通,通常,是,是沿,着,着,Is-a,、,A-Kind-of,等继承弧,进,进行的。,通,通过继承,可,可以得到,所,所需结点,的,的一

11、些属,性,性值。,匹配：,在知识库,的,的语义网,络,络中寻找,与,与待求解,问,问题相符,的,的,语义网络,模,模式。,26,匹配的主,要,要过程,（,1,）根据待,求,求解问题,的,的要求构,造,造一个网络片断，该网络,片,片断中有,些,些结点或,弧,弧的标识,是,是空的，,称,称为询问处，它反映,的,的是待求,解,解的问题,。,。,（,2,）根据该,语,语义片断,到,到知识库,中,中去寻找,所,所需要的,信,信息。,（,3,）当待求,解,解问题的,网,网络片断,与,与知识库,中,中的某语,义,义网络片,断,断相匹配,时,时，则与,询,询问处相,匹,匹配的事,实,实就是该问题的解。,27,

12、匹配例：,假,假设在,知,知识库中,存,存放着如,下,下语义网,络,络，问：职员,王,王强在哪,个,个公司工,作,作？,APENDIX1ENGLISHWORDS,SemanticNetwork,Conceptual Graphs,Thenodeofthegraph,Lableledarcs,28,小结,:,框架结构,与,与语义网,络,络,结构接近,框架的表,示,示结构与,语,语义网络,节,节点的表,示,示结构接,近,近。,语义差别,框架表示,法,法更强调,表,表示事物,的,的内部结,构,构,语义网络,更,更强调表,示,示事物间,的,的关系,作业,3.21,29,用语义网,络,络描述积,木,木世

13、界中,的,的一个房,子,子,(House),图,(a),，它是由,长,长方块,(Brick)B,支撑着楔,形,形块,(Wedge)A,组成的；,图,(b),说明了房,子,子这个概,念,念由,A,、,B,两部分组,成,成，其中,引,引入了指,示,示器,“,的一部分,是,是,(one-part-is)”,；,图,(c),说明,A,被,B,支撑着，,指,指示器,“,被,支撑着,(is-supported-by)”,表示了这,种,种关系；,图,(d),说明,A,是一个楔,形,形块，,B,是一个长,方,方块，它,们,们都用了,同,同一种指,示,示器,“,是一个,(is-a),”,”,；,图,(e),给出

14、了一,个,个房子的,完,完整语义,网,网络。,30,描述房子,概,概念的语,义,义网络,31,通过反例,强,强化语义,网,网络表达,的,的知识,如下图，,通,通过对房,子,子的样本,(a),和反例,(b),、,(c),语义网络,的,的比较，,很,很容易得,到,到对房子,概,概念更深,刻,刻的认识,，,，这种认,识,识的深化,体,体现在,(d),图中某些,指,指示器变,成,成了加强,形,形式：,must-be-supported,、,must-be-a,。,32,33,语义网络,最,最早由奎,廉,廉（,Quillian,）于,1968,年提出，,作,作为描述,人,人类,联想记忆,（合理）的一种心

15、,理,理学模型,。,。,当时语义,网,网络主要,应,应用于自,然,然语言理,解,解系统中,，,，表示,事物之间,的,的关系,。,由于其强,大,大和直观,的,的表示能,力,力，不久,就,就广泛应,用,用于人工,智,智能研究,和,和应用开,发,发的许多,领,领域。,APENDIX2,语义网络,产,产生背景,34,35,2.5,语,语义网,络,络表示法,语义网络,是,是奎廉,(J.R.Qullian)1968,年在研究,人,人类联想,记,记忆时提,出,出的一种,心,心理学模,型,型，他认,为,为记忆是,由,由概念间,的,的联系实,现,现的。随,后,后，奎廉,又,又把它用,作,作知识表,示,示。,19

16、72,年，西蒙在他的自,然,然语言理,解,解系统中,采,采用了语,义,义网络表,示,示法。,1975,年，亨德里克,(G.G.Hendrix),提出了语,义,义网络分,区,区技术。,语义网络,的,的基本概,念,念,语义网络,是,是一种通,过,过概念及,其,其语义关,系,系来表达,知,知识的有,向,向图。在,语,语义网络,结,结构中使,用,用了三种,图,图形符号,：,：,框,-,节点,带箭头及,文,文字标识,的,的线条,-,有向弧,和文字标,识,识线,-,指针,36,4,知识的语,意,意网络表,示,示,(1).,语义网络,多,多元,关系表示,(2).,语义网络,逻,逻辑关系,表,表示,37,(1).,多元关系,？,？！,例：,John,给,Mary,一个礼物,。,。,先将整个,描,描述表示,为,为一个给,出,出事件,G1,，使其作,为,为事件类,Giving-Event,的一个例,子,子,再说明,G1,中的,John,是给出者,（,（,Giver,）,Mary,是接受者,（,（,Receiver,）,Gift,则是给出,的,的东西（,Thing),38,Giving-Event,Give