文档介绍：人工智能及其应用
主讲:李敏教授
智能信息处理与仪器研究室
2007年3月
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第2章知识表示与推理
智能信息处理与仪器研究室
学习要求:
、信息和数据的概念,以及它们之间的关系.
、分类以及它们的表示方法.
,包括一阶谓词逻辑表示法、产生式表示法、语义网络表示法、框架表示法、面向对象表示法以及状态空间表示法等表示知识的步骤和方法.
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知识及其表示
智能信息处理与仪器研究室
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、知识的表示和运用知识进行推理是人工智能学科要研究的三个主要问题。
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知识、信息和数据
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在人们日常生活和社会活动中,知识是一个常用术语。例如,人们常说“我们要掌握现代科学文化知识”,“掌握的知识越多,你的机会就越多”,等等。
信息是用一定的形式表示出来,尤其是在计算机中,需要用一组符号及其组合进行表示,象这样表示的信息称为数据。数据与信息是两个密切相关的概念。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,是数据在特定场合下的具体含义。
相同数据在不同的环境下表示不同的含义。(100元钱、100个人、100分)
相同信息也可以用不同的数据表示出来。(地下工作者用一首诗或一组数据等表示情报)
只有格式数据才有意义。(0351-7011320,可能是一个区号和电话号码)
通常把有关信息关联在一起所形成的信息结构称知识
知识、信息和数据是三个层次的概念。
有格式的数据经过处理、解释过程会形成信息,而把有关的信息关联到一起经过
处理就形成了知识。知识是用信息表达的,信息则是用数据表达的,这种层次不
仅反映了数据、信息和知识的因果产生关系,也反映了它们不同的抽象程度。
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知识的特性
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知识是人们对客观世界认识的结晶,并且受到长期实践检验。世界上没有任何永远正确的知识,而是相对的。如1+1=2(在十进制体系,二进制?),又如,“在同一平面上,两条永不相交的直线叫平行线”(如果不是同一平面?)

知识是有关信息关联在一起形成的信息结构,信息与关联是构成知识的两大要素。如观察眼前课桌的颜色,有的认为是米黄色,有的认为是桔黄色,实际上说明观察中带有某种程度的不确定性。

知识是可用形式化的方法表示的,如语言、文字、图形、公式等来表示,正是由于这一特性,才使知识能够数据化,才能用计算机存储、传播和利用知识。

我们每时每刻都在利用自身所掌握的知识来解决现实世界中的各种问题。
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知识的分类
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以知识的作用范围来划分:
常识性知识(如夏天热,冬天冷;万物生长靠太阳)、领域性知识(1个字节由8个位构成、1个扇区有512个字节的数据)。
2. 就知识的作用及表示来划分:
事实性知识(常以“…是…”出现,如雪是白色的、鸟有翅膀)
、规则性知识(常以“如果…则…”,如果春天来了,则小燕子马上就要飞回来了。计算机专家系统中常用规则性知识,是由专家提供的专门性经验知识)、控制性知识(是指有关问题的求解步骤、技巧性知识)和元知识(是指有关知识的知识,是知识库中的高层知识,包括怎样使用规则、解释规则、校验规则、解释程序结构等知识)。
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知识的分类
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3. 以知识的确定性来划分:确定知识(指逻辑值为真或假的知识,是精确性的知识)、不确定知识(逻辑值不能完全确定的知识,其逻辑值由一个概率值确定)。
4. 按人类的思维方式及认识方法来划分:逻辑性知识(反映人类逻辑思维过程的知识,一般都具有因果关系及难以精确描述的特点)、形象性知识(通过形象思维所获得的知识,例如,牛是什么模样?如果用文字来描述,可能很难让没见过牛的人获得关于牛的知识,但是通过照片或真牛,就可以获得形象性知识)。
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知识的表示
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知识表示是研究用机器表示知识的可行性、有效性的一般方法,是一种数据结构与控制结构的统一体,既考虑知识的存储又考虑知识的使用。知识表示实际上是对人类知识的一种描述,以把人类知识表示成计算机能够处理的数据结构。
对知识的表示过程就是把知识编码成某种数据结构的过程。
知识表示方法分为陈述性知识表示和过程性知识表示两大类。
陈述性知识表示主要用来描述事实性知识。是一种静态的描述方法,在表示知识时,
不涉及如何运用知识。优点:灵活、简洁,每个有关事物仅需存储一次,演绎过
程完整而确定,系统的