用框架表示计算机主机这一概念,第三章知识表示与推理之框架表示法.ppt-程序员宅基地

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第三章知识表示与推理之框架表示法

中南大学 智能系统与智能软件研究所 第三章 知识表示和推理 ——框架表示及推理 框架知识表示法的提出 1975年明斯基在论文“A framework for representing knowledge”中提出了框架理论。它所针对的是人们在理解事物情景或某一个故事时的心理学模型,论述了人们理解问题的一种思想方法。 两种不同的知识表示法 产生式系统表示的知识是庞大、凌乱,且不易整理的。 框架法表示的知识一般是系统的,有层次的,经过整理的,并跟随事情的发展而变化的。 例如: 一个人在走进教室前,对教室里的基本结构,如门、窗、黑板、讲台以及课桌和凳等有一定的预见性,那是因为他在以前的时间活动中,已建立起了有关“教室”这一概念的基本框架,通过对该框架的查找,就很容易得到有关教室的特征。 框架系统 以框架作为单位,将一组有关的框架连接起来,便形成了框架系统。 在框架系统中,不同的框架可以有共同的节点,系统的行为由系统内框架的变化来表现。推理过程则由框架之间的协调来完成。 对于某些问题,有时要同时使用多个框架,组成一个框架系统来表示。例如,一个立方体有三个面可见,则它需要四个子框架来说明它。 从上图可看出,一个框架结构可以是另一个框架的槽值,并且同一个框架结构可以作为几个不同的框架的槽值。这样,可以节省存储空间,这就是框架的重要特性——继承性。即当子节点的某些槽值或侧面值没有直接记录时,可以从父节点继承这些值。 默认值的作用: 这样一个故事:Bob住在一幢大楼房的十二层楼上,每天早上他从第十二层楼进入电梯,然后从底层离开,并且每天晚上如果有人在电梯里时,他就从底层进入电梯而从第十二层楼离开,如果他是独自一人乘电梯,那么他就从第八层下来并走到第十二层,根据“成年人”的默认值的继承作用,我们就很容易得出Bob是一个小孩,它够不着到十二层楼的按钮,仅能到达第八层。 §3.3.1 典型知识与框架 框架的定义: — 框架是一种描述所论对象属性的数据结构。 所论的对象可以是一个事物、一个事件或者一个概念。 框架的结构 一个框架由若干个“槽”组成,用于描述所论及对象的若干个方面的属性;每个“槽”又可划分为若干个“侧面”,用于描述相应属性的若干个方面。 槽和侧面所具有的属性值分别称为槽值和侧面值,具体的值可以是程序、条件、默认值或是一个子框架。 框架的一般格式 一个框架可以由框架名、槽、侧面和值四部分组成,表示成如下格式: 框架名 〈槽1〉〈侧面11〉〈值111〉… 〈侧面12〉〈值121〉…  … 〈槽2〉〈侧面21〉〈值211〉…  … … 〈槽n〉〈侧面n1〉〈值n11〉… … 〈侧面nm〉〈值nm1〉… 例如,一个人可以用其职业、身高和体重等项描述,因而可以用这些项目组成框架的槽。当描述一个具体的人时,再用这些项目的具体值填入到相应的槽中。后表给出的是描述John的框架。 再如,一台计算机主机的框架表示: 举例:会议37的框架 举例:教师的框架 新闻框架表达步骤 第二步:将有关数据填入相应的槽。 例如,一个三角锥由四个面组成 从不同角度观察,可看到不同的面。如, 又如, 再如, 对于情景c),由于它与情景b)的框架匹配失败,说明情景c)看到的不是一个三角锥,需寻找另外的框架与之匹配。 §3.3.2 阶层知识与特征的继承 框架表示的知识特点——具有分类、阶层构造的特性。 这类阶层构造的知识,上层框架具有的特征应是与之相联系的所有下层框架共有的,即下层框架能继承上层框架的信息。 例如,会议37是所有AI会议中的一次,因此它可以继承AI会议这个大框架的多种属性,从而简化它的框架表示。 框架知识除了可以进行继承推理外,还有匹配推理方式。例如,假设有关教师的框架网络已建立灾知识库中,且其中包含了许多教师的实例框架,其中两个如示: 当要解决的问题是从知识库中找出一个满足如下条件的教师: 男性,年龄在35岁以下,职称为讲师 把这些条件用框架表示出来,就可得到如下的初始问题框架。 用此问题框架与知识库中的框架匹配,显然“教师-1”框架可以匹配。“教师- x”中的“姓名”槽为未知,通过匹配,符合条件的教师有可能就是范怡伟。也还

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