时间：2022-12-08 20:30:01 | 来源：信息时代
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知识表示 : 描述外部世界所作出的一组约定,是使知识符号化并传送给计算机的过程。目前常用的知识表示方法有:
(1)逻辑表示(logical representation): 逻辑表示包括命题逻辑知识表示(propositional logic knowledge representation)与谓词逻辑知识表示(predicate logic knowledge representation)。它是迄今为止能够表达人类思维和推理的最精确和最成功的方法,也是最早最广泛用于知识表示的方法。它具有两个相互关联的部分: 一个公理系统,说明什么关系和蕴涵可以形式化;一个演绎结构,即推理规则的集合。它求解一个问题的全过程是: ①用谓词演算将问题形式化; ②建立控制系统; ③证明从初始状态可达到目标状态。求解过程中结合形式逻辑中的一些推理规则,在一个状态下,由已有事实能够推出新的事实。
命题逻辑用命题公式来表达知识,知识库为一个命题公式集。对知识库的刷新为对命题公式的增或减。命题公式定义为: ①原子命题是命题公式,其原子命题或简单命题是能判别真(T)和假(F)的基本语句; ②若α是命题公式, 则α也是命题公式;③若α和β是命题公式,则α∩β,α∪β,α→β和α↔β都是命题公式。 其中, ∩, ∪, →, ↔是逻辑关联词,分别表示否定、与、或、蕴涵和等价。用命题逻辑表达知识的不足之处是表达粒度太粗。即它只限于表达一个完整命题,不能表达其中的细节——项(item),这使得它难以表达一般化的知识。
谓词逻辑不仅能表示命题逻辑的真假命题,而且还可以表示实体及实体的联系。谓词逻辑对命题逻辑作如下扩充: ①把一个简单命题进一步细分为一个谓词P和由K项组成的参量:Item 1,Item2,…Itemk,其中的项可以是一个常量,一个变量或一个函数。函数与谓词的区别是它不取真假值。由谓词取代命题得到的“公式”称为谓词公式。②引入变量和全称量词“∀x”以及存在量词“∃x”, 这使得谓词逻辑具有表达一些普遍性的知识的能力。③在演绎推理中引入模式匹配机制。
(2)语义网表示(semantic network representation,SNP): 语义网表示是一种表达能力很强而且非常灵活的知识表示方法,是由Quillian在1968年研究人类联想记忆时提出的一个心理学模型。1970年,Simon在自然语言理解的研究中,把与语义网相关的各种概念基本确定下来。一个语义网SN可以形式地描述为:SN={N,E},其中N是结点的有限集;E是联结N中结点的带标识的有向边集合。结点表示各种事物、概念、属性及知识实体等,有向边表示结点间的关系。
(3)过程表示(procedure representation): 过程表示是一种表示知识行为动作的知识表示方法,它强调知识的动态方面,研究如何运用知识和发现相关的知识来进行推理。过程表示是将知识包含在若干过程之中。过程是一小段程序,它处理一些特殊事件或特殊状况,每个过程都包含说明客体和事件的知识以及运行的知识。过程常用子程序或模块实现。在过程表示方法中,知识库表现为一组过程的集合。知识库的修改表现为增加/删除子程序或修改子程序与访问条件。过程表示法有利于表示启发式知识,能够实现扩充的逻辑推理,其处理效率高,但缺点是灵活性和通用性差,也不便于修改和验证。
(4)框架表示(frame representation):框架表示是1975年由Minsky首先作为视觉感知、自然语言对话和其他复杂行为的基础提出的,它对知识的表示既是层次化的,又是模块化的,是一种较好的知识表示方法。框架由框架名、槽和约束条件三部分组成,每一部分都有对应的名和对应的值。框架的顶层是固定的,表示某个固定的概念对象或事件。下层由称为槽(slot)的结构组成。槽中填入具体值后,可得到一个描述具体事物的框架,该值称为槽值。每个槽都可以有一些附加说明(称为侧面,facet),用来指出槽的取值范围和求值方法。框架下面的槽,可以看成是一个子框架。子框架自身还可以进一步分层次,框架之间也有一定的关联关系,这就组成框架系统,也称框架网络,使知识更完整地表示出来。
(5) 脚本表示(script representation): 脚本是由Roger C.Schank提出的一种具有较大影响的针对被表达事物而专门设计的知识表示方式,用来表示特定领域的知识。其实,脚本是一种框架结构,用来表示一组固定次序的事件。一个脚本含有一组槽,与每一槽相联系的是槽值,也可以是缺省值。一个脚本通常包含进入条件、结局、支撑物角色、场次、线索。脚本善于表示现实世界中存在的事件发生的模式,模式之间存在因果关系,可方便地表示行为者从一项活动进入另一项活动。
(6) 面向对象知识表示(object oriented knowledge represention): 在对象表达式中,认为所有实体都是用对象来描述的,每一对象具有一组操作和内部状态。这种知识表示方法具有很强的表达能力,可以表示各种复杂对象与客观事物。现实世界中的面向对象的知识表示模式其实也是一种经过多层嵌套定义出来的对象。由于面向对象的表示方法具有属性继承、特征描述和结构化等优点,近年来,促进了“面向对象数据库”、“面向对象语言”、“面向对象操作系统”等的产生和发展。
(7)产生式表示(production representation):产生式系统最早由波斯特(post)提出。产生式系统是由知识库、全局数据库和推理机构成。知识库由描述问题求解领域的一般规则构成。全局数据库包含描述系统状态的事实和断言。推理机选择执行的规则,完成问题的求解。推理机采用的选择规则的策略为控制策略。产生式表示的主要优点是信息易于增加、删除、更新,允许利用领域知识直接指导演绎过程;而主要缺点是运行效率低和难于解释。
除了上述知识表示以外,还有关系表示、混合表示(多种知识表示范例的结合)等。
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