知识库系统PPT课件

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2. 知识表示方法
产生式规则 语义网络
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知识表示方法
知识表示方法有： 一阶谓词逻辑、产生式规则、语义网络、框架理 论、面向对象等多种表示方法。
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2.1 产生式规则
产生式规则的出现
产 生 式 (Production) 一 词 ， 首 先 是 由 美 国 数 学 家波斯特（E.Post）提出来的。波斯特根据替 换规则提出了一种称为波斯特机的计算模型， 模型中的每一条规则当时被称为一个产生式。 后来，这一术语几经修改扩充，被用到许多领 域。例如，形式语言中的文法规则就称为产生 式。产生式也称为产生式规则，或简称规则。
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产生式规则
产生式的一般形式
前件→后件（P → Q）
➢ 其中，前件就是前提，后件是结论或动作，前 件和后件可以是由逻辑运算符AND、OR、NOT 组成的表达式。
➢ 产生式规则的语义是：如果前提满足，则可得 结论或者执行相应的动作，即后件由前件来触 发。所以，前件是规则的执行条件，后件是规 则体。
➢ 一条产生式规则就是一条知识。用产生式可以实 现推理和操作，产生式规则是知识表示形式。
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产生式规则
产生式规则的与或树表示
➢ 一组产生式规则可形象地用一棵“与或树”表示如 图：
➢ 这里用带弧线的表示“与”关系，不带弧线的表示 “或”关系。
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产生式规则
B1
B2
A
B3 B4
B5
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10
D1 D2 D3 D4 D5 D6
产生式规则组：
B1，B2→A； B3，B4，B5 →A ；
C1，C2 → B1 ； C3 →B2 ； C4，C5，C6 → B3 ；
C7 →B4 ； C8 →B4 ；C9，C10 →B5
D1，D2 →C5 ； D3 →C5 ；
D4，D5，D6 →C8 ；
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产生式规则
1.基本概念
什么是知识 知识的分类 知识的属性 什么是知识表示
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基本概念
什么是知识
➢ 这里所谈的知识是知识处理的特殊对象，与日常生活的知识 有较大的区别。
➢ 知识是以各种不同方式把多个信息关联在一起的信息结构。 或者表达为“知识是多个信息之间的关联”。
➢ 如果把“不与任何其他信息关联”即单独的一个信息也被认
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产生式规则
➢ 例如，下面就是几个产生式规则：
(1)如果银行存款利率下调，那么股票价格上涨。 (2)如果炉温超过上限，则立即关闭风门。 (3)如果键盘突然失灵，且屏幕上出现怪字符，则是
病毒发作。 (4)如果胶卷感光度为200，光线条件为晴天，目标距
离不超过5米，则快门速度取250，光圈大小取f16。
为是一种特殊的关联方式（不关联），则单个的信息也可以
看做是知识的特例，将此称之为“原子事实”。如：“他是
军人”，“穿军装”等。如果把这两种信息用“如果…则…”
这种因果关系联系起来就成了一条知识（规则），即“如果
他是军人，则穿军装”。
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基本概念
知识的分类
➢ 事实：是指人类对客观事物的值或状态的描述。这种知识一 般不包含任何变量，可以用一个值为真的命题陈述或一种状 态的描述来表达。如今天天气很热，他今年50岁等，都表示 一个事实。它描述了客观事物在某种条件下各种属性或状态 的真实值。
推理机亦称控制执行机构，它是一个 程序模块，负责产生式规则的前提条 件测试或匹配，规则的调度与选取， 规则体的解释和执行。即推理机实施 推理，并对推理进行控制，它也就是 规则的解释程序。
产生式规则库
推理机
动态数据库 产生式系统结构 -
动态数据库 是动态数据 结构，用来 存放初始事 实数据、中 间结果和最 后结果等。
量的规则。因此由规律可以-引出许多具体的规则。
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基本概念
知识的属性 ➢ 真实性 ➢ 相对性 ➢ 不完全性 ➢ 模糊性 ➢ 可表示性
表示方式：各种符号的逻辑组合，用图形表示，物理表示方式 引申另外三种属性：可存储性、可传递性和可处理性。
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基本概念
什么是知识表示
➢ 所谓知识表示实际上就是对知识的一种描述，即用 一些约定的符号把知识编码成一组计算机可以接受 的数据结构。
➢ 规则：指可以分为前提（条件）和结论两部分，用来表达因 果关系的知识。它的一般形式为：如果A则B。A表示前提， B表示结论或应采取的动作。
➢ 规律：上述的规则知识一般还可以分为不带变量和带变量的
规则两种。把带变量的规则称为规律。规律中的变量一旦被
实例化为一个具体的值，则规律就变成了一条具体的不带变
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产生式规则
控制策略与常用算法
➢ 产生式系统的推理可分为正向推理和反向推理 两种基本方式。
➢ 正向推理就是从初始事实数据出发，正向使用 规则进行推理（即用规则前提与动态数据库中 的事实匹配，或用动态数据库中的数据测试规 则的前提条件，然后产生结论或动作），朝目 标方向前进。
N 匹配成功否
Y 把该规则的结论放入当前动态数据库：或执
行规则所规定的动作
推理机的一次- 推理过程
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产生式规则
产生式系统的运行过程
➢ 一个实际的产生式系统，其目标条件一般不会 只经一步推理就可满足，往往要经过多步推理 才能满足或者证明问题无解。
➢ 产生式系统的运行过程就是从初始事实出发， 寻求到达目标条件的通路的过程。所以，产生 式系统的运行过程也是一个搜索的过程，但一 般把产生式系统的整个运行过程也称为推理。
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产生式规则
产生式系统的运行过程
➢ 产生式系统运行时，除了需要规则库以外，还 需要有初始事实(或数据)和目标条件。
➢ 目标条件是系统正常结束的条件，也是系统的 求解目标。产生式系统启动后，推理机就开始 推理，按所给可如图所示。
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产生式规则
从规则库中取一个条规则，将其前提同当前 动态数据库中的事实/数据进行模式匹配
➢ 产生式规则的左右端都可以为空
→后件：表示后件是一个无条件成立的结论（即一个 事实）或是一个无条件执行的动作。
前件→：表示一个问题，什么情况下会使前件成立 （为真）。
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产生式规则
产生式系统的组成
➢ 产生式系统由三部分组成：产生式规则库、推理机 和动态数据库，其结构如图所示。
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产生式规则库亦称产生式规 则集，由领域规则组成，在 机器中以某种动态数据结构 进行组织。