知识的语义网络表示方法

身上有毛 狗
有尾巴
有生命
动物 会 吃
能运动
：表示节点—— ：表示狐 ：该节点描述对象的属性
该语义网络表示了猎狗是一种狗，且进一步指出狗是一种动物，并且分 别指出他们所具有的属性。（做这些只要在图中增加一个节点和一条弧，并
对每个节点附上相应的属性就可以了。）
• 语义网络具有属性继承的特性，即下层概念可以继承上层概念的属性，这 样就可以在下层概念中只列出它独有的属性。
2.4 知识的语义网络表示方法
1. 概述
语义网络1968年由J.R.Quillian提出，开始是作为人类联想记忆的一 个显式心理学模型提出，随后在AI中用于自然语言理解，表示命题 信息（具有逻辑真的事实）。目前语义网络已广泛应用于人工智能 的许多领域，是一种表达能力强而且灵活的知识表达方式。
• 语义网络是通过概念及其语义关系来表示知识的一种网络图 ； • 从图论的观点看，他们就是一个“带标识的有向图” ； • 语义网络由节点和节点间的弧组成；
例1： 有如下事实： 张山给肖红一本书 (可把张山给肖红一本书作为一个事件，并在语义网络中增设一个“事件” 节点)
张山
主体
一本书 客体2
给予事件 客体1 动作
给
肖红
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例2：有下述事实： “小信使”这只鸽子从春天到秋天占有一个窝。
小信使 是一只
占有者
占有
占有物
开始于
鸽子 窝 春天
是一种 是一种
其中，Merge(…)是一个合并过程，它把括弧中的所有基本网元关联在一起，即把 相同的节点合并为一个，从而构成一个语义网络。
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2. 知识的语义网络表示
语义网络可以表示事实性的知识，也可以表示有关事实性知识之间的复杂联系。
(1) 用语义网络表示事实
Ⅰ. 一般表示
吃肉
跑得快
猎狗
能狩猎
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Ⅱ. 聚集关系：如果下层概念是其上层概念的一方面或者一个部分，则称它们
是聚集关系。
教学
部分
学生
部分
教师
部分
课程
Ⅲ. 推论关系：如果一个概念可由另一个概念推出，则称它们之间存在推论关系。
推出
饥饿
需进食
Ⅳ. 时间、位置关系： 朱雀大街 位于
思远公司
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. 多元关系： 在语义网络中，一条弧只能从一个节点指向另一个节点，适合 于表示一个二元关系。但在许多情况下需要用一种关系把几个 事物联系起来。例如对于如下事实：
A
RAB
RAC
B
语义网络的BNF描述：
C RBC
<语义网络> ::= <基本网元> | Merge (<基本网元>，…） <基本网元> ::= <节点> <语义联系> <节点> <节点> ::= （<属性—值对>，…） <属性—值对> ::= <属性名> : <属性值>） <语义联系> ::= <系统预定义语义联系> | <用户自定义语义联系>）
• 另外下层概念还可以对其上层概念的属性作进一步的细化，补充，变异， 使之能更准确的反映下层概念的特征。
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Ⅱ. 表示稍复杂系统：
在一些稍复杂的事实性知识中，经常会用到像“并且“及“或者“这样的 连接词。
（用谓词公式表示时，可用合取符号和析取符号把他们表示出来），语义网络 可以通过增设合取节点及析取节点来表示。
这里，弧线的方向是有意义的，需要根据事务间的关系确定。例如在表示 类属关系时，箭头所指的节点代表上层概念，而箭尾的节点代表下层概念。
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当把多个基本网元用相应语义联系关联在一起时，就可得到一个语义网络。
例如：由三个基本网元，经合并后可得到一个语义网络。
RAB
A
B
RBC
B
C
A RAC C
会飞
有羽毛 是一种
是一种
八哥
鸟
是一种
鸵鸟
动物
是一种
生活在水中
Байду номын сангаас
鱼
是一种
是一种
吃
鲨鱼
草鱼
会游泳
会学人语 善鸣 不会飞 善奔走 有牙 吃肉
下层概念节点除了可继承，细化，补充上层概念节点的属性外，还
出现了变异的情况：鸟是鸵鸟的上层概念节点，其属性是有羽毛，会飞，
但鸵鸟只是继承了有羽毛这一属性，把鸟的会飞变异为不会飞，善奔走。
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总结
语义网络是知识的一种图解表示，它由节点和弧线或链线组 成。节点用于表示实体、概念和情况等，弧线用于表示 节点间的关系。四部分组成：
▪ 词法部分：决定表示词汇表中允许有哪些符号，它涉及 各个节点和弧线。
▪ 结构部分：叙述符号排列的约束条件，指定各弧线连接 的节点对。
▪ 语义部分：确定与描述相关的(联想)意义的方法即确定有 关节点的排列及其占有物和对应弧线。
人
例如：与会者有男，有女，有年老的，
是
有年青的。
与会者
其语义网络为：
部分
部分 部分
部分
（其中，A,B,C,D分别 代表四种不同情况的 与会者）
A
B
C
D
状态
状态
状态
状态
与
或
或
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男
女
年老
年轻
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Ⅲ. 表示某一情况，某一事件或者某个动作： 上述例子中的节点都是用来表示一个事物或是一个具体概念的，其实，节 点还可以表示某一情况，某一事件或者某个动作。此时，节点可以有一组 向外的弧，用于指出不同的情况，例如当用节点表示某一动作时，向外的 弧可用来指出动作的主体及客体。
节点表示各种事物，概念，情况，属性，动作，状况等； 弧表示各种语义联系，指明他所连接的节点间的各种语义联系；
• 节点和弧都必须带有标识，以便区分各种不同对象以及对象间的各种不同 语义联系；
• 每个节点可以带有若干属性，一般用框架或元组表示； • 节点还可以是一个语义子网络，形成一个多层次的嵌套结构。
▪ 过程部分：说明访问过程，这些过程能用来建立和修正 描述，以及回答相关问题。
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一个最简单的语义网络是如下一个三元组： （节点1，弧，节点2）
它可用图表示，称为一个基本网元。
A
RAB
B
其中，A,B分别代表两个节点；RAB表示A与B之间的语某种语义联系。
例如：
是一种
猎狗
狗
其中，在猎狗与狗之间的语义关系”是一种”具体的指出了猎狗与狗的语 义关系，即猎狗是狗的一种，两者之间存在类属关系。
是
鸟 鸟窝 时间
结束于
情况
秋天
是
其中，“占有” 为一个动作节点，通过它，不仅可以描述占有“窝”， 还可描述占有“窝”的时间。
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(2) 用语义网络表示有关事实间的关系
语义网络可以描述事物间多种复杂的语义关系，下面是常用的几种： Ⅰ. 分类关系：指事物间的类属关系。如“是一种”等。
能运动 会吃