第二章知识的表示.ppt

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1、第二章 知识的表达技术,第一节 知识表达的基本概念 第二节 状态空间表达法 第三节 与/或图表达法 第四节 产生式表达法 第五节 语义网络表达法 第六节 谓词逻辑表达法,第一节 知识表达的基本概念,一、知识和知识的分类 1、什么是知识 F. Bacon：知识就是力量 知识的含义 人们对客观事物及其规律的认识 在改造客观世界的实践中积累并总结出来的方法、策略和经验,知识具有层次结构,第一节 知识表达的基本概念,知识、信息、数据之间的关联 数据是信息的载体和表示 信息是对数据的解释 将有关信息关联到一起构成知识 知识将有关信息关联在一起，形成的关于客观世界某种规律性认识的动态信息结构 正确知识的形

2、成是一个复杂的智能过程 人们获取知识的重要手段把各种信息提炼、概括、关联在一起,第一节 知识表达的基本概念,2、知识的特性 知识的相对正确性 知识的确定性与不确定性 知识的可表示性 知识的可利用性,第一节 知识表达的基本概念,3、知识的分类 (1)按知识的作用范围 常识性知识 领域性知识 共性知识领域内专业人员共同同意和接受的 个性知识领域专家的知识 (2)按知识的深度 表层知识有关客观事物的现象以及现象与结论之间关系的知识 深层知识有关事物本质、因果关系内涵、基本原理之类的知识,第一节 知识表达的基本概念,(3)按知识的层次 零级知识（共性知识）有关问题求解的常识性和原理性知识 一级知识（个

3、性知识）专家特有的个性化的启发性知识 二级以上知识关于知识的知识，又称元知识 关于我们所知道的知识的知识 如何运用我们所知道的知识的知识 (4)按知识的确定性 确定性知识 不确定性,第一节 知识表达的基本概念,(5)按知识的作用上分： 叙述性知识叙述关于系统的状态、环境和条件，问题的概念、定义和事实的知识 过程性知识有关系统状态变化、问题求解过程的操作、演算和行动的知识 控制性知识关于如何选择相应的操作、演算以及对行动进行比较、判断、管理决策的知识 例如:从北京到上海是乘飞机还是乘火车的问题 叙述性知识：北京、上海、飞机、火车、时间、费用 过程性知识：乘飞机、坐火车 控制性知识：乘飞机较快、较

4、贵，乘火车较慢、较便宜,第一节 知识表达的基本概念,第一节 知识表达的基本概念,二、知识表达 1、知识表达的概念 用一组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 用知识的规则符号、形式语言和网络图等使知识形式化和模型化 它研究各种存储知识的数据结构的设计，达到以下目的： 便于实现知识的有效存储和管理 利于进行知识推理 利于机器获取知识 利于使用人工智能程序设计语言予以实现 陈述表达和过程表达,第一节 知识表达的基本概念,2、设计知识表达的基本原则 可实现性便于计算机处理、便于系统的开发和运行 可理解性易读、易懂 表示能力知识表达范围的广泛性、领域知识表达的高效性、不确定 性知识表达的

5、支持程度 可维护性对知识的增、删、改、恢复等操作能力 可利用性对推理的适应性和对高效算法的支持性 自然性符合人类思维习惯 可组织性将有关知识按某种方式组成一种知识结构的能力,第二节 状态空间表达法,一、状态空间表达法的概念,第二节 状态空间表达法,1、状态 用来描述某一类事物中各事物之间的差异而引入的最少的一组变量的有序集合 可表示为向量形式：Q=q1, q2, , qnT 也可以表示为多元组的形式： Q=（q1, q2, , qn） qi状态变量，又称分量，取值范围ai, bi n状态的维数 如：长方体的状态可表示为Q=(长，宽，高） 问题的状态包括三方面开始状态、中间状态、目标状态,第二节

6、 状态空间表达法,2、操作 引起状态中某些分量发生改变，使问题从一个具体状态变化到另一个具体状态的手段 操作集合可表示为F=f1, f2, ,fm 3、状态空间 由一个问题的全部状态以及可以使用的全部操作所构成的集合 通常由一个三元组表示： 4、状态空间图 状态空间的图形表示 表示该问题的全部可能的状态及其相互关系的赋值有向图,第二节 状态空间表达法,5、问题的解 如果从初始状态Qs出发，经过一系列的操作能达到目标状态Qg，则在此通路上所经过的操作序列称为问题的一个解 6、状态空间表达法求解问题的一般步骤 确定状态分量 表示问题所有可能的状态 定义一组操作 画状态空间图 求解问题 找到从初始状

7、态到目标状态所经过的操作序列 ， = fi, fj, ,fp，Qg=fp(fj(fi(Qs) ),第二节 状态空间表达法,二、状态空间表达法实例 例1、设有三枚钱币，分别处在“反”、“正”、“反”状态，允许每次只能且必须翻一枚钱币，问连翻三次后能否达到三枚全朝上或全朝下的状态？ 解： 确定状态变量Q=(q1,q2,q3) qi=1表示第i个钱币为反面 qi=0表示第i个钱币为正面,第二节 状态空间表达法,三枚钱币全部可能的状态有8种： Q1=(0,0,0)= Qg Q2=(0,0,1) Q3=(0,1,0) Q4=(0,1,1) Q5=(1,0,0) Q6= (1,0,1)=Qs Q7=(1,

8、1,0) Q8=(1,1,1) = Qg 引入三元操作算子F=a, b, c a将第一枚钱币翻转一次 b将第二枚钱币翻转一次 c将第三枚钱币翻转一次 状态空间三元组,第二节 状态空间表达法,状态空间图,第二节 状态空间表达法,结论 从Q6不可能经过三次翻转使钱币达到Q1 从Q6能经过三次翻转使钱币达到Q8，共有7种操作方式： (a, b, a) (a, a, b) (b, a, a) (b, b, b) (c, b, c) (b, c, c) (c, c, b),第二节 状态空间表达法,例2、修道士和野人问题。在河的左岸有3个修道士、3个野人和一条船，现在要渡到河的右岸，但有如下限制条件： （

9、1）船最多坐2人，修道士和野人都会划船 （2）在任何岸边，野人人数不能超过修道士人数，否则修道士就会被吃掉 要求：规划出一个安全的渡河方案 解: 确定状态变量 S=(m, c, b)。 m是左岸的修道士数，m：0, 1, 2, 3 c是左岸的野人数，c： 0, 1, 2, 3 b是左岸的船数，b： 0, 1,第二节 状态空间表达法,全部可能的状态数：4*4*2=32，其中合理的状态数为16个（黑色表示）,第二节 状态空间表达法,确定所有可能操作的集合： pmc从左岸渡河过去 qmc从右岸渡河过来 操作集合F=p01 ,p10 , p11 , p02 , p20 ,q01 ,q10 ,q11 ,

10、 q 02 , q20,第二节 状态空间表达法,状态空间图,问题的解：最佳路径有4条，每种最佳路径要渡河11次,第三节 与/或图表达法,一、与/或图知识表达的概念 1、与树（分解的思维方法）,第三节 与/或图表达法,2、或树（变换的思维方法）,第三节 与/或图表达法,3、与/或树（分解与变换的思维方法）,第三节 与/或图表达法,二、与/或树知识表达的实例 例1、证明两四边形全等问题，要求用与/或树表示,第三节 与/或图表达法,第三节 与/或图表达法,例2、猴子和香蕉问题,第三节 与/或图表达法,解： 设系统的状态用四元变量描述：S=(w, x, y, z) w猴子所处的水平位置 X台子所在的水

11、平位置 Y猴子是否在台子上。0不在，1在 Z猴子是否拿到香蕉。0没有，1拿到 所有可能出现的状态 S0=(a, b, 0, 0) 初始状态 S1=(b, b, 0, 0) S2=(c, c, 0, 0) S3=(c, c, 1, 0) S4=(c, c, 1, 1)目标状态,第三节 与/或图表达法,定义操作集合：F=f1, f2, f3, f3 f1(u)猴子走到u处 f2(v)猴子推台子到v处 f3猴子爬上台子 f4猴子拿到香蕉 问题的状态空间： 用与/或图表达关键操作法,第三节 与/或图表达法,第四节 产生式表达法,一、产生式的基本形式 原因结果；条件结论；前提操作；事实进展；情况行为 I

12、F P THEN Q 或 PQ P原因、条件或前提（前件） Q结果、结论或操作（后件）,第四节 产生式表达法,简单前件和后件的产生式： 天下雨，地上湿。（原因结果） 如果把冰加热到0度以上，冰就会融化为水。（条件结论） “夜来风雨声，花落知多少。”（事实进展） 若能找一个合适的杠杆，就能撬起那座大山。（前提操作） “才饮长江水，又食武昌鱼。”（事实进展） 刚才开机了，意味着发出了捕获目标图像的信号。（情况行为）,第四节 产生式表达法,多个前件或后件的产生式 四边形四边相等有一角是直角正方形 甲到太白山旅游山上突然刮起寒风甲仅仅穿着单衣冰雹雪花纷纷飘落气候太寒冷了甲浑身打哆嗦,第四节 产生式表达

13、法,用Backus Normal Form (BNF)描述 产生式=前提 结论 前提=简单条件 复合条件 结论=事实 操作 复合条件=简单条件AND简单条件（AND简单条件）简单条件OR简单条件（OR简单条件） 操作=操作名 （变元，）,第四节 产生式表达法,二、产生式系统 1、含义 以产生式规则作为过程性知识的系统 把一组产生式放在一起，让它们互相配合，协同作用，一个产生式生成的结论可以供另一个产生式作为前提使用，以这种方式求得问题解的系统 2、组成,第四节 产生式表达法,（1）全局数据库（综合数据库、事实库） 数据是广义的常数、变量、谓词、多元组、表、图形、图像、复杂知识结构 用来表述问题

14、空间的状态和有关的事实，内容是动态变化的 对应的是叙述性知识 多元组表示综合数据库 PQ，P=(S1, S2, , SK) ，Q=(D1, D2, , DL) 单个对象的表示：（对象名，属性，值） 两个对象的表示：（对象i，相互关系，对象j） 多个对象的表示：两两对象用一个三元组表示 不确定性知识： （对象名，属性，值，可信度因子）,第四节 产生式表达法,多元组表示综合数据库的例子 （梅花，欢喜，大雪） （葡萄，味道，酸甜） （小王，症状，咳嗽）（小王，病症，感冒，0.8) （大龟，赛跑，兔子）（兔子，样子，傲慢地睡着了）（大龟，样子，拼命地爬行） （大龟，成功地胜过了，兔子）,第四节 产生式

15、表达法,（2）规则库 描述某领域内知识，作用在综合数据库上的产生式规则的集合 对应过程性知识 是产生式系统求解问题的基础 规则不一定是严格的规律，只要在其应用范围内有效即可 对规则库进行适当的管理，可提高求解问题的效率,第四节 产生式表达法,（3）推理机 控制、协调规则库和综合数据库的运行 包括：控制策略、推理方式 1）控制策略的功能（如何选择和应用规则） 匹配按一定的控制策略（不可撤回的、试探性的）将选定规则的前提条件与综合数据库中的已知事实进行比较 消除冲突当两条以上的规则可被匹配时 最早匹配原则 最强条件优先原则 最高优先级原则 最大（最小）估计函数原则,第四节 产生式表达法,操作执行启

16、用规则的操作部分（判断是否达到目标） 检测系统运行状态 跟踪问题的求解过程 2）推理方式 正向推理 反向推理 双向推理,第四节 产生式表达法,三、产生式系统的问题求解过程 1、正向推理过程 数据驱动方式、自底向上方式 由已知事实出发，通过规则推导出结论（目标） 优点简单明了 缺点有一定的盲目性，执行效率较低,第四节 产生式表达法,实例：动物识别 R1：有毛哺乳动物 R2：有奶哺乳动物 R3：有羽毛鸟 R4：会飞产蛋鸟 R5：食肉哺乳动物食肉动物 R6：哺乳动物 有犬齿 有爪食肉动物 R7：哺乳动物 有蹄蹄类动物 R8：哺乳动物 反刍蹄类动物 R9：食肉动物黄褐色黑斑点金钱豹 R10：食肉动物黄

17、褐色黑条纹虎 R11：蹄类动物长颈腿长黄褐色黑斑点长颈鹿 R12：蹄类动物白色黑条纹斑马 R13：鸟不会飞长颈腿长黑白两色 鸵鸟 R14：鸟不会飞会游泳黑白两色 企鹅 R15：鸟会飞信天翁,设初始事实是：黄褐色、黑斑点，用正向推理说明推理过程和结论,第四节 产生式表达法,第四节 产生式表达法,2、反向推理过程 目标驱动方式、自顶向下方式 由目标出发，反向使用规则，求证已知事实 不使用与问题无关的规则，效率高 适合目标明确的问题,3、双向推理 即自顶向下又自底向上 推理从两方面进行，直到某个中间界面上两方向结果相符，则推理成功 优点效率高，推理网络小 缺点难度大,第四节 产生式表达法,设初始事实

18、是：黄褐色、黑斑点，有奶、有犬齿、有爪，分别用正向推理、反向推理（推理效率与多个目标的顺序）、双向推理说明推出动物是否为金钱豹的推理过程,第四节 产生式表达法,四、产生式系统的分类 1、按总体控制策略分类 （1）不可撤回的（Irrevocable)产生式系统 搜索过程一直进行下去，规则使用后不允许回过头重新选用其他规则 优点控制过程简单 缺点问题有多个解时，不一定能找到最优解,第四节 产生式表达法,（2）试探式（Tentative)产生式系统 回溯（Backtracking）产生式系统（可恢复的产生式系统） 碰壁回头的方式先试用一条规则，如果不合适，允许退回原来状态，再选用另一条规则试用 全局

19、数据库即可增加新内容，又可删、改 如何确定回溯条件，如何减少回溯次数 对于搜索量小的问题，完备有效,第四节 产生式表达法,实例：四皇后问题。在4*4棋盘上放四个皇后，要求任何两个皇后都不能在同一行、同一列、同一对角线上 解： 用Aij表示皇后出现在位置(i, j)上，i表示列，j表示行 用已经出现的皇后序列表示综合数据库 规则集Rij，其作用的结果是在数据库中增加皇后Aij （棋盘上无皇后时，i=1),第四节 产生式表达法,图搜索(Graph-search)产生式系统 记忆全部求解过程 便于选取最优路径 与回溯式的主要区别回溯式抹去了所有引起失败的试探路径，图搜索式记住了所有的试探路径,第四节

20、 产生式表达法,第四节 产生式表达法,2、按规则库的性质和结构分类 （1）可交换产生式系统 设DB是全局数据库，RB是规则库，DBi是第i次使用规则后得到的新的全局数据库，RS RB是一个可作用于DBi的规则集合。一个产生式系统是可交换的，是指其RB和每一个DBi具有以下性质： 对任一规则Rj RS，它作用于DBi得到新的全局数据库DBi+1，RS仍然是DBi+1的可用规则集 如果DBi满足目标条件，则用RS中任一规则Rj作用于DBi ，得到的DBi+1仍满足目标条件 若对DBi使用某一规则序列R1， R2， Rk得到一个全新数据库DBk ，则当改变这些规则的使用次序后，仍然可得到DBk,实例

21、：设给定一个整数集合a, b, c，通过将集合中任意一对元素的乘积作为新元素添加到集合中扩大该整数集，要求通过若干次操作能生成所需的整数集合a, b, c, ab, bc, ac 全局数据库DB 初始状态a, b, c 目标状态a, b, c, ab, bc, ac 规则集RB： R1：IF a, b, c THEN a, b, c, ab R2：IF a, b, c THEN a, b, c, bc R3：IF a, b, c THEN a, b, c, ac ,第四节 产生式表达法,规则可任意交换次序不影响对问题的求解 全局数据库的内容是递增的（规则的结论部分总是包含新的内容） 求解出任一

22、路径，就能达到目标，不必回溯，可采用不可撤回的控制方式 不必记录规则的作用序列，可提高求解效率,第四节 产生式表达法,（2）可分解的产生式系统 把一个整体问题或初始数据库分解为若干个相互独立的子部分，通过对子部分的解求得整体问题的解 求解问题的过程可用与/或树表示 实例：设全局数据库的初试状态为C, B, Z，目标状态为M, M, , M，求问题求解过程。 规则库包括: R1：C D，L R2：C B，M R3：B M，M R4：Z B，B，M,第四节 产生式表达法,五、产生式系统的特点和应用 1、优点 模块性 自然性 有效性 一致性 容易排除故障 2、缺点 效率不高 非透明性 解释能力的局限

23、性,第四节 产生式表达法,3、应用 专门领域中经验性及不确定性的知识 用于由许多相对独立的知识元组成的领域中 问题可被表示为一系列相互独立的操作步骤，每个步骤又可表示为产生式规则时 求解问题可视为问题空间中一个状态到另一个状态的变换序列,第四节 产生式表达法,第五节 语义网络表达法,一、语义网络的概念 语义指语言结构（词、短语、句子、段落）及其意义上的联系 语义网络由一组结点和若干条有向弧构成的，用概念和语义关系表达知识的有向图 结点表示事物的名称、概念、属性、情况、动作、状态 弧表示结点间的语义联系 指针对结点、弧线、语义关系作补充说明 语义基元构成语义网络的基本单元，（结点1，弧，结点2）

24、,语义网络的多层嵌套结构每个结点可以是一个语义子网络,二、语义网络知识表达 1、基本语义关系 （1）属性关系（Have、Can、Is、Owner）,第五节 语义网络表达法,（2）包含关系（聚类关系） APOA Part Of COComposed Of,第五节 语义网络表达法,（3）从属关系（分类关系） ISAis-a AKOA Kind Of AMOA Member Of 有继承性,第五节 语义网络表达法,（4）因果关系（推论关系） If-then Fetch Get BOBecause Of For,（5）时间关系（After、Before ）,第五节 语义网络表达法,（6）位置关系 Lo

25、cated-on Located-at Located-under Located-inside Located-outside ）,第五节 语义网络表达法,（7）相近关系 Similar-to Near-to,第五节 语义网络表达法,第五节 语义网络表达法,2、实例,Located-under（“校园”，“钟山”） Located-inside（“建筑物”，“校园”） Located-at（“理工大学”，“海福港”） Similar-to（“校园”，“公园”） Fetch（“校园”，“风景美丽”） A-Member-of（“张三”，“学会”） A-kind-of（“图书馆”，“建筑物”） A

26、-part-of（“阅览室”，“图书馆”） Is-a（“理工大学”，“单位”） Is-a（“张三”，“读者”） Owner（“图书馆”，“理工大学”） Near-to（“图书馆”，“大礼堂”） Have（“阅览室”，“读者”） After（“阅览”，“开放”） Can（“张三”，“讲英语”） Can（“阅览室”，“开放”） Can（“读者”，“阅览”）,用Prolog语言表示：,三、语义网络的推理 1、匹配,第五节 语义网络表达法,第五节 语义网络表达法,2、继承,第五节 语义网络表达法,第六节 谓词逻辑表达法,一、命题逻辑 1、命题和个体 命题具有真假意义的句子（陈述句），用大写字母表示 个

27、体命题中的行为中心对象 命题逻辑研究命题与命题关系的符号逻辑系统 2、复合命题 原子命题如果一个命题不能被分解为更简单的命题，则该命题称为原子命题 复合命题由原子命题和联结词构成,第六节 谓词逻辑表达法,3、联结词 五种联结词 “非”或“否定”，P 合取，PQ 析取，P Q 条件，P Q 联结词的优先级：、 、 、 、,联结词的真值表：,第六节 谓词逻辑表达法,4、合式公式 命题变元不具有固定具体含义的命题 合式公式（Well-Formed Formula，WFF）由命题变元和联结词构成 a.孤立的命题变元是合式公式 b.若P是一个合式公式，则P也是一个合式公式 c.若P、Q是合式公式，则PQ

28、、PQ、PQ、 d.当且仅当有限次使用ac得到的由命题变元、联结词、圆括号组成的符号串也是合式公式,第六节 谓词逻辑表达法,第六节 谓词逻辑表达法,5、永真式、永假式、可满足式 永真式给定一个公式，如果对于所有的真值指派，它的值都为真，则称该公式为永真式 永假式给定一个公式，如果对于所有的真值指派，它的值都为假，则称该公式为永假式 可满足式非永假的公式 6、蕴涵式和等价式 蕴涵式命题公式P永真蕴涵命题公式Q，当且仅当PQ是一个永真式，记为,7、命题逻辑的推理规则 规则P在推理的任何步骤上都可以引入前提 规则T在推理的过程中，如果前面有一个或多个命题永真蕴涵命题S，则可把命题S引入推理过程 规则

29、CP如果能从一组前提集合和R中推导出S来，则能从这组前提集合中推导出RS，其中R为任意引入的命题 实例：证明下述假言推理的正确性 如果天下雨，则停止足球赛 天正在下雨 所以停止足球赛,第六节 谓词逻辑表达法,8、命题逻辑的局限性 表达能力有限 实例 “所有的人都会死， 诸葛亮是人， 所以诸葛亮是会死的。”,第六节 谓词逻辑表达法,二、谓词逻辑 1、谓词与个体 个体可以单独存在的事物 谓词刻画个体性质或个体间关系 谓词的元数个体的数目 n元谓词P(x1,x2, ,xn) 个体域个体的变化范围 一阶谓词谓词的个体变元不再是谓词,第六节 谓词逻辑表达法,2、量词 全称量词 存在量词 实例 LIKE

30、(x, y)， x：甲，乙，丙， y：bora，jetta，santana,第六节 谓词逻辑表达法,3、谓词合式公式 原子公式若P是不能再分解的n元谓词，则称P(x1,x2, ,xn)为原子谓词公式或原子公式 谓词合式公式的定义 a.原子公式是合式公式 b.若P是一个合式公式，则P也是一个合式公式,第六节 谓词逻辑表达法,d.若P是合式公式，x是任意变元，则 或 也都是合式公式,e.当且仅当有限次使用ad得到的公式是合式公式,c.若P、Q是合式公式，则PQ、PQ、PQ、 都是合式公式,4、量词的辖域与变量的约束 量词的辖域位于量词后面的单个谓词或用括号括起来的合式公式 约束变量在量词的辖域内，

31、与量词同名的变量 自有变量（非约束变量）在量词的辖域内，与量词无关的变量,第六节 谓词逻辑表达法,5、谓词公式的解释 设D为谓词公式P的个体域，若按如下规定对P中的各参量赋值： a. 为每个个体常量指派D中一个元素； b. 为每个n元函数指派一个从Dn到D的映射， 其中： Dn=(x1, x2, ,xn) x1, x2, ,xn D c. 为每个n元谓词指派一个从Dn到F, T的映射 则称这些指派为公式P在D上的一个解释,第六节 谓词逻辑表达法,B(I6)=T B(I13)=F,实例1：已知给定公式 和个体域D11, 2，求公式B的解释及在该解释下B的真值,若D21, 2, 3，求公式B的一个

32、解释及在该解释下B的真值,B(I)=F,第六节 谓词逻辑表达法,A(I1)=F A(I2)=T,第六节 谓词逻辑表达法,实例2：给定公式 和个体域D0, 1，求公式A的一个解释及在该解释下B的真值,6、谓词公式的永真性判定 永真公式B是永真的，当且仅当个体域上的所有解释I都满足 非永真公式B是非永真的，当且仅当个体域上存在解释I满足 永假（不可满足的、不相容的）公式B是永假的，当且仅当个体域上的所有解释I都满足 非永假（可满足的、相容的）公式B是非永假的，当且仅当个体域上存在解释I满足,第六节 谓词逻辑表达法,7、谓词逻辑中的等价式和蕴涵式 等价式设P、Q是两个谓词公式，D是它们共同的个体域。

33、若对D上的任何一个解释，P与Q的真值都相同，则称公式P和Q在域D上是等价的。如果在任何个体域上P和Q都等价，则称P和Q是等价的，记作 蕴涵式对于谓词公式P和Q，如果PQ是永真式，则称P永真蕴涵Q，且称Q为P的逻辑结论，P为Q的前提，记作,第六节 谓词逻辑表达法,第六节 谓词逻辑表达法,8、谓词逻辑的推理规则 规则P在推理的任何步骤上都可以引入前提 规则T在推理的过程中，如果前面有一个或多个谓词公式永真蕴涵命题S，则可把命题S引入推理过程 规则CP如果能从一组前提集合和R中推导出S来，则能从这组前提集合中推导出RS，其中R为任意引入的命题,三、谓词逻辑知识表达方法 1、谓词逻辑表达简单事实 MA

34、N (zhangsan ) INROOM (robot, room1) MARRIED (father (lisi), mother (lisi),第六节 谓词逻辑表达法,2、联结词和量词的应用 INROOM （robot, room2） LIKE (i , music) LIKE (i, painting) PLAY (lihao , basketball) PLAY (lihao , football) OWNS (heming , book1) COLOR (book1, blue),第六节 谓词逻辑表达法,CITY(xian) CAPITAL(shanxi),3、谓词逻辑知识表达的一般

35、方法 例1：“每个人都有一个父亲”,例2：所有的整数，不是偶数就是奇数,例3：王红是计算机系的一名学生，李明是王红的同班同学，凡是计算机系的学生都喜欢编程,第六节 谓词逻辑表达法,4、谓词逻辑表达状态 定义谓词 ON(x , y) ONTABLE(x) CLEAR(x) RIGHT(x,y),表示状态 ON(b,a) RIGHT(b,c) RIGHT(a,c) ONTABLE(a) ONTABLE(c) CLEAR(c) CLEAR(b),第六节 谓词逻辑表达法,5、谓词逻辑表达操作 实例：机器人移动盒子问题：在一个包含凹室(alcove)的房间内有两张桌子a和b、一个机器人（robot）、一

36、个盒子（box）。任务是让机器人从凹室出发，把桌子a上的盒子移到桌子b上，然后回到凹室，用谓词逻辑表达这一行动过程。,第六节 谓词逻辑表达法,(1) 定义表示状态的谓词 TABLE (x) EMPTY (y) AT (y, z) HOLDS (y, w) ON (w, x) 变量的取值范围： xa,b， y robot， z a, b, alcove，w box,第六节 谓词逻辑表达法,初始状态： AT (robot, alcove) EMPTY (robot) ON (box, a) TABLE (a) TABLE (b),目标状态： AT (robot, alcove) EMPTY (ro

37、bot) ON (box, b) TABLE (a) TABLE (b),第六节 谓词逻辑表达法,(2)定义表示操作的谓词 GOTO(x,y) 条件：AT(robot,x) 动作：删除AT(robot,x)，增加AT(robot,y) PICK-UP(x) 条件：ON(box,x) TABLE(x) AT(robot,x) EMPTY(robot) 动作：删除EMPTY(robot) ON(box,x) ,增加HOLDS(robot,box) SET-DOWN(x) 条件：AT(robot,x) TABLE(x) HOLDS(robot,box) 动作：删除HOLDS(robot,box)，增加EMPTY(robot) ON(box,x),第六节 谓词逻辑表达法,第六节 谓词逻辑表达法,6、谓词逻辑表达与推理 已知下列事实： (1)马科斯是男人； (2)马科斯是庞贝人； (3)马科斯出生于公元40年 (4)所有的人都会死 (5)所有的庞贝人都死于公元79年的火山爆发 (6)公元79年发生了火山爆发 (7)所有会死的人的年龄不会超过150岁 (8)现在是2007年 (9)活意即未死 (10)如果某人死了，那么他后来的任何时刻都死了,第六节 谓词逻辑表达法,用谓词公式表示：,第六节 谓词逻辑表达法,求证：马科斯还活着吗？,第六节 谓词逻辑表达法,