人工智能 知識(shí)表示 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示法
單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,2.4,語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示法,1,1.,基本網(wǎng)元,例:,寵物兔,是一種,兔子,。,三元組表示,(寵物兔,是一種,兔子),基本網(wǎng)元,:,(節(jié)點(diǎn),1,,弧,節(jié)點(diǎn),2,),節(jié)點(diǎn),指示事物,節(jié)點(diǎn)間以,有向弧,連接,弧上的,標(biāo)簽,則指示節(jié)點(diǎn)間關(guān)系。,pet rabbit,rabbit,A kind of,有向,?,圖表示,2,3,每個(gè)語(yǔ)義基元可表示為三元組:,(結(jié)點(diǎn),1,,弧,結(jié)點(diǎn),2,),Isa,Man,John,P.E.,Register,Male Student,Course,Isa,Ako,John,選修了體育課,.,4,椅子有主了。,加上去的,5,6,2.,基本語(yǔ)義關(guān)系,(1)類屬關(guān)系,具有共同屬性的不同事物間的分類關(guān)系、成員關(guān)系或?qū)嵗P(guān)系,體現(xiàn)的是,“具體與抽象”,、,“個(gè)體與集體”,的概念。,中國(guó),7,(,2,),包含關(guān)系,也稱為聚類關(guān)系,是指具有組織或結(jié)構(gòu)特征的,“部分與整體”,之間的關(guān)系。與類屬關(guān)系的最主要區(qū)別是包含關(guān)系一般不具備屬性的繼承性。,窗戶,8,(,3,)屬性關(guān)系,事物和其屬性之間的關(guān)系。常用的屬性關(guān)系有,“,Have”,,“,Can”,等,(,4,)時(shí)間關(guān)系,不同事件在其發(fā)生時(shí)間方面的先后次序關(guān)系。常用的時(shí)間關(guān)系有,“,before”,,“,after”,等,9,(,5,)位置關(guān)系,不同事物在位置方面的關(guān)系。,(,6,)相近關(guān)系,不同事物在形狀、內(nèi)容等方面相似或接近的關(guān)系,(,7,),推論關(guān)系,從一個(gè)概念推出另一個(gè)概念的語(yǔ)義關(guān)系,3.,語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),當(dāng)把多個(gè)網(wǎng)元用相應(yīng)的,語(yǔ)義關(guān)聯(lián),在一起的時(shí)候,得到一個(gè)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)。,pet rabbit,rabbit,A kind of,rabbit,animal,Isa,pet rabbit,rabbit,A kind of,animal,Isa,寵物兔是一種兔子,;,兔子是一種動(dòng)物。,10,11,4.,知識(shí),的,的語(yǔ),義,義網(wǎng),絡(luò),絡(luò)表,示,示,1),事實(shí),或,或概,念,念的,表,表示,用結(jié),點(diǎn),點(diǎn),1,表示,實(shí),實(shí)體,,,,用,結(jié),結(jié)點(diǎn),2,表示,實(shí),實(shí)體,的,的性,質(zhì),質(zhì)或,屬,屬性,等,等,,用,用弧,表,表示,結(jié),結(jié)點(diǎn),1,和結(jié),點(diǎn),點(diǎn),2,之間,的,的語(yǔ),義,義關(guān),系,系。,12,例,1,:動(dòng),物,物能,運(yùn),運(yùn)動(dòng),、,、會(huì),吃,吃。,鳥(niǎo),鳥(niǎo)是,一,一種,動(dòng),動(dòng)物,,,,鳥(niǎo),有,有翅,膀,膀、,會(huì),會(huì)飛,。,。魚(yú),是,是一,種,種動(dòng),物,物,,魚(yú),魚(yú)生,活,活在,水,水中,、,、會(huì),游,游泳,。,。,與框,架,架對(duì),比,比:,弧上,標(biāo),標(biāo)明,的,的地,點(diǎn),點(diǎn),(place),、日,期,期,(day),、傷,亡,亡,(fatalities),、損,失,失,(damage),、震,級(jí),級(jí),(magnitude),、斷,層,層,(fault),是槽,的,的名,稱,稱,,節(jié),節(jié)點(diǎn),中,中填,入,入相,應(yīng),應(yīng)的,填,填充,值,值。,例,2,地震,報(bào),報(bào)道,13,14,例,3,:,王,王,強(qiáng),強(qiáng)是,理,理想,公,公司,的,的經(jīng),理,理;,理,理想,公,公司,在,在中,關(guān),關(guān)村,;,;王,強(qiáng),強(qiáng),28,歲。,另,另有,一,一個(gè),王,王強(qiáng),是,是理,想,想公,司,司經(jīng),理,理聘,用,用的,職,職員,職員,王,王強(qiáng),22,歲。,15,例,4,:,李,李,新,新的,自,自行,車,車是,永,永久,牌,牌、,藍(lán),藍(lán)色,、,、,26,型。,王,王紅,的,的自,行,行車,是,是金,獅,獅牌,、,、紅,色,色、,24,型。,思考,?,?,16,2),情況,和,和動(dòng),作,作的,表,表示,西蒙,在,在他,提,提出,的,的表,示,示方,法,法中,增,增加,了,了情況,結(jié),結(jié)點(diǎn)和動(dòng)作,結(jié),結(jié)點(diǎn),用,一,一個(gè),結(jié),結(jié)點(diǎn),來(lái),來(lái)表,示,示情,況,況或,動(dòng),動(dòng)作,。,。,例,1,:,常河,給,給江,濤,濤一,張,張磁,盤(pán),盤(pán),17,例,2,:,這只,小,小燕,子,子從,春,春天,到,到秋,天,天占,有,有一,個(gè),個(gè)巢,。,。,占有,情況,18,例,3,:,神州,大,大學(xué),和,和東,方,方大,學(xué),學(xué)兩,校,?;@,球,球隊(duì),在,在東,方,方大,學(xué),學(xué)進(jìn),行,行一,場(chǎng),場(chǎng)比,賽,賽,,結(jié),結(jié)局,的,的比,分,分是,85,:,89.,3),邏輯,關(guān),關(guān)系,的,的表,示,示,合取,與,與析,取,?。?存,存在,量,量詞,與,與全,稱,稱量,詞,詞,增加,合,合取,結(jié),結(jié)點(diǎn),與,與析,取,取結(jié),點(diǎn),點(diǎn),“akindof,”,”,“,“isa,”,”,亨德,里,里克,提,提出,的,的網(wǎng),絡(luò),絡(luò)分,區(qū),區(qū)技,術(shù),術(shù):,把,把復(fù),雜,雜命,題,題劃,分,分為,若,若干,個(gè),個(gè)子,命,命題,,,,每,一,一個(gè),子,子命,題,題用,一,一個(gè),較,較簡(jiǎn),單,單的,語(yǔ),語(yǔ)義,網(wǎng),網(wǎng)絡(luò),表,表示,,,,稱,為,為個(gè),子,子空,間,間,,多,多個(gè),子,子空,間,間構(gòu),成,成一,個(gè),個(gè)大,空,空間,。,。每,個(gè),個(gè)子,空,空間,看,看作,大,大空,間,間中,的,的一,個(gè),個(gè)結(jié),點(diǎn),點(diǎn),,稱,稱作,超,超結(jié),點(diǎn),點(diǎn)。,空,空間,可,可以,逐,逐層,嵌,嵌套,,,,子,空,空間,之,之間,用,用弧,互,互相,連,連接,。,。,20,量詞,例,例,1,:每,個(gè),個(gè)學(xué),生,生都,學(xué),學(xué)習(xí),了,了一,門(mén),門(mén)程,序,序設(shè),計(jì),計(jì)語(yǔ),言,言,子空,間,間的,代,代表,與子,空,空間,的,的聯(lián),系,系,全稱,變,變量,存在,變,變量,21,量詞,例,例,2,:每,個(gè),個(gè)學(xué),生,生都,學(xué),學(xué)習(xí),了,了所,有,有程,序,序設(shè),計(jì),計(jì)語(yǔ),言,言,全稱,變,變量,弧,弧的,個(gè),個(gè)數(shù),=,全稱,變,變量,個(gè),個(gè)數(shù),22,量詞,例,例,3,:每,個(gè),個(gè)學(xué),生,生都,學(xué),學(xué)習(xí),了,了,C+,語(yǔ)言,子空,間,間中,所,所有,非,非全,稱,稱變,量,量必,須,須是,全,全稱,變,變量,的,的函,數(shù),數(shù),23,語(yǔ)義,網(wǎng),網(wǎng)絡(luò),是,是一,種,種用實(shí)體及其語(yǔ)義,關(guān),關(guān)系來(lái)表,達(dá),達(dá)知,識(shí),識(shí)的有向,圖,圖。,從結(jié),構(gòu),構(gòu)上,看,看,,語(yǔ),語(yǔ)義,網(wǎng),網(wǎng)絡(luò),是,是由,一,一些,用,用相,應(yīng),應(yīng)的,語(yǔ),語(yǔ)義,聯(lián),聯(lián)系,關(guān),關(guān)聯(lián),在,在一,起,起的語(yǔ)義,單,單元構(gòu)成,的,的。,每個(gè),語(yǔ),語(yǔ)義,基,基元,可,可表,示,示為,三,三元,組,組:,(結(jié),點(diǎn),點(diǎn),1,,弧,,,,結(jié),點(diǎn),點(diǎn),2,),小結(jié),24,5.,語(yǔ)義,網(wǎng),網(wǎng)絡(luò),系,系統(tǒng),用語(yǔ),義,義網(wǎng),絡(luò),絡(luò)表,示,示知,識(shí),識(shí)的,問(wèn),問(wèn)題,求,求解,系,系統(tǒng),稱,稱為,語(yǔ),語(yǔ)義,網(wǎng),網(wǎng)絡(luò),系,系統(tǒng),。,主要,由,由兩,大,大部,分,分所,組,組成,:,:,1.,由語(yǔ),義,義網(wǎng),絡(luò),絡(luò)構(gòu),成,成的知識(shí),庫(kù),庫(kù),2.,用于,問(wèn),問(wèn)題,求,求解,的,的推理,機(jī),機(jī)構(gòu),語(yǔ)義,網(wǎng),網(wǎng)絡(luò),的,的推,理,理過(guò),程,程主,要,要有,兩,兩種,:,:,繼承,和,匹配,25,語(yǔ)義,網(wǎng),網(wǎng)絡(luò),系,系統(tǒng),繼承:,把對(duì),事,事物,的,的描,述,述從,抽,抽象,結(jié),結(jié)點(diǎn),傳,傳遞,到,到具,體,體結(jié),點(diǎn),點(diǎn),,通,通常,是,是沿,著,著,Is-a,、,A-Kind-of,等繼承弧,進(jìn),進(jìn)行的。,通,通過(guò)繼承,可,可以得到,所,所需結(jié)點(diǎn),的,的一些屬,性,性值。,匹配:,在知識(shí)庫(kù),的,的語(yǔ)義網(wǎng),絡(luò),絡(luò)中尋找,與,與待求解,問(wèn),問(wèn)題相符,的,的,語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò),模,模式。,26,匹配的主,要,要過(guò)程,(,1,)根據(jù)待,求,求解問(wèn)題,的,的要求構(gòu),造,造一個(gè)網(wǎng)絡(luò)片斷,該網(wǎng)絡(luò),片,片斷中有,些,些結(jié)點(diǎn)或,弧,弧的標(biāo)識(shí),是,是空的,,稱,稱為詢問(wèn)處,它反映,的,的是待求,解,解的問(wèn)題,。,。,(,2,)根據(jù)該,語(yǔ),語(yǔ)義片斷,到,到知識(shí)庫(kù),中,中去尋找,所,所需要的,信,信息。,(,3,)當(dāng)待求,解,解問(wèn)題的,網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)片斷,與,與知識(shí)庫(kù),中,中的某語(yǔ),義,義網(wǎng)絡(luò)片,斷,斷相匹配,時(shí),時(shí),則與,詢,詢問(wèn)處相,匹,匹配的事,實(shí),實(shí)就是該問(wèn)題的解。,27,匹配例:,假,假設(shè)在,知,知識(shí)庫(kù)中,存,存放著如,下,下語(yǔ)義網(wǎng),絡(luò),絡(luò),問(wèn):職員,王,王強(qiáng)在哪,個(gè),個(gè)公司工,作,作?,APENDIX1ENGLISHWORDS,SemanticNetwork,Conceptual Graphs,Thenodeofthegraph,Lableledarcs,28,小結(jié),:,框架結(jié)構(gòu),與,與語(yǔ)義網(wǎng),絡(luò),絡(luò),結(jié)構(gòu)接近,框架的表,示,示結(jié)構(gòu)與,語(yǔ),語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò),節(jié),節(jié)點(diǎn)的表,示,示結(jié)構(gòu)接,近,近。,語(yǔ)義差別,框架表示,法,法更強(qiáng)調(diào),表,表示事物,的,的內(nèi)部結(jié),構(gòu),構(gòu),語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò),更,更強(qiáng)調(diào)表,示,示事物間,的,的關(guān)系,作業(yè),3.21,29,用語(yǔ)義網(wǎng),絡(luò),絡(luò)描述積,木,木世界中,的,的一個(gè)房,子,子,(House),圖,(a),,它是由,長(zhǎng),長(zhǎng)方塊,(Brick)B,支撐著楔,形,形塊,(Wedge)A,組成的;,圖,(b),說(shuō)明了房,子,子這個(gè)概,念,念由,A,、,B,兩部分組,成,成,其中,引,引入了指,示,示器,“,的一部分,是,是,(one-part-is)”,;,圖,(c),說(shuō)明,A,被,B,支撐著,,指,指示器,“,被,支撐著,(is-supported-by)”,表示了這,種,種關(guān)系;,圖,(d),說(shuō)明,A,是一個(gè)楔,形,形塊,,B,是一個(gè)長(zhǎng),方,方塊,它,們,們都用了,同,同一種指,示,示器,“,是一個(gè),(is-a),”,”,;,圖,(e),給出了一,個(gè),個(gè)房子的,完,完整語(yǔ)義,網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)。,30,描述房子,概,概念的語(yǔ),義,義網(wǎng)絡(luò),31,通過(guò)反例,強(qiáng),強(qiáng)化語(yǔ)義,網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)表達(dá),的,的知識(shí),如下圖,,通,通過(guò)對(duì)房,子,子的樣本,(a),和反例,(b),、,(c),語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò),的,的比較,,很,很容易得,到,到對(duì)房子,概,概念更深,刻,刻的認(rèn)識(shí),,,,這種認(rèn),識(shí),識(shí)的深化,體,體現(xiàn)在,(d),圖中某些,指,指示器變,成,成了加強(qiáng),形,形式:,must-be-supported,、,must-be-a,。,32,33,語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò),最,最早由奎,廉,廉(,Quillian,)于,1968,年提出,,作,作為描述,人,人類,聯(lián)想記憶,(合理)的一種心,理,理學(xué)模型,。,。,當(dāng)時(shí)語(yǔ)義,網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)主要,應(yīng),應(yīng)用于自,然,然語(yǔ)言理,解,解系統(tǒng)中,,,,表示,事物之間,的,的關(guān)系,。,由于其強(qiáng),大,大和直觀,的,的表示能,力,力,不久,就,就廣泛應(yīng),用,用于人工,智,智能研究,和,和應(yīng)用開(kāi),發(fā),發(fā)的許多,領(lǐng),領(lǐng)域。,APENDIX2,語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò),產(chǎn),產(chǎn)生背景,34,35,2.5,語(yǔ),語(yǔ)義網(wǎng),絡(luò),絡(luò)表示法,語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò),是,是奎廉,(J.R.Qullian)1968,年在研究,人,人類聯(lián)想,記,記憶時(shí)提,出,出的一種,心,心理學(xué)模,型,型,他認(rèn),為,為記憶是,由,由概念間,的,的聯(lián)系實(shí),現(xiàn),現(xiàn)的。隨,后,后,奎廉,又,又把它用,作,作知識(shí)表,示,示。,1972,年,西蒙在他的自,然,然語(yǔ)言理,解,解系統(tǒng)中,采,采用了語(yǔ),義,義網(wǎng)絡(luò)表,示,示法。,1975,年,亨德里克,(G.G.Hendrix),提出了語(yǔ),義,義網(wǎng)絡(luò)分,區(qū),區(qū)技術(shù)。,語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò),的,的基本概,念,念,語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò),是,是一種通,過(guò),過(guò)概念及,其,其語(yǔ)義關(guān),系,系來(lái)表達(dá),知,知識(shí)的有,向,向圖。在,語(yǔ),語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò),結(jié),結(jié)構(gòu)中使,用,用了三種,圖,圖形符號(hào),:,:,框,-,節(jié)點(diǎn),帶箭頭及,文,文字標(biāo)識(shí),的,的線條,-,有向弧,和文字標(biāo),識(shí),識(shí)線,-,指針,36,4,知識(shí)的語(yǔ),意,意網(wǎng)絡(luò)表,示,示,(1).,語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò),多,多元,關(guān)系表示,(2).,語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò),邏,邏輯關(guān)系,表,表示,37,(1).,多元關(guān)系,?,?!,例:,John,給,Mary,一個(gè)禮物,。,。,先將整個(gè),描,描述表示,為,為一個(gè)給,出,出事件,G1,,使其作,為,為事件類,Giving-Event,的一個(gè)例,子,子,再說(shuō)明,G1,中的,John,是給出者,(,(,Giver,),Mary,是接受者,(,(,Receiver,),Gift,則是給出,的,的東西(,Thing),38,Giving-Event,Give