Ch2 知識表示
What is knowledge representation?
Knowledge: DIKW (Data, Information, Knowledge, Wisdom)
Knowledge Representation: the process of encoding knowledge into a form/architecture that can be used by a computer.
Way of representing knowledge:
- Logic-based representation
- Production representation
- Architectural representation: Semantic Networks, Frames
- 過程表示法
一階謂詞邏輯表示法
強調 表示式 truth-preserving operation
基礎概念
回憶離散數學裡數理邏輯內容：
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命題
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真值
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論域: 由所討論物件的全體構成的集合
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個體: 論域中的元素,表示獨立存在的事物或概念(可以是變元/常量)
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謂詞：表示個體間關係的符號，是一個函式
設\(D\)為論域，\(P\)為謂詞，\(x\)為個體，$P: D^n \to { T, F } $是一個對映，其中
\[D^n = \{(x_1, x_2, \dots, x_n) | x_i \in D \} \] -
函式：表示個體間的對映關係，是一個函式
設\(D\)為論域，\(f\)為函式，\(x\)為個體，\(f: D^n \to D\)是一個對映，其中
\[D^n = \{(x_1, x_2, \dots, x_n) | x_i \in D \} \] -
連詞
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量詞
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項
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原子謂詞公式
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合式公式
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轄域、轄域變元、自由變元
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變元替換：需要注意換名不能替換成已有的變元名
知識表示的步驟
例： 表示知識“所有教師都有自己的學生”
- 確定論域：人
- 確定謂詞：教師、學生、教
- 表示知識：\(\forall x \exists y \text{ 教師}(x) \to \text{ 學生}(y) \land \text{教}(x, y)\)
應用
機器人移動盒子的例子
需要定義謂詞、Domain、以及一系列改變狀態的操作
使用謂詞解修道士與野人問題
產生式表示法
邏輯表示只強調真實性，忽略了前提與結論間的特定關係
是使用最多的知識表示方法
- 事實： 斷言一個語言變數的值或斷言多個語言變數之間關係的陳述句
例子：John is a student，John is a good student - 事實的表示
三元組： （物件，屬性， 值 ）或（關係，物件 1，物件 2） - 規則： 描述事物之間的因果關係，由條件和結論組成的陳述句
例子：IF John is a student THEN John is a good student
由於規則的不確定性，產生式系統的推理過程是不確定的，同時可能會產生衝突
其求解過程是一種反覆進行的“匹配—衝突消解—執行”過程
語義網路
語義網路是一種有向圖, 用實體及其語義關係來表達知識。
結點代表實體，表示各種事物、概念、屬性、狀態、事件、動作等；
弧代表語義關係，表示連結的實體間的語義聯絡，它必須帶有標識。
基本語義關係有：
- ISA：表示實體與其類別的關係
- AKO：表示實體與其上位類的關係
- HAVE：表示實體與其屬性的關係
表達全稱量詞\(\forall\), 需要網路分割槽，即使用一個概念節點來表示全稱量詞的範圍
Knowledge Graph
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