数据挖掘与知识发现(讲稿21---知识表示)37407.docx

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1、装订线第2章 知识表示知识表示是是人工智能能研究中极极为重要的的研究课题题之一。无无论应用人人工智能技技术解决什什么问题，首首先遇到的的就是所涉涉及的各类类知识如何何加以表示示。不同的的知识有不不同的表示示方法，研研究知识表表示方法，不不单是解决决如何将知知识存储在计算算机中，更更重要的是是应该能够够方便和正正确地使用用知识。合合理的知识识表示，可可以使问题题求解变得得容易，并并且有较高高的求解效效率。评价一个好好的知识表表示系统应应具有以下下几点： 具有表示某某个专门领领域所需要要的知识能能力，并保保证知识库库中的知识识是相容的的； 具有从已知知知识推导导出新知识识的能力，容容易建立表表达新

2、知识识所需要的的新结构； 便于新知识识的获取，最最简单的情情况是能够够由人直接接输入知识识到知识库库中； 便于将启发发式知识附附加到知识识结构中，以以便把推理理集中在最最希望的方方向上。为了实现上上述目标，人人们至今已已提出了几几十种甚至至上百种的的知识表示示方法。但但没有一种种表示能包包打天下。较较为常见的的知识表示示方法有：l 一阶谓词逻逻辑表示 l 产生式表示示或称规则则表示 l 语义网表示示 l 框架表示 l 面象对象表表示l 过程表示l 脚本表示l 神经元表示示l 特性表表示示2.1一阶阶谓词逻辑辑表示谓词逻辑是是一种形式式语言，也也是目前能能够表达人人类思维活活动的一种种最精确的的

3、语言。它它与人类的的自然语言言比较接近近，即可方方便地存储储到计算机机中，又可可被计算机机进行精确确处理。因因此，谓词词逻辑是最最早且最主主要用于人人工智能知知识描述的的方法之一一。它是一一种基于数数理逻辑的的知识表示示方式。而而数理逻辑辑是一门研研究推理的科学学，它作为为人工智能能的基础，在在人工智能能的发展中中占有重要要地位。人人工智能中中用到的逻逻辑可分为为两大类： 一阶经典命命题逻辑和和谓词逻辑辑 除经典以外外的那些逻逻辑2.1.11一阶谓词词逻辑表示示的逻辑基基础谓词逻辑是是在命题逻逻辑的基础础上发展起起来的，为为此先讨论论一阶谓词词逻辑知识识表示中所所需要的一一些逻辑基基础。如命命

4、题、谓词词、连接词词、量词、谓谓词公式等等。 11. 命题题和真值定义2.11：一个陈陈述句称为为一个断言言。凡有真真假意义的的断言称为为命题。（即即可以确定定真假意义义的陈述句句）注： 命命题的意义义通常称为为真值，它只只有真（TT）假（FF）两种情情况。 在命题题逻辑中，命命题通常用用大写的英英文字母来来表示。一一个命题不不能同时为为真又为假假。 一个命命题可在一一定条件下下为真，在在另一条件件下为假。如如，P：“北京今天天有雨”，需根据据当天的情情况决定其其真值。 没有真真假意义的的感叹句、疑疑问句等都都不是命题题。如，PP：今天好好冷呀！；Q：今天天的温度有有多少度？ 命题的的优点是简

5、简单、明确确；缺点是是无法描述述客观事物物的结构及及其逻辑特特征，也无无法表示不不同事物间间的共性。如如，“杨青是教教师”和“李文是教教师”这两个命命题，用命命题逻辑表表示时，无无法把两人人都是教师师这一共同同特征表示示出来。 22. 论域域和谓词 论论域是由所所讨论对象象之全体构构成的非空空集合。论论域中的元元素称为个个体。论域域又称个体体域。在谓词逻辑辑中，命题题是用谓词词表示的。一个谓词可可分为：谓谓词名和个体两部分分。其中，个个体是用来来表示某个个独立存在在的事物或或者某个抽抽象的概念念；谓词名名是用来表表示个体的的性质、状状态或个体体之间的关关系等。通常，谓词词名用大写写英文字母母表

6、示，个个体用小写写英文字母母表示。如：王宏是是学生 谓词表表示为：SSTUDEENT（WWanghhong） 桂桂林山水甲甲天下 谓词表表示为：甲甲天下（桂桂林山水） 桂桂林在广西西的北部 谓词表示示为：在（北北部，桂林林，广西） 广广西师大校校园坐落在在桂林 谓词表表示为：坐坐落在（广广西师大校校园，桂林林） 全全州是桂林林的县 谓词表表示为：县县（全州，桂桂林） xx6 谓词表示示为：Grreateer(x,6) 王王宏的父亲亲是教师 谓词表示示为：TEEACHEER（faatherr(Wannghonng)） 谓谓词的形式式定义如下下：定义2.22 设D是是个体域，PP:是一个个映射，其

7、其中 则称P是一一个n元谓词。记记为：，是个体。注：在谓词词中，个体体可以是常常量、变元元或函数。函数的定义义形式为： 定义2.33 设D是是个体域，的一个映射，则称是D上的一个n元函数。记作：，是个体。说明： 谓词和函函数的定义义形式相似似，但却是是两个不同同的概念。 谓词的的真值是TT或F，而而函数无真真值可言，其其值是D中中的某个个个体。 谓词实现现的是从个个体域中的的个体到TT或F的映映射，而函函数实现的的是同一个个体域中从从一个个体体到另一个个个体的映映射。 在谓词词逻辑中，函函数本身不不能单独使使用，它必必须嵌入到到谓词中。 如果中的的个体都是是常量、变变元或函数数，则称其其为一阶

8、谓谓词。若某某个本身又又是另一个个一阶谓词词，则称它它为二阶谓谓词。3. 连接接词和量词词连接词是用用来连接简简单命题，并并由简单命命题构成复复合命题的的逻辑运算算符号。在一阶谓词词逻辑中，有有5个连接接词和2个个量词。由由于命题逻逻辑可看作作谓词逻辑辑的一种特特殊形式，因因此5个连连接词同样样适应于命命题逻辑，但但2个量词词仅适应在在于谓词逻逻辑。：称为“非非”。它表示示其后命题题的否定：称为“析析取”。它表示示所连接的的两个命题题之间具有有“或”的关系：称为“合合取”。它表示示所连接的的两个命题题之间具有有“与”的关系：称为“条条件”或“蕴含”。它表示示“若则”的语义义。如，表表示“P蕴含

9、QQ”，读作：“如果P，则则Q”，其中PP称为条件件的前件，QQ称为条件件的后件。：称为“双双条件”。它表示示“当且仅当当”的语义。如如，表示PP当且仅当当Q，即读读作“P当且仅仅当Q”。谓词逻辑真真值表PQTTFTTTTTFFTFFFFTTTFTFFFTFFTT在一阶谓词词逻辑中，引引入了2个个量词符号号：全程量量词符号和和存在量词词符号。-所有有的，任一一个-至少少有一个，存存在有量词是由量量词符号和和被其量化化的变元所所组成的表表达式，是是用来对谓谓词中的个个体作出量量的规定。如，“对论论域中的所所有个体”，表示为为；“对论域中中的某个个个体”，表示为为。命题为真，当当且仅当论论域中的所

10、所有，都有有为真命题为真，当当且仅当论论域中至少少存在一个个，使得为真真 44. 项与与合式公式式在一阶谓词词逻辑中，合合法的表达达式称为合合式公式（即即谓词公式式）。定义2.44 项满足足如下规则则：（1） 单独一个个个体词是项项；（2） 若是项，是是n元函数数，则是项项；（3） 由（1）、（22）生成的的表达式是是项。可见，项是是把个体常常量、个体体变量和函函数统一起起来的概念念。定义2.55 原子谓谓词公式的的含义为： 若是项，PP是谓词符符号，则称称P()为为原子谓词词公式。定义2.66 满足如如下规则的的谓词演算算可得到合合式公式：（1） 单个原子谓谓词公式是是合式公式式；（2） 若

11、A是合式式公式，则则也是合式式公式；（3） 若A、B是是合式公式式，则也都都是合式公公式；（4） 若A是合式式公式，是是项，则和和也都是合合式公式。注：在合式式公式中，连连接词之间间的优先级级顺序为： 55. 自由由变元和约约束变元当一个谓词词公式含有有量词时，通通常把位于于量词后面面的单个谓谓词或者用用括弧括起起来的合式式公式称为为该量词的的辖域。辖辖域内与量量词中同名名的变元称称为约束变变元，不受受约束的变变元称为自自由变元。如如 这里，是的的辖域，其其中的是的约束变变元；中的的是自由变变元。公式式中所有的的都是自由由变元。注：在谓词词公式中，变变元的名字字是无关紧紧要的，可可以把一个个名

12、字换成成别的名字字。换名时注意意两点：当对量词词辖域内的的约束变元元更名时，必必须把同名名的约束变变元都统一一换成另外外一个相同同的名字，且且不能与辖辖域内的自自由变元同同名；当对辖域域内自由变变元更名时时，不能改改成与约束束变元同名名。如上例例可表示为为：命题公式是是谓词公式式的一种特特殊情况，也也可用连接接词把单个个命题连接接起来构成成合式公式式。如，都都是命题公公式。2.1.22谓词逻辑辑的知识表表示方法谓词逻辑不不仅可以用用来表示事事物的状态态、属性、概概念等事实实性知识，也也可以用来来表示事物物的因果关关系。对事实性知知识，常用用符号连接接起来的谓谓词公式表表示。对事物间的的因果关系

13、系，通常用用蕴含式表表示。如，对对“如果则”可表示为为“”当用谓词逻逻辑表示知知识时，先先要根据所所表示的知知识定义谓谓词，然后后再用连接接词或者量量词把这些些词连接起起来，形成成一个谓词词公式。例1 用谓词逻逻辑表示知知识“每个人都都有一个父父亲”。谓词： PERSSON（xx）：表示示x是人 HASSFATHHER（xx,y）：表示示x有父亲y则该知识可可用谓词表表示为： 例2 用谓词逻逻辑表示知知识“所有教师师都有自己己的学生”。谓词： TEACCHER（x）：表示x是教师 STUUDENTT（y）：表示示y是学生 TEAACHERRS（x,y）：表示示x是y的老师则该知识可可用谓词表表

14、示为： 例3 用谓词逻逻辑表示知知识“所有的整整数不是偶偶数就是奇奇数”。谓词： I(xx): x是整数 E(x):x是偶数 O(x):x是奇数 则该知识可可用谓词表表示为： 例4 用谓词逻逻辑表示知知识：王宏是计算算机系的一一名学生。李明是王宏宏的同班同同学。凡是计算机机系的学生生都喜欢编编程序。谓词： COMMPUTEER(x): 表表示x是计算系系的学生 CLASSSMATTE(x,y): 表表示x是y的同班同同学 LIKEE(x,y): 表表示x喜欢y则上述知识识表示为： COMMPUTEER(Waanghoong) CLAASSMAATE(LLiminng,Waanghoong) 2

15、.1.33谓词逻辑辑表示的应应用 示例1 机器人人移盒子问问题设在一房间间里，c处处有一个机机器，a和和b处各有有一张桌子子，分别称称为a桌和和b桌，aa桌上有一一盒子，如如图所示。要要求机器人人从c处出出发把盒子子从a桌拿拿到b桌子子上，然后后再回到cc处。试用用谓词逻辑辑来描述机机器人的行行动过程。分析：此例例中的谓词词公式，不不仅要用来来描述事物物的状态、位位置，而且且还要用来来表示动作作。定义的谓词词：TABBLE(xx)：x是是桌子 EEMPTYY(y)：y手中是是空中 AAT(y,z): y在z的的附近 HHOLDSS(y,ww): yy拿着w OON(w,x)：ww在x桌面面上由

16、此知，问问题的初始始状态是： 问题的目目标状态： AT(rrobott,c) AT(roboot,c) EMPTTY(roobot) EEMPTYY(robbot) ON(bbox,aa) ON(bbox,bb)TABLEE(a) TAABLE(a)TABLEE(b) TAABLE(b)显然，机器器人行动的的目标是把把问题的初初始状态转转换为目标标状态。而而要实现问问题的状态态转换，则则需要完成成一系列的的操作。对对于每个操操作，一般般都可分为为条件和动动作部分。条条件部分用用来说明执执行该操作作必须具备备的先决条条件，动作作部分给出出了该操作作对问题状状态的改变变情况。条条件部分可可用谓词公

17、公式来表示示，动作部部分则是通通过在执行行该操作前前的问题状状态中删去去和增加相相应的谓词词来实现。本例中，机机器人需要要执行的操操作： GGoto(x,y): 从xx处走到yy处 PPickuup(x): 在xx处拿起盒盒子 SSetdoown(xx): 在在x处放下下盒子其对应的条条件和动作作如下： Gotoo(x,yy) 条件件：AT(roboot,x) 动作作：删除表表: ATT(robbot,xx) 添加表: AT(roobot,y)Pickuup(x) 条件件：ON(box,x),TTABLEE(x),AT(rrobott,x),EMPTTY(roobot) 动作作：删除表表: E

18、MMPTY(roboot), ON(bbox,xx) 添加表: HOLLDS(roboot,boox)Setdoown(xx) 条件件：AT(roboot,x ),TAABLE(x),HHOLDSS(robbot,bbox) 动作作：删除表表: HOOLDS(roboot,boox) 添加表: EMPPTY(rrobott), OON(boox,x)由此得出，机机器人行动动规划问题题的求解过过程为： 示例2 机器人人摞积木问问题 设设机器人有有一只机械械手，要处处理的世界界有一张桌桌子，桌子子可堆放若若干相同的的积木块。机机械手有44个操作积积木的典型型动作：从从桌面上拣拣起一块积积木；将手手

19、中的积木木放到桌面面上；在积积木上再摞摞上一块积积木；从积积木上面拣拣起一块积积木。积木木世界的布布如图所示示。分析：定义义的谓词：CLEARR(x)：积木木x上是空的的 OON(x,y)：积木木x在积木y的上面 OONTABBLE(xx): 积积木x在桌面上上 HHOLDIING(xx): 机机械手抓住住x HHANDEEMPTYY：机械手手是空的由此知，问问题的初始始状态是： 问题的目目标状态： CLEAAR(B) ONN(B,CC) ON(CC,A) OON(A,B) CLEAAR(C) ONTAABLE(B) ONTAABLE(A)HANDEEMPTYY本例中，机机械手需要要执行4个个

20、操作： PPickuup(x): 从桌桌面上拣起起一块积木木x PPutdoown(xx): 将将手中的积积木放到桌桌面上 SStackk(x,yy): 在在积木x上上再摞上一一块积木yy UUnstaack(xx,y): 从积木木x上面拣拣起一块积积木y其对应的条条件和动作作如下： Pickkup(xx) 条件： ONTAABLE(x)，CLLEAR(x), HANDDEMPTTY 动动作： 删删除表ONNTABLLE(x)，HAANDEMMPTY 添加加表HOLLDINGG(x)Putdoown(xx) 条条件：HOOLDINNG(x) 动作作：删除表表HOLDDING(x) 添加表HHA

21、NDEEMPTYY，ONTTABLEE(x)，CLLEAR(x)Stackk(x,yy) 条件：HHOLDIING(xx)，CLLEAR(y) 动作作：删除表表HOLDDING(x)，CLLEAR(y) 添加表HHANDEEMPTYY，ON(x,y)，CLLEAR(x)Unstaack(xx,y) 条件：，HHANDEEMPTYY,CLEEAR(yy) 动动作：删除除表HANNDEMPPTY，OON(y,x) 添加表表CLEAAR(x),HOLLDINGG(y) 示例3 猴子摘摘香蕉问题题设房间里有有一只猴子子（即机器器人），位位于a处。C处上方的天花板上有一串香蕉，猴子想吃，但摸不着。房间b

22、处还有一个箱子，如果猴子站到箱子上就可以摸着天花板。用谓词逻辑描述猴子得到香蕉的行动规划。分析：定义义谓词： AT(x,y): 表示示x在y处处 ONBBOX:表表示猴子在在箱子上面面 BH:猴子得到到香蕉由此知，问问题的初始始状态是： 问题的目目标状态： AT(MMonkeey,a) AT(Monkkey,cc) AT(BBox,bb) AT(Box,c) ONBBOX ONNBOX HB HB本例中，猴猴子需要执执行的操作作为： GGoto(u,v): 表示示猴子从uu处走到vv处 PPushbbox(vv,w): 表示猴猴子推着箱箱子从v处处移到w处处 CClimbbbox: 表示猴猴子

23、爬上箱箱子 GGraspp: 表示示猴子摘取取香蕉其对应的条条件和动作作如下：Goto(u,v) 条条件：ATT(Monnkey,u),ONBOOX 动作作：删除表表AT(MMonkeey,u) 添加表AAT(Moonkeyy,v) PPushbbox(vv,w) 条条件：OONBOXX，AT(Monkkey,vv)，ATT(BOXX,v) 动作作：删除表表AT(MMonkeey,v)，AT(BOX,v) 添加表AAT(Moonkeyy,w), AT(BOX,w)Climbbbox 条件件：ONNBOX，AAT(Moonkeyy,c), AT(BOX,c) 动作作：删除表表ONBBOX 添加表

24、OONBOXX GGraspp 条件件：HBB，ONBBOX，AAT(BOOX,c) 动作作：删除表表HB 添加表HHB2.1.44谓词逻辑辑表示的特特性逻辑表示法法的主要特特点是建立立在某种形形式逻辑基基础上的，并并利用了逻逻辑方法研研究推理规规律，即条条件与结论论之间的蕴蕴含关系。逻辑表示法法的主要优优点： 符号简单，描描述易于理理解； 自然、严密密、灵活、模模块化； 具有严格的的形式定义义； 每项事实仅仅需表示一一次； 具有证明过过程中所使使用的推理理规则； 利用定理证证明技术可可双从老的的事实推出出新的事实实。逻辑表示法法主要缺点点： 知识表示能能力差 难于表示过过程式和启启发式知识识

25、； 由于缺乏组组织原则，利利用该方法法表示知识识库难于管管理； 由于弱证明明过程，当当事实的数数目增大时时，易产生生组合爆炸炸。 系统效率低低2.2 产产生式表示示法“产生式”这一术语语，是由美美国数学家家、逻辑学学家波斯特特（E.PPost）11943年年提出的。他他在研究一一种称为波波斯特机的的计算模型型时首次使使用这一术术语。波斯斯特机的目目的在于证证明它和“图灵机”具有相同同的计算能能力。在该该模型中，PPost主主要用类似似于文法的的规则对符符号串做替替换运算，并并把其中的的每一条符符号变换规规则称为一一个产生式式。后在660年代由由Neweell（纽纽厄尔）和和Simoon（西蒙蒙

26、）等人做做了进一步步的研究和和发展，并并将该方法法用于斯坦坦福大学建建立的第一一个专家系系统DENNDRALL中。19972年，NNewelll和Siimon在在研究人类类的认知模模型中又开开发了基于于规则的产产生式系统统。（所以以，产生式式表示法又又称为产生生式规则表表示法）目前，产生生式表示法法已成为AAI中应用用最多的一一种知识表表示模式，尤尤其在专家家系统方面面，许多成成功的专家家系统都采采用产生式式知识表示示方式。2.2.11 产生式式表示法的的基本方法法产生式表示示法可很容容易地描述述事实、规规则以及它它们的不确确定性度量量。1. 事实实的表示事实可看作作是断言一一个语言变变量的值

27、或或断言多个个变量之间间关系的陈陈述句。其其中，语言言变量的值值或语言变变量之间的的关系可以以是数字，也也可以是一一个词等。如如雪是白的 （“雪”是语言变变量；“白的”为语言变变量的值）王峰热爱祖祖国 （“王峰”、“祖国”是语言变变量；“热爱”为语言变变量之间的的关系）在产生式表表示法中，对对确定性知知识，一个个事实可用用一个三元元组表示： （对对象，属性性，值） or （关关系，对象象1，对象象2）对不确定性性知识，一一个事实可可用一个四四元组表示示： （对对象，属性性，值，可可信度因子子）其中，“对对象”就是语言言变量；“可信度因因子”是指该事事实为真的的相信程度度，可用001之间间的数来

28、表表示。事实的表示示，在机器器内部可用用一个表来来实现。如如（Snoww,Collor,WWhitee）或（雪雪，颜色，白白的）（Lovee,Wanngfenng,Coountrry）或（热热爱，王峰峰，祖国）2. 规则则的表示规则描述的的是事物间间的因果关关系。规则则的产生式式表示常称称为产生式式规则，简简称产生式式或规则。其其基本形式式为： 或者 IF TTHEN 含义是：如如果前提PP满足，则则可推出结结论Q或执执行Q所规规定的操作作。这里，PP是产生式式的前提（或或前件），它它给出了该该产生式可可否使用的的先决条件件，由事实实的逻辑组组合来构成成；Q是一一组结论（或或操作、或或后件），

29、它它指出当前前提P满足足时，应该该推出的结结论或应该该执行的操操作。例如： IFF 动物有有犬齿 AAND 有有爪 ANND 眼盯盯前方 TTHEN 该动物是是肉食动物物3. 产生生式与蕴含含式的区别别l 蕴含式只能能表示确定定性知识，其其真值只能能取真或假假；而产生生式既可表表示确定性性知识，又又可表示非非确定性知知识；如，在在专家系统统MYCIIN中有如如下产生式式 IF 本本生物的染染色斑是革革兰氏阴性性， 本微生物物的形状呈呈杆状， 病人人是中间宿宿主 THHEN 该该微生物是是绿脓杆菌菌，置信度度为0.66l 在产生式表表示中，决决定一个产产生式是否否可用是检检查已知事事实与前提提中

30、所规定定的条件相相匹配来实实现的，并并且匹配可可以精确，也也可不精确确；而谓词词逻辑中的的蕴含式，其其匹配则要要求一定是是精确的。2.2.22 产生式系系统的基本本结构把用产生式式知识表示示方法构造造的智能系系统称为产生式式系统。一一个产生式式系统的基基本结构包包括：综合合数据库、规规则库和控控制系统三三个主要部部分。其关关系如图所所示。1. 综合合数据库综合数据库库也称事实实库，是一一个用来存存放与求解解问题有关关的各种当当前信息的的数据结构构。如，问问题的初始始状态、输输入的事实实、推理得得到的中间间结论及最最终结构等等。 22. 规则则库规则库是一一个用来存存放与求解解问题有关关的所有规

31、规则的集合合。它包含含了将问题题从初始状状态转换成成目标状态态所需要的的所有变换换规则。在推理过程程中，当规规则库中某某条规则的的前提可以以和综合数数据库中的的已知事实实相匹配时时，该规则则被激活，由由它推出的的结论将被被作为新的的事实放入入综合数据据库，成为为后面推理理的已知事事实。 33. 控制制系统控制系统也也称推理机机构，它由由一组程序序组成，用用来控制整整个产生式式系统的运运行，决定定问题求解解过程的推推理线路，实实现对问题题的求解。其其主要工作作如下： 按一定策略略从规则库库中选择规规则与综合合数据库中中的已知事事实进行匹匹配。若匹匹配成功，该该规则被激激活；否则则，匹配失失败，该

32、规规则不可用用于当前推推理。 当匹配成功功的规则多多于一条时时，推理机机构应该能能够按照某某种策略从从中选出一一条规则去去执行； 对要执行的的规则，如如果该规则则的后件不不是问题的的目标，则则当其为一一个或多个个结论时，把把这些结论论加入到综综合数据库库中；当其其为一个或或多个操作作时，执行行这些操作作； 对要执行的的规则，如如果该规则则的后件满满足问题的的结束条件件，则停止止推理； 在问题求解解过程中，记记住应用过过的规则序序列，以便便最终能够够给出问题题的解路径径。示例一一个用于识识别老虎、金金钱豹、斑斑马、长颈颈鹿、企鹅鹅、信天翁翁这6种动动物的产生生式系统。其其规则库包含含15条规规则

33、： IF 该动物有有毛发 TTHEN 该动物物是哺乳动动物 IF 该动物有有奶 THENN 该动动物是哺乳乳动物 IF 该动物有有羽毛 TTHEN 该动物物是鸟 IF 该动物会会飞 AND 会下蛋蛋 THHEN 该动物是是鸟 IF 该动物吃吃肉 THENN 该动动物是肉食食动物 IF 该动物有有犬齿 AAND有爪爪 ANDD 眼盯前前方 THHEN 该该动物是肉肉食动物 IF该该动物是哺哺乳动物 AND 有蹄 THENN 该动动物是有蹄蹄类动物 IF该该动物是哺哺乳动物 AND 有嚼反刍刍动物 THENN该动物是是有蹄类动动物 IF该该动物是哺哺乳动物 AND 是肉食动动物 AAND 是是黄褐

34、色 ANDD 身上有有暗斑点 THEN 该动物是是金钱豹 IF 该该动物是哺哺乳动物 AND是是肉食动物物 ANND 是黄黄褐色 AND 身上有黑黑色条纹THEN 该动物是是虎 IF该动动物是有蹄蹄类动物 AND 有长脖子子 ANDD 有长腿腿 ANDD 身上有有暗斑点 THEN 该动物是是长颈鹿 IF该动动物是有蹄蹄类动物 AND身身上有黑色色条纹 TTHEN 该动物是是斑马 IF该动动物是鸟 AND有有长脖子 AND 有长腿 AND 不会飞场场THENN 该动物物是驼鸟 IF 该该动物是鸟鸟 ANDD 会游泳泳 ANDD 不会飞飞 ANDD 有黑白白二色 TTHEN 该动物是是个鹅 IF该

35、动动物是鸟 AND 善飞 THENN 该动物物是信天翁翁其综合数据据库中存放放如下事实实：动物有有暗斑，有有长脖，有有长腿，有有奶，有蹄蹄推理过程为为：（1）先从从规则库中中取出第一一条规则，检检查其前提提是否与综综合数据库库中的已知知事实相匹匹配。的前前提是“有毛发”，但事实实库中没有有这一事实实，故匹配配失败。然然后取，该该前提提可可与事实库库中的已知知事实“有奶”本匹配，被被执行，并并将其结论论“该动物是是哺乳动物物”作为新的的事实加到到综合数据据库中。此此时，综合合数据库的的内容变为为： 动物物有暗斑，有有长脖，有有长腿，有有奶，有蹄蹄，是哺乳乳动物（2）再从从规则库中中取进行匹匹配，

36、结果果均失败。接接着取匹配配，并将其其结论加综综合数据库库中，此时时，综合数数据库的内内容变为： 动物有有暗斑，有有长脖，有有长腿，有有奶，有蹄蹄，是哺乳乳动物，是是有蹄类动动物（3）同上上方法知匹匹配，并推推出“该动物是是长颈鹿”。由于“长颈鹿”已是目标标集中的一一个结论，故故障问题求求解到此结结束。注：上述规规则库中的的规则是一一种直接表表示方式，也也可用三元元组来表示示前提中的的事实和后后件中的假假设。如上上例中可表表示为： IFF （动物物，类别，鸟鸟） ANND （动动物，本领领，善飞） THEEN （动动物，名称称，信天翁翁）2.2.33 产生式式系统的基基本过程 产产生式系统统求

37、解问题题的过程是是一个反复复从规则库库中选用合合适的规则则并执行规规则的过程程。在此过过程中，规规则的选用用策略将直直接影响到到问题的求求解。问题题的求解效效率取决于于搜索策略略和产生式式系统的知知识结构。 初始化化综合数据据库，把欲欲解决问题题的已知事事实送入综综合数据库库中； 检查规规则库中是是否存在尚尚未使用过过的规则，若若有则执行行；否则转转； 检查规则库库的未使用用规则中是是否存在有有其前提可可与综合数数据库中已已知事实相相匹配的规规则，若有有则从中选选择一个；否则转； 执行当前选选中规则，并并对该规则则作上标记记，把执行行该规则后后所得到的的结论作为为新的事实实放入综合合数据库；如

38、果该规规则的结论论是一些操操作，则执执行这些操操作； 检查综合数数据库中是是否包含了了该问题的的解，若已已包含，则则说明已求求出解，问问题求解过过程结束；否则转； 当规则库中中还有未使使用的规则则，但均不不能与综合合数据库中中的已有事事实相匹配配时，要求求用户进一一步提供关关于该问题题的已知事事实，若能能提供，则则转；否则，说说明该问题题无解，终终止问题求求解过程； 若知识库中中不再有未未使用的规规则，也说说明该问题题无解，终终止问题求求解过程。2.2.44 产生式式系统的控控制策略在产生式问问题求解过过程中，当当有多条规规则可用时时，如何从从中选择一一条作用于于当前综合合数据库，是是一个控制

39、制策略问题题（也称冲突突消解问题题）。产生式系统统的控制策策略总体上上可分两类类：不可撤撤回方式和和试探性方方式(回溯溯方式、图图搜索方式式)。 不可撤回方方式是一直直往前走方方式。试探性方式式：回溯方式是是一种碰壁壁回头方式式。抹去过过去所引起起失败的试试探路径。图搜索方式式是一种用用图或树把把全部求解解过程记录录下来的方方式。记住住已试探过过的所有路路径。2.2.55 产生式式系统的类类型 11. 按推推理方向分分类（1）正向向推理产生生式系统 正正向推理也也称为数据据驱动方式式，它是从从初始状态态出发，朝朝着目标状状态前进，正正向使用规规则的一种种推理方法法。所谓正向使使用规则，是是指以问题题的初始状状态作为初初始综合数数据库，仅仅当综合数数据库中的的事实满足足某条件规规则的前提提时，该规规则才被使使