[第二章]知识表示与知识图谱

知识与知识表示的概念

知识的概念

知识的特性

相对的正确性

不正确性

1. 随机性

2. 模糊性

3. 经验

4. 不完全性

可表示性与可利用性

1. 充分表示领域知识

2. 有利于对知识的利用

3. 便于对知识的最长、维护和管理

4. 便于理解和实现

一阶谓词逻辑表示法

命题

• 可以在一个条件为确定的假，一个条件为确定的真

谓词

• 谓词名(P)：个体的性质、状态或个体间的关系

• 个体(xi)：常量、变量、函数、谓词（构成二阶谓词）

• P（x1,x2,…xn）

谓词公式

• 连接词（离散数学）
• 否定，合取，析取，蕴含（后面是前面的子集），等价（按优先级排列）

• 量词
• 全称量词
• 存在量词

• 谓词公式
• 原子谓词公式是合式公式。
• 如果A是合式公式，则!A也是合式公式。
• 如果A、B是合式公式，则(A^B)、(A V B)、(A->B)、(A<->B)都是合式公式。
• 如果A是合适公式，x是A中的个体变元，则 ∀ xA和 ∃ xA也是合式公式。
• 只有有限次地应用（1）至（4）得到的符号串才是合式公式

• 量词的辖域
• 量词的作用范围称之为量词的作用域
• ∀xA(x)中∀ x的辖域为A(x)
• ∃x(A(x)→B(x))中∃x的辖域为(A(x)→B(x))

谓词公式的性质

谓词公式的解释

永真性、可满足性、不可满足性

• 所有解释逐个判断真假→永真、永假

• 至少存在一个解释下真→可满足

谓词公式的等价性

• 德摩根率

• 连接词变化规律

• 量词转换率

谓词公式的永真蕴含

• 假言推理

• 拒取式推理

• 假言三段论

• P、T规则

• 反证法

表示方法

1. 定义谓词及个体

2. 变元赋值

3. 连接词

特点

优点

1. 自然性

2. 精确性

3. 严密性

4. 容易实现

缺点

1. 不能表示不确定的知识

2. 组合爆炸

3. 效率低

产生式表示方法

产生式

确定性规则知识的产生式表示

不确定性规则知识的产生式表示

确定性事实性知识的产生式表示

不确定性事实性知识的产生式表示

巴克斯范式

• ::=或者是

• |或者

• []可缺省

产生式系统

规则库

综合数据库

推理机

• 推理

• 冲突消解

• 执行规则

• 检查推理终止条件

动物识别系统

特点

优点

• 自然性

• 模块性

• 有效性

• 清晰性

缺点

• 效率不高

• 不能表达结构性知识

框架表示法

框架的一般结构

• 框架分为若干槽，槽被分为若干侧面，侧面有若干侧面值

特点

1. 结构性

2. 继承性

3. 自然性

知识图谱

提出

定义

知识图谱的表示

1. （实体1-关系-实体2）

2. （实体-属性-属性值）

知识图谱的架构

知识图谱的逻辑架构

知识图谱的体系架构

知识图谱的构建

1. 自顶向下：定义好本体和数据模式，再将实体加入知识库

2. 自底向上：提取实体，再将置信度较高的加入知识库，再构建顶层本体模式