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人工智能2.6.1语义网络语义网络的概念由Quillian提出(1968年博士论文语义网络分为五个级别:执行级逻辑级认识论级概念级语言学级语义网络分为七种类型:(1)命题语义网(包括分块联想网络);(2)数据语义网:以数据为中心的语义网络;(3)语言语义网:用于自然语言的分析和理解;(4)结构语义网:描述客观事物的结构,常见于模式识别和机器学习等领域;(5)分类语义网:描述抽象概念及其层次;(6)推理语义网:是一种命题网,但它已在某种程度上规范化,更适于推理;(7)框架语义网:与框架相结合的语义网。语义网络的表达能力如图所示的语义网络,就表示了专家系统这个事物(的内涵),同时也可以看作是表示了专家系统与“智能系统”、“专家知识”、“专家思维”及“困难问题”这几个事物之间的关系或联系。语义网络可表示事物之间的关系。关系(或联系)型的知识和能化为关系型的知识都可以用语义网络来表示。1、实例联系表示类与其实例之间的关系。其中关系"是一个"一般标识为”is-a",或ISA。2·泛化联系泛化联系是指事物间的类属关系。其中关系"是一种"一般标识为"a-kind-of"或AKO。3·聚集联系如果下层概念是上层概念的一个方面或者一部分,则称它们的关系是聚集关系。其中关系"一部分"一般标识为“a-part-of"。2.以谓词或关系为中心组织知识的语义联系2.6.1.2连接词在语义网络中的表示2.析取语义网络中的语义关系是多种多样的,一般根据实际关系定义。如常见的还有before、after、at等表示时间次序关系和located-on、located-under等表示位置关系。还可对带有全称量词和存在量词的谓词公式的语义加以表示。语义网络实际上是一种复合的二元关系图。网络中的一条边就是一个二元关系,而整个网络可以看作是由这些二元关系拼接而成。下面我们从语句角度来考察语义网。例如,对于如下的语句(或事件):小王送给小李一本书。用语义网络可表示为下图。其中S代表整个语句。这种表示被称为是自然语言语句的深层结构表示。语义网络也能表示用谓词公式表示的形式语言语句。例如:ヨx(student(x)∧read(x,三国演义))即“某个学生读过《三国演义》”,其语义网络表示为下图。x(student(x)∧read(x,三国演义))即:“每个学生读过《三国演义》”,其语义网络表示为下图。这种语义网称为分块语义网。分块语义网基本思想是:将复杂命题拆成多个子命题,每个子命题又可以拆成更小的子命题,若一个子命题已经易于用语义网络来表示时,则将它表示出来,相应地可以给出一个节点来代表该网络。整个网络作为一个整体,通过一条标记为F的弧与该节点相联系,F弧相当于一个指针,表示该节点代表的网络是什么。这样,子命题作为一个整体称作一个空间,它可以看作表示复杂命题的大空间中的一个节点或子空间,空间可以层层嵌套,并用表示各种关系的弧相互连接。分块语义网要求:语义子空间中的每个节点都应该是全称变量节点或依赖于全称变量节点的节点。2.6.1.3语义网络的推理例如,要通过苹果语义网络查询富士苹果有什么特点。可先构造如下图所示的一个网络片段。然后,使其与知识库中的语义网络进行匹配。匹配后x的值应为"脆甜"。例如要问:吃富士苹果对人的健康有何意义?那么,通过上述网络片断不能直接获得答案,这时,就需沿着边"AKO"一直搜索到节点"水果",由水果的"富营养"性,通过特性继承便得到富士苹果也富营养。语义网络的程序语言实现也可以表示为arc(a_kind_of,"苹果","水果")·arc(taste,"苹果","甜")·arc(a_kind_of,"富士","苹果")·arc(intro_from,"富士","日本")·arc(is_a,"日本","亚洲国家")·arc(a_kind_of,“秦冠”,“苹果”)·arc(produ_in,"秦冠","陕西")·arc(is_located_at,"陕西","中国西部").arc(a_part_of,"中国西部","中国").也可将一个网络或网络片段组织在一个事实中。如:netl(a_kind_of("苹果","水果"),taste("苹果","甜"),a_kind_of("秦冠","苹果"),produ_in("秦冠","陕西"))·2.6.2框架一个框架一般有若干个槽,一个槽有一个槽值或者有若干个侧面,一个侧面又有若干个侧面值。其中槽值和侧面值可以是数值字符串布尔值一个动作或过程另一个框架的名字例1下面是一个描述"教师"的框架:框架名:<教师>类属:<知识分子>工作:范围:(教学,科研)缺省:教学性别:(男