人工智能課件 2[1]4--框架表示法

2.4 2.4 框架表示法框架表示法 第第2 2章章 知識(shí)表示知識(shí)表示 2.1 2.1 概概 述述2.2 2.2 謂詞邏輯表示法謂詞邏輯表示法2.3 2.3 產(chǎn)生式表示法產(chǎn)生式表示法人工智能 丁世飛2.4 2.4 框架表示法框架表示法 框架表示法框架表示法是以框架理論為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的一種結(jié)構(gòu)化的是以框架理論為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的一種結(jié)構(gòu)化的知識(shí)表示，它適用于表達(dá)多種類(lèi)型的知識(shí)。知識(shí)表示，它適用于表達(dá)多種類(lèi)型的知識(shí)。19751975年美國(guó)麻省理年美國(guó)麻省理工學(xué)院明斯基工學(xué)院明斯基(Minsky)(Minsky)在論文在論文“A“Aframework for framework for representing knowledge”representing knowledge”中提出了框架理論，引起了人工智中提出了框架理論，引起了人工智能學(xué)者的重視。他是針對(duì)人們?cè)诶斫馇榫啊⒐适聲r(shí)提出的心理能學(xué)者的重視。他是針對(duì)人們?cè)诶斫馇榫啊⒐适聲r(shí)提出的心理學(xué)模型，論述的是思想方法不是具體實(shí)現(xiàn)。學(xué)模型，論述的是思想方法不是具體實(shí)現(xiàn)?？蚣芾碚摰幕居^點(diǎn)框架理論的基本觀點(diǎn)是是“人腦已存儲(chǔ)有大量的典型情景，人腦已存儲(chǔ)有大量的典型情景，當(dāng)人面臨新的情景時(shí)，就從記憶中選擇（粗匹配）一個(gè)稱(chēng)作框當(dāng)人面臨新的情景時(shí)，就從記憶中選擇（粗匹配）一個(gè)稱(chēng)作框架的基本知識(shí)結(jié)構(gòu)，這個(gè)框架是以前記憶的一個(gè)知識(shí)空框，而架的基本知識(shí)結(jié)構(gòu)，這個(gè)框架是以前記憶的一個(gè)知識(shí)空框，而其具體內(nèi)容依新的情景而改變，對(duì)這空框的細(xì)節(jié)加工修改和補(bǔ)其具體內(nèi)容依新的情景而改變，對(duì)這空框的細(xì)節(jié)加工修改和補(bǔ)充，形成對(duì)新情景的認(rèn)識(shí)又記憶于人腦中，以豐富人的知識(shí)。充，形成對(duì)新情景的認(rèn)識(shí)又記憶于人腦中，以豐富人的知識(shí)。”7/13/2022人工智能 丁世飛n【觀察事物時(shí)的思維】【觀察事物時(shí)的思維】n 人頭腦中形成的對(duì)于事物的人頭腦中形成的對(duì)于事物的抽象模型（框架）抽象模型（框架）；n用用“自頂向下自頂向下”的方法的方法n先先匹配匹配一個(gè)現(xiàn)有的一個(gè)現(xiàn)有的抽象模型（框架）抽象模型（框架）;n再確定再確定抽象模型（框架）抽象模型（框架）中的細(xì)節(jié)。中的細(xì)節(jié)。n框架表示法框架表示法n明斯基，明斯基，1975，強(qiáng)調(diào)，強(qiáng)調(diào)事物內(nèi)部事物內(nèi)部的結(jié)構(gòu)化描述；的結(jié)構(gòu)化描述；n較好地反映人較好地反映人觀察觀察事物的思維方式；事物的思維方式；n應(yīng)用于應(yīng)用于機(jī)器人機(jī)器人識(shí)別識(shí)別領(lǐng)域。領(lǐng)域。人工智能 丁世飛2.4 2.4 框架表示法框架表示法 框架是表示某一類(lèi)情景的結(jié)構(gòu)化的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。框架由描框架是表示某一類(lèi)情景的結(jié)構(gòu)化的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?？蚣苡擅枋鍪挛锏母鱾€(gè)方面的述事物的各個(gè)方面的槽槽組成，每個(gè)槽可有若干個(gè)組成，每個(gè)槽可有若干個(gè)側(cè)面?zhèn)让?。一個(gè)槽用。一個(gè)槽用于描述所討論對(duì)象的某一方面的屬性，一個(gè)側(cè)面用于描述相應(yīng)屬于描述所討論對(duì)象的某一方面的屬性，一個(gè)側(cè)面用于描述相應(yīng)屬性的一個(gè)方面。槽和側(cè)面所具有的值分別稱(chēng)為性的一個(gè)方面。槽和側(cè)面所具有的值分別稱(chēng)為槽值槽值和和側(cè)面值側(cè)面值。槽。槽值可以是邏輯的、數(shù)字的，可以是程序、條件、默認(rèn)值或是一個(gè)值可以是邏輯的、數(shù)字的，可以是程序、條件、默認(rèn)值或是一個(gè)子框架。槽值含有如何使用框架信息、下一步可能發(fā)生的信息、子框架。槽值含有如何使用框架信息、下一步可能發(fā)生的信息、預(yù)計(jì)未實(shí)現(xiàn)該如何做的信息等。預(yù)計(jì)未實(shí)現(xiàn)該如何做的信息等。在一個(gè)用框架表示的知識(shí)系統(tǒng)中，一般都含有多個(gè)框架，為在一個(gè)用框架表示的知識(shí)系統(tǒng)中，一般都含有多個(gè)框架，為了區(qū)分不同的框架以及一個(gè)框架內(nèi)不同的槽，不同的側(cè)面，需要了區(qū)分不同的框架以及一個(gè)框架內(nèi)不同的槽，不同的側(cè)面，需要分別賦予不同的名字，分別稱(chēng)為框架名、槽名及側(cè)面名。因此，分別賦予不同的名字，分別稱(chēng)為框架名、槽名及側(cè)面名。因此，一個(gè)框架通常由一個(gè)框架通常由框架名、槽名、側(cè)面和值框架名、槽名、側(cè)面和值這四部分組成，其一般這四部分組成，其一般結(jié)構(gòu)如下：結(jié)構(gòu)如下：2.4.1 框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)人工智能 丁世飛2.4 2.4 框架表示法框架表示法 框架名框架名 槽名槽名1:側(cè)面名側(cè)面名11 值值11 側(cè)面名側(cè)面名12 值值12 :側(cè)面名側(cè)面名1m 值值1m 槽名槽名2:側(cè)面名側(cè)面名21 值值21 側(cè)面名側(cè)面名22 值值22 :側(cè)面名側(cè)面名2m 值值2m :框架的一般結(jié)構(gòu)框架的一般結(jié)構(gòu)人工智能 丁世飛2.4 2.4 框架表示法框架表示法 :槽名槽名n:側(cè)面名側(cè)面名n1 值值n1 側(cè)面名側(cè)面名n2 值值n2 :側(cè)面名側(cè)面名nm 值值nm 約約 束束:約束條件約束條件1 約束條件約束條件2 :約束條件約束條件n 框架的一般結(jié)構(gòu)框架的一般結(jié)構(gòu)人工智能 丁世飛n框架的一般表示結(jié)構(gòu)框架的一般表示結(jié)構(gòu)n框架框架由由描述事物各個(gè)方面屬性描述事物各個(gè)方面屬性的的槽（槽（slot）組成組成:=(Frame +)n槽槽有多有多側(cè)面（側(cè)面（aspect）:=(+):=：n與與語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的表示結(jié)構(gòu)相比較：的表示結(jié)構(gòu)相比較：n表示結(jié)構(gòu)接近，但表示結(jié)構(gòu)接近，但框架更豐富（引入側(cè)面）框架更豐富（引入側(cè)面）n語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)：語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)：:=:n框架框架更強(qiáng)調(diào)表示更強(qiáng)調(diào)表示事物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)事物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；n語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)更強(qiáng)調(diào)表示更強(qiáng)調(diào)表示事物間的關(guān)系事物間的關(guān)系；人工智能 丁世飛2.4 2.4 框架表示法框架表示法 例如，要用框架來(lái)描述例如，要用框架來(lái)描述“優(yōu)質(zhì)商品優(yōu)質(zhì)商品”這一概念。首先分析這一概念。首先分析商品所具有的屬性，一個(gè)商品可能具有的屬性有：商品名稱(chēng)、商品所具有的屬性，一個(gè)商品可能具有的屬性有：商品名稱(chēng)、生產(chǎn)廠商、生產(chǎn)日期、獲獎(jiǎng)情況等等，這里只考慮這幾個(gè)屬性。生產(chǎn)廠商、生產(chǎn)日期、獲獎(jiǎng)情況等等，這里只考慮這幾個(gè)屬性。這幾個(gè)屬性可以定義為這幾個(gè)屬性可以定義為“優(yōu)質(zhì)商品優(yōu)質(zhì)商品”框架的槽，而框架的槽，而“獲獎(jiǎng)情況獲獎(jiǎng)情況”這個(gè)屬性還可以從獲獎(jiǎng)等級(jí)、頒獎(jiǎng)部門(mén)和獲獎(jiǎng)時(shí)間這這個(gè)屬性還可以從獲獎(jiǎng)等級(jí)、頒獎(jiǎng)部門(mén)和獲獎(jiǎng)時(shí)間這3 3個(gè)側(cè)面來(lái)個(gè)側(cè)面來(lái)加以描述。如果給各個(gè)槽和側(cè)面賦予具體的值，就得到了加以描述。如果給各個(gè)槽和側(cè)面賦予具體的值，就得到了“優(yōu)優(yōu)質(zhì)商品質(zhì)商品”這一概念的一個(gè)實(shí)例框架。這一概念的一個(gè)實(shí)例框架。框架名：框架名：商品名稱(chēng)商品名稱(chēng)：紅桃：紅桃K K生產(chǎn)廠商生產(chǎn)廠商：紅桃：紅桃K K集團(tuán)集團(tuán)生產(chǎn)日期生產(chǎn)日期：19981998年年6 6月月1717日日獲獎(jiǎng)情況獲獎(jiǎng)情況：獲獎(jiǎng)等級(jí)獲獎(jiǎng)等級(jí)：省級(jí)：省級(jí) 頒獎(jiǎng)單位頒獎(jiǎng)單位：湖北省衛(wèi)生廳：湖北省衛(wèi)生廳 獲獎(jiǎng)時(shí)間獲獎(jiǎng)時(shí)間：20002000年年5 5月月人工智能 丁世飛2.4 2.4 框架表示法框架表示法 通常在框架系統(tǒng)中定義一些公用、常用且標(biāo)準(zhǔn)的槽名，并通常在框架系統(tǒng)中定義一些公用、常用且標(biāo)準(zhǔn)的槽名，并把這些槽名稱(chēng)為系統(tǒng)預(yù)定義槽名。人們?cè)谑褂眠@些槽名時(shí)，不把這些槽名稱(chēng)為系統(tǒng)預(yù)定義槽名。人們?cè)谑褂眠@些槽名時(shí)，不用說(shuō)明就知道它表示何種聯(lián)系。用說(shuō)明就知道它表示何種聯(lián)系。下面給出幾個(gè)比較常用的、用下面給出幾個(gè)比較常用的、用來(lái)表示對(duì)象間關(guān)系的槽名：來(lái)表示對(duì)象間關(guān)系的槽名：（1）ISA槽槽 ISA ISA槽用于指出對(duì)象間抽象概念上的類(lèi)屬關(guān)系。其直觀意槽用于指出對(duì)象間抽象概念上的類(lèi)屬關(guān)系。其直觀意義是義是“是一個(gè)是一個(gè)”，“是一種是一種”，“是一只是一只”。在一般情況。在一般情況下，用下，用ISAISA槽指出的聯(lián)系都槽指出的聯(lián)系都具有繼承性具有繼承性。所謂框架的繼承性所謂框架的繼承性就是指當(dāng)下層框架中的某些槽值或側(cè)面就是指當(dāng)下層框架中的某些槽值或側(cè)面值沒(méi)有被直接給定時(shí)，可以從其上層框架中繼承這些值或?qū)傩?。值沒(méi)有被直接給定時(shí)，可以從其上層框架中繼承這些值或?qū)傩?。例如，椅子一般有例如，椅子一般? 4條腿，如果一把具體的椅子沒(méi)有指出條腿，如果一把具體的椅子沒(méi)有指出它有幾條腿時(shí)，則可以通過(guò)一般椅子的特性，得出它有它有幾條腿時(shí)，則可以通過(guò)一般椅子的特性，得出它有4 4條腿。條腿。人工智能 丁世飛在此例中，棋手框架中的在此例中，棋手框架中的ISA槽指出該框架所描述槽指出該框架所描述的事物是運(yùn)動(dòng)員框架所的事物是運(yùn)動(dòng)員框架所 描述事物的屬性及值。描述事物的屬性及值。人工智能 丁世飛2.4 2.4 框架表示法框架表示法（2）AKO槽槽 AKO AKO槽用于具體地指出對(duì)象間的類(lèi)屬關(guān)系。其直觀意義槽用于具體地指出對(duì)象間的類(lèi)屬關(guān)系。其直觀意義是是“是一種是一種”。當(dāng)用它作為某。當(dāng)用它作為某下層框架的槽時(shí)，就明確地指下層框架的槽時(shí)，就明確地指出了該下層框架所描述的事物是其上層框架所描述事物中的出了該下層框架所描述的事物是其上層框架所描述事物中的一種，下層框架可一種，下層框架可繼承繼承上層框架中值或?qū)傩?。上層框架中值或?qū)傩?。?）Instance槽槽 Instance槽用來(lái)表示槽用來(lái)表示AKO槽的逆關(guān)系。當(dāng)用它作為某上槽的逆關(guān)系。當(dāng)用它作為某上層框架的槽時(shí)，可在該槽中指出它所聯(lián)系的下層框架。用層框架的槽時(shí)，可在該槽中指出它所聯(lián)系的下層框架。用Instance槽指出的聯(lián)系都槽指出的聯(lián)系都具有繼承性具有繼承性，即下層框架可繼承上，即下層框架可繼承上層框架中所描述的屬性或值。層框架中所描述的屬性或值。人工智能 丁世飛Instance槽用來(lái)建立AKO槽的逆關(guān)系。當(dāng)用它作為某上層框架的槽值時(shí)，可用來(lái)指出它的下層框架是哪些。框架名：Instance:，姓名：?jiǎn)挝唬ㄐ?，名）年齡：?jiǎn)挝唬q）性別：范圍（男，女）缺?。耗腥斯ぶ悄?丁世飛2.4 2.4 框架表示法框架表示法（4）Part-of槽槽 Part-of槽用于指出部分和全體的關(guān)系。當(dāng)用其作為某框架槽用于指出部分和全體的關(guān)系。當(dāng)用其作為某框架的一個(gè)槽時(shí)，槽中所填的值稱(chēng)為該框架的上層框架名，該框的一個(gè)槽時(shí)，槽中所填的值稱(chēng)為該框架的上層框架名，該框架所描述的對(duì)象只是其上層框架所描述對(duì)象的一部分。架所描述的對(duì)象只是其上層框架所描述對(duì)象的一部分。例如，例如，“兩條腿兩條腿”是是“人體人體”的一部分?？梢詫⒌囊徊糠帧？梢詫ⅰ皟蓷l退兩條退”和和“人體人體”分別定義成框架，分別定義成框架，“兩條退兩條退”為下層框架，為下層框架，“人人體體”為其上層框架。在為其上層框架。在“兩條退兩條退”的框架中設(shè)置一個(gè)的框架中設(shè)置一個(gè)Part-of槽，槽值填入槽，槽值填入這個(gè)框架名。這個(gè)框架名。顯然，用顯然，用Part-of槽指出的聯(lián)系所描述的下層框架和上層槽指出的聯(lián)系所描述的下層框架和上層框架之間框架之間不具有繼承性不具有繼承性。人工智能 丁世飛n框架的一般表示結(jié)構(gòu)框架的一般表示結(jié)構(gòu):=(Frame (：+)+)n例、關(guān)于球的框架系統(tǒng)例、關(guān)于球的框架系統(tǒng)(Frame Thing(Volume Unit:cm3 If-added:Classify)(Frame Sphere(Ako Value:Thing)(Radius Unit:cm If-added:Evaluate-Volumn)(Surface Unit:cm2 If-Needed:Evaluate-Surface)(Color Value:White)(Frame Sphere1(Frame Sphere2(Isa Value:Sphere)(Isa Value:Sphere)(Radius Value:10)(Radius Value:10)(Color Value:Red)(Surface Value:125600)(Volume Value:4190)(Volume Value:4190000)概念的框架概念的框架槽（屬性）有多個(gè)側(cè)面，復(fù)雜！槽（屬性）有多個(gè)側(cè)面，復(fù)雜！個(gè)體事物的框架個(gè)體事物的框架槽（屬性）只有個(gè)側(cè)面，簡(jiǎn)單！槽（屬性）只有個(gè)側(cè)面，簡(jiǎn)單！概念的框架概念的框架人工智能 丁世飛n框架系統(tǒng)框架系統(tǒng)n相互關(guān)聯(lián)的相互關(guān)聯(lián)的多個(gè)框架聯(lián)合多個(gè)框架聯(lián)合起來(lái)構(gòu)成起來(lái)構(gòu)成框架系統(tǒng)框架系統(tǒng)；n框架的某些框架的某些槽槽的的側(cè)面值側(cè)面值可以是可以是其它框架；其它框架；n建立起節(jié)點(diǎn)是框架的網(wǎng)絡(luò)建立起節(jié)點(diǎn)是框架的網(wǎng)絡(luò)；(Frame Thing(Volume Unit:cm3 If-added:Classify)(Frame Sphere(Ako Value:Thing)(Frame Sphere1(Isa Value:Sphere)槽的側(cè)面值是框架槽的側(cè)面值是框架Thing槽的側(cè)面值是框架槽的側(cè)面值是框架Sphere簡(jiǎn)單的框架系統(tǒng)簡(jiǎn)單的框架系統(tǒng)人工智能 丁世飛Volume Unit:cm3 If-added:ClassifyRadius Unit:cm If-added:Evaluate-VolumnSurface Unit:cm2 If-Needed:Evaluate-SurfaceColor Value:WhiteAkoRadius Value:10Color Value:RedVolume Value:4190Radius Value:10Volume Value:4190000IsaIsa建立起節(jié)點(diǎn)是框架的網(wǎng)絡(luò)建立起節(jié)點(diǎn)是框架的網(wǎng)絡(luò)人工智能 丁世飛n框架系統(tǒng)框架系統(tǒng)n相互關(guān)聯(lián)的相互關(guān)聯(lián)的多個(gè)框架聯(lián)合多個(gè)框架聯(lián)合起來(lái)構(gòu)成起來(lái)構(gòu)成框架系統(tǒng)框架系統(tǒng)；n框架的某些框架的某些槽槽的的側(cè)面值側(cè)面值可以是可以是其它框架其它框架；n建立起建立起節(jié)點(diǎn)是框架的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是框架的網(wǎng)絡(luò)；n分類(lèi)：分類(lèi)：n事物組成事物組成n描述復(fù)雜事物的描述復(fù)雜事物的組成組成（分解事物分解事物）；n如，如，房間房間可層次地分解為可層次地分解為墻墻、天花板天花板、地板地板、家具家具、供電供電等組成；等組成；n層次分類(lèi)層次分類(lèi)人工智能 丁世飛(Frame 房間房間(墻數(shù)墻數(shù) Value:4)(窗數(shù)窗數(shù) Value:2)(門(mén)數(shù)門(mén)數(shù) Value:1)(墻墻 框架框架:墻墻)(天花板天花板 框架框架:天花板天花板)(地板地板 框架框架:地板地板)(家具家具 框架框架:家具家具)(Frame 墻墻(墻面顏色墻面顏色 Value:White)(墻面材料墻面材料 Value:油漆油漆)(掛物掛物 框架框架:物物)(窗窗 框架框架:窗窗)(門(mén)門(mén) 框架框架:門(mén)門(mén))(Frame 天花板天花板)(Frame 地板地板)(Frame 家具家具)房間房間墻墻地板地板家具家具天花板天花板物物窗窗門(mén)門(mén)人工智能 丁世飛n框架系統(tǒng)n相互關(guān)聯(lián)的多個(gè)框架聯(lián)合起來(lái)構(gòu)成框架系統(tǒng)；n框架的某些槽的側(cè)面值可以是其它框架，建立起節(jié)點(diǎn)是框架的網(wǎng)絡(luò)；n分類(lèi)：n事物組成n描述復(fù)雜事物的組成（分解事物）；n如，房間可層次地分解為墻、天花板、地板、家具、供電等組成；n層次分類(lèi)n描述事物的層次分類(lèi)體系（超類(lèi)-子類(lèi)、類(lèi)-個(gè)體）；n如，不可能把各種房間的所有可能屬性都寫(xiě)進(jìn)房屋框架；n把房間分成子類(lèi)，每類(lèi)房間都有自己的框架。人工智能 丁世飛(Frame 房間房間(墻數(shù)墻數(shù) Value:4)(窗數(shù)窗數(shù) Value:2)(門(mén)數(shù)門(mén)數(shù) Value:1)(墻墻 框架框架:墻墻)(天花板天花板 框架框架:天花板天花板)(地板地板 框架框架:地板地板)(家具家具 框架框架:家具家具)(Frame 廚房廚房(Ako Value:房間房間)(轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)入 條件條件:煤氣罐數(shù)煤氣罐數(shù)0)(煤氣罐數(shù)煤氣罐數(shù) Value:1)(煤氣灶煤氣灶 框架框架:煤氣灶煤氣灶)(煤氣罐煤氣罐 框架框架:煤氣罐煤氣罐)(Frame 公用廚房公用廚房(Ako Value:廚房廚房)(轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)入 條件條件:煤氣罐數(shù)煤氣罐數(shù)1)(煤氣罐數(shù)煤氣罐數(shù) Value:2)廚房廚房公用廚房公用廚房房間房間墻墻地板地板家具家具 天花板天花板物物窗窗門(mén)門(mén)煤氣罐數(shù)煤氣罐數(shù)0煤氣罐數(shù)煤氣罐數(shù)1訪問(wèn)屬性訪問(wèn)屬性“墻墻”AkoAko人工智能 丁世飛2.4 2.4 框架表示法框架表示法 例例2.4.1 下面一是一個(gè)描述下面一是一個(gè)描述“教師教師”的框架。的框架。框架名：框架名：類(lèi)屬：類(lèi)屬：工作：工作：范圍：（教學(xué)，科研）范圍：（教學(xué)，科研）缺?。航虒W(xué)缺省：教學(xué) 性別：性別：（男，女）（男，女）學(xué)歷：學(xué)歷：（中專(zhuān)，大學(xué)）（中專(zhuān)，大學(xué)）類(lèi)別：類(lèi)別：（，）在這個(gè)框架中，框架名為在這個(gè)框架中，框架名為“教師教師”，它含有，它含有5 5個(gè)槽，槽名個(gè)槽，槽名分別是分別是“類(lèi)屬類(lèi)屬”、“工作工作”、“性別性別”、“學(xué)歷學(xué)歷”和和“類(lèi)別類(lèi)別”。這些槽名后面就是其槽值，而槽值這些槽名后面就是其槽值，而槽值“”又是一個(gè)框又是一個(gè)框架名。架名?！胺秶秶?、“缺省缺省”是槽是槽“工作工作”的兩個(gè)不同的側(cè)面，的兩個(gè)不同的側(cè)面，其后是側(cè)面值。其后是側(cè)面值。2.4.2 框架表示知識(shí)舉例框架表示知識(shí)舉例 人工智能 丁世飛2.4 2.4 框架表示法框架表示法 例例2.4.2 2.4.2 下面是描述下面是描述“大學(xué)教師大學(xué)教師”的框架。的框架?？蚣苊嚎蚣苊侯?lèi)屬：類(lèi)屬：學(xué)位：學(xué)位：范圍：（學(xué)士，碩士，博士）范圍：（學(xué)士，碩士，博士）缺?。捍T士缺省：碩士 專(zhuān)業(yè)：專(zhuān)業(yè)：職稱(chēng)：職稱(chēng)：范圍：（助教，講師，副教授，教授）范圍：（助教，講師，副教授，教授）缺?。褐v師缺?。褐v師 水平：水平：范圍：（優(yōu)，良，中，差）范圍：（優(yōu)，良，中，差）缺省：良缺?。毫?從上述兩例可以看出，這兩個(gè)框架之間存在一種層次關(guān)從上述兩例可以看出，這兩個(gè)框架之間存在一種層次關(guān)系，稱(chēng)前者為上層框架（或父框架），后者為下層框架（或系，稱(chēng)前者為上層框架（或父框架），后者為下層框架（或子框架）。子框架）。人工智能 丁世飛2.4 2.4 框架表示法框架表示法 例例2.4.32.4.3 下面是描述一個(gè)具體教師的框架。下面是描述一個(gè)具體教師的框架。框架名：框架名：-1 類(lèi)屬：類(lèi)屬：姓名：張宇姓名：張宇 性別：男性別：男 年齡：年齡：3232 職業(yè)：職業(yè)：職稱(chēng)：副教授職稱(chēng)：副教授 部門(mén)：計(jì)算機(jī)系部門(mén)：計(jì)算機(jī)系 研究方向：計(jì)算機(jī)軟件與理論研究方向：計(jì)算機(jī)軟件與理論 工作：參加時(shí)間：工作：參加時(shí)間：20002000年年7 7月月 工齡：當(dāng)前年份工齡：當(dāng)前年份-2000-2000 工資：工資：比較上面幾個(gè)例子，可以發(fā)現(xiàn)比較上面幾個(gè)例子，可以發(fā)現(xiàn)“教師教師-1”-1”是是“大學(xué)教師大學(xué)教師”的下層框架，的下層框架，而而“大學(xué)教師大學(xué)教師”又是又是“教師教師”的下層框架，的下層框架，“教師教師”又是又是“知識(shí)分子知識(shí)分子”的的下層框架。框架之間的這種層次關(guān)系是相對(duì)而言的，下層框架可以從上層下層框架?？蚣苤g的這種層次關(guān)系是相對(duì)而言的，下層框架可以從上層框架繼承某些屬性或值。這樣，一些相同的信息可以不必重復(fù)存儲(chǔ)，節(jié)省框架繼承某些屬性或值。這樣，一些相同的信息可以不必重復(fù)存儲(chǔ)，節(jié)省了存儲(chǔ)空間，這種層次結(jié)構(gòu)對(duì)減少冗余信息有重要意義。了存儲(chǔ)空間，這種層次結(jié)構(gòu)對(duì)減少冗余信息有重要意義。人工智能 丁世飛2.4 2.4 框架表示法框架表示法 例例2.4.42.4.4 下面有關(guān)地震的新聞報(bào)道，請(qǐng)用框架結(jié)構(gòu)表示這段報(bào)道。下面有關(guān)地震的新聞報(bào)道，請(qǐng)用框架結(jié)構(gòu)表示這段報(bào)道?！敖裉?，一次強(qiáng)度為里氏今天，一次強(qiáng)度為里氏8.58.5級(jí)的強(qiáng)烈地震襲擊了下斯洛文尼亞級(jí)的強(qiáng)烈地震襲擊了下斯洛文尼亞（Low SlaboviaLow Slabovia）地區(qū)，造成）地區(qū)，造成2525人死亡和人死亡和5 5億美元的財(cái)產(chǎn)損失。下斯洛億美元的財(cái)產(chǎn)損失。下斯洛文尼亞地區(qū)主席說(shuō)：多年來(lái)，靠近薩迪壕金斯斷層的重災(zāi)區(qū)一直是一個(gè)文尼亞地區(qū)主席說(shuō)：多年來(lái)，靠近薩迪壕金斯斷層的重災(zāi)區(qū)一直是一個(gè)危險(xiǎn)地區(qū)。這是本地區(qū)發(fā)生的第危險(xiǎn)地區(qū)。這是本地區(qū)發(fā)生的第3 3號(hào)地震。號(hào)地震。”解：解：首先分析關(guān)于地震報(bào)道中所涉及的一些有關(guān)地震的關(guān)鍵屬性，首先分析關(guān)于地震報(bào)道中所涉及的一些有關(guān)地震的關(guān)鍵屬性，這些屬性是地震發(fā)生的地點(diǎn)、時(shí)間、傷亡人數(shù)、財(cái)產(chǎn)損失數(shù)量、地震強(qiáng)這些屬性是地震發(fā)生的地點(diǎn)、時(shí)間、傷亡人數(shù)、財(cái)產(chǎn)損失數(shù)量、地震強(qiáng)度的震級(jí)和斷層情況。這些屬性可以作為該框架的各個(gè)槽。度的震級(jí)和斷層情況。這些屬性可以作為該框架的各個(gè)槽。接下來(lái)，將本報(bào)道中的有關(guān)數(shù)據(jù)填入相應(yīng)的槽后就得到了給第接下來(lái)，將本報(bào)道中的有關(guān)數(shù)據(jù)填入相應(yīng)的槽后就得到了給第3 3號(hào)地震號(hào)地震的框架。的框架?？蚣苊嚎蚣苊旱攸c(diǎn)：地點(diǎn)：Low SlaboviaLow Slabovia 時(shí)間：今天時(shí)間：今天 傷亡人數(shù)：傷亡人數(shù)：2525 財(cái)產(chǎn)損失：財(cái)產(chǎn)損失：5 5億美元億美元 震級(jí)：震級(jí)：8.58.5級(jí)級(jí) 斷層：薩迪壕金斯斷層：薩迪壕金斯人工智能 丁世飛2.4 2.4 框架表示法框架表示法 第3號(hào)地震Low Slabovia今天255億美元8.5級(jí)薩迪壕金斯時(shí)間地點(diǎn)傷亡人數(shù)財(cái)產(chǎn)損失震級(jí)斷層圖2.2 斯洛文尼亞第3號(hào)地震框架圖該框架也可以用圖該框架也可以用圖2.2表示表示。人工智能 丁世飛2.4 2.4 框架表示法框架表示法 在框架表示的知識(shí)庫(kù)中，主要有兩種活動(dòng)：一是填槽，在框架表示的知識(shí)庫(kù)中，主要有兩種活動(dòng)：一是填槽，即框架中未知內(nèi)容的槽需要填寫(xiě)；而是即框架中未知內(nèi)容的槽需要填寫(xiě)；而是“匹配匹配”，根據(jù)已，根據(jù)已知事件尋找合適的框架，并將該內(nèi)容填入槽中。知事件尋找合適的框架，并將該內(nèi)容填入槽中。上述兩種操作均將引起推理，上述兩種操作均將引起推理，其主要推理形式有：其主要推理形式有：1 1、默認(rèn)推理、默認(rèn)推理 在框架網(wǎng)絡(luò)中，各框架之間通過(guò)在框架網(wǎng)絡(luò)中，各框架之間通過(guò)ISAISA鏈（槽）構(gòu)成半序鏈（槽）構(gòu)成半序的繼承關(guān)系。在填槽過(guò)程中，如果沒(méi)有特別的說(shuō)明，子框的繼承關(guān)系。在填槽過(guò)程中，如果沒(méi)有特別的說(shuō)明，子框架的槽值將繼承父框架相應(yīng)的曹值，稱(chēng)為默認(rèn)推理。架的槽值將繼承父框架相應(yīng)的曹值，稱(chēng)為默認(rèn)推理。2.4.3 推理方法推理方法人工智能 丁世飛2.4 2.4 框架表示法框架表示法 2、匹配、匹配 由框架所構(gòu)成的知識(shí)庫(kù)，當(dāng)利用它進(jìn)行推理、形成概由框架所構(gòu)成的知識(shí)庫(kù)，當(dāng)利用它進(jìn)行推理、形成概念和作出決策、判斷時(shí)，其過(guò)程往往是根據(jù)已知的信息，念和作出決策、判斷時(shí)，其過(guò)程往往是根據(jù)已知的信息，通過(guò)與知識(shí)庫(kù)中預(yù)先存儲(chǔ)的框架進(jìn)行匹配，找出一個(gè)或幾通過(guò)與知識(shí)庫(kù)中預(yù)先存儲(chǔ)的框架進(jìn)行匹配，找出一個(gè)或幾個(gè)與該信息所提供的情況最適合的預(yù)選框架，形成初步假個(gè)與該信息所提供的情況最適合的預(yù)選框架，形成初步假設(shè)，即由輸入信息激活相應(yīng)的框架。然后在在該假設(shè)框架設(shè)，即由輸入信息激活相應(yīng)的框架。然后在在該假設(shè)框架引導(dǎo)下，收集進(jìn)一步的信息。按某種評(píng)價(jià)原則，對(duì)預(yù)選的引導(dǎo)下，收集進(jìn)一步的信息。按某種評(píng)價(jià)原則，對(duì)預(yù)選的框架進(jìn)行評(píng)價(jià)，以決定最后接受或放棄預(yù)選的框架，即在框架進(jìn)行評(píng)價(jià)，以決定最后接受或放棄預(yù)選的框架，即在框架引導(dǎo)下的推理?？蚣芤龑?dǎo)下的推理。這個(gè)過(guò)程可以用來(lái)模擬人類(lèi)利用已有這個(gè)過(guò)程可以用來(lái)模擬人類(lèi)利用已有的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行思考、決策，以及形成概念、假設(shè)的過(guò)程。的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行思考、決策，以及形成概念、假設(shè)的過(guò)程。人工智能 丁世飛n基于框架系統(tǒng)的推理基于框架系統(tǒng)的推理n設(shè)計(jì)框架系統(tǒng)的目的設(shè)計(jì)框架系統(tǒng)的目的：n支持結(jié)構(gòu)化信息的存取支持結(jié)構(gòu)化信息的存??；n其他推理技術(shù)（如，產(chǎn)生式系統(tǒng)）從框架系統(tǒng)中取其他推理技術(shù)（如，產(chǎn)生式系統(tǒng)）從框架系統(tǒng)中取出信息去出信息去進(jìn)行推理進(jìn)行推理。n結(jié)構(gòu)化信息存取結(jié)構(gòu)化信息存取的主要技術(shù)：的主要技術(shù)：n特性繼承特性繼承n相容匹配相容匹配另一課件另一課件P302-318P302-318人工智能 丁世飛2.4 2.4 框架表示法框架表示法 （1）繼承性）繼承性 是框架的一個(gè)很重要的性質(zhì)，下層框架可以從上層框架繼是框架的一個(gè)很重要的性質(zhì)，下層框架可以從上層框架繼承某些屬性或值，也可以進(jìn)行補(bǔ)充和修改。這樣一些相同的承某些屬性或值，也可以進(jìn)行補(bǔ)充和修改。這樣一些相同的信息可以不必重復(fù)存儲(chǔ)，減少冗余信息節(jié)省了存儲(chǔ)空間。信息可以不必重復(fù)存儲(chǔ)，減少冗余信息節(jié)省了存儲(chǔ)空間。（2）結(jié)構(gòu)化）結(jié)構(gòu)化 框架表示法是一種結(jié)構(gòu)化的知識(shí)表示方法。不但把知識(shí)的框架表示法是一種結(jié)構(gòu)化的知識(shí)表示方法。不但把知識(shí)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)表示出來(lái)還可以把知識(shí)之間的聯(lián)系也表示出來(lái)，是內(nèi)部結(jié)構(gòu)表示出來(lái)還可以把知識(shí)之間的聯(lián)系也表示出來(lái)，是一種表達(dá)能很強(qiáng)的知識(shí)表示方法。一種表達(dá)能很強(qiáng)的知識(shí)表示方法。2.4.4 框架表示法的特點(diǎn)框架表示法的特點(diǎn) 人工智能 丁世飛2.4 2.4 框架表示法框架表示法 （3）自然性）自然性 在人類(lèi)思維和理解活動(dòng)中分析和解釋遇到的在人類(lèi)思維和理解活動(dòng)中分析和解釋遇到的情況時(shí)，就從記憶中選擇一個(gè)類(lèi)似事物的框架，通過(guò)對(duì)其細(xì)情況時(shí)，就從記憶中選擇一個(gè)類(lèi)似事物的框架，通過(guò)對(duì)其細(xì)節(jié)進(jìn)行修改或補(bǔ)充，形成對(duì)新事物的認(rèn)識(shí)，這與人們的認(rèn)識(shí)節(jié)進(jìn)行修改或補(bǔ)充，形成對(duì)新事物的認(rèn)識(shí)，這與人們的認(rèn)識(shí)活動(dòng)是一致的?；顒?dòng)是一致的。（4）推理靈活多變）推理靈活多變 框架表示法沒(méi)有固定的推理機(jī)制，它框架表示法沒(méi)有固定的推理機(jī)制，它可以根據(jù)待求解問(wèn)題的特點(diǎn)采取靈活地采取多種推理方法?？梢愿鶕?jù)待求解問(wèn)題的特點(diǎn)采取靈活地采取多種推理方法。（5）框架表示法的主要不足之處）框架表示法的主要不足之處在于它不善于表達(dá)過(guò)程在于它不善于表達(dá)過(guò)程性知識(shí)。因此它經(jīng)常與產(chǎn)生式表示法結(jié)合起來(lái)使用，以取得性知識(shí)。因此它經(jīng)常與產(chǎn)生式表示法結(jié)合起來(lái)使用，以取得互補(bǔ)效果?；パa(bǔ)效果。2.4.4 框架表示法的特點(diǎn)框架表示法的特點(diǎn) 人工智能 丁世飛作業(yè)：作業(yè)：1.框架表示法有什么特點(diǎn)？框架表示法有什么特點(diǎn)？2.試構(gòu)造一個(gè)描述你的臥室的框架系統(tǒng)。試構(gòu)造一個(gè)描述你的臥室的框架系統(tǒng)。人工智能 丁世飛演講完畢，謝謝觀看！