《人工智能》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 知识表示——产生式系统

第一部随识最 第一章演绎系统 第二章产生式系统 第三章框架结构 第四章语义网络 第五章过程性知识 o 2002 Hoare. All rights reserved

第一部分 知识表示 第一章 演绎系统 第二章 产生式系统 第三章 框架结构 第四章 语义网络 第五章 过程性知识

吕意生式系统 m21绪论 22产生式系统的基本特征 23产生式的知识元 24推理的方向 25框架问题 口26非确定性匹配 口27匹配冲突问题的解决 o 2002 Hoare. All rights reserved

第二章 产生式系统 2.1 绪论 2.2 产生式系统的基本特征 2.3 产生式的知识元 2.4 推理的方向 2.5 框架问题 2.6 非确定性匹配 2.7 匹配冲突问题的解决

么是产线 口谓词公式的蕴涵关系是产生式的特殊情况 ◆天下雨→地上湿 ◆甲到A地∧A地下雨∧甲未带雨具→甲淋湿 左面部分表示条件,右面部分表示结论。已知的事实可 以看作不需要条件的产生式 ◆→中国的首都是北京 产生式 ◆把一组产生式放在一起,让它们互相配合,协同 作用,一个产生式生成的结论可以供另一个产生式 作为前提使用,以这种方式求得问题的解决,这就 叫产生式系统 o 2002 Hoare. All rights reserved

什么是产生式 谓词公式的蕴涵关系是产生式的特殊情况 ◆天下雨 → 地上湿 ◆甲到A地  A地下雨  甲未带雨具 → 甲淋湿 左面部分表示条件，右面部分表示结论。已知的事实可 以看作不需要条件的产生式 ◆→ 中国的首都是北京 产生式 ◆把一组产生式放在一起，让它们互相配合，协同 作用，一个产生式生成的结论可以供另一个产生式 作为前提使用，以这种方式求得问题的解决，这就 叫产生式系统

奥的产生家统 口PosT 1943年首先在一种计算形式体系中提出 LL MARCOV ◆匹配算法 L CHOMSKY ◆重写规则,语言生成规则 L BACKUS ◆BNF,用于描写计算机语言的文法 60年代开始,成为专家系统的最基本的结构 ◆形式上很简单,但在一定意义上模仿了人类思考 的过程 o 2002 Hoare. All rights reserved

典型的产生式系统 POST ◆ 1943年首先在一种计算形式体系中提出 MARCOV ◆匹配算法 CHOMSKY ◆重写规则，语言生成规则 BACKUS ◆BNF，用于描写计算机语言的文法 60年代开始，成为专家系统的最基本的结构 ◆形式上很简单，但在一定意义上模仿了人类思考 的过程

户生家统的害组成 组成三要素 ◆综合数据基一知识元 既是产生式的基本元素,又是产生式作用的对象 组产生式规则—知 LHs,表示情况 RHs,表示动作 匹配算法 ◆一个解释程序——控制整个产生式系统的运行 规则左部与数据基的匹配 一解释执行规则右部的动作 一控制产生式系统的运行 一如何匹配,规则的匹配次序,匹配冲突的解决 o 2002 Hoare. All rights reserved

产生式系统的基本组成 组成三要素 ◆综合数据基——知识元 既是产生式的基本元素，又是产生式作用的对象 ◆一组产生式规则——知识 LHS，表示情况 RHS，表示动作 匹配算法 ◆一个解释程序——控制整个产生式系统的运行 规则左部与数据基的匹配 解释执行规则右部的动作 控制产生式系统的运行 如何匹配，规则的匹配次序，匹配冲突的解决

户生系统的忘 相对固定的格式 ◆LHs,匹配;RHs,动作 知识的模块化 ◆知识元存于数据基 ◆元知识—关于知识元的知识 一规则指明知识元之间的关系及知识元的使用方法 ◆高阶元知识—关于元知识的知识 一如何使用规则知识:规则的匹配次序,匹配冲突的解决 口相互影响的间接性 ◆数据驱动 ◆目标驱动 o 2002 Hoare. All rights reserved

产生式系统的特点 相对固定的格式 ◆LHS，匹配；RHS，动作 知识的模块化 ◆知识元存于数据基 ◆元知识——关于知识元的知识 规则指明知识元之间的关系及知识元的使用方法 ◆高阶元知识——关于元知识的知识 如何使用规则知识：规则的匹配次序，匹配冲突的解决 相互影响的间接性 ◆数据驱动 ◆目标驱动

产生家统的点c0 机器可读性 ◆机器识别产生式,语法检查和某种意义上的语义 检查 语义检查—无矛盾性检查 一语义检查一完整性检查 ◆对产生式的作出解释,即对产生式系统为解决某 问题所给出的答案的解释 一推理过程 o 2002 Hoare. All rights reserved

产生式系统的特点（续） 机器可读性 ◆机器识别产生式，语法检查和某种意义上的语义 检查 语义检查——无矛盾性检查 语义检查——完整性检查 ◆对产生式的作出解释，即对产生式系统为解决某 一问题所给出的答案的解释 推理过程

户生的识品与识害的匹配 常量字符形式的知识元与恒等匹配 ◆匹配按字符逐个进行,仅当两个常量字符串恒等 时,相应的两个知识元才算匹配成功,仅当LHS中 的每个知识元都和当前数据基中的某个知识元匹配 成功时,该LHS才算匹配成功 Graduate∧ seminar→ assistent g Assistant∧ lecture→ lecturer Lecturer∧ paper→a- professor a- professor∧book→> professor o 2002 Hoare. All rights reserved

产生式的知识元与知识基的匹配 常量字符形式的知识元与恒等匹配 ◆匹配按字符逐个进行，仅当两个常量字符串恒等 时，相应的两个知识元才算匹配成功，仅当LHS中 的每个知识元都和当前数据基中的某个知识元匹配 成功时，该LHS才算匹配成功 Graduate  seminar → assistent Assistant  lecture → lecturer Lecturer  paper → a-professor a-professor  book → professor

产生的识兄与识的匹画 常量字符形式的知识元匹配与置换系统 ◆LHs中的知识元是当前数据基中某个知识元的子 串匹配成功后,RHS的动作是把数据基中该知识 元中所含的子串换成RHS中出现的子串 ◆这种产生式系统称为置换系统 aa→a bb→b gba→ab a→>A b→B 一执行例子 abab→aabb→abb→ab→Ab→AB o 2002 Hoare. All rights reserved

产生式的知识元与知识基的匹配(续) 常量字符形式的知识元匹配与置换系统 ◆LHS中的知识元是当前数据基中某个知识元的子 串匹配成功后，RHS的动作是把数据基中该知识 元中所含的子串换成RHS中出现的子串 ◆这种产生式系统称为置换系统 aa → a bb → b ba → ab a → A b → B 执行例子 abab  aabb  abb  ab  Ab  AB

户生的知识另 带变量的置换系统 ◆在罩换系练中如果产生式的左部只有一个符号 则这 号称 规则: 某某某某某 →→→→→ 好坏新奇快 一数据基: 某人某事 产生新的数据 一好人好事、坏人坏事、新人新事、奇人新事、快人快事 o 2002 Hoare. All rights reserved

产生式的知识元 (续) 带变量的置换系统 ◆在置换系统中，如果产生式的左部只有一个符号 ，则这些符号称为变量 规则： 某 → 好 某 → 坏 某 → 新 某 → 奇 某 → 快 数据基： 某人某事 产生新的数据 好人好事、坏人坏事、新人新事、奇人新事、快人快事