1、1 2.4 2.4 語義網絡表示法語義網絡表示法21. 基本網元例： 寵物兔是一種兔子。三元組表示 （寵物兔，是一種，兔子） 基本網元: （節點1，弧，節點2） 節點節點指示事物節點間以有向弧有向弧連接弧上的標簽標簽則指示節點間關系。pet rabbitrabbitA kind of有向?圖表示3 每個語義基元可表示為三元組：每個語義基元可表示為三元組： （結點（結點1，弧，結點，弧，結點2）4IsaManJohnP.E.RegisterMale StudentCourseIsaAkoJohn 選修了體育課.5椅子有主了。加上去的62. 基本語義關系（1）類屬關系）類屬關系 具有共同屬性的不同

2、事物間的分類關系、成員關具有共同屬性的不同事物間的分類關系、成員關系或實例關系，體現的是系或實例關系，體現的是“具體與抽象具體與抽象”、“個個體與集體體與集體”的概念。的概念。中國7（2）包含關系包含關系 也稱為聚類關系，是指具有組織或結構特征的也稱為聚類關系，是指具有組織或結構特征的 “部分與整體部分與整體”之間的關系。與類屬關系的最主要之間的關系。與類屬關系的最主要區別是包含關系一般不具備屬性的繼承性。區別是包含關系一般不具備屬性的繼承性。窗戶8（3）屬性關系）屬性關系 事物和其屬性之間的關系。常用的屬性關系有事物和其屬性之間的關系。常用的屬性關系有“Have”，“Can”等等（4）時間關

3、系 不同事件在其發生時間方面的先后次序關系。常用的時間關系有“before”，“after”等9（5）位置關系）位置關系 不同事物在位置方面的關系。不同事物在位置方面的關系。（6）相近關系 不同事物在形狀、內容等方面相似或接近的關系（7）推論關系 從一個概念推出另一個概念的語義關系103. 語義網絡結構 當把多個網元用相應的語義關聯在一起的時候，得到一個語義網絡。pet rabbitrabbitA kind ofrabbitanimalIsapet rabbitrabbitA kind ofanimalIsa寵物兔是一種兔子;兔子是一種動物。114. 知識的語義網絡表示1）事實或概念的表示事實

4、或概念的表示 用結點用結點1表示實體，用結點表示實體，用結點2表示實體的性質或屬表示實體的性質或屬性等，用弧表示結點性等，用弧表示結點1和結點和結點2之間的語義關系。之間的語義關系。12 例1：動物能運動、會吃。鳥是一種動物，鳥有翅膀、會飛。魚是一種動物，魚生活在水中、會游泳。13與框架對比：弧上標明的地點(place)、日期(day)、傷亡(fatalities)、損失(damage)、震級(mag nitude)、斷層(fault)是槽的名稱，節點中填入相應的填充值。例例2 地震報道地震報道14例3： 王強是理想公司的經理；理想公司在中關村；王強28歲。另有一個王強是理想公司經理聘用的職員

5、,職員王強22歲。15例4： 李新的自行車是永久牌、藍色、26型。王紅的自行車是金獅牌、紅色、24型。 思考？162） 情況和動作的表示情況和動作的表示 西蒙在他提出的表示方法中增加了西蒙在他提出的表示方法中增加了情況結點情況結點和和動動作結點作結點，用一個結點來表示情況或動作。，用一個結點來表示情況或動作。 例1：常河給江濤一張磁盤17例2：這只小燕子從春天到秋天占有一個巢。占有情況18例3：神州大學和東方大學兩校籃球隊在東方大學進行一場比賽，結局的比分是85：89.3） 邏輯關系的表示邏輯關系的表示 合取與析取；存在量詞與全稱量詞合取與析取；存在量詞與全稱量詞 增加合取結點與析取結點“a

6、kind of”, “is a”亨德里克提出的網絡分區技術：把復雜命題劃分為若干個子命題，每一個子命題用一個較簡單的語義網絡表示，稱為個子空間，多個子空間構成一個大空間。每個子空間看作大空間中的一個結點，稱作超結點。空間可以逐層嵌套，子空間之間用弧互相連接。20量詞例1：每個學生都學習了一門程序設計語言子空間的代表與子空間的聯系全稱變量存在變量21量詞例2：每個學生都學習了所有程序設計語言全稱變量弧的個數=全稱變量個數22量詞例3：每個學生都學習了C+語言子空間中所有非全稱變量必須是全稱變量的函數23 語義網絡是一種用語義網絡是一種用實體實體及其及其語義關系語義關系來表達來表達知識的知識的有向

7、圖有向圖。 從結構上看，語義網絡是由一些用相應的語從結構上看，語義網絡是由一些用相應的語義聯系關聯在一起的義聯系關聯在一起的語義單元語義單元構成的。構成的。 每個語義基元可表示為三元組：每個語義基元可表示為三元組： （結點（結點1，弧，結點，弧，結點2）小結245. 語義網絡系統 用語義網絡表示知識的問題求解系統稱為語用語義網絡表示知識的問題求解系統稱為語義網絡系統義網絡系統。 主要由兩大部分所組成：主要由兩大部分所組成： 1. 由語義網絡構成的由語義網絡構成的知識庫知識庫 2. 用于問題求解的用于問題求解的推理機構推理機構 語義網絡的推理過程主要有兩種：語義網絡的推理過程主要有兩種： 繼承繼

8、承和和匹配匹配25語義網絡系統 繼承繼承： 把對事物的描述從抽象結點傳遞到具體結點，通把對事物的描述從抽象結點傳遞到具體結點，通常是沿著常是沿著Is-a、A-Kind-of等繼承弧進行的。通過等繼承弧進行的。通過繼承可以得到所需結點的一些屬性值。繼承可以得到所需結點的一些屬性值。 匹配匹配： 在知識庫的語義網絡中尋找與待求解問題相符的在知識庫的語義網絡中尋找與待求解問題相符的 語義網絡模式。語義網絡模式。26匹配的主要過程（1）根據待求解問題的要求構造一個）根據待求解問題的要求構造一個網絡片網絡片斷斷，該網絡片斷中有些結點或弧的標識是空，該網絡片斷中有些結點或弧的標識是空的，稱為的，稱為詢問處

9、詢問處，它反映的是待求解的問題，它反映的是待求解的問題。（2）根據該語義片斷到知識庫中去尋找所需）根據該語義片斷到知識庫中去尋找所需要的信息。要的信息。（3）當待求解問題的網絡片斷與知識庫中的）當待求解問題的網絡片斷與知識庫中的某語義網絡片斷相匹配時，則與詢問處相匹某語義網絡片斷相匹配時，則與詢問處相匹配的事實就是該配的事實就是該問題的解問題的解。27匹配例：假設在知識庫中存放著如下語義網絡，問：職員王強在哪個公司工作？28APENDIX1 ENGLISH WORDS Semantic Network Conceptual Graphs The node of the graph Lablel

10、ed arcs29小結: 框架結構與語義網絡 結構接近結構接近 框架的表示結構與語義網絡節點的表示結構接近。 語義差別語義差別 框架表示法更強調表示事物的內部結構 語義網絡更強調表示事物間的關系作業3.2130用語義網絡描述積木世界中的一用語義網絡描述積木世界中的一個房子個房子(House)圖圖(a)，它是由長方塊，它是由長方塊(Brick)B支撐著楔形塊支撐著楔形塊(Wedge)A組成的；組成的；圖圖(b)說明了房子這個概念由說明了房子這個概念由A、B兩部分組成，其中引入了指示兩部分組成，其中引入了指示器器“的一部分是的一部分是(one-part-is)”；圖圖(c)說明說明A A被被B B

11、支撐著，指示器支撐著，指示器“被被支撐著支撐著(is-supported-by)”表示了這種關系；表示了這種關系；圖圖(d)說明說明A是一個楔形塊，是一個楔形塊，B是一個長方塊，它們都用了同一種是一個長方塊，它們都用了同一種指示器指示器“是一個是一個(is-a)”；圖圖(e)給出了一個房子的完整語義網絡。給出了一個房子的完整語義網絡。31描述房子概念的語義網絡描述房子概念的語義網絡 AB房子房子楔形塊長方塊one-part-isone-part-isis-ais-supported-by（a）房子（b）房子由A、B兩部分組成（e）一個完整的房子概念楔形塊長方塊is-a（d）A是一個楔形塊，B是

12、一個長方塊is-supported-by（c）A被B支撐著ABBAABAB32 通過反例強化語義網絡表達的知識通過反例強化語義網絡表達的知識 如下圖，通過對房子的樣本如下圖，通過對房子的樣本(a)和反例和反例(b)、(c)語義網語義網絡的比較，很容易得到對房子概念更深刻的認識，這種絡的比較，很容易得到對房子概念更深刻的認識，這種認識的深化體現在認識的深化體現在(d)圖中某些指示器變成了加強形式：圖中某些指示器變成了加強形式：must-be-supported、must-be-a。 33房子AB楔形塊長方塊 反例1AB 反例2AB房子AB（b）反例1新模型one-part-ismust-be-a

13、must-be-supportedone-part-isis-aone-part-isis-supported-by舊模型楔形塊長方塊one-part-is長方塊is-supported-byis-a楔形塊長方塊ABBABAis-a（c）反例2（a）房子（d）對房子的新認識34 語義網絡最早由奎廉（Quillian）于1968年提出，作為描述人類聯想記憶（合理）的一種心理學模型。 當時語義網絡主要應用于自然語言理解系統中，表示事物之間的關系。 由于其強大和直觀的表示能力，不久就廣泛應用于人工智能研究和應用開發的許多領域。APENDIX 2 APENDIX 2 語義網絡產生背景352.5 語義網

14、絡表示法 語義網絡是語義網絡是奎廉奎廉 (J. R. Qullian) 1968年在年在研究人類聯想記憶時提出的一種心理學模型研究人類聯想記憶時提出的一種心理學模型，他認為記憶是由概念間的聯系實現的。隨，他認為記憶是由概念間的聯系實現的。隨后，奎廉又把它用作知識表示。后，奎廉又把它用作知識表示。 1972年，年，西蒙西蒙在他的自然語言理解系統中在他的自然語言理解系統中采用了語義網絡表示法。采用了語義網絡表示法。 1975年，年，亨德里克亨德里克 (G. G. Hendrix) 提出了提出了語義網絡分區技術。語義網絡分區技術。36語義網絡的基本概念語義網絡的基本概念 語義網絡是一種通過概念及其語

15、義關系來表達知識語義網絡是一種通過概念及其語義關系來表達知識的有向圖。在語義網絡結構中使用了三種圖形符號：的有向圖。在語義網絡結構中使用了三種圖形符號： 框框-節點節點 帶箭頭及文字標識的線條帶箭頭及文字標識的線條-有向弧有向弧 和文字標識線和文字標識線-指針指針374 知識的語意網絡表示(1). 語義網絡多元語義網絡多元關系表示關系表示(2).語義網絡邏輯關系表示語義網絡邏輯關系表示 38 (1). 多元關系？！例： John給Mary一個禮物。先將整個描述表示為一個給出事件G1，使其作為事件類Giving-Event的一個例子 再說明G1中的John是給出者（Giver） Mary是接受者

16、（Receiver） Gift則是給出的東西（Thing) 39Giving-EventGiverMaryThingG1IsaJohnGiftPhysical-ThingsIsaPersonsIsaIsaReceiver40(2). 邏輯關系 事物之間不僅存在可以直接用關系弧表示的語義關系，也存在與、或、非、蘊涵等邏輯關系。可以通過附加一些特殊的標記來指示邏輯關系。1） 邏輯與“2） 邏輯或41 例： John給Mary一個禮物。 Isa(G1,Givig-Event) Giver(G1,John) Receiver(G1,Mary) Thing(G1,Gift)1） 邏輯與 語義網絡中由關系弧指示的二元關系之間具有隱含的邏輯“與”關系，所以不必作附加處理。 這種與關系的隱含可以從多元謂詞公式轉變