2.4--語義網(wǎng)絡(luò)表示法

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1、人工智能第2章知識(shí)表示2.1概述2.2謂詞邏輯表示法2.3產(chǎn)生式表示法2.4語義網(wǎng)絡(luò)表示法2014-3-3人工智能丁世飛人工智能2.4語義網(wǎng)絡(luò)表示法語義網(wǎng)絡(luò)是J.R.Quillian1968年在研究人類聯(lián)想記憶時(shí)提出的一種心理學(xué)模型，他認(rèn)為記憶是由概念間的聯(lián)系實(shí)現(xiàn)的。隨后在他設(shè)計(jì)的可教式語言理解器（TeachableLanguageComprehendent）中又把它用作為知識(shí)表示方法。1972年，西蒙(Simon)在他的自然語言理解系統(tǒng)中也采用了語義網(wǎng)絡(luò)知識(shí)表示法。1975年，亨德里克(G.G.Hendrix)又對全稱量詞的表示

2、提出了語義網(wǎng)絡(luò)分區(qū)技術(shù)。目前，語義網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人工智能中應(yīng)用較多的一種知識(shí)表示方法，尤其是在自然語言處理方面的應(yīng)用。2014-3-3人工智能丁世飛人工智能2.4語義網(wǎng)絡(luò)表示法2.4.1語義網(wǎng)絡(luò)的概念及結(jié)構(gòu)語義網(wǎng)絡(luò)是一種通過概念及其語義聯(lián)系（或語義關(guān)系）來表示知識(shí)的有向圖，節(jié)點(diǎn)和弧必須帶有標(biāo)注。其中有向圖的各節(jié)點(diǎn)用來表示各種事物、概念、情況、屬性、狀態(tài)、事件和動(dòng)作等，節(jié)點(diǎn)上的標(biāo)注用來區(qū)分各節(jié)點(diǎn)所表示的不同對象，每個(gè)各節(jié)點(diǎn)可以帶有多個(gè)屬性，以表征其所代表的對象的特性。在語義網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)還可以是一個(gè)語義子網(wǎng)絡(luò)；弧是有方向的、有標(biāo)注的，方

3、向表示節(jié)點(diǎn)間的主次關(guān)系且方向不能隨意調(diào)換。標(biāo)注用來表示各種語義聯(lián)系，指明它所連接的節(jié)點(diǎn)間的某種語義關(guān)系。2014-3-3人工智能丁世飛人工智能2.4語義網(wǎng)絡(luò)表示法從結(jié)構(gòu)上來看，語義網(wǎng)絡(luò)一般由一些最基本的語義單元組成。這些最基本的語義單元被稱為語義基元，可用如下三元組來表示為（節(jié)點(diǎn)1，弧，節(jié)點(diǎn)2）可用如圖2.3所示的有向圖來表示。其中A和B分別代表節(jié)點(diǎn)，而R則表示A和B之間的某種語義聯(lián)系。當(dāng)把多個(gè)語義基元用相應(yīng)的語義聯(lián)系關(guān)聯(lián)在一起的時(shí)候，就形成了一個(gè)語義網(wǎng)絡(luò)。如圖2.4所示。AR3R1RABR2BCDR4R5圖2.3語義基元結(jié)構(gòu)圖2

4、.4語義網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2014-3-3人工智能丁世飛人工智能2.4語義網(wǎng)絡(luò)表示法2.4.2語義網(wǎng)絡(luò)的基本語義聯(lián)系語義網(wǎng)絡(luò)除了可以描述事物本身之外，還可以描述事物之間的錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系。基本語義聯(lián)系是構(gòu)成復(fù)雜語義聯(lián)系的基本單元，也是語義網(wǎng)絡(luò)表示知識(shí)的基礎(chǔ)，因此從一些基本的語義聯(lián)系組合成任意復(fù)雜的語義聯(lián)系是可以實(shí)現(xiàn)的。這里只給出一些經(jīng)常使用的最基本語義關(guān)系。2014-3-3人工智能丁世飛人工智能2.4語義網(wǎng)絡(luò)表示法1.類屬關(guān)系類屬關(guān)系是指具體有共同屬性的不同事物間的分類關(guān)系、成員關(guān)系或?qū)嵗P(guān)系，它體現(xiàn)的是“具體與抽象”、“個(gè)體與集體”的層次分

5、類。其直觀意義是“是一個(gè)”，“是一種”，“是一只”……。在類屬關(guān)系中，其一個(gè)最主要特征是屬性的繼承性，處在具體層的結(jié)點(diǎn)可以繼承抽象層結(jié)點(diǎn)的所有屬性。常用的類屬關(guān)系有：AKO(A-Kind-of):表示一個(gè)事物是另一個(gè)事物的一種類型。AMO(A-Member-of):表示一個(gè)事物是另一個(gè)事物的成員。ISA(Is-a):表示一個(gè)事物是另一個(gè)事物的實(shí)例。2014-3-3人工智能丁世飛人工智能2.4語義網(wǎng)絡(luò)表示法2.包含關(guān)系包含關(guān)系也稱為聚集關(guān)系，是指具有組織或結(jié)構(gòu)特征的“部分與整體”之間的關(guān)系，它和類屬關(guān)系的最主要的區(qū)別就是包含關(guān)系一般

6、不具備屬性的繼承性。常用的包含關(guān)系的有：Part-of,Member-of,含義為一部分,表示一個(gè)事物是另一個(gè)事物的一部分，或說是部分與整體的關(guān)系。用它連接的上下層節(jié)點(diǎn)的屬性很可能是很不相同的，即Part_of聯(lián)系不具備屬性的繼承性。例如，“輪胎是汽車的一部分”其語義網(wǎng)絡(luò)表示如圖2.7所示。輪胎Part_of汽車圖2.7包含關(guān)系實(shí)例2014-3-3人工智能丁世飛人工智能2.4語義網(wǎng)絡(luò)表示法3.屬性關(guān)系屬性關(guān)系是指事物和其屬性之間的關(guān)系。常用的屬性關(guān)系有:Have：表示一個(gè)結(jié)點(diǎn)具有另一個(gè)結(jié)點(diǎn)所描述的屬性。Can：表示一個(gè)結(jié)點(diǎn)能做另一

7、個(gè)結(jié)點(diǎn)的事情。例如，“鳥有翅膀”，“電視機(jī)可以放電視節(jié)目”。其對應(yīng)的語義網(wǎng)絡(luò)表示如圖2.8所示。Have鳥翅膀電視機(jī)Can電視節(jié)目圖2.8屬性關(guān)系實(shí)例2014-3-3人工智能丁世飛人工智能2.4語義網(wǎng)絡(luò)表示法4.時(shí)間關(guān)系時(shí)間關(guān)系是指不同事件在其發(fā)生時(shí)間方面的先后關(guān)系，節(jié)點(diǎn)間的不具備屬性繼承性。常用的時(shí)間關(guān)系有：Before：表示一個(gè)事件在一個(gè)事件之前發(fā)生。After：表示一個(gè)事件在一個(gè)事件之后發(fā)生。例如，“香港回歸之后，澳門也會(huì)回歸了”，“王芳在黎明之前畢業(yè)”。其對應(yīng)的語義網(wǎng)絡(luò)表示如圖2.9所示BeforeAfter王芳畢業(yè)黎明畢

8、業(yè)澳門回歸香港回歸圖2.9時(shí)間關(guān)系實(shí)例2014-3-3人工智能丁世飛人工智能2.4語義網(wǎng)絡(luò)表示法5.位置關(guān)系位置關(guān)系是指不同事物在位置方面的關(guān)系。節(jié)點(diǎn)間的不具備屬性繼承性。常用的位置關(guān)系有：Located-on:表示一物體在另一物體之上。Locat