基于框架的专家系统
• • • • 框架的专家系统的结构 框架表示 框架系统的特点 框架推理的特点
2018/10/7
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框架的专家系统的结构
• 基于框架的专家系统是指采用框架知识表示方法的专家系统
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框架专家系统的基本结构
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框架的基本结构
• 框架的一般结构：
框架名（frame)：<名称> 槽名1：侧面名1：值1,…,值p1 侧面名2：值1,… ,值p2 …… 侧面名m1：值1,… ,值pm1 槽名2：侧面名1：值1,…,值q1 侧面名2：值1,… ,值q2 …… 侧面名m2：值1,… ,值qm2 ……. 槽名n：侧面名1：值1,…,值r1 侧面名2：值1,… ,值r2 …… 侧面名mn：值1,… ,值rmn
• 框架之间的主要关系：继承关系 –单继承关系 18 –多重继承关系20 • 赋值（异常处理）：不能继承时 • 附加过程（方法） –如果属性值改变时执行的过程（When-Changed） 21 –如果需要属性值时执行的过程（When-NEEDED)23
• 不确定推理
–相容匹配24
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3(框架名：球－1
（Isa：<球类框架>） （直径： Value : 10） （ 体积： Value: 4190) （颜色： Value : 红色）） 4(框架名：球－2 （Isa：<球类框架>） （直径： Value : 100） （表面积：125600 ) （体积： Value: 4190000））
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• 单继承（1）
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• 单继承（2）返回17
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• 多重继承返回17
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When-Changed方法举例
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• 方法使用的框架（Class Request）
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例3 框架名：球－1 Isa：<球类框架>） 半径： 10 体积： 4190 颜色： 红色 例4 框架名：球－2 Isa：<球类框架> 半径： 100 表面积：125600 体积： 4190000
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•实例
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• 框架系统（物品）
1 (框架名： 物品 （体积：Value(取值单位：cm3) If-Added: 分类过程)) 2(框架名：球类 （Isa：<物品框架>） （半径：Value(取值单位：cm) If-Added: 计算体积) （表面积： Value(取值单位：cm2) IF-Needed:计算表面积） （颜色： Value : 缺省：白色））
物品框架例子
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• 例
物品框架
Isa 球类框架 Isa Isa
球－1
球－2
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• 框架系统：
– 许多框架联合起来描述应用领域问题的系统 – 节点：框架 – 联系：某些槽或侧面的值可以是其他框架。
物品
Isa 球类 Isa Isa
球－1
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球－2
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说明
• • • • 框架（类）由槽组成，槽也称为属性。 槽可有侧面描述，也可以没有侧面，只有槽值 一个侧面可以有多个侧面值 槽值和侧面值可以是固定值也可以过程或另一个框架 名。 • 缺省值（Default ) – 相应槽不填入槽值时，以缺省值作为槽值.见例 • 实例框架（事实框架） – 框架中的槽或侧面填入具体信息后，即是相应框架 的实例框架。见例
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• • • •
例1 询问1号球的颜色，3号框架可直接提供答案 例2 询问2号球的颜色,应用特性继承功能， 例3 询问1号球的表面积，继承If-Needed计算 例4如果有3号球的直径为50cm，问表面积，
体积，分类。
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小结
•框架表示方法 •框架系统的结构及特点 •框架推理的方法与特点 •人工智能 2.5节（史忠植）
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CAR的继承关系
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继承的槽值（1）
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继承的槽值（2）
2018)关系（a-partof)
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关联（Association）关系（语义链）
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框架推理的特点
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Computer class
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Computer instances
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框架系统
• 框架系统：许多框架联合起来描述应用 领域问题的系统。 • 框架系统的特点
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框架系统的特点
• 节点：框架
– 类框架，子类框架，实例框架
• 联系：
– 继承： Ako 或Isa
– 聚合(Aggregation)关系：a-part-of
– 关联（Association）关系：语义链
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特殊作用的槽或侧面
• Ako 或Isa :类-子类－实例的继承
• 附加过程 – 在槽没有或不能提供统一的缺省值的情况下，提供 产生所需值的函数或推理。 – 例 IF-NEED,WHEN-CHAGED, IF-ADDED
• 框架例子 例1 框架名： 物品 体积： unit： cm3) If-Added: 分类过程(大，中，小） 继承 例2 框架名：球类 槽 Isa：<物品框架> 半径： unit: cm IF-Needed: 输入半径值 If-Added: 计算体积 表面积： unit : cm2 缺省 IF-Needed: 计算表面积 颜色： Default: 白色
马文•明斯基 （Marniv Lee Minsky）
人工智能之父 框架理论的创立者 首位获得图灵奖的人工智能学者
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有关框架的术语
• 框架：是人们认识事物的一种通用的数据结构形式。 即当新情况发生时，人们只要把新的数据加入到该通 用数据结构中便可形成一个具体的实体(类)，这样的 通用数据结构就称为框架。 • 框架系统：在框架理论中，框架是知识的基本单位， 把一组有关的框架连结起来便可形成一个框架系统。