图7―2 苹果的语义网络
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理 7.2.2 语义网络的表达能力
由语义网络的结构特点可以看出，语义网络不仅可以表示事物的属性、 状态、行为等，而且更适合于表示事物之间的关系和联系。
图7―3 专家系统的语义网络
所以，抽象地说，语义网络可表示事物之间的关系。因此， 关系（或联系）型的知识和能化为关系型的知识都可以用 语义网络来表示。
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理 1.实例关系 实例关系表示类与其实例（个体）之间的关系。其中，关
系“是一个”一般标识为“is-a”，或ISA。
是一个 小华 ISA 大学生
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理 2.分类（或从属、泛化）关系 分类关系是指事物间的类属关系。其中，关系“是一
种”一般标识为“a kind of”或AKO。
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理
7.1 框 架
7.2.1 框架的概念
其一般形式是:
<框架名> <槽名1><槽值1>| <侧面名11><侧面值111，侧面值112，…> <侧面名12><侧面值121，侧面值122，…>
…
<槽名2><槽值2>|<侧面名21><侧面值211，侧面值212，…>
<侧面名22><侧面值221，侧面值222，…>
框架名: 〈教师-1〉
姓名: 李明 性别: 男
年龄: 25
职称: 助教 专业: 计算机应用 部门: 计算机系软件教研室
外语水平：
显然, 原框架“教师-1”中无“外语水平”槽, 但它的父 框架是“大学教师”, 该框架内有“外语水平”槽, 并且侧面 “语种”(“范围”)缺省值是“英”, 侧面“水平”的缺省值 是“良”。 于是通过继承, 便知道了“教师-1”懂英语, 且水 平还良好。 那么, 这两个值也就可以填到“教师-1”的槽中。
结论:患感冒
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理 例1：试实现一个“大学教师”的框架，大学教师类属 于教师，包括以下属性：学历（学士、硕士、博士）、 专业（计算机、电子、自动化、……）、职称（助教、 讲师、副教授、教授）
解：
框架名：<大学教师>
类属：<教师> 学历：(学士、硕士、博士)
专业：(计算机、电子、自动化、….. )
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理 7.1.2 框架的表达能力


框架适合表达结构性知识 概念、对象等知识最适用于用框架表示 框架的槽是对象的属性或状态 框架的值是属性值或状态值 框架还可以表示行为（动作），过程性事件或情节也可用框 架表示
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理 例7.4 下面是关于房间的框架: 框架名:<房间> 墙数x1: 缺省:x1=4 条件:x1>0
(6)推理语义网：是一种命题网，但它已在某种程度上规范化，更适于推理；
(7)框架语义网：与框架相结合的语义网。
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理
水果
是一种 北方 产于 产于 是一种 陕西 秦冠 特点 高产 苹果 味道 是一种 富士 特点 脆甜 引进于 日本 是一个 国家 甜
富有
营养
位于 中国西部
ISA x sub ject
ISA read 1
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理
（1）树和草都是植物
（2）树和草都有叶和根
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理
（3）胡途是思源公司的经理，他35岁，住在飞天胡同68号
（4）清华大学与北京大学进行蓝球比赛，最后以89：102的比分结束
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理
是成员
张三
计算机学会
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理 6.逻辑关系 如果一个概念可由另一个概念推出，两个概念间存在因 果关系，则称它们之间是逻辑关系。
雨天 则
带雨伞
AND
外出
OR
带雨披
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理 7.方位关系 在描述一个事物时，经常需要指出它发生的时间、位置，
或者指出它的组成、形状等等，此时可用相应的方位关系语
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理 例7.5 机器人纠纷问题的框架描述如图7-1所示。
图7―1 机器人纠纷问题
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理 还需指出的是，产生式规则也可用框架表示。 例如，产生式
如果头痛且发烧，则患感冒。
用框架表示可为： 框架名：<诊断1> 前提：条件1:头痛 条件2:发烧
窗数x2:
缺省:x2=2 条件:x2≥0 门数x3: 缺省:x3=1 条件:x3>0
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理
前墙:(墙框架(w1，d1)) 后墙:(墙框架(w2，d2)) 左墙:(墙框架(w3，d3)) 右墙:(墙框架(w4，d4)) 天花板:<天花板框架> 地板:<地板框架> 门:<门框架> 窗:<窗框架> 条件:w1+w2+w3+w4=x2 d1+d2+d3+d4=x3 类型:(<办公室>，<教室>，<会客室>，<卧室>，<厨房>，<仓库>，…)
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理
7.1 框架 7.2 语义网络
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理
7.1 框 架
顾名思义，框架就是一种结构，一种模式.
框架表示法是在框架理论的基础上发展 起来的一种结构化知识表示方法
框架表示法
框架
框架系统 把一组有关的框架连接起来便可形成一 个框架系统
解： 框架名：<沙尘暴> 时间：3月15日 地点：韩国汉城 损失：不详
起因：中国内蒙古区
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理 例3：假设有以下一段天气预报：“北京地区今天白天 晴，偏北风3级，最高气温12º ，最低气温-2º ，降水概 率15%。”请用框架表示这一知识。
解：Frame<天气预报>
第7章 几种结构化知识表示及其推理 7.2.3 基于语义网络的推理
基于语义网络的推理也是继承。继承也是通过匹配、搜 索实现的。
动物
AKO
有
AKO
生活于
羽毛
AKO
鸟
AKO AKO
鱼
AKO 吃
水
不会
飞
鸵鸟
鹦鹉
鲨鱼
草鱼
水草
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理 3.组装关系 如果下层概念是上层概念的一个方面或者一部分，则
称它们的关系是组装关系。其中，关系“一部分”一般标识
为“a-part-of”。
桌子
一部分
桌面
一部分
桌腿
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理 4.属性关系 属性关系表示对象的属性及其属性值。例如，图 7―7 表 示simon是一个人，男性，40岁，职业是教师。
地域：北京
时段：今天白天 天气：晴
风向：偏北
风力：3级 气温：最高：12度
最低：-2度
降水概率：15%
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理 7.1.3 基于框架的推理
知识库
由框架网络构成
用框架表示 的知识系统
框架推理机
由一组程序构成
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理 7.1.3 基于框架的推理


基于框架的推理方法是继承。就是子框架可以拥有其 父框架的槽及槽值。 实现继承的操作有： 匹配 将问题框架同知识库中的框架的模式匹配。 搜索 沿着框架间的纵向和横向联系，在框架网络 中进行查找。 填槽 问题框架同某一框架匹配时，可以通过它的 父框架来将它的空槽值填上。
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理
义网络表示。例如事实：
张宏是石油学院的一名助教；
石油学院位于西安市电子二路；
张宏今年25岁。 位于 电子2路 属 于 西安市区 石油学院
工作在
张宏 年 龄 25岁
职务
助教
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理 8.所属关系
所属关系表示“具有”的意思。例如“狗有尾巴”可表示
为下图。
狗
have
尾巴
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理
student ISA x subject read ISA read1 object book ISA 三国演义
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理 又如：
x(student (x) → read (x, 三国演义))
即“每个学生读过《三国演义》”, 其语义网络表示为图 7-14。
GS ISA R F A stu d en t read b oo k ISA o bject 三国演义
（5）画出下列知识的语义网络：“籍贯为湖南的张山在信息学院读书， 该学校位于健翔桥附近，该校由计算机系、信息系和通信系组成。”
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理
练习：习题七
P150. 4
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理
练习：习题七
5(1): 海浪把军舰轻轻地摇
5(2): 李老师从第一周到第十周给计算机1班上人工智能课。
Person ISA sumon sex 男 age 40 p ro fessio n 教师
第 7 章 几种结构化知识表示及其推理 5.集合与成员关系 意思是“是……的成员”，它表示成员（或元素）与集合 之间的关系。例如，“张三是计算机学会会员”可表示为下 图。其中，关系“是成员”一般标识为“a-member-of”。