• 第四講 知識的表現與推理方法第四講 知識的表現與推理方法 ---- 框架、語意網及程序框架、語意網及程序 表現法表現法

專家系統與影像處理

框架表現法 表示有階層性狀況物體之一般觀念特性及其改變時所

引出之動作的資料結構。 框架語意網皆稱為 Frame-based System

每一 Frame node 為特性之組合。每一特性稱為 Slot

（格子），另有一些動作來運作，當作 Slot 值的變數。

三種最常見之動作為If—added

If—removed

If—needed

這些動作便可使 Frame 之知識在問題解決前發生作用

A frame representation for the concept of a report

框架表現法 另外，吾人可將 Frame-Based 中之知識當作認知資料庫

看待，而以另外之方法來運用此知識庫的資料，來解決問題。

Ex: 推理、評估、比對、判釋 Object-Oriented Problem 一框架節點（ Frame node ）及可視為一物之代表，其

各種屬性及值之變化代表著我們對於該物對環境對其本身屬性變化時之反應。

最簡單之 Frame node 可視為一種 records ，而 Value 有single 及 multiple 兩種。

\ KNOWLEDGE BASE INPUT ATTRIBUTES

spill alarm: sgl (on, *off). *month:sgl (April, May, June, July, August, September, other)

{question: " What month is it?"}.

KES HT example1

pH: sgl (acidic, *normal, alkaline){question: " What is the pH?"}. water color : sgl ( *green, *brown, black, red){question: "What is the color of the water?"}. water appearance: sgl ( *clear, oily){question: " Is the water appearance clear or oily?"}.

KES HT example1

KES HT example1

radioactivity: sgl( alpha, beta_neg, beta_plus, gamma, *none){question: "What is the radioactivity indication?"}. spectrometry: mlt (metal, carbon, sulfur, *none){question: " What does the spectrometer indicate?"}. specific gravity: sgl (decreased, *normal, increased){question: " What is the specific gravity?"}.

框架表現法及其運作方式 1. 型式 slot 及 procedures

2. 適用方向 有階層分類之描述知識，適合作模擬及特徵判釋

3. 框架類型 1) 有 procedures

2) 無 procedures

4. 框架與法則之關聯、互換　 框架可含隱式程序及運作法則，而法則可以描述特定 地物之判釋屬性、或在特定狀況下之執行程序之法則

KES HT example2

\ KNOWLEDGE BASE INFERRED ATTRIBUTES spill type: mlt ( sulfuric acid [description: spill alarm = on; month = May<h>, June<h>; pH = acidic<h>; spectrometry = sulfur<h>; ], hydrochloric acid [description: spill alarm = on; month = August<h>, September<h>, April<l>; pH = acidic<h> ; ],

KES HT example2

carbonic acid [description: spill alarm = on; month = April<h>, May<h>, June<h>, July<h>, August<n>, September<n>; pH = acidic; spectrometry = carbon ; ], benzene [description: spill alarm = on; spectrometry = carbon; water appearance = oily ; ],

KES HT example2

petroleum [description: spill alarm = on; month = July<h>, August<h>, September<h>; water color = black; water appearance = oily; spectrometry = carbon<h>; specific gravity = decreased ; ], benzenesulfonic acid [description: spill alarm = on; pH = acidic; water appearance = oily; spectrometry = carbon, sulfur; specific gravity = decreased; ],

KES HT example2

thioacetamide [description: spill alarm = on; water color = red<l>; spectrometry = carbon, sulfur;], chromogen R23 [description: spill alarm = on; pH = alkaline; water color = red<h>; spectrometry = carbon; specific gravity = decreased; ],

框架表現法及其運作方式 5. 框架之確定性

(value CF) 加在 slot 屬性部分

6. 運作方式 1) 模擬 2) 儲存 3) 判釋、比對

語意網表現法 語意網是以一網狀結構表表示的方法，最初是為了心理學研究人

類記憶模式而發展的，如今已是標準的人工智慧及專家系統之表示法。

語意網是以物體單位（觀念事件）為節點及物間的關係為連線來

表示真實世界的狀況及人類對它的瞭解。

一般之關係有 屬於部分（屬於部分（ part-of / has partpart-of / has part ））

是一個（是一個（ is-ais-a ）等等…）等等… ....

語意網可以很方便的表示自然語言

動詞可以為動詞可以為 arcs arcs ，主詞可以為，主詞可以為 nodesnodes

框架可視為語意網之特例，其行為只關乎屬性值變化時之 ?? ，

而其關係只有“ is_a” 的階層關係

節點（ node ） 節點（ node ）關係主 受關係者

連線

語意網表現法 有些關係可以使 node 繼承另外 node 之特性如 is-a ，如

此便可使知識有階層而可節省儲存空間。 語意網可運用在：

表現分類良好的領域之知識以簡化問題解決（問題解決（ problem problem solvingsolving ））自然語言之語意表示，它給予自然語言一分析之標準方法。表示各物件之特性、及關係、事實。

當對某物瞭解增加時亦即此物與其他事物 / 務之關係增加了（ arc 增加了）。而一個 arc 之增加是可以使此事物體之認識增加得很快，會產生連鎖反應而增加與很多事物之關連。

THE concept of a written report

語意網表現法及其運作方式

1. 型式 E-R 描述

2. 適用方向

實體 ?? 之描述，應用於 ?? 之特性描述或動態之模擬

3. 語意網框架與法則之關聯 4. 事實及關係在語意網中之定義

置於 object 中關聯性定義中

語意網表現法及其運作方式5. 語意網中之確定性 (CF)

置於屬性描述中

6. 運作方式 1) 事實掌握（儲存）2) 推理3) 創意（關聯）

由狀況驅動 entity 內之行為形成模擬，或由外部推理及控

制來利用與修改 entity 之屬性與關聯或驅動其行為

語意網相關參考資料 陳述之

語意網知識體系應用於環境管理之研究

王詠倩 超媒體輔助gis使用環境之研究

程序表現法及運作方式步驟

1. 型式

流程描述及控制，描述作業之先後關係及不同狀態之執行作業

2. 適用方向

處理事務有明顯先後順序者

3. 步驟類型 1) 直線型

2) 流程控制

4. 與其他表現法之關聯

程序表現法及運作步驟類型

1. 直線型 2. 流程控制

Y

N

31

2

程序表現法及運作方式步驟 5. 運作方式（流程控制）

模擬性框架、語意及法則可以產生隱式程序，流程可以為大架構、

銜接各法則或語意網框架

處理作業單元

Rule Set推理

另一RuleSet推理

完成一任務單元

作業完成

STOP

N

Y

相關資源 R. Davis, H. Shrobe, and P. Szolovits.

What is a Knowledge Representation? AI Magazine, 14(1):17-33, 1993

The knowledge web

Where is meaning when form is gone? Knowledge representation on the Web

Concept Mapping/Semantic Networking/Knowledge Representation

習題 3 1. 請將你的學期計畫題目選定，並做完建構 ES （專家系

統）的第一步“界定問題，（ Identific-ation ），其中應包括下列項目：

1. 問題名稱

2. 問題簡述

3. 值得建立 ES 的理由

4. 可行性分析（能夠建立 ES 之條件）

5. 資源分析 – 1) 人（類別及期時間）– 2) 物（工具、材料、器材、資料）– 3) 時（全時段、月為單位）– 4) 經費（總成本）

2. 作初步之準備及分析，以掌握知識之特性及專家之特

性 1. 先約好可能之專家，並先閱讀其相關資料（記下姓名及時間）

2. 閱讀其他相關資料，先進行初步整理。

3. 考慮該問題之問題特性，自問較合適用哪類表現方式來記錄。