第二章知识表示方法

第二章知识表示方法 2-5 框架表示法

2-5-1 框架理论 • 1975年M. Minsky发表了论文“A framework for representing knowledge” ，以解决视觉理解、自然语言对话和其它复杂行为，它基于人在理解情景和故事时的心理学模型（记忆存储的是框架）。 • 框架（如教室）和实例框架（一个具体教室） • 一种结构化知识表示方法（C++中结构和表格） • 框架表示语言FRL • 一种被广泛使用的知识表示方法。

2-5-2 框架结构和框架表示 • 框架的基本结构框架由框架名、槽名、侧面名、值和约束构成。例如： Frame〈框架名〉槽名1：侧面名11 值111，值112，… 侧面名12 值121，值112，… 槽名2：侧面名21 值211，值212，… ︰约束：约束条件1 约束条件2

框架的槽值和侧面值可以是数字、字符串、布尔值，也可以是一个在满足某个给定条件时需执行的动作或过程，甚至可以是另一个框架的名字。框架的槽值和侧面值可以是数字、字符串、布尔值，也可以是一个在满足某个给定条件时需执行的动作或过程，甚至可以是另一个框架的名字。当一个框架中含有另一个框架名时，实际实现了该框架对另一个框架的调用。约束条件是对框架、槽或侧面附加的说明信息。

框架名：〈硕士生〉 姓名：单位（姓，名）性别：范围（男，女）默认：男年龄：单位（岁）条件：﹥16 专业：研究方向：导师姓名：参加课题：学籍：〈硕学籍〉住址：电话：入学时间：单位（年，月）学制：单位（年）默认：3年

实例框架：填入具体信息的框架 框架名：〈硕士生-1〉姓名：杨叶性别：女年龄：23岁专业：计算机应用技术研究方向：模式识别和计算机视觉导师姓名：张建州参加课题：运动目标识别学籍：〈硕学籍-1〉住址：16号楼316 电话：(028)85400000 入学时间：2003年9月学制：

本科生框架 硕士生框架博士生框架 2-5-3 框架系统在框架理论中，框架是知识的基本单位。框架系统由一组有关的框架组成。框架系统中框架之间的联系分横向联系和纵向联系。学生框架 (纵向联系） (横向联系）

框架之间的横向联系 框架之间的横向联系是通过槽值或侧面值中的框架名来实现的。 • 框架之间的纵向联系框架之间的纵向联系是通过“继承”槽来实现的。

框架名：〈学生〉 姓名：单位（姓，名）性别：范围（男，女）默认：男年龄：单位（岁）专业：住址：电话：入学时间：单位（年，月）学制：单位（年）

框架名：〈硕士生〉 继承：〈学生〉研究方向：导师姓名：参加课题：学籍：〈硕学籍〉学位论文：

框架系统中的预定义槽名 • ISA（is-a）槽 “是一个”，类属关系，表示一个具体事物与其抽象概念间的关系。具有属性继承性。框架名：〈PERSON〉性别：范围（男，女）年龄：单位（岁）身高：厘米框架名：〈高远〉 ISA：PERSON 性别：男年龄：25岁身高：180

AKO（a-kind-of）槽 “是一种”，类属关系，表示事物间在抽象概念上的关系。具有属性继承性。AKO槽值是上层框架名。框架名：〈学生〉姓名：单位（姓，名）性别：范围（男，女）年龄：单位（岁）框架名：〈计算机系学生〉 AKO：〈学生〉特长：编程序

subclass槽 指出子类与类之间的类属关系。具有属性继承性。 subclass槽值是上层框架名。框架名：〈学生〉姓名：单位（姓，名）性别：范围（男，女）年龄：单位（岁）框架名：〈计算机系学生〉 subclass：〈学生〉特长：编程序

instance槽 指出下层框架，instance槽值是下层框架名。框架名：〈学生〉 instance：〈计算机系学生〉，〈电子系学生〉，〈数学系学生〉姓名：单位（姓，名）性别：范围（男，女）年龄：单位（岁）

part-of槽 指出“部分”（下层）和“全体”（上层）的关系。作为下层框架槽时，其值是上层框架名，意指该框架是上层框架的一部分；作为上层框架槽时，其值是下层框架名，意指下层框架是该框架的一部分。一般不具有属性继承性。

infer槽 指出两个框架之间的逻辑关系，可用于表示产生式规则。框架名：〈诊断规则〉症状1：咳嗽症状2：发烧症状3：打喷嚏 infer：〈结论〉可信度：0.8 框架名：〈结论〉病名：感冒用药：口服感冒清服法：一日三次，每次2粒

possible-reason槽 possible-reason槽和infer槽的作用相反，用来把结论与可能的原因联系起来。框架名：〈结论〉病名：感冒 possible-reason：〈诊断规则〉用药：口服感冒清服法：一日三次，每次2粒框架名：〈诊断规则〉症状1：咳嗽症状2：发烧症状3：打喷嚏 infer：〈结论〉可信度：0.8

similar槽 指出两个框架所描述的事物间的相似关系。 • rotation槽旋转关系

Default侧面 为相应槽提供默认值。 • If-Needed侧面提供为相应槽赋值的过程。 • If-Added侧面提供因相应槽值变化而引起的后继处理过程。

人工智能 数据库计算机网络张建州 • 课程表框架课程表

框架名：〈人工智能〉 AKO：〈课程表〉教材：人工智能原理及其应用时间：星期一下午第二大节地点：综合楼-C503 instance：〈张建州〉框架名：〈张建州〉 AKO：〈人工智能〉学院：计算机学院性别：男学位：博士职称：教授

2-5-4 框架系统问题求解过程 • 将求解问题用框架表示 • 与知识库中已有框架匹配（通过对相应槽的槽名和槽值比较来实现） • 用匹配框架的信息（及继承属性）填充待求问题框架的槽值。例：找计算机系本科生红旗（男）住址框架名：〈本科生〉姓名：红旗性别：男年龄：专业：计算机住址：电话：

2-5-5 框架表示法的优缺点 • 优点结构性深层性继承性自然性 • 缺点缺乏形式理论缺乏过程性知识表示清晰性难以保证

作业 p.63：2-25 阅读：第10章 10.2.2

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