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知识表示方法的分类与优缺点

知识表示方法的分类与优缺点

作者: zfanmy | 来源:发表于2022-09-28 23:00 被阅读0次

    知识表示方法分类

              1. 一阶谓词逻辑表示法:是一种由命题、逻辑连接词、个词体、谓词与量词等部件组成的表示方法

                  1. 知识库可以看成一组逻辑公式的集合

                  2. 知识库的修改是增加或删除逻辑公式

                  3. 优点:形式上接近于人类自然语言,表达较为精确和自然

                  4. 缺点:1)表示能力较差;2)只能表达确定性知识;3)知识之间相互独立,缺乏关联,使得知识管理相对困难

              2. 产生式规则表示法:产生式规则由左部的模式和右部的动作两部分组成,左部的模式规定该规则可应用的条件,右部描述应用该规则时要采取的行动、得到的结论或状态。

                  1. 在三元组(对象、属性、值)或(关系、对象1、对象2)的基础上,进一步加入置信度形成四元组,并使用$P \to Q$ 或 $IF P THEN Q$的形式表示规则

                  2. 优势:1)可以表示不确定性知识和过程知识;2)具有一致性和模块化的特点;3)通过规则可以实现推理功能

                  3. 缺点:不能表示结构性知识和层次性知识

              3. 框架表示法:框架理论认为,我们对世间事物的认识都是以类似框架的结构存储在记忆中的。当遇到一个新事物就从记忆中找出一个合适的框架,并根据新的情况对齐细节加以修改、补充,从而形成对这个新事物的认识。

                  1. 框架的数据结构:框架将知识描述成一个由框架名、槽、侧面和值组成的数据结构,并进一步引入了类和实例的概念,加入了subclass of、instance of等关系,实现了知识框架上的层次结构

                  2. 优点:1)具有结构化、继承性,使得知识之间剧以后嵌套式结构信息;2)框架内部表示知识结构,框架外部表示知识之间的外部关系

                  3. 缺点:不能表示过程性知识,缺乏明确的推理机制

              4. 脚本表示法:使用脚本来表示特定领域内的事件发生序列,包含了紧密相关的动作及状态改变的框架。

                  1. 原理:把人类生活中各类故事情节的基本概念抽取出来,构成一组原子概念,并确定这些原子概念间的相互状态,然后把所有故事情节都用这组原子概念及依赖关系表示出来

                  2. 知识结构的表示:引入进入条件、角色、道具、场景等组件作为整个事件的表示

                  3. 优点:可以细致地刻画一个时间内的步骤和时序关系

                  4. 缺点:1)不能对对象的基本属性进行描述和刻画;2)对复杂事件的描述能力有限

              5. 语义网络表示法(Semantic Network):是一种以网格格式表达人类知识构造的形式,使用相互连接的电荷变来表示知识,节点表示对象、概念,边表示节点之间的关系

                  1. 从整体上对各种实时和规则进行表示,从演绎结构上来看,语义网络表示法不具备特定的推理演绎结构,它对知识进行深层次的表示和推理

                  2. 优点:1)可以直接明确地表示概念之前语义关系;2)可以用于快速推理

                  3. 缺点:1)还不能表示动态知识、过程性知识;2)由于语义网络表示知识的手段多种多样,这种不一致表示形式是的处理复杂度相对较高

              6. 知识图谱表示法:具有图结构的三元组知识库,内部包括实体、实体属性及实体之间的关系三类事实

                  1. 知识图谱本身是一个有向图,这种图结构为运行搜索、随机游走、网络流等算法提供了可能

                  2. 知识图谱具有领域性,借助本体表示框架,可以对领域的整个知识突袭,包括上下位概念体系、属性关系、结构信息等进行描述,并对人类认知能力进行模拟

                  3. 知识图谱的构成:实体作为知识图谱的节点,事实作为知识图谱的边,方向由头部实体指向尾部实体,边是实体之间的关系

                  4. 知识图谱描述的是领域的一些静态本体知识,在表达过程性知识时比较乏力

                  5. 知识图谱的本体建模所存在的一些问题:

                    1. 本体融合问题

                    2. 本体扩充问题

                    3. 本体需要由专家构建,成本高昂

              7. 分布式表示法:将知识图谱中的实体和关系的语义信息用分布式表示(Distibuted Representation)

                  1. 在低维向量空间中,两个对象距离越近,说明语义相似度越高

                  2. 优点:

                    1. 利用分布式向量,可以通过计算欧式距离或余弦距离等方法计算实体间、关系间的语义相关度,改进开放信息抽取中实体融合和关系融合的性能

                    2. 知识表示向量可以用于关系抽取

                    3. 知识表示向量可以用于发现关系间的推理规则

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