面向?qū)ο蟮闹R表示

曹飛騰

【摘 要】本文主要運用prolog實現(xiàn)面向?qū)ο笾R表示的內(nèi)容，并且利用推理機(jī)的功能實現(xiàn)具體的知識表示。

【關(guān)鍵詞】面向?qū)ο?知識表示;推理機(jī)

一、面向?qū)ο蟮闹R表示方法

目前，面向?qū)ο蠹夹g(shù)的研究已經(jīng)深入到計算機(jī)軟、硬件的多個領(lǐng)域，人們開始把面向?qū)ο蟮乃枷?、方法用于智能系統(tǒng)的設(shè)計與構(gòu)造，并在知識表示、知識庫的組成與管理、專家系統(tǒng)的設(shè)計等方面有了一定進(jìn)展。相對于傳統(tǒng)的知識表示方法，面向?qū)ο蟮闹R表示方法從客觀世界的具體事物及事物間的聯(lián)系進(jìn)行抽象，更符合人們認(rèn)識問題和分析問題的習(xí)慣思維方式，并具有代碼重用和可維護(hù)性好等特點。用面向?qū)ο蟮姆椒ū硎镜闹R系統(tǒng)中，對象的靜態(tài)屬性就是對象具有知識，而對知識的處理方法和操作就是該對象所具有行為，因此，一個從客觀世界抽象出來的對象可表示為：<對象>：：=（ID，DS，MS，MI）其中：ID是對象的標(biāo)識符，即對象名;DS是對象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，描述對象的靜態(tài)屬性;MS是對象的方法，用于說明對象提供的對靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法操作，由于對象的數(shù)據(jù)只能由其具體操作來改變，其它對象不能操縱，從而體現(xiàn)了面向?qū)ο蠓椒ㄋ哂行畔㈦[蔽性即封裝性;MI作為對象的消息接口，用于接收外部信息和驅(qū)動內(nèi)部相關(guān)操作及產(chǎn)生向外的輸出信息，問題的求解就是依靠對象間傳遞消息完成的。面向?qū)ο笤O(shè)計需要將一組客觀對象具有的共同特征抽象出來，即采用從特殊到一般的歸納方法構(gòu)造類，為系統(tǒng)構(gòu)成提供了同一類對象之間代碼共享的手段。此外，面向?qū)ο笤O(shè)計還是一個建立類層次的過程，派生類通過繼承機(jī)制從較簡單的基類中繼承特征，實現(xiàn)代碼重用，為系統(tǒng)構(gòu)成提供了類之間代碼共享的手段。用面向?qū)ο蠓椒ū硎局R時需要對類進(jìn)行描述，具體描述形式如下：

class<類名>[：]

[<類變量表>]

Structure

<對象靜態(tài)結(jié)構(gòu)描述>

Method

<對象的操作定義>

Restraint

[<限制條件>]

END

其中，類名是系統(tǒng)中類的唯一標(biāo)識，如果該類是由其它類繼承而來，則superclass指出其基類名字，<類變量表>給出類所有對象所共享的一組變量，<對象靜態(tài)結(jié)構(gòu)描述>用于描述類對象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，<對象的操作定義>給出對類對象可進(jìn)行的操作和方法，也可以是一組規(guī)則，<限制條件>指出該類對象應(yīng)滿足的限制條件。

二、推理機(jī)制

領(lǐng)域?qū)＜医鉀Q領(lǐng)域問題的能力主要體現(xiàn)在兩個方面：

一是專家擁有大量的知識，二是專家具有選擇知識來解決問題的能力。知識庫和推理機(jī)是專家系統(tǒng)必不可少的組成部分，是基于知識的推理的基礎(chǔ)和核心。在故障診斷中，推理過程即是根據(jù)故障事實，利用知識庫中的知識，采用某種推理策略得到故障的原因（位置）。在面向?qū)ο蟮闹R表示方法中，知識對象將實體屬性、知識以及知識處理方法封裝在一起，知識對象通過消息（接口）與外部發(fā)生聯(lián)系，整個推理過程就是消息在各對象之間傳遞的過程。面向?qū)ο蟮耐评磉^程是知識對象類的實例化過程，如果傳遞到知識對象的消息觸發(fā)了其方法，則該知識對象被激活，知識對象類實例化一個知識對象過程是：如果該對象還包含其他對象類作為自己的成員，則首先實例化那些對象，然后進(jìn)行屬性填充、繼承、過程調(diào)用等方法獲取知識，建立起一個新對象。對象創(chuàng)建后開始進(jìn)行推理，推理首先在對象內(nèi)部，在知識對象內(nèi)部確定導(dǎo)致該知識對象對應(yīng)的結(jié)構(gòu)元素發(fā)生故障的子結(jié)構(gòu)或發(fā)生故障的同層次的其它結(jié)構(gòu)元素，如果是子結(jié)構(gòu)故障，說明故障發(fā)生在對象所在實體，則引導(dǎo)系統(tǒng)向下一層次進(jìn)行診斷;若是同層次的其它結(jié)構(gòu)元素發(fā)生故障，則轉(zhuǎn)到同層次的其它知識對象進(jìn)行診斷推理。按上述方法將推理一直進(jìn)行下去，直到得到診斷結(jié)果。整個推理過程可以表示成一個樹形結(jié)構(gòu)，樹的葉子結(jié)點就是診斷的結(jié)果。

三、實例

（一）代碼

在prolog中用對象的知識表示來表示人與愛好的關(guān)系，其代碼如下：

predicates

domains————/定義的域，這里之定義Name 和hobby兩域/

name，hobby=symbol

predicates———————————/謂詞/

likes（name，hobby）

friend（name，name）

clauses————————————/類的定義/

likes（bell，sports）.

likes（mary，music）.

likes（mary，sports）.

likes（jane，smith）.

friend（john，X）：- likes（X，sports），likes（X，music）.

goal

likes（X，sports），likes（X，music）

其在prolog推理機(jī)中寫入的代碼如下：

likes（bell，sports）.

likes（mary，music）.

likes（mary，sports）.

likes（jane，smith）.

friend（john，X）：- likes（X，sports），likes（X，music）.

（二）利用推理機(jī)的方式實現(xiàn)面向?qū)ο蟮闹R表示內(nèi)容

首先安裝好prolog并注冊，根據(jù)prolog教程中對推理機(jī)的安裝與調(diào)試辦法，將其進(jìn)行調(diào)試。其打開頁面如下圖1.1所示：

第二步：選擇“file”—“new”。當(dāng)打開新建的頁面后，將上面知識表示的代碼粘貼其中，如圖1.2所示：

第三步：選擇“Engine”—“reconsult”，將要推理的內(nèi)容載入推理機(jī)。

第四步：在“Dialog”鍵入“l(fā)ikes（X，music）”并按回車，就可出現(xiàn)推理的結(jié)果。如圖1.3所示：

運行結(jié)果為：

X=mary

【參考文獻(xiàn)】

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