1、1第 2 章 知识表示方法部分参考答案2.8 设有如下语句，请用相应的谓词公式分别把他们表示出来：(1) 有的人喜欢梅花，有的人喜欢菊花，有的人既喜欢梅花又喜欢菊花 。解：定义谓词P(x)：x 是人L(x,y)： x 喜欢 y其中，y 的个体域是梅花，菊花 。将知识用谓词表示为：( x )(P(x)L(x, 梅花)L(x, 菊花)L(x, 梅花) L(x, 菊花 )(2) 有人每天下午都去打篮球。解：定义谓词P(x)：x 是人B(x)：x 打篮球A(y)：y 是下午将知识用谓词表示为：( x )( y) (A(y)B(x)P(x)(3) 新型计算机速度又快，存储容量又大。解：定义谓词NC(x)
2、： x 是新型计算机F(x)：x 速度快B(x)：x 容量大将知识用谓词表示为：( x) (NC(x)F(x)B(x)(4) 不是每个计算机系的学生都喜欢在计算机上编程序。解：定义谓词S(x)：x 是计算机系学生L(x, pragramming)：x 喜欢编程序U(x,computer)：x 使用计算机将知识用谓词表示为： ( x) (S(x)L(x, pragramming)U(x,computer)(5) 凡是喜欢编程序的人都喜欢计算机。解：定义谓词P(x)：x 是人L(x, y)： x 喜欢 y将知识用谓词表示为：( x) (P(x)L(x,pragramming)L(x, comput
3、er)22.9 用谓词表示法求解机器人摞积木问题。设机器人有一只机械手，要处理的世界有一张桌子，桌上可堆放若干相同的方积木块。机械手有 4 个操作积木的典型动作：从桌上拣起一块积木；将手中的积木放到桌之上；在积木上再摞上一块积木；从积木上面拣起一块积木。积木世界的布局如下图所示。解：(1) 先定义描述状态的谓词CLEAR(x)：积木 x 上面是空的。 ON(x, y)：积木 x 在积木 y 的上面。ONTABLE(x)：积木 x 在桌子上。HOLDING(x)：机械手抓住 x。HANDEMPTY：机械手是空的。其中，x 和 y 的个体域都是A, B, C。问题的初始状态是：ONTABLE(A)
4、ONTABLE(B)ON(C, A)CLEAR(B)CLEAR(C)HANDEMPTY问题的目标状态是：ONTABLE(C)ON(B, C)ON(A, B)CLEAR(A) HANDEMPTY(2) 再定义描述操作的谓词在本问题中，机械手的操作需要定义以下 4 个谓词： Pickup(x)：从桌面上拣起一块积木 x。 Putdown(x)：将手中的积木放到桌面上。Stack(x, y)：在积木 x 上面再摞上一块积木 y。Upstack(x, y)：从积木 x 上面拣起一块积木 y。其中，每一个操作都可分为条件和动作两部分，具体描述如下： 图 机器人摞积木问题CA BABC3Pickup(x)
5、条件：ONTABLE(x)，HANDEMPTY ，CLEAR(x)动作：删除表：ONTABLE(x)，HANDEMPTY添加表：HANDEMPTY(x)Putdown(x)条件：HANDEMPTY(x)动作：删除表：HANDEMPTY(x)添加表：ONTABLE(x)，CLEAR(x) ，HANDEMPTYStack(x, y)条件：HANDEMPTY(x)，CLEAR(y)动作：删除表：HANDEMPTY(x)，CLEAR(y)添加表：HANDEMPTY ，ON(x, y) ，CLEAR(x)Upstack(x, y)条件：HANDEMPTY， CLEAR(y) ，ON(y,x)动作：删除表
6、：HANDEMPTY ，ON(y, x)添加表：HOLDING(y)，CLEAR(x)(3) 问题求解过程利用上述谓词和操作，其求解过程为：2.10 用谓词表示法求解农夫、狼、山羊、白菜问题。农夫、狼、山羊、白菜全部放在一条河的左岸，现在要把他们全部送到河的右岸去，农夫有一条船，过河时，除农夫外船上至多能载狼、山羊、白菜中的一种。狼要吃山羊，山羊要吃白菜，除非农夫在那里。似规划出一个确保全部安全过河的计划。请写出所用谓词的定义，并给出每个谓词的功能及变量的个体域。解：(1) 先定义描述状态的谓词ONTABLE(A) ONTABLE(B)ON(C, A)CLEAR(B)CLEAR(C) HAND
7、EMPTYUpstack(A,C)ONTABLE(A)ONTABLE(B) HOLDING(C)CLEAR(A)CLEAR(B)CLEAR(C)Putdown(C)ONTABLE(A)ONTABLE(B)ONTABLE(C)CLEAR(A)CLEAR(B)CLEAR(C)HANDEMPTYPickup(A)ONTABLE(A)ONTABLE(C)HOLDING(B)CLEAR(A)CLEAR(B)CLEAR(C)Stack(C,B)ONTABLE(A)ONTABLE(C)ON(B,C)CLEAR(A)CLEAR(B)HANDEMPTYONTABLE(C)ON(B,C)CLEAR(A)CLEAR
8、(B)HOLDING(A)Stack(B,A)ONTABLE(C)ON(B,C)ON(A,B)CLEAR(A)HANDEMPTPickup(B)4要描述这个问题，需要能够说明农夫、狼、羊、白菜和船在什么位置，为简化问题表示，取消船在河中行驶的状态，只描述左岸和右岸的状态。并且，由于左岸和右岸的状态互补，因此可仅对左岸或右岸的状态做直接描述。本题选择对左岸进行直接描述的方法，即定义谓词如下：AL(x)： x 在左岸其中，x 的个体域是农夫，船，狼，羊，白菜 。对应地， AL(x)表示 x 在右岸。问题的初始状态：AL(农夫)AL(船)AL(狼)AL(羊)AL(白菜)问题的目标状态：AL(农夫)A
9、L(船)AL(狼)AL(羊)AL(白菜)(2) 再定义描述操作的谓词本题需要以下 4 个描述操作的谓词：L-R：农夫自己划船从左岸到右岸L-R(x)：农夫带着 x 划船从左岸到右岸R-L：农夫自己划船从右岸到左岸R-L(x) ：农夫带着 x 划船从右岸到左岸其中，x 的个体域是狼，羊，白菜 。对上述每个操作，都包括条件和动作两部分。它们对应的条件和动作如下：L-R：农夫划船从左岸到右岸条件：AL(船)，AL(农夫)，AL( 狼)AL(羊) ，AL(羊)AL( 白菜)动作：删除表：AL(船)， AL(农夫)添加表：AL(船) ，AL(农夫)L-R(狼)：农夫带着狼划船从左岸到右岸条件：AL(船)
10、，AL(农夫)，AL( 狼)，AL(羊)动作：删除表：AL(船)， AL(农夫)，AL( 狼)添加表：AL(船) ，AL(农夫)，AL( 狼)L-R(羊)：农夫带着羊划船从左岸到右岸条件：AL(船)，AL(农夫)，AL( 羊)， AL(狼) ，AL(白菜)或：AL(船)，AL(农夫)，AL( 羊)，AL(狼) ， AL(白菜)动作：删除表：AL(船)， AL(农夫)，AL( 羊)添加表：AL(船) ，AL(农夫)，AL( 羊)L-R(白菜)：农夫带着白菜划船从左岸到右岸5条件：AL(船)，AL(农夫)，AL( 白菜)，AL(狼) 动作：删除表：AL(船)， AL(农夫)，AL( 白菜)添加表：
11、AL(船) ，AL(农夫)，AL( 白菜)R-L：农夫划船从右岸到左岸条件：AL(船)，AL(农夫)，AL( 狼)AL(羊) ，AL(羊)AL( 白菜)或：AL(船)，AL(农夫) ，AL( 狼)，AL(白菜) ，AL(羊)动作：删除表：AL(船) ，AL(农夫)添加表：AL(船)， AL(农夫)R-L(羊) ：农夫带着羊划船从右岸到左岸条件：AL(船)，AL(农夫)，AL( 羊) ，AL(狼) ， AL(羊)，AL( 白菜)动作：删除表：AL(船) ，AL(农夫)，AL( 羊)添加表：AL(船)， AL(农夫)，AL( 羊)(3) 问题求解过程AL(农夫)AL(船)AL(狼)AL(羊)AL(
12、白菜)2.11 用谓词表示法求解修道士和野人问题。在河的北岸有三个修道士、三个野人和一条船，修道士们想用这条船将所有的人都运过河去，但要受到以下条件限制：(1) 修道士和野人都会划船，但船一次只能装运两个人。(2) 在任何岸边，野人数不能超过修道士，否则修道士会被野人吃掉。假定野人愿意服从任何一种过河安排，请规划出一种确保修道士安全的过河方案。要求写出所用谓词的定义、功能及变量的个体域。解：（1）定义谓词先定义修道士和野人人数关系的谓词：G(x,y,S)： 在状态 S 下 x 大于 yGE(x,y,S)：在状态 S 下 x 大于或等于 y其中，x,y 分别代表修道士人数和野人数，他们的个体域均
13、为0,1,2,3 。再定义船所在岸的谓词和修道士不在该岸上的谓词：Boat(z,S)：状态 S 下船在 z 岸EZ(x,S)： 状态 S 下 x 等于 0，即修道士不在该岸上其中，z 的个体域是L,R ，L 表示左岸，R 表示右岸。L-R(羊)AL(狼)AL(白菜)AL(农夫)AL(船)AL(羊)R-L AL(农夫)AL(船)AL(狼)AL(白菜)AL(羊)AL(农夫)AL(船)AL(羊)AL(白菜)AL(狼)L-R(狼) R-L(羊) AL(白菜)AL(农夫)AL(船)AL(狼)AL(羊)L-R(白菜)AL(羊)AL(农夫)AL(船)AL(白菜)AL(狼)R-L AL(农夫)AL(船)AL(
14、羊)AL(白菜)AL(狼)L-R(羊) AL(农夫)AL(船)AL(羊)AL(白菜)AL(狼)6再定义安全性谓词：Safety(z,x,y,S)(G(x,0,S)GE(x,y,S) (EZ(x,S)其中，z,x,y 的含义同上。该谓词的含义是：状态 S 下，在 z 岸，保证修道士安全，当且仅当修道士不在该岸上，或者修道士在该岸上，但人数超过野人数。该谓词同时也描述了相应的状态。再定义描述过河方案的谓词：L-R(x, x1, y, y1,S)：x1 个修道士和 y1 个野人渡船从河的左岸到河的右岸条件：Safety(L,x-x1,y-y1,S)Safety(R,3-x+x1,3-y+y1,S)
15、Boat(L,S)动作：Safety(L,x-x1,y-y1,S)Safety(R,3-x+x1,3-y+y1,S) Boat(R,S)R-L (x, x1, y, y1,S)：x2 个修道士和 y2 个野人渡船从河的左岸到河的右岸条件：Safety(R,3-x-x2,3-y-y2,S)Safety(L,x+x2,y+y2,S) Boat(R,S)动作：Safety(R,3-x-x2,3-y-y2,S)Safety(L,x+x2,y+y2,S) Boat(L,S)(2) 过河方案Safety(L,3,3,S0)Safety(R,0,0,S0)Boat(L,S0)L-R(3, 1, 3, 1,S
16、0) L-R(3, 0, 3, 2,S0)Safety(L,2,2,S1)Safety(R,1,1,S1)Boat(R,S1)Safety(L,3,1,S1)Safety(R,0,2,S1)Boat(R,S1)R-L (2, 1, 2, 0,S1) R-L (3,0, 1, 1,S1)Safety(L,3,2,S2)Safety(R,0,1,S2)Boat(L,S2)L-R(3, 0, 2, 2,S2)Safety(L,3,0,S3)Safety(R,0,3,S3)Boat(R,S3)R-L (3, 0, 0, 1,S3)Safety(L,3,1,S4)Safety(R,0,2,S1)Boat
17、(L,S4)L-R(3, 2, 1, 0,S4)Safety(L,1,1,S5)Safety(R,2,2,S5)Boat(R,S5)R-L (1, 1, 1, 1,S5)Safety(L,2,2,S6)Safety(R,1,1,S6)Boat(L,S6)L-R(2, 2, 2, 0,S6)Safety(L,0,2,S7)Safety(R,3,1,S7)Boat(R,S7)R-L (0, 0, 2, 1,S7)Safety(L,0,3,S8)Safety(R,3,0,S8)Boat(L,S8)L-R(0, 0, 3, 2,S8)Safety(L,0,1,S9)Safety(R,3,2,S9)Bo
18、at(R,S9)R-L (0, 1, 1, 0,S9)Safety(L,1,1,S10)Safety(R,2,2,S10)Boat(L,S10)L-R(1, 1, 1, 1,S10)Safety(L,0,0,S11)Safety(R,3,3,S11)Boat(R,S11)72.18 请对下列命题分别写出它们的语义网络：(1) 每个学生都有一台计算机。解：(2) 高老师从 3 月到 7 月给计算机系学生讲计算机网络 课。解：(3) 学习班的学员有男、有女、有研究生、有本科生。解：参例 2.14(4) 创新公司在科海大街 56 号，刘洋是该公司的经理，他 32 岁、硕士学位。解：参例 2.10(5
19、) 红队与蓝队进行足球比赛，最后以 3：2 的比分结束。解：GSg s o c学生 占有权 计算机Owner OwnsFgISA讲课事件高老师老师 Subject 计算机系学生Object7 月 8 月Start End讲课 计算机网络Action Caurse足球赛比赛AKO红队蓝队3:22Participants1Participants 2OutcomeISA ISAAKO82.19 请把下列命题用一个语义网络表示出来：(1) 树和草都是植物；解：(2) 树和草都有叶和根；解：(3) 水草是草，且生长在水中；解：(4) 果树是树，且会结果；解：(5) 梨树是果树中的一种，它会结梨。解：2
20、.25 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 12，最低气温-2，降水概率 15%。 ”请用框架表示这一知识。解：Frame地域：北京植物草树AKO AKO草树是一种 是一种植物叶 根Have Have草 水草 水中AKO Live植物AKO树 果树 结果AKO Can植物AKO果树 梨树 结梨AKO Can树AKO9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%2.26 按“师生框架” 、 “教师框架” 、 “学生框架”的形式写出一个框架系统的描述。解：师生框架Frame Name：Unit（Last-name
21、，First-name）Sex：Area（male，female）Default：maleAge：Unit（Years）Telephone：Home Unit（Number）Mobile Unit（Number）教师框架Frame AKOMajor：Unit （Major-Name ）Lectures： Unit（Course-Name ）Field：Unit（Field-Name）Project ：Area（National ，Provincial，Other）Default：ProvincialPaper：Area（SCI，EI ，Core ，General ）Default：Core 学生框架Frame AKOMajor：Unit （Major-Name ）Classes：Unit（Classes-Name ）Degree：Area（doctor ，mastor, bachelor ）Default：bachelor
