知识表示与知识图谱--介绍

知识表示与知识图谱

知识支撑
- 人类理解需要
- 机器也需要
知识工程
- 手段：信息技术
- 特点：高效率、大容量
- 目标：获取并利用知识与信息的技术
- 例子
  - 第一个专家系统：费根鲍姆
  - 知识工程语言TUILI--1982--陆汝衿
  - 专家系统开发环‘天马’--1987---陆汝衿
- 包括
  - 知识表示
    - 定义
      - 对事物本身的替代---可以通过思考，不用行动，确定事物的来龙去脉前因后果
      - 是本体约定（ontological commitment）的集合
        用什么术语（terms）
        羊叫羊？
    - 方法
      - 自然语言（最广泛，对人友好
      - 符号表示方法 @符号知识表示
        谓词逻辑
        
        谓词：
        
        词组，
        
        用途：描述对象属性、或对象间关系
        
        命题
        谓词--用于其一个term元祖
        
        表示：一个属性或objects之间的关系
        Brother(John,Fred)
        
        Left-of(Square1,Square2)
        
        语义：在特定场景（interpretation中的真假值
        
        复杂命题：通过逻辑连词构建
        
        量词：全称量词和存在量词--
        
        目标：无需枚举
        
        语义网（semantic net
        启发idea
        
        人脑记忆：信息片段的连接
        
        相关概念好回忆
        
        是通过语义关系连接的概念网络(语义关联）
        
        表示为：相互连接的
        节点---实体、属性、事件、值
        
        边---关系
        Is-A属于一类
        
        instance-Of实例
        
        part-Of 部分
        
        Modifiles: on /down/up/bottom/moveto……
        
        领域特定关系
        医疗：症状、治疗、病因……
        
        金融：收购、持有、母公司……
        
        示例
        
        框架
        思想：以框架记忆，新事物=框架+补充
        
        表示
        Frame：一个典型知识---
        
        slot的集合---》
        
        表名其与框架相关的对象
        
        可以是其他frame/Procedure/slot
        
        槽名(slot names
        
        槽值（slot fillers
        
        两类Frame
        类Frame--面向对象中的Class-----subclass_of->Class Frame(父类）---可继承默认属性
        
        实例--Object---instance_of->Class Frame
        
        Slots---variables/methods
        
        分类
        静态的
        
        动态的
        
        过程性的
        
        脚本--剧本/函数
        与框架类似
        
        是描述特定上下文中原型事件的序列的结构化表示
        
        一组槽---特定领域内一组事件的发生序列
        一组紧密相关的动作
        
        改变状态的框架
        
        组成元素
        进入条件
        
        进入的前提
        
        变量
        角色
        
        出现人物的槽
        
        道具
        出现物体的槽
        
        代码--场景
        事件发生的顺序
        
        一个时间--多个场景
        
        每个场景--可以使其他脚本
        
        输出--结局
        事件发生的结果
        
        示例
        
        语义网（semantic web--语义外
        数据万维网
        
        目标-使万维网变成全球开放知识共享平台
        
        技术：语义网
        
        目标
        
        在web上发布结构化数据
        
        在不同数据源的数据之间建立链接
        
        提供了一套描述数据而设计的表示语言和工具，---用于形式化地描述一个知识领域的概念、术语和关系
        HTML--文档间关系
        
        描述事物间关系
        1.用URI统一资源标识符--事物的名字2.查看URI时，提供有用的信息，用RDF、SPARQL标准
        
        RDF
        
        表述对象（web sources)间关系的简单语言
        
        三元组：（subject，predicate，object)主谓宾---陈述对象的知识、对象间带类别的关系
        
        是通用模型，可有多种格式
        
        XML.T-Triples,N3,Json-LD……
        
        RDFS（S-Schema
        RDF的扩展
        
        多了术语表--描述RDF资源的属性和类别
        结构：层次体系结构
        
        类别子类别--Class,subClassOf,type
        
        属性层次体系结构---Property,subPropertyOf
        
        定义新术语---domain,range
        
        OWL--web Ontology Language本体语言
        进一步提供了更多的术语来描述属性和类别
        
        类别之间的关系--disjointness
        
        基数cardinality--exactly one
        
        equality
        
        richer typing of properties
        
        characteristics of properties---symmetry
        
        枚举类
        
        ……
        
        XML
        
        缺点：本身面向互联网--复杂
        
        体系
        
        特征
        每个事物有唯一的URI
        
        事物间--链接关联
        
        事物之间链接显式存在并拥有类型
        
        web上的数据的结构--显式存在
        
        知识图谱---万物皆有关 @知识图谱
        本质：语义网络（Semantic Net--
        
        节点---实体、概念
        
        边--实体/概念间的予以关系
        
        知识图谱把不同来源、不同类型的信息链接在一起形成关系网络--提供了从关系角度去分析问题的能力
        
        知识表示
        三元组Triple(head，relation,tail)
        
        是个概念，实际可以存在关系型数据库中--表的一行
        
        实体/概念：头head,尾tail
        
        关系/属性：relation
        
        概念
        Node
        
        概念（concept
        
        实体/实例entity/object/instance
        
        值value
        
        实体entity
        
        字符串string
        
        数字number
        
        时间date
        
        枚举（Enumerate
        
        高阶三元组--嵌套
        与时间地点相关
        （（美国，总统，特朗普），开始时间，2017）
        
        事件
        Compound Value Type (CVT)--符合值类型
        
        CVT是Freebase中的一种类型，用于表示每个条目由多个字段组成的数据。
         A CVT is a type within Freebase, which is used to represent data where each entry consists of multiple fields.
        
        cvt在Freebase中用于表示复杂的数据。
        CVTs are used in Freebase to represent complex data.
        
        边：关系
        
        是什么
        
        subcalss
        
        type
        
        relation
        
        property/attribute
        
        分类
        Taxonomic relation--分类关系，用以分类
        
        is-a
        
        hypernym-Hyponym上下位
        
        Non-taxonomic relation
        
        缺点
        领域限制
        
        一些侧重于语言：wordNet，babeInet
        
        侧重于schema：Cyc,UMBEL
        
        侧重于fact:DBPedia,Yago
        
        对时空属性的建模
        对动态性的实体，如Event建模不足
        
        Yago3在一定程度上考虑时间和地理属性
        
        完全自动构建
        自动构建是维护和保持知识图谱质量和覆盖的核心技术
        
        展望
        新的知识表示模型--本体引擎用来15年了
        
        新类型的知识图
        不再围绕实体和关系的存储--eg事件中心的KG
        
        自动构建技术
        Freebase中，71%没有出生日期
        
        新技术Distant Supervision，KG embedding，知识集成，（如google的Knowledge Vault
  - 知识获取
  - 知识应用

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