目录

​1 知识表示的概念​

​1.1 知识表示方法​

​1.2 知识表示的分类观点​

​1.3 知识表示的发展​

​2.1 语义网络​

​2.2 产生式系统​

​2.3 框架系统(Frame Systems)​

​2.4概念图(Conceptual Graph)​

​2.4.1 描述逻辑(Description Logic)​

​Horn子句​

​2.4.2 描述逻辑​

​3.1 RDF(Resource Description Framework)​

​3.1.1 RDF模型​

​3.1.2 RDF Schema(图解)​

​3.1.3 具体例子​

​3.2 OWL (Web Ontology Language)​

​3.2,1 OWL的设计思想​

​3.3 SPARQL​

​3.4 JSON-LD(JSON for Linked Data)​

​4 知识图谱统计表示学习(Representation Learning)​

​4.1 自然语言中的表示学习​

​4.2 知识图谱表示学习原理​

​参考资料:​


1 知识表示的概念

1.1 知识表示方法



语义网络



产生式规则



框架系统



描述逻辑



本体



统计表示学习
 



1.2 知识表示的分类观点

(1)基于非逻辑的知识表示;

(2)基 于数理逻辑的知识表示;

(3)基 于统计学习的分布式知识表示。

1.3 知识表示的发展



2.1 语义网络

知识图谱入门学习笔记(二)-知识表示_知识图谱

优点:

1.表示自然,易于理解,应用广泛;

2.符合人类联想记忆;

3.结构化知识表示。

不足:

1.不严格:没有公认的逻辑基础;

2.难有效处理:网络形式具有灵活的特点,但

同时造成了处理和检索的低效率。

2.2 产生式系统

知识图谱入门学习笔记(二)-知识表示_json_02

优点:

1.自然性:符合人类表达因果关系的知识表示形式,表示直观、自然,便于进行推理。

2.模块性:产生式系统中的规则形式相同,易于模块化管理。

3.有效性:能表示确定性知识、不确定性知识、启发性知识、过程性知识等。

4.清晰性:格式固定,便于规则设计,易于对规则库中进行一致性、完整性检测。.

不足:

1.效率不高:匹配规则代价高,求解复杂问题容易造成组合爆炸。

2.不能表达具有结构性的知识:不能把具有结构关系的事物间的区别与联系表示出来

2.3 框架系统(Frame Systems)

框架:框架是知识表示的基本单位,描述对象(事物、事件或概念等)属性的数据结构。一个框

架由若千个“槽”(Slot)结构组成,每个槽又可分为若干个“侧面”(Facet)

槽:描述某一方面的属性

侧面:描述相应属性的一个方面,通常是一个属性值

知识图谱入门学习笔记(二)-知识表示_json_03

优点

1.框架对于知识的描述非常完整和全面;

2.基于框架的知识库质量非常高;

3.框架允许数值计算,优于当时其它表示语言;

不足

1。框架的构建成本非常高,对知识库的质量要求非

常高;

2.框架的表达形式不灵活,很难同其它形式的数据联合使用。(数据孤岛)

2.4概念图(Conceptual Graph)

知识图谱入门学习笔记(二)-知识表示_属性值_04

2.4.1 描述逻辑(Description Logic)

Horn子句

知识图谱入门学习笔记(二)-知识表示_json_05

知识图谱入门学习笔记(二)-知识表示_属性值_06

2.4.2 描述逻辑

描述逻辑的组成

概念(Concept):描述世界的抽象术语

关系(Role):概念之间的联系

实例(Individual):唯一个体

公理(Axiom):不证自明的命题

例如

知识图谱入门学习笔记(二)-知识表示_属性值_07

描述逻辑ALC的推理 没看懂

3.1 RDF(Resource Description Framework)

设计目的:

最低限度的约束,灵活地秒速信息,可用于Web

1.采用了基于三元组声明的图模型(图表示)

2.基于URI的可扩展词汇集(唯一标识)

3.基于XML的序列化语法编码(信息交换)

4.形式化的语义和可证明的推论(逻辑基础)

5.允许任何人发表任何资源的声明(开放 世界)


3.1.1 RDF模型

资源(Resource): URI标识的所有事物

文字(Literal):字符串或数据类型的值

属性(Property):描述资源特征、属性、或关系

声明(Statement):一个资源加.上属性及属性值

知识图谱入门学习笔记(二)-知识表示_json_08

3.1.2 RDF Schema(图解)

RDFS用于定义和描述词汇集

类: rdfs:Class

类层次: rdfs:subClassOf

实例定义: rdfs:type

属性定义: rdfs:range, rdfs:domain

属性层次: rdfs:subPropertyOf

知识图谱入门学习笔记(二)-知识表示_属性值_09

知识图谱入门学习笔记(二)-知识表示_知识表示_10

3.1.3 具体例子

关于一本书的RDF图

知识图谱入门学习笔记(二)-知识表示_属性值_11

关于Person类的RDF语言描述

知识图谱入门学习笔记(二)-知识表示_知识表示_12

3.1.4 RDF的不足

1.值域的定义: RDF(S)中通过rdfs:range定义了属性的值域,该值域是全局性的,无法说明该属性应用于某些具体的类时具有的特殊值域限制。

2.类、属性、个体的等价性: RDF(S)中 无法声明两个或多个类、属性和个体是等价还是不等。

3.不相交类的定义:在RDF(S)中 只能声明子类关系,如男人和女人都是人的子类,但无法声明这两个类是不相交的。

4.类的布尔结合定义:即通过类并、交和补的声明实现对某些类的结合,从而构建新类,如定义人类为男人和女人这两个类的并。

5.基数约束:即对某属性值可能或必须的取值范围进行约束,如说明一一个人有双亲(包括两个人),一门课至少有一名教师等。

6.关于属性特性的描述:即声明属性的某些特性,如传递性、函数性、对称性,以及声明一个属性是另一-个属性的逆属性等。

3.2 OWL (Web Ontology Language)

3.2,1 OWL的设计思想

1.扩展RDFS,语法规则采用RDFS/XML,语义严格遵循描述逻辑。

2.根据应用对表达能力和推理复杂度的不同要求,OWL提供了OWL DL和OWL Lite两种子语言。

3.为完全兼容RDFS,提供了OWL Full,其中包括了OWLDL的全部内容,但这也造成了OWL Full推理问题

是不可判定的。

知识图谱入门学习笔记(二)-知识表示_json_13

3.3 SPARQL

基于图匹配模型,使用了SELECT-FROM-WHERE句子,增强了图算子OPTIONAL

知识图谱入门学习笔记(二)-知识表示_属性值_14

3.4 JSON-LD(JSON for Linked Data)

知识图谱入门学习笔记(二)-知识表示_属性值_15

4 知识图谱统计表示学习(Representation Learning)

传统表示:

基于符号的三元组表示,不能捕获实体间的语义关系(显式+隐式)

不好直接利用各种机器学习模型进行分析和挖掘

统计学习表示:

给出一种统计上的分布式表示形式,

能捕获实体间的语义关系,特别是隐式关系

表示形式为向量,

能被各种机器学习模型直接使用。

4.1 自然语言中的表示学习

知识图谱入门学习笔记(二)-知识表示_属性值_16

4.2 知识图谱表示学习原理

知识图谱入门学习笔记(二)-知识表示_知识图谱_17

参考资料:


  • 知识图谱入门 (二) 知识表示与知识建模​
  • 东南大学的PPT