知識(shí)庫(kù)(數(shù)據(jù)庫(kù))

時(shí)間：2022-12-09 10:30:01 | 來(lái)源：信息時(shí)代

時(shí)間：2022-12-09 10:30:01 來(lái)源：信息時(shí)代

    知識(shí)庫(kù) : 一種基于知識(shí)的智能系統(tǒng),它利用計(jì)算機(jī)來(lái)表達(dá)、存儲(chǔ)和管理某種特定領(lǐng)域的知識(shí),并利用知識(shí)來(lái)解決該領(lǐng)域的問(wèn)題。知識(shí)庫(kù)也可說(shuō)是知識(shí)的集合,而知識(shí)通常包括知識(shí)概念、事實(shí)與規(guī)則。知識(shí)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)既有差異又相互聯(lián)系,兩者可統(tǒng)稱為信息庫(kù)。
知識(shí)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)及知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的概念是有區(qū)別的。
數(shù)據(jù)庫(kù)學(xué)術(shù)界把人工智能(AI)技術(shù)引入組成知識(shí)庫(kù),而人工智能學(xué)術(shù)界把數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)引入組成知識(shí)庫(kù)。因此,知識(shí)庫(kù)又稱智能數(shù)據(jù)庫(kù)或人工智能數(shù)據(jù)庫(kù)。兩種定義的側(cè)重點(diǎn)不同,數(shù)據(jù)庫(kù)利用AI技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)具有智能的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),主要是從邏輯程序設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)出發(fā),進(jìn)行知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的研究。將人工智能技術(shù)引入到數(shù)據(jù)庫(kù)中,以改進(jìn)和擴(kuò)充數(shù)據(jù)庫(kù)的性能,使之具有推理能力、語(yǔ)義知識(shí)、知識(shí)的獲取、知識(shí)和數(shù)據(jù)的管理等功能。從數(shù)據(jù)庫(kù)角度研究知識(shí)庫(kù),即在數(shù)據(jù)庫(kù)中加入推理規(guī)則,使數(shù)據(jù)庫(kù)具有推理功能。
按照J(rèn).D.Ullman早期對(duì)知識(shí)庫(kù)的定義: 知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)是具有兩種邏輯程序設(shè)計(jì)特征; 即既作為查詢語(yǔ)言又作為宿主語(yǔ)言的描述性語(yǔ)言,另外是支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要功能,如支持大批量的數(shù)據(jù)的高效存取、數(shù)據(jù)共享、并發(fā)控制及故障恢復(fù)等。而D.H.Warren對(duì)知識(shí)庫(kù)定義是: 知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)能有效處理一定規(guī)模的知識(shí)庫(kù),它至少應(yīng)有3500個(gè)謂詞,3萬(wàn)條規(guī)則和300～400萬(wàn)個(gè)以上事實(shí)組成,其總存儲(chǔ)量達(dá)到1GB的邏輯程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)。以上兩種定義代表了當(dāng)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)界專家對(duì)知識(shí)庫(kù)(智能數(shù)據(jù)庫(kù))的理解。而人工智能(AI)專家所理解的知識(shí)庫(kù)系統(tǒng),更為直接、廣泛,這樣的系統(tǒng)可稱為知識(shí)基系統(tǒng)或知識(shí)處理系統(tǒng)。這是利用人類所認(rèn)識(shí)的現(xiàn)有知識(shí)進(jìn)行推理、聯(lián)想、學(xué)習(xí)和問(wèn)題求解的智能計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng),即偏重于AI的知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)。此外,也可以將知識(shí)庫(kù)作為智能數(shù)據(jù)庫(kù)的一種新發(fā)展。
知識(shí)與數(shù)據(jù)在知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中區(qū)分是十分重要的。但有時(shí)知識(shí)與數(shù)據(jù)的區(qū)分又不太明顯,在一些模型中知識(shí)是信息,而在另一些模型中知識(shí)卻是數(shù)據(jù)。
管理知識(shí)庫(kù)的計(jì)算機(jī)軟件稱為知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)(knowledge base management system,KBMS),KBMS應(yīng)具有支持傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的一切功能,包括對(duì)數(shù)據(jù)、知識(shí)的有效的存取、事務(wù)處理等,并且有專門(mén)的描述語(yǔ)言對(duì)知識(shí)進(jìn)行操縱與處理。
知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)KBMS有下列特性: ①KBMS所管理的知識(shí)僅限于事實(shí)與規(guī)則兩種;②KBMS應(yīng)能管理大量的知識(shí);③KBMS所用的語(yǔ)言大多用謂詞邏輯表示; ④KBMS的核心是推理機(jī)構(gòu)。
知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)(knowledge base system,KBS)是資源的集成,包括知識(shí)庫(kù)及相應(yīng)存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)、知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)及相應(yīng)的機(jī)器、知識(shí)獲取機(jī)構(gòu)及相應(yīng)的工程人員及知識(shí)庫(kù)管理人員。
傳統(tǒng)的謂詞邏輯所表示的知識(shí)是一種完全的知識(shí),其推理是精確推理。在現(xiàn)實(shí)世界中,多數(shù)知識(shí)屬于不完全的知識(shí),其推理也多屬非精確推理。因此,近年來(lái)研究基于非經(jīng)典邏輯及非精確推理的知識(shí)庫(kù)已成為知識(shí)庫(kù)研究領(lǐng)域的重要內(nèi)容。圖1為知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)示意圖。

圖1 知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)示意圖

知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展大致經(jīng)歷了如下幾個(gè)階段:20世紀(jì)70年代在數(shù)據(jù)庫(kù)中引入人工智能,并提出演繹數(shù)據(jù)庫(kù)概念。演繹數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與演繹推理技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,能存儲(chǔ)與管理知識(shí)。80年代出現(xiàn)的基于謂詞邏輯的知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)具有存儲(chǔ)與管理大量知識(shí)的功能,它比演繹數(shù)據(jù)庫(kù)又前進(jìn)了一大步,隨后又出現(xiàn)了基于一階謂詞邏輯的邏輯數(shù)據(jù)語(yǔ)言,如Prolog、Datalog、NAIL!、LDL、eoRAL等,這些語(yǔ)言都是Horn子句的擴(kuò)充。90年代知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)在理論和實(shí)踐上都取得突破。這是由于數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與人工智能技術(shù)的有效結(jié)合而發(fā)展的結(jié)果。近年來(lái),知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)逐漸趨向成熟與實(shí)用,如斯坦福大學(xué)的NAIL!和MCC的LDL系統(tǒng)。知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的應(yīng)用主要包括: 決策支持系統(tǒng)(DSS)、圖形處理及CAD、專家系統(tǒng)、主動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、知識(shí)庫(kù)自動(dòng)生成工具和機(jī)器人等。
知識(shí)庫(kù)的發(fā)展趨勢(shì)目前主要表現(xiàn)在: 擴(kuò)大知識(shí)的表示與知識(shí)處理(推理)的范圍;非經(jīng)典邏輯、非精確推理、模糊邏輯的知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)研究;知識(shí)庫(kù)語(yǔ)言的改進(jìn)與擴(kuò)充、知識(shí)庫(kù)的查詢優(yōu)化算法、智能檢索和知識(shí)庫(kù)校驗(yàn)方法研究; 知識(shí)獲取與機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)庫(kù)求精與更新算法研究,以及知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展等。總之,知識(shí)庫(kù)的發(fā)展前景是廣闊的,新的課題不斷涌現(xiàn),例如,多級(jí)知識(shí)庫(kù)及綜合知識(shí)庫(kù)、黑板結(jié)構(gòu)、分布式知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)和多智能體協(xié)同工作系統(tǒng)的研究等。