语义网络概述
语义网络是一种用实体及其语义关系来表达知识的有向图。
- 结点：代表实体，表示事物、概念、情况、属性、状态、事件、动作等
- 弧：代表语义关系，表示所连两个实体之间的语义联系，必须带有标识
- 语义基元:语义网络中最基本的语义单元称为语义基元，可用三元组表示为：（结点1，弧，结点2）
- 基本网元:指一个语义基元对应的有向图，是语义网络中最基本的结构单元。
- 基本语义关系
- 实例关系：体现的是“具体与抽象”的概念，含义为“是一个”，表示一个事物是另一个事物的一个实例。例“李刚是一个人”。
- 分类关系：也称泛化关系，体现的是“子类与超类”的概念，含义为“是一种”，表示一个事物是另一个事物的一种类型。例“机器人是一种机器”。
- 成员关系：体现的是“个体与集体”的关系，含义为“是一员”，表示一个事物是另一个事物的一个成员。例“张强是共青团员”。
- 属性关系：指事物和其属性之间的关系例如：“鸟有翅膀”。常用的有：
- Have：含义为“有”，表示一个结点具有另一个结点所描述的属性
- Can：含义为“能”、“会”，表示一个结点能做另一个结点的事情
- 包含关系（聚类关系）：指具有组织或结构特征的“部分与整体”之间的关系。例如，“大脑是人体的一部分”，再如，“黑板是墙体的一部分”。常用的包含关系是：
- Part-of：含义为“是一部分”，表示一个事物是另一个事物的一部分。
- 时间关系：指不同事件在其发生时间方面的先后次序关系。如：“伦敦奥运会在北京奥运会之后”。常用的时间关系有：
- Before：含义为“在前”
- After: 含义为“在后”
- 位置关系：指不同事物在位置方面的关系。如，“书在桌子上”。常用的有：
- Located-on：含义为“在…上面”。
- Located-under：含义为“在…下面”
- Located-at：含义为“在…”
- 相近关系：指不同事物在形状、内容等方面相似或接近。如，“猫似虎”。常用的相近关系有：
- Similar-to：含义为“相似”
- Near-to：含义为“接近”
- 关系的特性：属性的继承性，即处在具体层的结点可以继承抽象层结点的所有属性。（体现在实例关系、分类关系和成员关系中）
- 聚类关系与实例、分类、成员关系的主要区别聚类关系一般不具备属性的继承性。如上例，大脑不一定具有人的各种属性。黑板也不具有墙的各种属性。
语义网络表示
事物和概念的表示
表示一元关系
一元关系是指可以用一元谓词P(x)表示的关系。谓词P说明实体的性质、属性等。常用：“是”、“有”、“会”、“能”等语义关系来说明。如，“雪是白的” 。
例：用语义网络表示“动物能运动、会吃” 。 
表示二元关系
二元关系是指可用二元谓词P(x,y)表示的关系。其中，x,y为实体，P为实体之间的关系。单个二元关系可直接用一个基本网元来表示。复杂关系，可通过一些相对独立的二元或一元关系的组合来实现。
例：用语义网络表示：动物能运动、会吃。鸟是一种动物，鸟有翅膀、会飞。鱼是一种动物，鱼生活在水中、会游泳。
表示多元关系
用语义网络表示多元关系时，可把它转化为一个或多个二员关系的组合，然后再利用下一节讨论的合取关系的表示方法，把这种多元关系表示出来。
情况的表示
西蒙提出了增加情况和动作结点的描述方法。
例：用语义网络表示：“小燕子这只燕子从春天到秋天占有一个巢” 解：需要设立一个占有权结点，表示占有物和占有时间等。
事件和动作的表示
用这种方法表示事件或动作时，需要设立一个事件节点或动作结点。其中，事件节点由一些向外引出的弧来指出事件行为及发出者与接受者。动作结点由一些向外引出的弧来指出动作的主体与客体。
例：用于语义网络表示：“常河给江涛一个优盘” 解：用事件结点节点表示下所示
用动作结点节点表示如下所示
语义网络推理
用语义网络表示知识的问题求解系统主要由两大部分所组成，一部分是由语义网络构成的知识库，另一部分是用于问题求解的推理机构。语义网络的推理过程主要有两种，一种是继承，另一种是匹配。
继承
概念
是指把对事物的描述从抽象结点传递到实例结点。通过继承可以得到所需结点的一些属性值，它通常是沿着ISA、AKO等继承弧进行的。
过程
- 建立一个结点表，用来存放待求解结点和所有以ISA、AKO等继承弧与此结点相连的那些结点。初始情况下，表中只有待求解结点。
- 检查表中的第一个结点是否是有继承弧。如果有，就把该弧所指的所有结点放入结点表的末尾，记录这些结点的所有属性，并从结点表中删除第一个结点。如果没有继承弧，仅从结点表中删除第一个结点。
- 重复(2)，直到结点表为空。此时，记录下来的所有属性都是待求解结点继承来的属性。
例子
在前面所示的语义网络中，通过继承关系可以得到“鸟”具有“会吃”、“能运动”的属性。
匹配
概念
匹配是指在知识库的语义网络中寻找与待求解问题相符的语义网络模式。
过程
- 根据待求解问题的要求构造一个网络片断，该网络片断中有些结点或弧的标识是空的，称为询问处，它反映的是待求解的问题。
- 根据该语义片断到知识库中去寻找所需要的信息。
- 当待求解问题的网络片断与知识库中的某语义网络片断相匹配时，则与询问处相匹配的事实就是问题的解。
例子
用语义网络表示：王强是理想公司的经理；理想公司在中关村；王强28岁。 解：其表示如图所示
假设上图的语义网络已在知识库中，问王强在哪个公司工作？可构造如如下语义网络片断。 
当用该语义网络片断与图2-18所示的语义网络进行匹配时，由“Work-for”弧所指的结点可知，职员王强工作在“理想公司”，这就得到了问题的答案。若还想知道职员王强的其它情况，则可在语义网络中增加相应的空结点。
语义网络表示的特点
- 主要优点：
- 结构性：把事物的属性以及事物间的各种语义联系显式地表示出来，是一种结构化的知识表示方法。在这种方法中，下层结点可以继承、新增、变异上层结点的属性。
- 联想性：本来是作为人类联想记忆模型提出来的，它着重强调事物间的语义联系，体现了人类的联想思维过程。
- 自然性：语义网络可以比较直观把知识表示出来，符合人们表达事物间关系的习惯。
- 主要缺点：
- 非严格性：没有象谓词那样严格的形式表示体系，一个给定语义网络的含义完全依赖于处理程序对它所进行的解释，通过语义网络所实现的推理不能保证其正确性。
- 复杂性：语义网络表示知识的手段是多种多样的，这虽然对其表示带来了灵活性，但同时也由于表示形式的不一致，使得它的处理增加了复杂性。