人工智能中的过程性知识与陈述性知识

2025 年 4 月 1 日 | 6 分钟阅读

声明性知识和程序性知识是人工智能中理解和利用信息的两种方法。程序性知识是“如何”执行任务的知识,通常存储在算法或分步过程中,类似于人工智能如何通过遵循预定步骤来分类照片。它强调行动序列,对于机器学习和机器人等应用至关重要。相反,声明性知识是“知道什么”;它专注于关于世界的事实和信息,而不规定如何使用它们。知识库通常用于表示这种知识,这使得专家系统等系统能够使用已存储的数据来响应查询。人工智能系统可以通过平衡声明性知识和程序性知识来执行基于规则的活动并适应复杂的环境。

人工智能中的程序性知识是什么?

人工智能中的程序性知识指的是“如何”完成任务,通常嵌入在指令序列或算法中。与事实性的声明性知识不同,程序性知识侧重于面向行动的步骤或方法。在人工智能中,这些信息通过指导系统执行图像识别、游戏或疾病诊断等任务的指南、程序或算法付诸实践。在需要顺序行动和决策的任务中,它对于强化学习、机器人技术和自然语言处理等领域至关重要。例如,机器学习模型可以使用程序性知识来查找数据中的模式并根据这些模式生成预测。由于程序性知识允许人工智能系统适应、从经验中学习并通过重复试验提高性能,因此它可以复制人类的学习过程。

示例

人工智能中程序性知识的一个例子可以在下棋算法中看到。该算法遵循一系列规则和策略来确定游戏中的最佳走法。

  1. 初始设置: 算法首先确定当前的棋盘位置并理解每个棋子的位置。
  2. 走法生成: 根据国际象棋规则(例如每个棋子如何移动),它生成可能的走法。
  3. 评估函数: 算法使用一个评分系统,该系统考虑棋子价值、位置和可能威胁等因素来评估所有可能做出的走法。
  4. 搜索算法: 为了增加获胜几率,它使用诸如 Minimax 或 Alpha-Beta 剪枝等搜索策略来探索潜在的未来走法和反击。
  5. 决策: 最后,它决定哪个走法在评估后会产生最高分数,并将其放置在棋盘上。
    这个过程说明了程序性知识如何指导人工智能系统地处理和解决下棋问题。

程序性知识的优势

程序性知识具有多项优势,尤其是在需要面向任务的行动和分步过程的领域。它使人工智能系统能够通过遵循定义的序列有效地执行特定任务,使其非常适合机器人技术、自动化和机器学习等应用。通过从经验中学习,人工智能可以凭借这种知识逐渐提高其准确性和性能。程序性知识是灵活的,因为它可以改进或更新以提高系统在各种情况下的性能。此外,通过标准化操作,它保证了结果的一致性——这是游戏等应用中的一个关键特性,在这些应用中,结构化方法可以最大限度地提高结果和决策。

人工智能中的声明性知识是什么?

人工智能中的声明性知识是指“知道什么”;它包括可以表达和存储的关于外部世界的概念、事实和信息。声明性知识旨在理解关系、属性和数据,这与侧重于如何执行任务的程序性知识形成对比。它通常以本体、知识库或语义网络的形式表达,这使得人工智能系统能够访问和分析数据。例如,专家系统可以使用声明性知识存储有关医学疾病、症状和治疗的信息。这将允许系统根据用户的输入提出诊断建议。

通过使用这种知识,人工智能能够进行推理、回答查询和得出结论。人工智能可以通过利用声明性知识,变得更善于理解复杂领域并做出更好的决策。这使其成为智能代理和自然语言处理等应用的强大工具。

示例

人工智能中声明性知识的一个例子可以在医疗诊断系统中找到。该系统存储一个全面的知识库,其中包含各种医疗状况、症状和治疗的事实。

例如,系统可能包含以下信息:

  1. 状况: 糖尿病
  2. 症状: 口渴加剧、尿频、疲劳
  3. 治疗: 胰岛素治疗、饮食改变、运动

当用户输入症状时,系统会利用其声明性知识来识别与这些症状相关的潜在状况。它从其知识库中检索相关信息,从而提供可能的诊断建议。

声明性知识的优势

声明性知识提供了多项优势,特别是对于需要数据驱动推理和信息检索的人工智能系统。通过存储事实和结构化信息,它使系统能够进行推理、回答问题并提供上下文丰富的见解,而无需程序步骤。这种知识类型非常适合专家系统和自然语言处理等应用,在这些应用中,理解数据之间的关系至关重要。声明性知识还增强了灵活性,允许系统更新或扩展信息库,而无需更改底层过程。此外,它通过允许访问不同的信息源来支持更好的决策,使其在诊断和知识表示等领域具有价值。

声明性知识还促进了人工智能系统之间更轻松的知识共享和协作,因为事实和结构化信息可以轻松访问、解释和应用于各种上下文,而无需重新编程。这种可访问性使得更快地适应新领域,增强了复杂应用(如自主代理和推荐系统)的可伸缩性。此外,声明性知识提高了人工智能决策的透明度,因为它使用的信息和关系是明确和可解释的。

人工智能中程序性知识与声明性知识的区别

方面程序性知识陈述性知识
定义程序性知识是“知道如何”执行任务,以分步序列表示知识,用于解决特定问题或行动。声明性知识是“知道什么”——它涉及关于世界的事实和结构化信息,没有分步说明。
重点专注于完成任务所需的过程和行动序列,就像人工智能模型操作步骤的说明一样。强调领域内的事实、数据和关系,可以用于推理和推断,而无需直接行动。
表示通常编码在算法、工作流或条件规则中,允许系统系统地、可预测地执行任务。通过知识库、本体和语义网络表示,使系统更容易检索和处理信息。
应用应用于机器人或机器学习等领域,在这些领域中必须遵循特定的行动和步骤才能实现目标。用于专家系统和数据库,其中数据驱动的决策和理解是优先考虑的,例如在诊断中。
学习风格通过经验和试错获得,允许人工智能通过重复尝试提高其性能。通过可以查询或推断的结构化信息构建,促进复杂的推理而无需直接行动。
强度有效用于面向任务的问题解决和行动,在这些方面需要特定的流程才能成功。非常适合推理、回答问题和支持人工智能在需要丰富事实知识的领域。
示例一个人工智能国际象棋算法根据游戏状态遵循一系列步骤来做出最佳走法。一个包含疾病、症状和治疗事实的医疗诊断系统,允许根据输入提供建议。

结论

在人工智能中,程序性知识和声明性知识提供了独特的优势,它们共同拓宽了人工智能的能力。程序性知识,即人工智能的“诀窍”,允许系统通过预定义步骤执行任务,通过学习和经验改进行动。这在机器人技术等需要精确、行动驱动序列的领域,或在机器学习中,迭代步骤随时间优化性能的领域特别有益。它为依赖一致性和效率的面向任务的应用提供了结构化方法。

声明性知识,或“知其所以然”,通过为人工智能提供一个包含事实、概念和关系的强大数据库来补充这一点。它非常适合推理和推断,通过允许系统利用事实知识而不指定特定的行动序列,支持需要复杂决策的应用,例如诊断和自然语言处理。这种灵活性使系统能够轻松更新信息,适应新数据而无需程序更改。

总之,程序性知识和声明性知识共同构成了强大的基础,使人工智能系统具备执行任务的适应性和在各种复杂领域做出明智、数据驱动决策的推理能力。