人工智能原理及其应用

,第一章 人工智能概述,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,ARTIFICIAL INTELLIGENCE,人工智能原理及其应用,GOYAL990.NET,2001.9,第三章,确,确定,性,性推理,一、推,理,理的基,本,本概念,定义,推理：已知,事,事实,结,结论,知识推,理,理是指在,计,计算机,或,或智能,机,机器中,，,，在知,识,识表达,的,的基础,上,上，利,用,用形式,化,化的知,识,识模型,，,，进行,机,机器思,维,维求解,问,问题，,实,实现状,态,态转移,的,的智能,操,操作序,列,列。,策略,第三章,确,确定,性,性推理,基本问,题,题：推理,的,的方法,和,和控制,的,的策略,推理方,法,法及分,类,类,根据知,识,识表示,方,方式分,类,类,“图搜,索,索”方,法,法,如,如：,状,状态空,间,间法、,与,与或图,“逻辑,论,论证”,方,方法,如,如,：,：谓词,逻,逻辑等,推理算,法,法与推,理,理步骤,算法：完备,性,性,如,如宽,度,度优先,步骤：不完,备,备,如,如深,度,度优先,启发式,与,与非启,发,发式,启发性,知,知识：即解,决,决问题,的,的策略,、,、技巧,、,、窍门,等,等实践,经,经验和,知,知识。,例,例：瞎,子,子爬山,第三章,确,确定,性,性推理,按逻辑,基,基础,演绎推,理,理：一般到,个,个别三段论,归纳推,理,理：个别到,一,一般,完全归,纳,纳、不,完,完全归,纳,纳,枚举归,纳,纳、类,比,比归纳,等,等,默认（,缺,缺省）,推,推理：,知,知识不,完,完备,按知识,的,的确定,性,性,确定性,推,推理：,知,知识和,结,结论都,是,是精确,的,的,非确定,性,性推理,第三章,确,确定,性,性推理,按推理,过,过程的,单,单调性,单调推,理,理,非单调,推,推理：加入,新,新知识,会,会否定,原,原来推,出,出的结,论,论，使,推,推理过,程,程回退,控制策,略,略及分,类,类,推理的,控,控制策,略,略：指如,何,何使用,领,领域知,识,识使推,理,理过程,尽,尽快达,到,到目标,的,的策略,。,。,推理策,略,略：推理,方,方向控,制,制策略,、,、求解,策,策略、,限,限制策,略,略、冲,突,突消解,策,策略,搜索策,略,略（第五,章,章）：,推,推理线,路,路、推,理,理效果,、,、推理,效,效率,第三章,确,确定,性,性推理,正向推,理,理,知识库,、,、综合,数,数据库,、,、推理,机,机,正向推,理,理的过,程,程（图3-1,）,）,优点：直观,。,。适合,于,于诊断,、,、监控,、,、设计,、,、预测,等,等领域,。,。,缺点；推理,无,无明确,目,目标，,效,效率较,低,低。,逆向推,理,理,逆向推,理,理的过,程,程（图3-2,）,）,优点：目标,明,明确，,效,效率较,高,高,缺点：情况,不,不明时,，,，选择,假,假设目,标,标的盲,目,目性比,较,较大，,可,可能多,次,次提出,假,假设，,降,降低系,统,统效率,第三章,确,确定,性,性推理,混合推,理,理,方法,先正后,逆,逆（图3-3,）,）,先逆后,正,正（图3-4,）,）,双向（,图,图3-5）,适用场,合,合,事实不,够,够充分,正向推,理,理推出,的,的结论,可,可性度,不,不高,希望得,到,到更多,结,结论,第三章,确,确定,性,性推理,冲突消,解,解策略,基本思,想,想：对,可,可用知,识,识排序,特殊知,识,识优先,新鲜知,识,识优先,差异性,大,大的知,识,识优先,领域特,点,点优先,上下文,关,关系优,先,先,前提条,件,件少者,优,优先,第三章,确,确定,性,性推理,二、推,理,理的逻,辑,辑基础,基本概,念,念,谓词公,式,式的解,释,释,对所包,含,含的常,量,量、函,数,数、谓,词,词赋值,谓词公,式,式的永,真,真性与,可,可满足,性,性,非空个,体,体域上,的,的任一,解,解释（在D上永真）；任,何,何非空,个,个体域,（,（永真）,谓词公,式,式的等,价,价性与,永,永真蕴,含,含性,在D上等价与等价P,Q,永真,蕴,蕴含PQ,常用的,等,等价式,、,、永真,蕴,蕴含式（牢记）,第三章,确,确定,性,性推理,谓词公,式,式的范,式,式,前束范,式,式：,前,前缀,母,母式,置换与,合,合一,已知：W1(A),(,(x)(W1(x)W2(x),结论：W2(A),置换：,在,在表达,式,式中用,置,置换项,置,置换变,量,量。,t1/x1,t2,/,/x2,tn,/,/xn,量词串,无量词,公,公式,第三章,确,确定,性,性推理,置换的,例,例,置换的,合,合成(Ls1,),)s2,=,=L(s1s2),置换一,般,般不可,交,交换s1s2s2s1,例：,表达式P(x,g(y),c),置换s1=,f(y)/x,z,/,/y,s2=,a/x,b,/,/y,y/z,Ps1,=,=P(f(z,),),g,(,(z),c),Ps2,=,=P(a,g,(,(b),c),Ps1s2=P(f,(,(b),g(b),c)s1s2=,f(b)/x,b,/,/y,y/z,Ps2s1=P(a,g(b),c)s2s1=,a/x,b,/,/y,第三章,确,确定,性,性推理,合一：,寻,寻找项,对,对变量,的,的置换,，,，以使,表,表达式,一,一致。Pg,(,(x),f(y),B,Ph,(,(x),f(B),B不可合,一,一,尽管s=A/x,B/y是Px,f(y),B,Px,f(B),B的一个,合,合一者,，,，但是,最,最简单,的,的合一,者,者是g=B/y,最一般,(,(通用)合一者,(,(mgu,),)：置换最,少,少的变,量,量以使,表,表达式,一,一致。,分歧集,：,：,例：F=P(x,y,z),P(x,f(a),h(b,),)的分歧,集,集,D1=,y,f(a,),),D2=,z,h(b,),),第三章,确,确定,性,性推理,合一算,法,法(p89,),),例：,F=P(a,x,f(g,(,(y),),),P(z,h(z,u,),),f,(,(u),),),第三章,确,确定,性,性推理,三、自,然,然演绎,推,推理,已知事,实,实,结,结论,注意肯,定,定前件,、,、否定,后,后件的,错,错误,例3.8：,定义谓,词,词：Prog(x,),)Like(x,y,),)Lang(x),事实：Prog(x,),)Like(Wang,x),(x),(,(Lang(x)Prog(x,),),Lang(C,),),结论：Like(Wang,C),经典逻,辑,辑推理,规,规则,第三章,确,确定,性,性推理,四、归,结,结演绎,推,推理（Robinson消解原,理,理）,对前提P，结论Q，证明PQ永真,PQ与PQ等价,只需证,明,明（PQ）即P,Q不可满,足,足。,第三章,确,确定,性,性推理,子句集,概念,文字：原子谓,词,词公式,及,及其否,定,定,子句：任何文,字,字的析,取,取式,空子句NIL,：,：永假、,不,不可满,足,足,化为子,句,句集,消去蕴,涵,涵和等,价,价符号,减少否,定,定符号,的,的辖域,对变量,标,标准化,，,，保证,每,每个量,词,词有其,唯,唯一的,哑,哑元,消去存,在,在量词skolem函数,第三章,确,确定,性,性推理,化为前,束,束形前缀（,全,全称量,词,词串）母式（,元,元量词,公,公式）,把母式,化,化为合,取,取范式,消去全,称,称量词,消去连,词,词符号,更换变,量,量名称,第三章,确,确定,性,性推理,例,（x）P(x,),)(y),P(y)P(f,(,(x,y),(y)Q(x,y)P(y,),),第三章,确,确定,性,性推理,二、p93,98,:,:,只要求,记,记住两,条,条有用,的,的结论,：,：,原谓词,公,公式不,可,可满足,，,，其标,准,准子句,集,集则一,定,定不可,满,满足。,Herbrand(海伯伦,),)定理：子句,集,集S不可满,足,足的充,要,要条件,是,是存在,一,一个有,限,限的不,可,可满足,的,的基子,句,句集S。,第三章,确,确定,性,性推理,三、鲁,宾,宾逊（Robinson）归结,原,原理,基本思,想,想,否定结,论,论，加,入,入前提,子,子句集,，,，应用,归,归结原,理,理，是,否,否能导,出,出空子,句,句，若,存,存在，,证,证明否,定,定结论,错,错误，,即,即原结,论,论得证,。,。（反,证,证法）,实际上,归,归结原,理,理不仅,应,应用在,定,定理证,明,明，还,可,可应用,于,于问题,求,求解过,程,程。,归结原,理,理,互补文,字,字：P、,P,归结式,：,：分为,命,命题逻,辑,辑归结,和,和谓词,逻,逻辑归,结,结.,第三章,确,确定,性,性推理,命题逻,辑,辑归结,定义：,L1、L2分别是,子,子句C1、C2中的文,字,字，,并,并且L1、L2互补，,即,即L1,L2，将它,们,们从C1、C2中消去,，,，并将,两,两子句,余,余下部,分,分按析取关,系,系组成新,子,子句C12,，,，即归结式。C1、C2叫做亲本子,句,句。,例：p993,.,.15,、,、3.16、3.17,第三章,确,确定,性,性推理,定理：归结,式,式C12是亲本,子,子句C1和C2的逻辑,结,结论。,定理：子句,集,集S是不可,满,满足的,，,，当且,仅,仅当存,在,在一个,从,从S到空子,句,句的归,结,结过程,。,。,第三章,确,确定,性,性推理,归结反,演,演定理,证,证明过,程,程：,公式集S，目标公,式,式G,否定G，得到G,把G添加到S中去,新产生G，S化为子,句,句集,应用归,结,结原理,，,，力图,推,推导出,一,一个矛,盾,盾空子,句,句,例：p1013.18,第三章,确,确定,性,性推理,谓词逻,辑,辑归结,定义：对含,有,有变元,的,的子句C1、C2中文字L1、L2，如果L1、,L2存在最,一,一般合,一,一者,，则有,归,归结式,C12,C1L1,C2-L2,二元归,结,结式不,作,作要求,例：p102,谓词逻,辑,辑归结,反,反演定,理,理证明,例：p103105,第三章,确,确定,性,性推理,谓词逻,辑,辑归结,反,反演问,题,题求解,答案求,取,取涉及,到,到把一,棵,棵根部,有,有空子,句,句的反演树,变,变换为在根部,带,带有可,用,用作答,案,案的某,个,个语句,的,的一棵证明树,把由目,标,标公式,的,的否定,产,产生的,每,每个子,句,句添加,到,到目标,公,公式否,定,定的否,定,定的子,句,句中去,按照反,演,演树，,执,执行和,以,以前相,同,同的消,解,解，直,至,至在根,部,部得到,某,某个子,句,句止。,用根部,的,的子句,作,作为一,个,个回答,语,语句,例：p110,第三章,确,确定,性,性推理,归结演,绎,绎推理,的,的归结,策,策略,广度优,先,先策略,删除策,略,略：缩,小,小归结,范,范围,纯文字,删,删除法,重言式,删,删除法,包孕删,除,除法,限制策,略,略：加,入,入启发,信,信息，,减,减少盲,目,目性,支持集,策,策略,单文字,子,子句策,略,略,线性输,入,入策略,祖先过,滤,滤策略,第三章,作,作,业,业,P119:,3-1,、,、3-5、3,-,-9、3-10、3,-,-13,(,(1),(,(3),(,(5),、,、3-15,、,、3-18,、,、3-19,