一、推理的基本概念

按照推理過(guò)程中所用知識(shí)的確定性，推理可分為確定性推理和不確定性推理

1.推理的基本概念

推理：在現(xiàn)實(shí)生活中，人們對(duì)各種事務(wù)進(jìn)行分析、綜合并最后做出決策，通常是已知的事實(shí)出發(fā)，通過(guò)運(yùn)用已掌握的知識(shí)，找出其中蘊(yùn)含的事實(shí)或歸納出新的知識(shí)，這一過(guò)程通常稱為推理。

推理機(jī)：在人工智能系統(tǒng)中，推理通常是由一組程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的，人們把這一組用來(lái)控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)推理過(guò)程的程序成為推理機(jī)。

2.推理方法及分類

推理方法主要解決前提和結(jié)論的邏輯關(guān)系以及在不確定推理中不確定的傳遞問(wèn)題。推理有很多不同分類方法，例如，可以按照推理的邏輯基礎(chǔ)、所用知識(shí)的確定性、推理過(guò)程的單調(diào)性以及是否使用啟發(fā)性信息等角度劃分。

3.推理的控制策略及其分類

推理的控制策略:推理的控制策略是指如何使用領(lǐng)域知識(shí)使推理過(guò)程盡快達(dá)到目標(biāo)的策略。

推理控制策略的分類

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4.正向推理

ⅰ定義:一種從已知事實(shí)出發(fā)，正向使用推理規(guī)則的推理方法，亦稱為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)推理或前向鏈推理。

ⅱ算法描述

(1)把用戶提供的初始證據(jù)放入綜合數(shù)據(jù)庫(kù);

(2)檢查綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中是否包含了問(wèn)題的解，若已包含，則求解結(jié)束，并成功推出;否則執(zhí)行下一步;

(3)檢查知識(shí)庫(kù)中是否有可用知識(shí)，若有，形成當(dāng)前可用知識(shí)集，執(zhí)行下一步;否則轉(zhuǎn)(5)。

(4)按照某種沖突消解策略，從當(dāng)前可用知識(shí)集中選出一條規(guī)則進(jìn)行推理，并將推出的新事實(shí)加入綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，然后轉(zhuǎn)(2)。

(5)詢問(wèn)用戶是否可以進(jìn)一步補(bǔ)充新的事實(shí)，若可補(bǔ)充，則將補(bǔ)充的新事實(shí)加入綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中，然后轉(zhuǎn)(3);否則表示無(wú)解，失敗退出。

ⅲ優(yōu)缺點(diǎn)

正向推理的主要優(yōu)點(diǎn)——比較直觀，允許用戶主動(dòng)提供有用的事實(shí)信息，適合于診斷、設(shè)計(jì)、預(yù)測(cè)、監(jiān)控等領(lǐng)域的問(wèn)題求解。

正向推理的主要缺點(diǎn)——推理無(wú)明確目標(biāo)， 求解問(wèn)題是可能會(huì)執(zhí)行許多與解.無(wú)關(guān)的操作，導(dǎo)致推理效率較低。

5.逆向推理

ⅰ定義:一種從某個(gè)假設(shè)目標(biāo)出發(fā)，逆向使用規(guī)則的推理方法，亦稱為目標(biāo)驅(qū)動(dòng)推理或逆向鏈推理。

ⅱ算法描述

(1)將問(wèn)題的初始證據(jù)和要求證的目標(biāo)(稱為假設(shè))分別構(gòu)成一個(gè)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)和假設(shè)集;

(2)從假設(shè)集中選出一個(gè)假設(shè)，檢查該假設(shè)是否在綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中，若在，則該假設(shè)成立，此時(shí)，若假設(shè)集為空，則成功退出，否則仍執(zhí)行(2);若該假設(shè)不在數(shù)據(jù)庫(kù)中，則執(zhí)行下一步;

(3)檢查該假設(shè)是否可由知識(shí)庫(kù)的某個(gè)知識(shí)導(dǎo)出，若不能由某個(gè)知識(shí)導(dǎo)出，則詢問(wèn)用戶該假設(shè)是否為可由用戶證實(shí)的原始事實(shí)，若是，該假設(shè)成立，并將其放入綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，再重新尋找新的假設(shè)，若不是，則轉(zhuǎn)(5);若能由某個(gè)知識(shí)導(dǎo)出，則執(zhí)行下一步;

(4)將知識(shí)庫(kù)中可以導(dǎo)出該假設(shè)的所有知識(shí)構(gòu)成一個(gè)可用知識(shí)集;

(5)檢查可用知識(shí)集是否為空，若是，失敗退出;否則執(zhí)行下一步;

(6)按沖突消解策略從可用知識(shí)集中取出一個(gè)知識(shí)，繼續(xù);

(7)將該知識(shí)的前提中的每個(gè)子條件都作為新的假設(shè)放入假設(shè)集，然后轉(zhuǎn)(2)。

ⅲ優(yōu)缺點(diǎn)

逆向推理的主要優(yōu)點(diǎn)——不必尋找和使用那些與假設(shè)目標(biāo)無(wú)關(guān)的信息和知識(shí)，推理過(guò)程的目標(biāo)明確，也有利于向用戶提供解釋，在診斷性專家系統(tǒng)中較為有效。

逆向推理的主要缺點(diǎn)——當(dāng)用戶對(duì)解的情況認(rèn)識(shí)不請(qǐng)時(shí)，由系統(tǒng)自主選擇假設(shè)目標(biāo)的盲目性比較大，若選擇不好，可能需要多次提出假設(shè)，會(huì)影響系統(tǒng)效率。

6.混合推理

定義:把正向推理和逆向推理結(jié)合起來(lái)所進(jìn)行的推理稱為混合推理。

混合推理的方法

1)先正向后逆向:這種方法先進(jìn)行正向推理，從已知事實(shí)出發(fā)推出部分結(jié)果，然后再用逆向推理對(duì)這些結(jié)果進(jìn)行證實(shí)或提高它們的可信度。

2)先逆向后正向:這種方法先進(jìn)行逆向推理，從假設(shè)目標(biāo)出發(fā)推出一一些中間假設(shè)，然后再用正向推理對(duì)這些中間假設(shè)進(jìn)行證實(shí)。

3)雙向混合:是指正向推理和逆向推理同時(shí)進(jìn)行，使推理過(guò)程在中間的某一步結(jié)合起來(lái)。

二、推理的邏輯基礎(chǔ)

1.謂詞公式

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?2.置換與合一

在不同謂詞公式中，往往會(huì)出現(xiàn)謂詞名相同但其個(gè)體不同的情況，此時(shí)推理過(guò)程是不能直接進(jìn)行匹配的，需要先進(jìn)行置換。例如，可根據(jù)全稱固化推理和假言推理由謂詞公式W1(A)和(Vx)(W1(x)→W2(x))，推出W2(A)。對(duì)謂詞W1(A)可看作是由全程固化推理(即(Vx)(W1(x)→W1(A))推出的，其中A是任一個(gè)體常量。要使用假言推理，首先需要找到項(xiàng)A對(duì)變?cè)獂的置換，使W1(A)與W1(x)一致。這種尋找項(xiàng)對(duì)變?cè)闹脫Q，使謂詞一致的過(guò)程叫做合一的過(guò)程。

三、自然演繹推理

從一組已知為真的事實(shí)出發(fā)，直接運(yùn)用經(jīng)典邏輯中的推理規(guī)則推出結(jié)論的過(guò)程稱為自然演繹推理。自然演繹推理最基本的推理規(guī)則是三段論推理，它包括:假言推理、拒取式推理和假言三段論等。

在自然演繹推理中，需要避免兩類錯(cuò)誤:肯定后件的錯(cuò)誤和否定前件的錯(cuò)誤。

優(yōu)點(diǎn):定理證明過(guò)程自然，易于理解，并且有豐富的推理規(guī)則可用。缺點(diǎn):是容易產(chǎn)生知識(shí)爆炸，推理過(guò)程中得到的中間結(jié)論一般按指數(shù)規(guī)律遞增，對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題的推理不利，甚至難以實(shí)現(xiàn)。

四、歸結(jié)演繹推理

歸結(jié)演繹推理是一種基于魯賓遜歸結(jié)原理的機(jī)器推理技術(shù)。魯賓遜歸結(jié)原理亦稱為消解原理，是魯賓遜于1965年在海伯倫理論的基礎(chǔ)上提出的一種基于邏輯的“反證法”。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的第四章——确定性推理的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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