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1、第第4章章 經(jīng)典邏輯推理經(jīng)典邏輯推理l4.1 推理的基本概念推理的基本概念l4.2 自然演繹推理自然演繹推理l4.3 歸結(jié)演繹推理歸結(jié)演繹推理l4.4 與與/或形演繹推理或形演繹推理1第第4章章 經(jīng)典邏輯推理經(jīng)典邏輯推理 l智能系統(tǒng)的推理過程實(shí)際上就是一種思維過程。智能系統(tǒng)的推理過程實(shí)際上就是一種思維過程。即運(yùn)用即運(yùn)用知識知識進(jìn)行推理來進(jìn)行推理來求解問題求解問題。l經(jīng)典邏輯推理是根據(jù)經(jīng)典邏輯（命題邏輯及一經(jīng)典邏輯推理是根據(jù)經(jīng)典邏輯（命題邏輯及一階謂詞邏輯）的邏輯規(guī)則進(jìn)行的一種推理。階謂詞邏輯）的邏輯規(guī)則進(jìn)行的一種推理。l由于這種推理是基于經(jīng)典邏輯的，其真值只有由于這種推理是基于經(jīng)典邏輯的，其真

2、值只有“真真”和和“假假”兩種，因此它是一種精確推理，或稱兩種，因此它是一種精確推理，或稱為為確定性確定性推理。推理。24.1 推理的基本概念推理的基本概念l4.1.1 推理方式及其分類推理方式及其分類l4.1.2 推理的控制策略推理的控制策略l4.1.3 模式匹配及其變量代換模式匹配及其變量代換34.1.1 推理方法及其分類推理方法及其分類1.按推理的邏輯基礎(chǔ)分類按推理的邏輯基礎(chǔ)分類l演繹推理演繹推理l歸納推理歸納推理l默認(rèn)推理默認(rèn)推理44.1.1 推理方法及其分類推理方法及其分類（1）演繹推理）演繹推理 演繹推理是從已知的一般性知識出發(fā)，去推出演繹推理是從已知的一般性知識出發(fā)，去推出蘊(yùn)含在

3、這些已知知識中的適合于某種個別情況的結(jié)蘊(yùn)含在這些已知知識中的適合于某種個別情況的結(jié)論。是一種由一般到個別的推理方法，其核心是三論。是一種由一般到個別的推理方法，其核心是三段論，段論，如如 假言推理、拒取式和假言三段論。假言推理、拒取式和假言三段論。5（1）演繹推理）演繹推理 例：例：假言三段論假言三段論 AB，BC AC 常用的三段論是由一個大前提、一個小前提和一常用的三段論是由一個大前提、一個小前提和一個結(jié)論這三部分組成的。個結(jié)論這三部分組成的。大前提大前提是已知的一般性知識或推理過程得到的判斷；是已知的一般性知識或推理過程得到的判斷；小前提小前提是關(guān)于某種具體情況或某個具體實(shí)例的判斷；是關(guān)

4、于某種具體情況或某個具體實(shí)例的判斷；結(jié)論結(jié)論是由大前提推出的，并且適合于小前提的判斷。是由大前提推出的，并且適合于小前提的判斷。4.1.1 推理方法及其分類推理方法及其分類64.1.1 推理方法及其分類推理方法及其分類（1）演繹推理）演繹推理例，有如下三個判斷：例，有如下三個判斷：計算機(jī)系的學(xué)生都會編程序；計算機(jī)系的學(xué)生都會編程序；（一般性知識）（一般性知識）程強(qiáng)是計算機(jī)系的一位學(xué)生；程強(qiáng)是計算機(jī)系的一位學(xué)生；（具體情況）（具體情況）程強(qiáng)會編程序。程強(qiáng)會編程序。（結(jié)論）（結(jié)論）這是一個三段論推理。這是一個三段論推理。其中，其中，是大前提，是大前提，是小前提；是小前提；是經(jīng)演繹推出來的結(jié)論。是經(jīng)

5、演繹推出來的結(jié)論?？梢?，其結(jié)論是蘊(yùn)含在大前提中的?？梢?，其結(jié)論是蘊(yùn)含在大前提中的。74.1.1 推理方法及其分類推理方法及其分類（2）歸納推理）歸納推理是一種由個別到一般的推理方法。從足夠多的事是一種由個別到一般的推理方法。從足夠多的事例中歸納出一般性結(jié)論的推理過程。例中歸納出一般性結(jié)論的推理過程。例如，設(shè)有如下事例：例如，設(shè)有如下事例：王強(qiáng)是計算機(jī)系學(xué)生，他會編程序；王強(qiáng)是計算機(jī)系學(xué)生，他會編程序；高華是計算機(jī)系學(xué)生，她會編程序；高華是計算機(jī)系學(xué)生，她會編程序；當(dāng)這些具體事例足夠多時，就可歸納出一個一般性的知識：當(dāng)這些具體事例足夠多時，就可歸納出一個一般性的知識：凡是計算機(jī)系的學(xué)生，就一定會

6、編程序。凡是計算機(jī)系的學(xué)生，就一定會編程序。84.1.1 推理方法及其分類推理方法及其分類演繹推理與歸納推理的區(qū)別演繹推理與歸納推理的區(qū)別 演繹推理演繹推理是在已知領(lǐng)域內(nèi)的一般性知識的前提是在已知領(lǐng)域內(nèi)的一般性知識的前提下，通過演繹求解一個具體問題或者證明一下，通過演繹求解一個具體問題或者證明一個結(jié)論的正確性。它所得出的結(jié)論實(shí)際上早個結(jié)論的正確性。它所得出的結(jié)論實(shí)際上早已蘊(yùn)含在一般性知識的前提中，演繹推理只已蘊(yùn)含在一般性知識的前提中，演繹推理只不過是將已有事實(shí)揭露出來，因此它不過是將已有事實(shí)揭露出來，因此它不能增不能增殖新知識殖新知識。歸納推理歸納推理所推出的結(jié)論是沒有包含在前提內(nèi)容所推出的結(jié)

7、論是沒有包含在前提內(nèi)容中的。這種由個別事物或現(xiàn)象推出一般性知中的。這種由個別事物或現(xiàn)象推出一般性知識的過程，識的過程，是增殖新知識是增殖新知識的過程。的過程。94.1.1 推理方法及其分類推理方法及其分類（3）默認(rèn)推理）默認(rèn)推理l默認(rèn)推理又稱為缺省推理，它是在知識不完全的默認(rèn)推理又稱為缺省推理，它是在知識不完全的情況下假設(shè)某些條件已經(jīng)具備所進(jìn)行的推理。情況下假設(shè)某些條件已經(jīng)具備所進(jìn)行的推理。l在默認(rèn)推理過程中，如果某一時刻發(fā)現(xiàn)原先所作在默認(rèn)推理過程中，如果某一時刻發(fā)現(xiàn)原先所作的默認(rèn)不正確，則就要撤消所作的默認(rèn)以及由此的默認(rèn)不正確，則就要撤消所作的默認(rèn)以及由此默認(rèn)推出的結(jié)論，重新按新情況進(jìn)行推理

8、。默認(rèn)推出的結(jié)論，重新按新情況進(jìn)行推理。104.1.1 推理方法及其分類推理方法及其分類2.按推理時所用知識的確定性按推理時所用知識的確定性（1）確定性推理）確定性推理確定性推理是指推理時所用的知識都是精確確定性推理是指推理時所用的知識都是精確的，推出的結(jié)論也是確定的，其真值或者為的，推出的結(jié)論也是確定的，其真值或者為真，或者為假，沒有第三種情況出現(xiàn)。真，或者為假，沒有第三種情況出現(xiàn)。（2）不確定性推理）不確定性推理不確定性推理是指推理時所用的知識不都是不確定性推理是指推理時所用的知識不都是精確的，推出的結(jié)論也不完全是肯定的，其精確的，推出的結(jié)論也不完全是肯定的，其真值位于真與假之間。（模糊集

9、）真值位于真與假之間。（模糊集）114.1.1 推理方法及其分類推理方法及其分類3.按推理過程中結(jié)論的單調(diào)性按推理過程中結(jié)論的單調(diào)性（1）單調(diào)推理）單調(diào)推理單調(diào)推理是指在推理過程中隨著推理過程向前推進(jìn)及新知識單調(diào)推理是指在推理過程中隨著推理過程向前推進(jìn)及新知識的進(jìn)入，的進(jìn)入，推出的結(jié)論呈單調(diào)增加的趨勢，并且越來推出的結(jié)論呈單調(diào)增加的趨勢，并且越來越接近最終目標(biāo)越接近最終目標(biāo)，在推理過程中不會出現(xiàn)反復(fù)的情況，在推理過程中不會出現(xiàn)反復(fù)的情況，即不會由于新知識的加入否定了前面推出的結(jié)論，從而使推即不會由于新知識的加入否定了前面推出的結(jié)論，從而使推理又退回到前面的某一步。理又退回到前面的某一步。（2）

10、非單調(diào)推理）非單調(diào)推理非單調(diào)推理是指在推理過程中非單調(diào)推理是指在推理過程中由于新知識的加入，不僅由于新知識的加入，不僅沒有加強(qiáng)已推出的結(jié)論，反而要否定它沒有加強(qiáng)已推出的結(jié)論，反而要否定它，使得推理退，使得推理退回到前面的某一步，重新開始。回到前面的某一步，重新開始。124.1.1 推理方法及其分類推理方法及其分類4.按推理過程中用到啟發(fā)性知識按推理過程中用到啟發(fā)性知識（1）啟發(fā)式推理）啟發(fā)式推理（2）非啟發(fā)式推理）非啟發(fā)式推理5.按方法論按方法論（1）基于知識的推理）基于知識的推理（2）直覺推理（常識性推理）直覺推理（常識性推理）6.按推理的簡繁程度按推理的簡繁程度（1）簡單推理）簡單推理（2

11、）復(fù)合推理）復(fù)合推理7.按結(jié)論是否具有必然性按結(jié)論是否具有必然性（1）必然性推理）必然性推理（2）或然性推理）或然性推理134.1.2 推理的控制策略推理的控制策略l推理的控制策略是指如何使用領(lǐng)域知識使推理的控制策略是指如何使用領(lǐng)域知識使推理過程盡快達(dá)到目標(biāo)的策略。推理過程盡快達(dá)到目標(biāo)的策略。l推理方向推理方向l搜索策略搜索策略l求解策略求解策略l沖突消解沖突消解l限制策略限制策略141、推理方向推理方向正向推理正向推理l從從已知事實(shí)出發(fā)、正向使用推理規(guī)則已知事實(shí)出發(fā)、正向使用推理規(guī)則，亦稱為數(shù)據(jù)驅(qū)動推理或前向鏈推理。，亦稱為數(shù)據(jù)驅(qū)動推理或前向鏈推理。l算法描述算法描述l(1)把用戶提供的初始

12、證據(jù)放入綜合數(shù)據(jù)庫；把用戶提供的初始證據(jù)放入綜合數(shù)據(jù)庫；l(2)檢查綜合數(shù)據(jù)庫中是否包含了問題的解，若已包含，則求解結(jié)束，并成功推出；檢查綜合數(shù)據(jù)庫中是否包含了問題的解，若已包含，則求解結(jié)束，并成功推出；否則執(zhí)行下一步；否則執(zhí)行下一步；l(3)檢查知識庫中是否有可用知識，若有，形成當(dāng)前可用知識集，執(zhí)行下一步；否則檢查知識庫中是否有可用知識，若有，形成當(dāng)前可用知識集，執(zhí)行下一步；否則轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)(5)。l(4)按照某種沖突消解策略，從當(dāng)前可用知識集中選出一條規(guī)則進(jìn)行推理，并將推出按照某種沖突消解策略，從當(dāng)前可用知識集中選出一條規(guī)則進(jìn)行推理，并將推出的新事實(shí)加入綜合數(shù)據(jù)庫種，然后轉(zhuǎn)的新事實(shí)加入綜合數(shù)據(jù)庫種

13、，然后轉(zhuǎn)(2)。l(5)詢問用戶是否可以進(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)加入綜合詢問用戶是否可以進(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)庫中，然后轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)庫中，然后轉(zhuǎn)(3)；否則表示無解，失敗退出。；否則表示無解，失敗退出。l至于如何根據(jù)綜合數(shù)據(jù)庫中的事實(shí)到知識庫中選取可用知識，當(dāng)知識庫中有多至于如何根據(jù)綜合數(shù)據(jù)庫中的事實(shí)到知識庫中選取可用知識，當(dāng)知識庫中有多條知識可用時應(yīng)該先使用那一條知識等。這些問題涉及到了知識的匹配方法和條知識可用時應(yīng)該先使用那一條知識等。這些問題涉及到了知識的匹配方法和沖突消解策略，以后將會分別討論。沖突消解策略，以后將會分別討論。l 其流

14、程圖如下：其流程圖如下：15把初始證據(jù)放入把初始證據(jù)放入DBDB中有解嗎？中有解嗎？KB中有可用知識嗎？中有可用知識嗎？形成可用知識集形成可用知識集可用知識集空嗎？可用知識集空嗎？按照沖突消解策略從該知識按照沖突消解策略從該知識集中選出一條知識進(jìn)行推理集中選出一條知識進(jìn)行推理 推出的是新事實(shí)嗎？推出的是新事實(shí)嗎？將新事實(shí)加入到將新事實(shí)加入到DB把用戶補(bǔ)充的新事把用戶補(bǔ)充的新事實(shí)加入到實(shí)加入到DB中中 用戶可補(bǔ)充新事實(shí)嗎？用戶可補(bǔ)充新事實(shí)嗎？失敗退出失敗退出 成功退出成功退出YNNYNNNYYY161、推理方向、推理方向正向推理正向推理l例例 請用正向推理完成以下問題的求解請用正向推理完成以下問

15、題的求解l 假設(shè)知識庫中包含有以下假設(shè)知識庫中包含有以下2條規(guī)則：條規(guī)則：l r1：IF B THEN Cl r2：IF A THEN Bl已知初始證據(jù)已知初始證據(jù)A，求證目標(biāo)，求證目標(biāo)C。l解：本例的推理過程如下：解：本例的推理過程如下：l推理開始前，綜合數(shù)據(jù)庫為空。推理開始前，綜合數(shù)據(jù)庫為空。l推理開始后，先把推理開始后，先把A放入綜合數(shù)據(jù)庫，然后檢查綜合數(shù)據(jù)庫中是否含有該問題的解，放入綜合數(shù)據(jù)庫，然后檢查綜合數(shù)據(jù)庫中是否含有該問題的解，回答為回答為“N”。l接著檢查知識庫中是否有可用知識，顯然接著檢查知識庫中是否有可用知識，顯然r2可用，形成僅含可用，形成僅含r2的知識集。從該知識的知識

16、集。從該知識集中取出集中取出r2，推出新的實(shí)事，推出新的實(shí)事B，將，將B加入綜合數(shù)據(jù)庫，檢查綜合數(shù)據(jù)庫中是否含有加入綜合數(shù)據(jù)庫，檢查綜合數(shù)據(jù)庫中是否含有目標(biāo)目標(biāo)C，回答為，回答為“N”。l再檢查知識庫中是否有可用知識，此時由于再檢查知識庫中是否有可用知識，此時由于B的加入使得的加入使得r1為可用，形成僅含為可用，形成僅含r1的的知識集。從該知識集中取出知識集。從該知識集中取出r1，推出新的實(shí)事，推出新的實(shí)事C，將，將C加入綜合數(shù)據(jù)庫，檢查綜合加入綜合數(shù)據(jù)庫，檢查綜合數(shù)據(jù)庫中是否含有目標(biāo)數(shù)據(jù)庫中是否含有目標(biāo)C，回答為，回答為“Y”。l它說明綜合數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)含有問題的解，推理成功結(jié)束，目標(biāo)它說明綜

17、合數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)含有問題的解，推理成功結(jié)束，目標(biāo)C得證。得證。17l正向推理的主要優(yōu)點(diǎn)正向推理的主要優(yōu)點(diǎn)l比較直觀，允許用戶主動提供有用的事實(shí)信息，適合于比較直觀，允許用戶主動提供有用的事實(shí)信息，適合于診斷、設(shè)計、預(yù)測、監(jiān)控等領(lǐng)域的問題求解。診斷、設(shè)計、預(yù)測、監(jiān)控等領(lǐng)域的問題求解。l正向推理的主要缺點(diǎn)正向推理的主要缺點(diǎn)l推理無明確目標(biāo)，求解問題是可能會執(zhí)行許多與解無關(guān)推理無明確目標(biāo)，求解問題是可能會執(zhí)行許多與解無關(guān)的操作，導(dǎo)致推理效率較低。的操作，導(dǎo)致推理效率較低。1、推理方向推理方向正向推理正向推理181、推理方向、推理方向 逆向推理逆向推理l從某個假設(shè)目標(biāo)出發(fā)，逆向使用規(guī)則從某個假設(shè)目標(biāo)出發(fā)

18、，逆向使用規(guī)則，亦稱為目標(biāo)驅(qū)動推理或逆向鏈推理。，亦稱為目標(biāo)驅(qū)動推理或逆向鏈推理。l算法描述：算法描述：l(1)將要求證的目標(biāo)（稱為假設(shè)）構(gòu)成一個假設(shè)集；將要求證的目標(biāo)（稱為假設(shè)）構(gòu)成一個假設(shè)集；l(2)從假設(shè)集中選出一個假設(shè)，檢查該假設(shè)是否在綜合數(shù)據(jù)庫中，若在，則該假設(shè)成從假設(shè)集中選出一個假設(shè)，檢查該假設(shè)是否在綜合數(shù)據(jù)庫中，若在，則該假設(shè)成立，此時，若假設(shè)集為空，則成功退出，否則仍執(zhí)行立，此時，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)庫中，；若該假設(shè)不在數(shù)據(jù)庫中，則執(zhí)行下一步；則執(zhí)行下一步；l(3)檢查該假設(shè)是否可由知識庫的某個知識導(dǎo)出，若不能由某個知識導(dǎo)出，則詢問用檢查

19、該假設(shè)是否可由知識庫的某個知識導(dǎo)出，若不能由某個知識導(dǎo)出，則詢問用戶該假設(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)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，再重新尋找新的假設(shè)，若不是，則轉(zhuǎn)據(jù)庫，再重新尋找新的假設(shè)，若不是，則轉(zhuǎn)(5)；若能由某個知識導(dǎo)出，則執(zhí)行下一；若能由某個知識導(dǎo)出，則執(zhí)行下一步；步；l(4)將知識庫中可以導(dǎo)出該假設(shè)的所有知識構(gòu)成一個可用知識集；將知識庫中可以導(dǎo)出該假設(shè)的所有知識構(gòu)成一個可用知識集；l(5)檢查可用知識集是否為空，若是，失敗退出；否則執(zhí)行下一步；檢查可用知識集是否為空，若是，失敗退出；否則執(zhí)行下一步；

20、l(6)按沖突消解策略從可用知識集中取出一個知識，繼續(xù)；按沖突消解策略從可用知識集中取出一個知識，繼續(xù)；l(7)將該知識的前提中的每個子條件都作為新的假設(shè)放入假設(shè)集，然后轉(zhuǎn)將該知識的前提中的每個子條件都作為新的假設(shè)放入假設(shè)集，然后轉(zhuǎn)(2)。l 其流程圖如下：其流程圖如下：19初始化初始化DB和假設(shè)集和假設(shè)集該假設(shè)是該假設(shè)是DB中的事實(shí)嗎？中的事實(shí)嗎？該假設(shè)能被該假設(shè)能被KB中中的知識導(dǎo)出嗎？的知識導(dǎo)出嗎？從假設(shè)集中取出一個假設(shè)從假設(shè)集中取出一個假設(shè)可用知識集空嗎？可用知識集空嗎？按照沖突消解策略從該按照沖突消解策略從該知識集中選出一條知識知識集中選出一條知識將該知識前提中的每個子條將該知識前提

21、中的每個子條件作為新的假設(shè)加入假設(shè)集件作為新的假設(shè)加入假設(shè)集該假設(shè)成立該假設(shè)成立并放入并放入DB還有新的假設(shè)嗎？還有新的假設(shè)嗎？失敗退出失敗退出成功退出成功退出YNYYNNNNY將將KB中所有能導(dǎo)出此假設(shè)的中所有能導(dǎo)出此假設(shè)的知識構(gòu)成一個可用知識集知識構(gòu)成一個可用知識集 詢問用戶有詢問用戶有此事實(shí)嗎？此事實(shí)嗎？該假設(shè)該假設(shè) 成立成立Y201、推理方向、推理方向逆向推理逆向推理l例例3.2 用逆向推理完成以下問題的求解用逆向推理完成以下問題的求解l 假設(shè)知識庫中包含有以下假設(shè)知識庫中包含有以下2條規(guī)則：條規(guī)則：l r1：IF B THEN Cl r2：IF A THEN Bl已知初始證據(jù)已知初始

22、證據(jù)A，求證目標(biāo)，求證目標(biāo)C。l推理開始前，綜合數(shù)據(jù)庫和假設(shè)集均為空。推理開始前，綜合數(shù)據(jù)庫和假設(shè)集均為空。l推理開始后，先將初始證據(jù)推理開始后，先將初始證據(jù)A和目標(biāo)和目標(biāo)C分別放入綜合數(shù)據(jù)庫和假設(shè)集，然后從假分別放入綜合數(shù)據(jù)庫和假設(shè)集，然后從假設(shè)集中取出一個假設(shè)設(shè)集中取出一個假設(shè)C，查找，查找C是否為綜合數(shù)據(jù)庫中的已知事實(shí)，回答為是否為綜合數(shù)據(jù)庫中的已知事實(shí)，回答為“N”。l再檢查再檢查C是否能被知識庫中的知識所導(dǎo)出，發(fā)現(xiàn)是否能被知識庫中的知識所導(dǎo)出，發(fā)現(xiàn)C可由可由r1導(dǎo)出導(dǎo)出，于是，于是r1被放入可被放入可用知識集。由于知識庫中只有用知識集。由于知識庫中只有r1可用，故可用知識集中僅含可用

23、，故可用知識集中僅含r1。l接著從可用知識集中取出接著從可用知識集中取出r1，將其前提條件，將其前提條件B作為新的假設(shè)放入假設(shè)集。從假設(shè)作為新的假設(shè)放入假設(shè)集。從假設(shè)集中取出集中取出B，檢查，檢查B是否為綜合數(shù)據(jù)庫中的實(shí)事，回答為是否為綜合數(shù)據(jù)庫中的實(shí)事，回答為“N”。再檢查。再檢查B是否能被是否能被知識庫中的知識所導(dǎo)出，發(fā)現(xiàn)知識庫中的知識所導(dǎo)出，發(fā)現(xiàn)B可由可由r2導(dǎo)出導(dǎo)出，于是，于是r2被放入可用知識集。由于被放入可用知識集。由于知識庫中只有知識庫中只有r2可用，故可用知識集中僅含可用，故可用知識集中僅含r2。l從可用知識集中取出從可用知識集中取出r2，將其前提條件，將其前提條件A作為新的假

24、設(shè)放入假設(shè)集。然后從假設(shè)作為新的假設(shè)放入假設(shè)集。然后從假設(shè)集中取出集中取出A，檢查，檢查A是否為綜合數(shù)據(jù)庫中的實(shí)事是否為綜合數(shù)據(jù)庫中的實(shí)事，回答為，回答為“Y”。l他說明該假設(shè)成立，由于無新的假設(shè)，故推理過程成功結(jié)束，于是目標(biāo)他說明該假設(shè)成立，由于無新的假設(shè)，故推理過程成功結(jié)束，于是目標(biāo)C得證。得證。211、推理方向、推理方向逆向推理逆向推理l逆向推理的主要優(yōu)點(diǎn)逆向推理的主要優(yōu)點(diǎn)l不必尋找和使用那些與假設(shè)目標(biāo)無關(guān)的信息和知識不必尋找和使用那些與假設(shè)目標(biāo)無關(guān)的信息和知識l推理過程的目標(biāo)明確推理過程的目標(biāo)明確l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。也有利于向用戶提供解釋，在診斷性專家

25、系統(tǒng)中較為有效。l逆向推理的主要缺點(diǎn)逆向推理的主要缺點(diǎn)l當(dāng)當(dāng)用用戶戶對對解解的的情情況況認(rèn)認(rèn)識識不不請請時時，由由系系統(tǒng)統(tǒng)自自主主選選擇擇假假設(shè)設(shè)目目標(biāo)標(biāo)的的盲盲目目性性比比較較大大，若若選選擇擇不不好好，可可能能需需要要多多次次提提出出假假設(shè)設(shè)，會會影影響系統(tǒng)效率。響系統(tǒng)效率。221、推理方向、推理方向混合推理混合推理l混合推理的概念混合推理的概念l把正向推理和逆向推理結(jié)合起來所進(jìn)行的推理稱為混合推理。是一種解把正向推理和逆向推理結(jié)合起來所進(jìn)行的推理稱為混合推理。是一種解決較復(fù)雜問題的方法。決較復(fù)雜問題的方法。l混合推理的應(yīng)用環(huán)境混合推理的應(yīng)用環(huán)境l已知事實(shí)不充分已知事實(shí)不充分l由正向推理得

26、出的結(jié)論可信度不高由正向推理得出的結(jié)論可信度不高l希望得到更多的結(jié)論希望得到更多的結(jié)論l混合推理的方法混合推理的方法l1.先正向后逆向先正向后逆向l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這些結(jié)果進(jìn)行證實(shí)或提高它們的可信度。向推理對這些結(jié)果進(jìn)行證實(shí)或提高它們的可信度。l2.先逆向后正向先逆向后正向l這種方法先進(jìn)行逆向推理，從假設(shè)目標(biāo)出發(fā)推出一些中間假設(shè)，然后再這種方法先進(jìn)行逆向推理，從假設(shè)目標(biāo)出發(fā)推出一些中間假設(shè)，然后再用正向推理對這些中間假設(shè)進(jìn)行證實(shí)。用正向推理對這些中間假設(shè)進(jìn)行證實(shí)。l3.雙向混合雙

27、向混合l是指正向推理和逆向推理同時進(jìn)行，使推理過程在中間的某一步結(jié)合起是指正向推理和逆向推理同時進(jìn)行，使推理過程在中間的某一步結(jié)合起來。來。231、推理方向、推理方向雙向推理雙向推理 l正向推理與逆向推理同時進(jìn)行，在推理過程中某一步驟正向推理與逆向推理同時進(jìn)行，在推理過程中某一步驟上上“碰頭碰頭”l其基本思想是：其基本思想是：l一方面根據(jù)已知事實(shí)進(jìn)行正向推理，但并不推到最終目標(biāo)；一方面根據(jù)已知事實(shí)進(jìn)行正向推理，但并不推到最終目標(biāo)；l另一方面從某假設(shè)目標(biāo)出發(fā)進(jìn)行逆向推理，但并不推至原始事另一方面從某假設(shè)目標(biāo)出發(fā)進(jìn)行逆向推理，但并不推至原始事實(shí)，而是讓它們在中途相遇，即由正向推理所得的中間結(jié)論恰實(shí)

28、，而是讓它們在中途相遇，即由正向推理所得的中間結(jié)論恰好是逆向推理此時所要求的證據(jù)，這時推理就可結(jié)束，逆向推好是逆向推理此時所要求的證據(jù)，這時推理就可結(jié)束，逆向推理的假設(shè)就是推理的最終結(jié)論。理的假設(shè)就是推理的最終結(jié)論。242.2.求解策略求解策略l所謂推理的求解策略是指，推理是只求一個解，所謂推理的求解策略是指，推理是只求一個解，還是求所有解以及最優(yōu)解等。還是求所有解以及最優(yōu)解等。l例如前述的正向推理只用于求一個解，只要略例如前述的正向推理只用于求一個解，只要略加修改就可用來求所有解。加修改就可用來求所有解。253.3.限制策略限制策略l為了防止無窮的推理過程，以及由于推理過程為了防止無窮的推理

29、過程，以及由于推理過程太長從而增加時間及空間的復(fù)雜性，可在控制太長從而增加時間及空間的復(fù)雜性，可在控制策略中指定推理的限制條件，以對推理的深度、策略中指定推理的限制條件，以對推理的深度、寬度、時間、空間等進(jìn)行限制。寬度、時間、空間等進(jìn)行限制。26l在推理過程中，系統(tǒng)要不斷地用當(dāng)前已知的事實(shí)與知識庫中的在推理過程中，系統(tǒng)要不斷地用當(dāng)前已知的事實(shí)與知識庫中的知識進(jìn)行匹配，此時可能發(fā)生有多個知識匹配成功，稱這種情知識進(jìn)行匹配，此時可能發(fā)生有多個知識匹配成功，稱這種情況為發(fā)生了沖突。況為發(fā)生了沖突。l基本任務(wù)：基本任務(wù)：l解決沖突，選擇其中的一條規(guī)則來執(zhí)行。解決沖突，選擇其中的一條規(guī)則來執(zhí)行。l基本思

30、想：基本思想：對知識進(jìn)行排序?qū)χR進(jìn)行排序l按針對性排序按針對性排序l按匹配度進(jìn)行排序按匹配度進(jìn)行排序l根據(jù)領(lǐng)域問題的特點(diǎn)進(jìn)行排序根據(jù)領(lǐng)域問題的特點(diǎn)進(jìn)行排序4.沖突消解策略沖突消解策略274.1.3 模式匹配及其變量代換模式匹配及其變量代換l模式匹配是指兩個知識模式（如兩個謂詞公式、兩個框架模式匹配是指兩個知識模式（如兩個謂詞公式、兩個框架片斷等）的比較，檢查這兩個知識模式是否完全一致或近片斷等）的比較，檢查這兩個知識模式是否完全一致或近似一致。如果兩者完全一致，或者雖不完全一致但其相似似一致。如果兩者完全一致，或者雖不完全一致但其相似程度落在指定的限度內(nèi)，就稱它們是可匹配的，否則為不程度落在

31、指定的限度內(nèi)，就稱它們是可匹配的，否則為不可匹配?？善ヅ?。l按匹配時兩個知識模式的相似程度劃分，模式匹配可分為：按匹配時兩個知識模式的相似程度劃分，模式匹配可分為：l確定性匹配確定性匹配l不確定性匹配不確定性匹配284.1.3 模式匹配及其變量代換模式匹配及其變量代換l確定性匹配確定性匹配是指兩個知識模式完全一致，或者經(jīng)是指兩個知識模式完全一致，或者經(jīng)過變量代換后變得完全一致。過變量代換后變得完全一致。l例如，設(shè)有如下兩個知識模式：例如，設(shè)有如下兩個知識模式：P1：Father（李四，李小四）（李四，李小四）and Man(李小四李小四)P2：Father(x,y)and Man(y)l若用若

32、用“李四李四”代換變量代換變量x，用，用“李小四李小四”代換變量代換變量y，則則P1與與P2就變得完全一致。就變得完全一致。l不確定性匹配不確定性匹配是指兩個知識模式不完全一致，但是指兩個知識模式不完全一致，但從總體上看，它們的相似程度又落在規(guī)定的限度從總體上看，它們的相似程度又落在規(guī)定的限度內(nèi)。內(nèi)。294.1.3 模式匹配及其變量代換模式匹配及其變量代換l代換（置換）代換（置換）可簡單的理解為是在一個謂詞公式中可簡單的理解為是在一個謂詞公式中用置換項(xiàng)去替換變量。用置換項(xiàng)去替換變量。l定義定義3.1代換（置換）是形如代換（置換）是形如l t1/x1,t2/x2,tn/xnl的有限集合。其中，的

33、有限集合。其中，t1,t2,tn是項(xiàng)；是項(xiàng)；x1,x2,xn是互是互不相同的變元；不相同的變元；ti/xi表示用表示用ti替換替換xi。并且要求。并且要求ti與與xi不能相同，不能相同，xi不能循環(huán)地出現(xiàn)在另一個不能循環(huán)地出現(xiàn)在另一個ti中。中。304.1.3 模式匹配及其變量代換模式匹配及其變量代換l例如例如，a/x,c/y,f(b)/z 是一個置換。是一個置換。l但但g(y)/x,f(x)/y不是一個置換。不是一個置換。l原因是它在原因是它在x與與y之間出現(xiàn)了循環(huán)置換現(xiàn)象。即當(dāng)用之間出現(xiàn)了循環(huán)置換現(xiàn)象。即當(dāng)用g(y)置置換換x,用用f(g(y)置換置換y時，既沒有消去時，既沒有消去x，也沒有消去，也沒有消去y。l若改為若改為g(a)/x,f(x)/y即可，即可，l原因是用原因是用g(a)置換置換x，用，用f(g(a)置換置換y，則消去了，則消去了x和和y。l通常，置換是用希臘字母通常，