一、推理的基本概念

按照推理過程中所用知識的確定性，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：在現實生活中，人們對各種事務進行分析、綜合并最后做出決策，通常是已知的事實出發，通過運用已掌握的知識，找出其中蘊含的事實或歸納出新的知識，這一過程通常稱為推理。

推理機：在人工智能系統中，推理通常是由一組程序來實現的，人們把這一組用來控制計算機實現推理過程的程序成為推理機。

2.推理方法及分類

推理方法主要解決前提和結論的邏輯關系以及在不確定推理中不確定的傳遞問題。推理有很多不同分類方法，例如，可以按照推理的邏輯基礎、所用知識的確定性、推理過程的單調性以及是否使用啟發性信息等角度劃分。

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域知識使推理過程盡快達到目標的策略。

推理控制策略的分類

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4.正向推理

ⅰ定義:一種從已知事實出發，正向使用推理規則的推理方法，亦稱為數據驅動推理或前向鏈推理。

ⅱ算法描述

(1)把用戶提供的初始證據放入綜合數據庫;

(2)檢查綜合數據庫中是否包含了問題的解，若已包含，則求解結束，并成功推出;否則執行下一步;

(3)檢查知識庫中是否有可用知識，若有，形成當前可用知識集，執行下一步;否則轉(5)。

(4)按照某種沖突消解策略，從當前可用知識集中選出一條規則進行推理，并將推出的新事實加入綜合數據庫，然后轉(2)。

(5)詢問用戶是否可以進一步補充新的事實，若可補充，則將補充的新事實加入綜合數據庫中，然后轉(3);否則表示無解，失敗退出。

ⅲ優缺點

正向推理的主要優點——比較直觀，允許用戶主動提供有用的事實信息，適合于診斷、設計、預測、監控等領域的問題求解。

正向推理的主要缺點——推理無明確目標， 求解問題是可能會執行許多與解.無關的操作，導致推理效率較低。

5.逆向推理

ⅰ定義:一種從某個假設目標出發，逆向使用規則的推理方法，亦稱為目標驅動推理或逆向鏈推理。

ⅱ算法描述

(1)將問題的初始證據和要求證的目標(稱為假設)分別構成一個綜合數據庫和假設集;

(2)從假設集中選出一個假設，檢查該假設是否在綜合數據庫中，若在，則該假設成立，此時，若假設集為空，則成功退出，否則仍執行(2);若該假設不在數據庫中，則執行下一步;

(3)檢查該假設是否可由知識庫的某個知識導出，若不能由某個知識導出，則詢問用戶該假設是否為可由用戶證實的原始事實，若是，該假設成立，并將其放入綜合數據庫，再重新尋找新的假設，若不是，則轉(5);若能由某個知識導出，則執行下一步;

(4)將知識庫中可以導出該假設的所有知識構成一個可用知識集;

(5)檢查可用知識集是否為空，若是，失敗退出;否則執行下一步;

(6)按沖突消解策略從可用知識集中取出一個知識，繼續;

(7)將該知識的前提中的每個子條件都作為新的假設放入假設集，然后轉(2)。

ⅲ優缺點

逆向推理的主要優點——不必尋找和使用那些與假設目標無關的信息和知識，推理過程的目標明確，也有利于向用戶提供解釋，在診斷性專家系統中較為有效。

逆向推理的主要缺點——當用戶對解的情況認識不請時，由系統自主選擇假設目標的盲目性比較大，若選擇不好，可能需要多次提出假設，會影響系統效率。

6.混合推理

定義:把正向推理和逆向推理結合起來所進行的推理稱為混合推理。

混合推理的方法

1)先正向后逆向:這種方法先進行正向推理，從已知事實出發推出部分結果，然后再用逆向推理對這些結果進行證實或提高它們的可信度。

2)先逆向后正向:這種方法先進行逆向推理，從假設目標出發推出一一些中間假設，然后再用正向推理對這些中間假設進行證實。

3)雙向混合:是指正向推理和逆向推理同時進行，使推理過程在中間的某一步結合起來。

二、推理的邏輯基礎

1.謂詞公式

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?2.置換與合一

在不同謂詞公式中，往往會出現謂詞名相同但其個體不同的情況，此時推理過程是不能直接進行匹配的，需要先進行置換。例如，可根據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是任一個體常量。要使用假言推理，首先需要找到項A對變元x的置換，使W1(A)與W1(x)一致。這種尋找項對變元的置換，使謂詞一致的過程叫做合一的過程。

三、自然演繹推理

從一組已知為真的事實出發，直接運用經典邏輯中的推理規則推出結論的過程稱為自然演繹推理。自然演繹推理最基本的推理規則是三段論推理，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，需要避免兩類錯誤:肯定后件的錯誤和否定前件的錯誤。

優點:定理證明過程自然，易于理解，并且有豐富的推理規則可用。缺點:是容易產生知識爆炸，推理過程中得到的中間結論一般按指數規律遞增，對于復雜問題的推理不利，甚至難以實現。

四、歸結演繹推理

歸結演繹推理是一種基于魯賓遜歸結原理的機器推理技術。魯賓遜歸結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上提出的一種基于邏輯的“反證法”。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的第四章——确定性推理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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