第四章经典逻辑推理 经典逻辑推理是根据经典逻辑的逻辑规则 进行的一种推理，又称为机械—自动定理证明， 主要的推理方法有： 自然演绎推理 真 归结演绎推理其值只有 是一种精确推理 与/或性推理 假
第四章 经典逻辑推理 经典逻辑推理是根据经典逻辑的逻辑规则 进行的一种推理，又称为机械—自动定理证明， 主要的推理方法有： 自然演绎推理 真 归结演绎推理 其值只有 是一种精确推理 与/或性推理 假
§4.1基本概念 1什么是推理 (1)推理：按某种策略由已知判断推出另一判 断的思维过程 (2)判断分 一已知判断：含与求解问题有关的知识及关 于问题的已知事实 一由已知判断推出新判断，推理的结论 (3)在人工智能系统中，推理是由程序实现的， 称为推理机
§4.1 基本概念 1 什么是推理 (1)推理：按某种策略由已知判断推出另一判 断的思维过程 (2)判断分 –已知判断：含与求解问题有关的知识及关 于问题的已知事实 –由已知判断推出新判断，推理的结论 (3)在人工智能系统中，推理是由程序实现的， 称为推理机
2推理方式及其分类 (1)演绎推理，归纳推理，默认推理 ①演绎推理：是从一般知识推出适合于某一具体情况的 结论，它包括三段论式 一大前提：已知的一般性知识或假设 -小前提：具体情况或个别事实的判断 一结论：由大前提推出适合于小前提所示情况的新判 断 例足球运动员的身体都是强壮的 高波是一名足球运动员 所以高波的身体是强壮的 在任何情况下，由演绎推理导出的结论都是蕴含在 大前提的一般性知识之中的
2 推理方式及其分类 (1)演绎推理，归纳推理，默认推理 ①演绎推理：是从一般知识推出适合于某一具体情况的 结论，它包括三段论式 –大前提:已知的一般性知识或假设 –小前提:具体情况或个别事实的判断 –结论:由大前提推出适合于小前提所示情况的新判 断 例 足球运动员的身体都是强壮的 高波是一名足球运动员 所以高波的身体是强壮的 在任何情况下，由演绎推理导出的结论都是蕴含在 大前提的一般性知识之中的
②归纳推理：是从足够的事例中归纳出一般性结 论的推理过程，是一种从个别到一般的推理。 完全归纳推理：是指在进行归纳时考察了 相应事务的全部对象，并根据这些对象是 否都具有某种属性，从而推出这个事物是 否具有这个属性。 不完全归纳推理：只考虑了相应事物的部 分对象，就得出了结论。 例对某厂生产的每一件产品都进行严格检查， 且都合格，则推导出该厂生产的产品是合格 的必然性推理。 检查产品质量时，只是随机地抽查了部分产 品，只要他们合格，就得出该厂产品合格的 结论非必然性推理
②归纳推理：是从足够的事例中归纳出一般性结 论的推理过程，是一种从个别到一般的推理。 – 完全归纳推理：是指在进行归纳时考察了 相应事务的全部对象，并根据这些对象是 否都具有某种属性，从而推出这个事物是 否具有这个属性。 – 不完全归纳推理：只考虑了相应事物的部 分对象，就得出了结论。 例 对某厂生产的每一件产品都进行严格检查， 且都合格，则推导出该厂生产的产品是合格 的必然性推理。 检查产品质量时，只是随机地抽查了部分产 品，只要他们合格，就得出该厂产品合格的 结论非必然性推理
③默认推理：它是知识不完全的情况下假设某 些条件已经具备所进行的推理 例在条件A已成立的情况下，如果没有足够的 证据能证明条件B不成立，则就默认B是成立 的，并在此前提下进行推理，推导出某个结 论来。 (②确定性推理，不确定性推理 ①确定性推理：推理时所用的知识都是精确的， 推出的结论也是正确的，其真值或为真或为 假。 ②不确定性推理：推理时所用的知识不都是精 确的，推出的结论也不完全是肯定的，其真 值位于真与假之间，命题的外延模糊不清
③默认推理：它是知识不完全的情况下假设某 些条件已经具备所进行的推理 例 在条件A已成立的情况下，如果没有足够的 证据能证明条件B不成立，则就默认B是成立 的，并在此前提下进行推理，推导出某个结 论来。 ⑵确定性推理，不确定性推理 ①确定性推理：推理时所用的知识都是精确的， 推出的结论也是正确的，其真值或为真或为 假。 ②不确定性推理：推理时所用的知识不都是精 确的，推出的结论也不完全是肯定的，其真 值位于真与假之间，命题的外延模糊不清
(3)单调推理，非单调推理 ①单调推理：在推理过程中随着推理的向前推 进及新知识的加入，推出的结论呈单调增加 的趋势，并且越来越接近最终目标，在推理 过程中不会出现反复情况。 ②非单调推理：在推理过程中由于新知识的加 入，不仅没有加强已推出的结论，反而否定 它，使得推理退回到前面的某一步，重新开 始，多是在知识不完全情况下发生的。 (4)启发式推理，非启发式推理 启发性知识是指与问题有关且能加快推 理进程，求解问题最优解的知识
(3)单调推理，非单调推理 ①单调推理：在推理过程中随着推理的向前推 进及新知识的加入，推出的结论呈单调增加 的趋势，并且越来越接近最终目标，在推理 过程中不会出现反复情况。 ②非单调推理：在推理过程中由于新知识的加 入，不仅没有加强已推出的结论，反而否定 它，使得推理退回到前面的某一步，重新开 始，多是在知识不完全情况下发生的。 (4)启发式推理，非启发式推理 启发性知识是指与问题有关且能加快推 理进程，求解问题最优解的知识
(⑤)基于知识的推理，统计推理，直觉推理 ①基于知识的推理：根据掌握的事实，通过运用 知识进行推理，例：医生诊断疾病 ②统计推理：根据对某事物的数据统计进行推理 例：对农作物产量的统计，决定是否增产。 ③直觉推理：根据常识进行推理，例：走路时重 物下落，躲闪。 3推理的控制策略： 推理方向 搜索策略 冲突消解策略 求解策略 限制策略
(5)基于知识的推理，统计推理，直觉推理 ①基于知识的推理：根据掌握的事实，通过运用 知识进行推理，例：医生诊断疾病 ②统计推理：根据对某事物的数据统计进行推理， 例：对农作物产量的统计，决定是否增产。 ③直觉推理：根据常识进行推理，例：走路时重 物下落，躲闪。 3 推理的控制策略 推理方向 搜索策略 冲突消解策略 求解策略 限制策略
推理的驱动方式正向推理 知识库 逆向推理 要求数据库状态库 混合推理 推理机 双向推理 ()正向推理：又称数据驱动推理，向前链推理 模式制导推理，前件推理 基本思想： ①从用户提供的初始已知事实出发，在知识库 KB中找出当前可适用的知识，构成可适用知 识集KS ②按某种冲突消解策略从KS中选出一条知识进 行推理，并将推出的新事实加入到数据库中 作为下一步推理的已知事实
推理的驱动方式 正向推理 逆向推理 混合推理 双向推理 (1)正向推理：又称数据驱动推理，向前链推理， 模式制导推理，前件推理 基本思想： ①从用户提供的初始已知事实出发，在知识库 KB中找出当前可适用的知识，构成可适用知 识集KS ②按某种冲突消解策略从KS中选出一条知识进 行推理，并将推出的新事实加入到数据库中 作为下一步推理的已知事实 知识库 要求数据库 状态库 推理机
③再在知识库中选取可适用知识进行推理，直 到求解所要求的解或知识库中再无可用的知 识为止。 推理过程算法： ①将用户提供的初始已知事实送入数据库DB中。 ②检查DB中是否已经包括了问题的解，若有， 则求解结束，成功退出，否则执行下一步。 ③根据DB中的已知事实，扫描知识库KB,检查 KB中是否有可适用的知识，若有转④，否则 转⑥ ④把KB中所有的适用知识都选出来，构成可适 用的知识集KS
③再在知识库中选取可适用知识进行推理，直 到求解所要求的解或知识库中再无可用的知 识为止。 推理过程算法： ①将用户提供的初始已知事实送入数据库DB中。 ②检查DB中是否已经包括了问题的解，若有， 则求解结束，成功退出，否则执行下一步。 ③根据DB中的已知事实，扫描知识库KB，检查 KB中是否有可适用的知识，若有转④，否则 转⑥ ④把KB中所有的适用知识都选出来，构成可适 用的知识集KS
⑤若KS不空，则按某种冲突消解策略从中选出 一条知识进行推理，并将推出的新事实加入 DB中，转②；若KS空，转⑥ ⑥询问用户是否可进一步补充新事实，若可补 充，则补充的新事实加入DB中，然后转③， 否则表示求不出解，失败退出。 (2)逆向推理：又称目标驱动推理，逆向链推理， 目标制导推理及后件推理。 基本思想： ①选定一个假设目标 ②寻找支持该假设的证据，若所需要的证据都 能找到，说明原假设是成立的，若无论如何 都找不到所需要的证据，说明原假设不成立， 另作新假设
⑤若KS不空，则按某种冲突消解策略从中选出 一条知识进行推理，并将推出的新事实加入 DB中，转②；若KS空,转⑥ ⑥询问用户是否可进一步补充新事实，若可补 充，则补充的新事实加入DB中，然后转③， 否则表示求不出解，失败退出。 (2)逆向推理：又称目标驱动推理，逆向链推理， 目标制导推理及后件推理。 基本思想： ①选定一个假设目标 ②寻找支持该假设的证据，若所需要的证据都 能找到，说明原假设是成立的，若无论如何 都找不到所需要的证据，说明原假设不成立， 另作新假设