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1、n什么是推理n推理方法及其分类n推理的控制策略及其分类n正向推理n逆向推理n混合推理n推理的冲突消解策略第三章第三章 确定性推理确定性推理n所谓推理是指按照某种策略从已知事实出发去推出结论的过程。n推理包括两个基本问题：一个是推理方法，另一个是推理的控制策略。推理方法及其分类n推理方法主要解决在推理过程中前提与结论之间的逻辑关系，以及在非精确性推理中不确定性的传递问题。第三章第三章 确定性推理确定性推理 什么是推理n按推理的逻辑基础分类1.演绎推理从已知的一般性知识出发，去推出蕴含在这些已知知识中的适合于某种个别情况的结论。它是一种由一般到个别的推理方法，核心是三段论。常用的三段论由一个大前提
2、、一个小前提和一个结论三部分组成。第三章第三章 确定性推理确定性推理推理方法及其分类大前提是已知的一般性知识或推理过程得到的判断；小前提是关于某种具体情况或某个具体实例的判断；结论是由大前提推出的，并且适合于小前提的判断。计算机系的学生都会编程序；程强是计算机系的一位学生；程强会编程序第三章第三章 确定性推理确定性推理推理方法及其分类n按推理的逻辑基础分类2.归纳推理从一类事物的大量特殊事例出发，去推出该类事物的一般性结论。王强是计算机系学生，他会编程序；高华是计算机系学生，她会编程序；李明是计算机系学生，他会编程序。凡是计算机系的学生，就一定会编程序。第三章第三章 确定性推理确定性推理推理方
3、法及其分类n按推理的逻辑基础分类3.默认推理默认推理是在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，因此也称为缺省推理。n按所用知识的确定性分类可分为确定性推理和不确定性推理（推理时所用的知识不都是确定的，推出的结论也不完全是确定的，其真值会介于真与假之间）。第三章第三章 确定性推理确定性推理推理方法及其分类n按推理过程的单调性可分为单调推理与非单调推理。单调推理在推理过程中，每当使用新的知识后，所得到的结论会越来越接近于目标，而不会出现反复情况。非单调推理在推理过程中，当加入新知识后，会否定原来推出的结论，使推理过程退回到先前的某一步。第三章第三章 确定性推理确定性推理推理方法及其分
4、类n推理的控制策略是指如何使用领域知识使推理过程尽快达到目标的策略。n推理的控制策略又可分为推理策略和搜索策略n推理策略主要解决推理方向、冲突消解等问题。n搜索策略主要解决推理线路、推理效果、推理效率等问题n推理分为正向、逆向及混合推理。第三章第三章 确定性推理确定性推理推理的控制策略及其分类正向推理是一种从已知事实出发，正向使用推理规则的推理方式，亦称为数据驱动推理或前向链推理。正向推理过程可用如下算法描述：1.把用户提供的初始证据放入综合数据库。2.检查综合数据库中是否包含了问题的解，若已包含，则求解结束，并成功退出；否则执行下一步。3.检查知识库中是否有可用知识，若有，形成当前可用知识集
5、，执行下一步；否则转5。第三章第三章 确定性推理确定性推理正向推理正向推理过程可用如下算法描述：4.按照某种冲突消解策略，从当前可用知识集中选出一条知识进行推理，并将推出的新事实加入综合数据库中，然后转2。5.询问用户是否可以进一步补充新的事实，若可补充，则将补充的新事实加入综合数据库中，然后转3；否则表示无解，失败退出。第三章第三章 确定性推理确定性推理正向推理第三章第三章 确定性推理确定性推理n优点：是比较直观，允许用户主动提供有用的事实信息，适合于诊断、设计、预测、监控等领域的问题求解。n缺点：是推理无明确目标，求解问题时可能会执行许多与解无关的操作，导致推理效率较低。第三章第三章 确定
6、性推理确定性推理正向推理逆向推理是一种以某个假设目标作为出发点的推理方法，亦称为目标驱动推理或逆向链推理。逆向推理过程可用如下算法描述：1.将要求证的目标（称为假设）构成一个假设集；2.从假设集中选出一个假设，检查该假设是否在综合数据库中，若在，则该假设成立，此时，若假设集为空，则成功退出；否则仍执行2；若该假设不在数据库中，则执行下一步；3.检查该假设是否可由知识库的某个知识导出。若不能，则询问用户该假设是否为可由用户证第三章第三章 确定性推理确定性推理逆向推理逆向推理过程可用如下算法描述：实的原始事实，若是，该假设成立，并将其放入综合数据库，再重新寻找新的假设，若不是，则转5；若能由某个知
7、识导出，则执行下一步；4.将知识库中可以导出该假设的所有知识构成一个可用知识集；5.检查可用知识集是否为空，若空，失败退出；否则执行下一步；6.按冲突消解策略从可用知识集中取出一个知识，继续执行下一步；第三章第三章 确定性推理确定性推理逆向推理7.将该知识的前提中的每个子条件都作为新的假设放入假设集，转2。第三章第三章 确定性推理确定性推理逆向推理第三章第三章 确定性推理确定性推理例3.1 设推理开始时，知识库中的规则和综合数据库中的事实如下：规则1：IF 你丢了自行车钥匙，并且车胎没气THEN 自行车不能骑规则2：IF 自行车不能骑，并且你只有走路去THEN 你听课会迟到返回事实1：你丢了自
8、行车钥匙事实2：车胎没气求证 “你听课会迟到”这一假设第三章第三章 确定性推理确定性推理综合数据库假设集 知识库初始你丢了自行车钥匙你听课会迟到车胎没气1你丢了自行车钥匙自行车不能骑车胎没气你只有走路去2你丢了自行车钥匙你只有走路去车胎没气你丢了自行车钥匙车胎没气3你丢了自行车钥匙你丢了自行车钥匙车胎没气车胎没气你只有走路去第三章第三章 确定性推理确定性推理n优点：是不必寻找和使用那些与假设目标无关的信息和知识，推理过程的目标明确，同时也有利于向用户提供解释，在诊断性专家系统中较为有效。n缺点：是当用户对解的情况认识不清时，由系统自主选择假设目标的盲目性比较大，若选择不好，可能需要多次提出假设
9、，会影响系统效率。第三章第三章 确定性推理确定性推理逆向推理 混合推理把正向推理和逆向推理结合起来所进行的推理称为混合推理。第三章第三章 确定性推理确定性推理n 混合推理的方法1.先正向后逆向的混合推理 Y 开始 进行正向推理 以正向推理所得结果作为假设进行逆向推理 需要逆向推理吗？还需要正向推理吗？退出 NY N 混合推理第三章第三章 确定性推理确定性推理n混合推理的方法2.先逆向后正向的混合推理 Y 开始 进行逆向推理 需要正向推理吗？还需要逆向推理吗？退出 NY N 进行正向推理 混合推理第三章第三章 确定性推理确定性推理n混合推理的方法3.双向混合推理 开始 选择推理方向 比较正向推出
10、的结论和逆向推出的结论 是正向吗？成功，退出N 匹配吗？进行逆向推理 进行正向推理YNY 混合推理n混合推理的适用场合1.已知事实不够充分2.由正向推理推出的结论可信度不高3.希望得出更多的结论4.希望从正反两个方向同时进行推理第三章第三章 确定性推理确定性推理n如果知识库中有多条知识可用，则称发生了冲突。n解决冲突的过程为冲突消解。n冲突消解所用的策略称为冲突消解策略。常用的冲突消解策略有以下几种：1.特殊知识优先：把知识的特殊性作为选择知识的依据，优先选择那种更具有特殊性的知识。2.新鲜知识优先：把知识的新鲜性作为选择知识的依据，优先选择更新鲜的知识。第三章第三章 确定性推理确定性推理推理的冲突消解策略3.差异性大的知识优先：把知识的差异度作为选择知识的依据，优先选择与上一次使用过的知识差别大的知识。4.领域特点优先：根据领域问题的特点把知识排成一定顺序，然后按照这种顺序选择知识。5.上下文关系优先：把知识库中的知识按照其上下文关系分成若干组，在推理过程的任一步，都只能从与当时状态有关的知识组中选择知识。第三章第三章 确定性推理确定性推理推理的冲突消解策略6.前提条件少者优先：在结论相同的多个知识中优先选择前提条件少的知识。第三章第三章 确定性推理确定性推理推理的冲突消解策略