人工智能-4经典逻辑推理63页PPT
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人工智能课件第4章
例如： 例如： A. 音乐系的学生至少会弹奏一种乐器； 音乐系的学生至少会弹奏一种乐器； B. 李聪是音乐系的学生； 李聪是音乐系的学生； C. 李聪至少会弹奏一种乐器。 李至少会弹奏一种乐器。
（2）归纳推理 ） 归纳推理是从大量特殊事例出发， 归纳推理是从大量特殊事例出发，归纳 出一般性结论的推理过程， 出一般性结论的推理过程 ， 是一种由个别 到一般的推理方法。其基本思想是： 到一般的推理方法 。 其基本思想是 ： 首先 从已知事实中猜测出一个结论， 从已知事实中猜测出一个结论 ， 然后对这 个结论的正确性加以证明确认， 个结论的正确性加以证明确认 ， 数学归纳 法就是归纳推理的一种典型例子。 法就是归纳推理的一种典型例子。
例如，有规则集如下： 规则1： IF P1 THEN P2 规则2： IF P2 THEN P3 规则3： IF P3 THEN q3 规则中的P1、P2、P3、q3可以是谓词公式或命题。设总数据 库（工作存储器）中已有事实P1，则应用这三条规则进行正向 推理，即从P1出发推导出q3的过程如下图所示。
4.2.2 命题公式 1. 连接词 命题逻辑中， 命题逻辑中 ， 可以通过连接词将一些原子命题 连接起来，构成复合命题，以表示复杂的定义。 连接起来，构成复合命题，以表示复杂的定义。 称为“ 否定” ～称为“非”或“否定”。 析取” ∨称为 “析取”。表示被它连接的两个命题具 的关系。 有“或”的关系。
合取” ∧称为 “合取”。表示被它连接的两个 命题具有“ 的关系。 命题具有“与”的关系。 →称为“条件”或“蕴涵”. P→Q表示 称为“ 蕴涵” 称为 条件” 表示 蕴涵Q”， 如果P， “P蕴涵 ，即“如果 ，则Q”，其中 为 蕴涵 ，其中P为 条件的前提， 为条件的后件 为条件的后件。 条件的前提，Q为条件的后件。 ↔称为“双条件”. P↔Q表示“P当且仅 称为“ 表示“ 当且仅 称为 双条件” 表示 当Q”
人工智能课件第四章 确定性推理(修改)
18
3. 谓词公式的等价性和永真蕴含性
谓词公式的等价性和永真蕴含性可分别用相应的等价 式和永真蕴含式来表示，这些等价式和永真蕴含式都是演 绎推理的主要依据，因此也称它们为推理规则。
谓词公式的等价式可定义如下： 定义4.5 设P与Q是D上的两个谓词公式，若对D上的 任意解释，P与Q都有相同的真值，则称P与Q在D 上是等 价的。如果D是任意非空个体域，则称P与Q是等价的，记 作P⇔Q。
6
3. 推理的控制策略及其分类
• 推理的控制策略 推理过程不仅依赖于所用的推方法，同时也依赖于
推理的控制策略。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。 • 推理控制策略的分类
由于智能系统的推理过程一般表现为一种搜索过程， 因此，推理的控制策略又可分为推理策略和搜索策略。 其中，推理策略主要解决推理方向、冲突消解等问题， 如推理方向控制策略、求解策略、限制策略、冲突消 解策略等；搜索策略主要解决推理线路、推理效果、 推理效率等问题。本章主要讨论推理策略，至于搜索 策略将放到第5章单独讨论。
3
2. 推理方法及分类
推理的方法主要解决前提和结论的逻辑关系以及在不 确定推理中不确定性的传递问题。推理有很多不同的分 类方法，例如，可以按照推理的逻辑基础、所用知识的 确定性、推理过程的单调性以及是否使用启发性信息等 角度划分。
1) 按推理的逻辑基础分类 常用的推理方法可分为演绎推理、归纳推理。 ① 演绎推理是从已知的一般性知识出发，去推出蕴含
将该知识前提中的每个子条 件作为新的假设加入假设集
失败退出
成功退出
13
• 逆向推理的主要优点 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，也有利于向用户提供解释，在 诊断性专家系统中较为有效。 • 逆向推理的主要缺点
3. 谓词公式的等价性和永真蕴含性
谓词公式的等价性和永真蕴含性可分别用相应的等价 式和永真蕴含式来表示，这些等价式和永真蕴含式都是演 绎推理的主要依据，因此也称它们为推理规则。
谓词公式的等价式可定义如下： 定义4.5 设P与Q是D上的两个谓词公式，若对D上的 任意解释，P与Q都有相同的真值，则称P与Q在D 上是等 价的。如果D是任意非空个体域，则称P与Q是等价的，记 作P⇔Q。
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3. 推理的控制策略及其分类
• 推理的控制策略 推理过程不仅依赖于所用的推方法，同时也依赖于
推理的控制策略。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。 • 推理控制策略的分类
由于智能系统的推理过程一般表现为一种搜索过程， 因此，推理的控制策略又可分为推理策略和搜索策略。 其中，推理策略主要解决推理方向、冲突消解等问题， 如推理方向控制策略、求解策略、限制策略、冲突消 解策略等；搜索策略主要解决推理线路、推理效果、 推理效率等问题。本章主要讨论推理策略，至于搜索 策略将放到第5章单独讨论。
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2. 推理方法及分类
推理的方法主要解决前提和结论的逻辑关系以及在不 确定推理中不确定性的传递问题。推理有很多不同的分 类方法，例如，可以按照推理的逻辑基础、所用知识的 确定性、推理过程的单调性以及是否使用启发性信息等 角度划分。
1) 按推理的逻辑基础分类 常用的推理方法可分为演绎推理、归纳推理。 ① 演绎推理是从已知的一般性知识出发，去推出蕴含
将该知识前提中的每个子条 件作为新的假设加入假设集
失败退出
成功退出
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• 逆向推理的主要优点 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，也有利于向用户提供解释，在 诊断性专家系统中较为有效。 • 逆向推理的主要缺点
《人工智能逻辑》课件
自然语言处理的基本概念
自然语言处理（NLP）
是指利用计算机对人类自然语言进行各种处理，包括理解、生成 、转换等。
自然语言处理技术
基于计算机科学、语言学、心理学等多学科交叉的领域，旨在实现 人机交互的无障碍沟通。
自然语言处理的应用
在语音识别、机器翻译、智能客服、智能家居等领域有广泛应用。
自然语言处理在人工智能中的应用
态系统。
感谢您的观看
THANKS
《人工智能逻辑》ppt课件
目 录
• 人工智能概述 • 人工智能逻辑基础 • 人工智能中的知识表示与推理 • 机器学习与人工智能 • 自然语言处理与人工智能 • 人工智能的未来展望
01
人工智能概述
人工智能的定义
人工智能
指通过计算机程序和算法，使机 器能够模拟人类的智能行为，实 现人机交互和自主决策。
知识表示与推理
介绍知识表示与推理的基 本原理和方法，以及其在 人工智能领域的应用和挑 战。
机器学习与逻辑
探讨机器学习与逻辑之间 的关系，以及机器学习算 法中如何应用逻辑推理的 方法。
03
人工智能中的知识表示与 推理
知识表示方法
1 2
陈述性表示法
将知识表示为一系列的事实或规则，便于理解和 推理。
过程性表示法
在计算机视觉领域，机器 学习可以用于图像识别、 人脸识别、自动驾驶等。
ABCD
在自然语言处理领域，机 器学习可以帮助识别语音 、翻译文本、回答问题等 。
机器学习还可以用于推荐 系统、预测分析等领域， 提高用户体验和商业价值 。
深度学习与神经网络
深度学习是机器学习的一个分支，通 过构建深度神经网络来模拟人类的神 经网络。
人工智能-4经典逻辑推理 共64页PPT资料
按匹配时两个知识模式的相似程度，模式匹配可分为 确定性匹配与不确定性匹配。
确定性匹配是指两个知识模式完全一致，或者经过变 量代换后变得完全一致。
例如：
P1: father(李四，李小四) and man(李小四)
P2: father(x,y) and man(y)
不确定性匹配是指两个知识模式不完全一致，但是它 们的相似程度又在规定的限度内。
推出的结论是否单调增加。 4. 启发式、非启发式推理
所谓启发性知识是指与问题有关且能加快推理进程、 求得问题最优解的知识。 5. 基于知识的推理、统计推理、直觉推理 从方法论的角度划分。
3.1.3 推理的控制策略
推理的控制策略主要包括：推理方向、搜索策略、冲 突消解策略、求解策略及限制策略。
1. 正向推理 正向推理的基本思想是：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，然后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，在此之后再在知识 库中选取可适用知识进行推理。如此重复进行这一过 程，直到求得了所要求的解或者知识库中再无可使用 的知识为止。
tiλ/xi
当tiλ=xi
ui/yi
当yi∈{x1,x2,…,xn}
后剩下的元素所构成的集合，记为θ°λ 。
注： tiλ表示对ti运用λ代换。实际上θ°λ就是对一个公 式先运用θ代换，然后再运用λ代换。
代换的例子
例如，设有代换
θ= {f(y)/x,z/y} λ= {a/x,b/y,y/z} 则 θ°λ={f(y)λ/x,zλ/y,a/x,b/y,y/z} ={f(b)/x,y/y,a/x,b/y,y/z} ={f(b)/x,y/z}
确定性匹配是指两个知识模式完全一致，或者经过变 量代换后变得完全一致。
例如：
P1: father(李四，李小四) and man(李小四)
P2: father(x,y) and man(y)
不确定性匹配是指两个知识模式不完全一致，但是它 们的相似程度又在规定的限度内。
推出的结论是否单调增加。 4. 启发式、非启发式推理
所谓启发性知识是指与问题有关且能加快推理进程、 求得问题最优解的知识。 5. 基于知识的推理、统计推理、直觉推理 从方法论的角度划分。
3.1.3 推理的控制策略
推理的控制策略主要包括：推理方向、搜索策略、冲 突消解策略、求解策略及限制策略。
1. 正向推理 正向推理的基本思想是：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，然后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，在此之后再在知识 库中选取可适用知识进行推理。如此重复进行这一过 程，直到求得了所要求的解或者知识库中再无可使用 的知识为止。
tiλ/xi
当tiλ=xi
ui/yi
当yi∈{x1,x2,…,xn}
后剩下的元素所构成的集合，记为θ°λ 。
注： tiλ表示对ti运用λ代换。实际上θ°λ就是对一个公 式先运用θ代换，然后再运用λ代换。
代换的例子
例如，设有代换
θ= {f(y)/x,z/y} λ= {a/x,b/y,y/z} 则 θ°λ={f(y)λ/x,zλ/y,a/x,b/y,y/z} ={f(b)/x,y/y,a/x,b/y,y/z} ={f(b)/x,y/z}
逻辑推理 _人工智能专业课件
例如，用P（weather）表示天气的概率：
– P（weather ＝ sunny）＝0.7 – P（weather ＝ rain）＝0.2 – P（weather ＝ cloudy）＝0.08 – P（weather ＝ snow）＝0.02
先验概率分布：
– P（weather ）＝<0.7, 0.2, 0.08, 0.02>
Total number of parameters is linear in n
贝叶斯网络
1 贝叶斯网络概述 2 贝叶斯网络的语义 3 贝叶斯网络中的精确推理 4 贝叶斯网络的近似推理
人工智能
不确定性推理（1）
不确定环境下的行动 概率公理 使用全概率分布进行推理 独立性 贝叶斯法则及其应用
定义行动 At = 航班起飞前 t 分钟启程前往机场； 问： At 能不能及时使agent赶上飞机？
– A180 是一个可靠的行动，如果所选路线上没有交通事故、没有交通 管制、汽车没有出故障、没有沙尘暴，等等，等等。
失败的原因：
– 懒惰(laziness): failure to enumerate exceptions, qualifications, etc.
– 无知(ignorance): lack of relevant facts, initial conditions, etc.
基本思想：
– 精确度和有效性的折中
15、一个人炫耀什么，说明他内心缺 少什么 。。2021年8月 2021/8/102021/8/102021/8/108/10/2021
16、业余生活要有意义，不要越轨。2021/8/102021/8/10August 10, 2021
17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/8/102021/8/102021/8/102021/8/10
– P（weather ＝ sunny）＝0.7 – P（weather ＝ rain）＝0.2 – P（weather ＝ cloudy）＝0.08 – P（weather ＝ snow）＝0.02
先验概率分布：
– P（weather ）＝<0.7, 0.2, 0.08, 0.02>
Total number of parameters is linear in n
贝叶斯网络
1 贝叶斯网络概述 2 贝叶斯网络的语义 3 贝叶斯网络中的精确推理 4 贝叶斯网络的近似推理
人工智能
不确定性推理（1）
不确定环境下的行动 概率公理 使用全概率分布进行推理 独立性 贝叶斯法则及其应用
定义行动 At = 航班起飞前 t 分钟启程前往机场； 问： At 能不能及时使agent赶上飞机？
– A180 是一个可靠的行动，如果所选路线上没有交通事故、没有交通 管制、汽车没有出故障、没有沙尘暴，等等，等等。
失败的原因：
– 懒惰(laziness): failure to enumerate exceptions, qualifications, etc.
– 无知(ignorance): lack of relevant facts, initial conditions, etc.
基本思想：
– 精确度和有效性的折中
15、一个人炫耀什么，说明他内心缺 少什么 。。2021年8月 2021/8/102021/8/102021/8/108/10/2021
16、业余生活要有意义，不要越轨。2021/8/102021/8/10August 10, 2021
17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/8/102021/8/102021/8/102021/8/10
《经典逻辑推理》PPT课件
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• 合一：
• 寻找项对变量的代换以使两表达式一致，就叫合一
• 设有公式集F={F1，F2，…,Fn},若存在一个代换使 得F1 = F2 =…= Fn ，则称为公式集F的一个合 一代换，且称F1，F2，…,Fn是可合一的。
• 例如：对于公式集F={P(x,y，f(y)),P(a,g(x),z)}，则 ={a/x，g(a)/y，f(g(a))/z}是公式F的一个合一。(原
2) 小前提，这是关于所研究的具体情况或个别事实的判断；
3) 结论，这是由大前提推出的适合于小前提所示情况的新判 断。
例如：1) 足球运动员的身体都是强壮的；
2) 高波是一名足球运动员；
3) 所以，高波的身体是强壮的。
2021/7/11
郑州大学振动工程研究所
3
• 归纳推理——归纳推理是从足够多的事例中 归纳出一般性纳论的推理过程，是一种从个 别到一般的推理。归纳推理又分为完全归纳 和不完全归纳两种。
2021/7/11
郑州大学振动工程研究所
5
• Ⅱ. 确定性推理，不确定性推理（按推理时所
用知识的确定性来划分）
•
• 确定性推理—— 指推理时所用的知识都是精确的 ，推出的结论也是确定的，其真值或为“真”， 或为“假”，没有第三种情况出现。
• 下面将要讨论的经典逻辑推理就属于这一类。
• 不确定性推理——指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”和“假”之间，命题的外延模糊不清。
2021/7/11
郑州大学振动工程研究所
17
• 双向推理
• 双向推理是指正向推理与逆向推理同时进行， 且在推理过程中的某一步骤上“碰头”的一种 推理方式。
人工智能逻辑PPT课件
2020/8/1
史忠植 逻辑基础
6
逻辑与程序语言的对比
逻辑
程序语言
逻辑符号
保留字或者符号
非逻辑符号
用户自定义的符号(变量名， 函数名等)
语句规则
构造一个程序的语句规则
语义规则
定义程序做什么的语句规则
推理规则、公理和证明 没有
2020/8/1
史忠植 逻辑基础
7
证明
一个证明是一个语法结构，它由符号串根据一定 的规则组成。它包括假设和结论。
概率和模糊
√ √√√
√ √ √ 目前主流
直觉主义逻辑
√ √ √ √ √ √ √ √ 主要替代者
高阶逻辑，λ-演算 √ √ √ √ √
√
更具中心作用
经典逻辑片断
√ √√
√ √ √ 前景诱人
资源和子结构逻辑 √
√
√
√
纤维化和组合逻辑 √ √ √ √ √
√
可自我指称
谬误理论
在适当语境
逻辑动力学
√
√ 动态逻辑观
则记为 ⊢ ，称由可推导出的，或可证明的。
是可推导出的，则记为
⊢ ，称为可证明的。
称一个假设是不协调的，如果存在一个语句
使得和的否定均可由推导得出。
称一个逻辑系统是一致的，或相容的(consistent)，
如果不存在逻辑系统的公式A，使得⊢A与⊢¬A同时成
立。
2020/8/1
史忠植 逻辑基础
9
解 释(语义)
语言: ¬，； 公理模式:
公式，原子公式
◆(A (B A))
◆((A (B C)) ((A B) (A C)))
◆(((¬A))(¬B) (B A)) 推理规则:分离规则(modus ponens，MP规则)
人工智能第四章 经典逻辑推理
6.按推理的简繁程度
（1）简单推理 （2）复合推理
7.按结论是否具有必然性
（1）必然性推理 （2）或然性推理 …………………………
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4.1.2 推理的控制策略
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。 推理方向 搜索策略 求解策略 冲突消解 限制策略
推理开始前，综合数据库为空。 推理开始后，先把A放入综合数据库，然后检查综合数据库中是否含有该问题的 解，回答为“N”。 接着检查知识库中是否有可用知识，显然r2可用，形成仅含r2的知识集。从该知识 集中取出r2，推出新的实事B，将B加入综合数据库，检查综合数据库中是否含有 目标C，回答为“N”。 再检查知识库中是否有可用知识，此时由于B的加入使得r1为可用，形成仅含r1的 知识集。从该知识集中取出r1，推出新的实事C，将C加入综合数据库，检查综合 数据库中是否含有目标C，回答为“Y”。 它说明综合数据库中已经含有问题的解，推理成功结束，目标C得证。
9
4.1.1 推理方法及其分类
（3）默认推理
默认推理又称为缺省推理，它是在知识不完全的 情况下假设某些条件已经具备所进行的推理。 在默认推理过程中，如果某一时刻发现原先所作 的默认不正确，则就要撤消所作的默认以及由此 默认推出的结论，重新按
2. 按推理时所用知识的确定性 （1）确定性推理 确定性推理是指推理时所用的知识都是精确 的，推出的结论也是确定的，其真值或者为 真，或者为假，没有第三种情况出现。 （2）不确定性推理 不确定性推理是指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。（模糊集）
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1、推理方向——混合推理