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第三章 确定性推理 3.1 基本概念 3.3 自然演绎推理 3.4 归结演绎推理 3.5 基于规则的演绎推理（与/或形演绎推理） 3.1 基本概念 为使计算机具有智能，仅仅使它拥有知识还不够，更重要地，还必须使它具有思维能力，即能运用知识进行推理、求解问题的能力。 知识表示（知识库）→求解过程（推理） 经典推理是根据经典逻辑（命题逻辑和一阶谓词逻辑）的逻辑规则进行的一种推理，又称机械-自动定理证明。 主要推理方法有：自然演绎推理、归结演绎推理、基于规则的演绎推理（与/或形演绎推理）。 基本概念 推理 推理是按某种策略由已知判断推出另一种判断的过程。在AI系统中，推理是由程序来实现的，称为推理机。 不同的控制策略 推理方式及分类： 演绎推理 由一般（全称判断）到个别（特称判断）的推理方法。 核心是三段论，通常由一个大前提、一个小前提和一个结论三部分组成的。 例：阿凡提的故事---两头驴的故事 ① 我肩上驮的是两头驴的东西 （大前提） ② 国王和大臣的衣衫是我肩上驮的（小前提） ③ 国王和大臣的衣衫是两头驴的东西（结论） 归纳推理 从个别到一般 归纳结论不具备逻辑必然性 莫里斯·科恩逻辑学著作包括两部分，第一部分是演绎，其功能是解释谬误；第二部分是归纳，其功能是生成谬误 演绎推理所得出的结论蕴含在一般性知识的前提中，演绎推理只不过是将已有事实揭示出来，因此它不能增殖新知识。 在归纳推理中，所推出的结论是没有包含在前提内容中的。这种由个别事物或现象推出一般性知识的过程，是增殖新知识的过程。 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，也称为缺省推理。在推理过程中，如果发现原先的假设不正确，就撤消原来的假设以及由此假设所推出的所有结论，重新按新情况进行推理。由于默认推理允许在推理过程中假设某些条件是成立的，因此解决了在一个不完备的知识集中进行推理的问题。 封闭世界假设：如果没有足够的证据证明某命题不成立，就假定该命题成立 推理的控制策略 推理过程涉及到求解方法和求解策略。 求解方法包括匹配方法、不确定性的传递方法 求解策略包括推理方向、求解策略、限制策略等。 推理方向 推理方向分为正向推理、逆向推理、混合推理、双向推理四种。 无论哪一种推理，系统都具有知识库、数据库和推理机。 逆向推理-例 有关知识 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 事实1：你丢了自行车钥匙 事实2：车胎没气 问题 “你听课会迟到？” 逆向推理-例 1.首先查找知识库，知该假设不是已有事实，但可由规则2导出，于是将规则2放入可用知识集，并将其两个前提条件“自行车不能骑”和“你只有走路去”都作为新的假设放入假设集。 2.从假设集中取出假设“自行车不能骑”，它不是已有事实，但可由规则1导出，于是规则1被放入可用知识集，并将其两个前提条件“你丢了自行车钥匙”和“车胎没气”也作为新的假设放入假设集。 3.从假设集中取出假设“你只有走路去”，此假设既不是已有事实，也不能被任何一条规则导出，询问用户“你只有走路去吗？”，若用户回答“是”，则该假设成立，并被放入已有事实集。 4.假设集中还有两个假设“你丢了自行车钥匙”和“车胎没气”，它们都是已有事实，均为真。继续推理，假设集为空，推理过程结束，“你听课会迟到”得证。 定义3.1置换（代换） 定义3.2 代换的复合 消解冲突策略 在推理过程中，系统要不断地用当前已知事实与知识库中的知识进行匹配，此时可能发生以下三种情况： （1）已知事实不能与知识库中的任何知识匹配 （2）已知事实恰好与知识库中的一条知识匹配 （3）已知事实可与知识库中的多条知识匹配，或者多组已知事实可与知识库中的某一条知识匹配，或者多组已知事实可与知识库中的多条知识匹配。 处于第三种情况时，就发生冲突。此时需要按一定的消解策略解决冲突。 对于产生式系统，若出现以下情况就认为发生冲突： （1）对正向推理而言，如果有多条产生式规则的前件都和已知事实匹配，或者有多组已知事实都与同一条产生式规则的前件匹配；或者以上两种情况同时出现。 （2）对逆向推理而言，如果有多条产生式规则的后件都和同一假设匹配，或者有多条产生式规则的后件可与多个假设匹配。 3、按匹配度排序 4、根据领域问题的特点排序先验知识、启发式知识 5、按上下文限制排序把规则按照下上文分组，并只能选取组中的规则。 6、按冗余限制排序冗余知识少的规则先推。 7、按条件个数排序条件少的规则先推。 ——尽量减少冲突的发生，使推理具有较高的效率 3.3 自然演绎推理 自然演绎推理就是从一组已知为真的事实出发，直接运用经典逻辑的推理规