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第五章 经典逻辑推理 5.1 推理的相关概念 一、推理 1. 按照某种策略从已知事实出发去推出结论的过程——问题解决的过程（思维过程）。 推理所用的事实可分为两种情况： ①与求解问题有关的初始证据。 ②推理过程中所得到的中间结论。 2. 推理机 智能系统中用来实现推理的那些程序。 例如，医疗诊断专家系统 知识库+事实库（综合数据库）+推理机 3. 推理方法及其分类 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。 1) 按推理的逻辑基础分类 ①演绎推理 ②归纳推理 ③默认推理 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(即从已知的一般性知识中抽取所包含的特殊性知识)。其核心是三段论: 大前提：已知的一般性知识或推理过程得到的判断。 小前提：关于某种具体情况或某个具体实例的判断。 结论：由大前提推出的，并且适合于小前提的判断。 例如，有如下三个判断： （a）计算机系的学生都会编程序； （b）程强是计算机系的一位学生； （c）程强会编程序。 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。 它是一种由个别到一般的推理方法。 归纳推理 演绎推理与归纳推理的区别 ③默认推理 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。 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，这就解决了在一个不完备的知识集中进行推理的问题。 2) .按所用知识的确定性分类 ①确定性推理 推理所使用的知识和推出的结论都是可以精确表示的，其真值要么为真，要么为假，不会有第三种情况出现。 ②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，其真值会位于真与假之间。 3).按推理过程的单调性 ①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，即不会由于新知识的加入否定了前面推出的结论，从而使推理过程又退回到先前的某一步。 ②非单调推理 在推理过程中，当某些新知识加入后，会否定原来推出的结论，使推理过程退回到先前的某一步。 4).按推理中是否运用与问题有关的启发性知识 ①启发式推理 启发性知识是指与问题有关且能加快推理过程、求得问题最优解的知识。 如：设推理的目标是要在脑膜炎、肺炎、流感三种疾病中选择一个，又设有r1，r2，r3这三条产生式规则可供使用，分别推出脑膜炎、肺炎、流感。如果希望尽早排除脑膜炎这一危险疾病，应该先选用r1，若本地区目前正在流行流感，则应考虑r3。其中，“脑膜炎危险”及“目前正在流行流感”是与问题求解有关的启发性信息。 ②非启发式推理 5).从方法论的角度划分 ①基于知识的推理 根据已掌握的知识，通过运用知识进行的推理。 ②统计推理 根据对某事物的数据统计进行的推理。 ③直觉推理 又称为常识性推理，是根据常识进行的推理。如有重物落下时，意识到危险并立即躲开。 二、推理的控制策略及其分类 推理的控制策略： 如何使用领域知识使推理过程尽快达到目标的策略。 三、模式匹配 1. 定义：对两个知识模式的比较与耦合，检查这两个知识模式是否完全一致（确定性匹配）或近似一致（不确定性匹配）。 2. 代换：代换是形如{t1/x1,t2/x2,…,tn/xn}的有限集合。其中，t1,t2,…,tn是项， x1, x2,…,xn是互不相同的变元。 ti/xi：用ti代换xi； 不允许： ti与xi相同； xi循环地出现在另一个tj中。 例：{a/x,f(b)/y, w/z}是代换。 {g(y)/x,f(x)/y}不是代换。 {g(a)/x,f(x)/y}是代换，等价于{g(a)/x,f(g(a))/y}。 四、合一 定义：设有公式集F={F1,F2,…Fn}，若存在一个代换λ使得：F1 λ=F2 λ=…=Fn λ，则称λ为公式集F的一个合一，且称F1,F2,…Fn是可合一的。 例：F={P(x,y,f(y)),P(a,g(x),z)}，证明λ={a/x,g(a)/y,f(g(a))/z}是F的一个合一。 令F1= P(x,y,f(y))，则F1λ=P(a,g(a),f(g(a))); 令F2= P(a,g(x),z)，则F2λ=P(a,g(a),f(g(a))); 可见， F1 λ=F2 λ，所以说λ为F的一个合一。 五、冲突消解策略 1. 推理过程中匹配的