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1、第四章经典逻辑推理4.1基本概念4.2自然演绎推理4.3归结演绎推理4.4与或形演绎推理4.1基本概念4.1.1什么是推理所谓推理就是按某种策略由已知判断推出另一个判断的思维过程。在人工智能中，推理是由程序实现的，称为推理机。4.1.2推理方式及其分类1.演绎推理、归纳推理、默认推理演绎推理：从一般到特殊。例如三段论。归纳推理：从个体到一般。默认推理：缺省推理，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。2.确定性、不确定性推理3.单调推理、非单调推理推出的结论是否单调增加4.启发式、非启发式推理所谓启
2、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（专家系统）、统计推理、直觉推理（常识性推理）4.1.3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（数据驱动推理）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，构成可适用的知识集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DB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的知
3、识进行推理。如此重复进行这一过程，直到求得所要求的解。正向推理示意图2逆向推理逆向推理的基本思想是：首先选定一个假设目标，然后寻找支持该假设的证据，若所需的证据都能找到，则说明原假设是成立的；若找不到所需要的证据，则说明原假设不成立，此时需要另作新的假设。逆向推理示意图动物识别的例子已知事实：一动物{有毛，吃草，黑条纹}R1：动物有毛→哺乳类R2：动物产奶→哺乳类R3：哺乳类∧吃肉→食肉类R4：哺乳类∧吃草→有蹄类R5：食肉类∧黄褐色∧有斑点→猎狗R6：食肉类∧黄褐色∧黑条纹→虎R7：有蹄类∧长脖→长颈鹿R8：有
4、蹄类∧黑条纹→斑马3.混合推理先正向推理后逆向推理先逆向推理后正向推理4.双向推理正向推理与逆向推理同时进行，且在推理过程中的某一步上“碰头”。5.求解策略只求一个解，还是求所有解以及最优解。6.限制策略限制搜索的深度、宽度、时间、空间等等。所谓模式匹配是指对两个知识模式(例如两个谓词公式、框架片断、语义网络片断)进行比较，检查这两个知识模式是否完全一致或者近似一致。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。知识：IFfather(x,y)andm
5、an(y)THENson(y,x)事实：father(李四，李小四)andman(李小四)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。4.1.4模式匹配变量代换定义4.1代换是一个形如{t1/x1,t2/x2,…,tn/xn}的有限集合。其中t1,t2,…,tn是项（常量、变量、函数）；x1,x2,…,xn是（某一公式中）互不相同的变元；ti/xi表示用ti代换xi不允许ti与xi相同，也不允许变元xi循环地出现在另一个tj中。例如：{a/x,f(b)/y,w/z}是一个代换{g(
6、y)/x,f(x)/y}不是代换{g(a)/x,f(x)/y}是代换令θ={t1/x1,t2/x2,…,tn/xn}为一个代换，F为表达式，则Fθ表示对F用ti代换xi后得到的表达式。Fθ称为F的特例。规则:IFfather(x,y)andman(y)THENson(y,x)事实:father(李四，李小四)andman(李小四)F=father(x,y)∧man(y)θ={李四/X,李小四/Y}Fθ=father(李四，李小四)∧man(李小四)结论:son(李小四,李四)代换的复合定义4.2设θ={t1/x1
7、,t2/x2,…,tn/xn}λ={u1/y1,u2/y2,…,um/ym}是两个代换，则这两个代换的复合也是一个代换，它是从{t1λ/x1,t2λ/x2,…,tnλ/xn,u1/y1,u2/y2,…,um/ym}中删去如下两种元素：tiλ/xi当tiλ=xiui/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进行代换。θ°λ就是对一个公式F先运用θ进行代换，然后再运用λ进行代换：F（θ°λ）=（Fθ）λ代换的例子例如，设有代换θ={f(y)/x,z/w}λ=
8、{a/x,b/y,w/z}则θ°λ={f(y)λ/x,zλ/w,a/x,b/y,w/z}={f(b)/x,w/w,a/x,b/y,w/z}={f(b)/x,w/z}公式集的合一定义4.3设有公式集F={F1,F2,…,Fn}，若存在一个代换λ使得F1λ=F2λ=…=Fnλ则称λ为公式集F的一个合一，且称F1,F2,…,Fn是可合一的。例如，设有公式集F={P(x,y,f(
