【正文】 首先查看數(shù)據(jù)基的當(dāng)前狀態(tài)是否已是 S1。 5)有時(shí)，無目標(biāo)的向前推理也是需要的。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 四、推理方向 向前推理基本原理 注： 4)在一般情況下，運(yùn)行產(chǎn)生式系統(tǒng)應(yīng)有一個(gè)目標(biāo)。 3)對(duì)于產(chǎn)生式的激發(fā)還應(yīng)加一個(gè)條件：當(dāng)執(zhí)行一個(gè)產(chǎn)生式右部的動(dòng)作不能改變數(shù)據(jù)基的狀態(tài)時(shí)，即使產(chǎn)生式左部能與數(shù)據(jù)基匹配，也不應(yīng)當(dāng)激發(fā)該產(chǎn)生式。執(zhí)行產(chǎn)生式右部動(dòng)作的含義是：把左部匹配成功時(shí)實(shí)行的那個(gè)變量置換傳播到右部來，使右部謂詞中出現(xiàn)的變量按同一方式實(shí)行置換。 S1 S2 S3 執(zhí)行 產(chǎn)生式 Pa 執(zhí)行 產(chǎn)生式 Pb …... 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 四、推理方向 向前推理基本原理 注： 1)在大部分向前推理的產(chǎn)生式系統(tǒng)中，每個(gè)條件用一個(gè)謂詞來表示，產(chǎn)生式的左部是一串謂詞，產(chǎn)生式的右部也是一串謂詞。這些動(dòng)作一般要修改數(shù)據(jù)基的內(nèi)容，動(dòng)作執(zhí)行完畢，數(shù)據(jù)基的狀態(tài)可能已經(jīng)發(fā)生改變。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 四、推理方向 向前推理基本原理 每個(gè)產(chǎn)生式的左部有一組條件，右部有一組動(dòng)作。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 四、推理方向 最基本推理方式 a)向前推理：數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)推理。但是也有例外，如在許多語法置換系統(tǒng)中，同一字符串中的幾個(gè)同名變量可被置換為不同的子串。若在匹配過程中，某規(guī)則中的一個(gè)變量被約束為某個(gè)值，則同一規(guī)則中所有同名變量必須約束為同一個(gè)值，但對(duì)其它規(guī)則中的同名變量無任何影響。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 三、產(chǎn)生式的知識(shí)元形式 元組 在許多專家系統(tǒng)中，經(jīng)常以（對(duì)象 ,屬性 ,值）的三元組形式作為產(chǎn)生式系統(tǒng)的知識(shí)元。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 三、產(chǎn)生式的知識(shí)元形式 變量 若產(chǎn)生式的左部均只有一個(gè)符號(hào)，則這些符號(hào)也稱為變量。 匹配成功后， RHS的動(dòng)作是把數(shù)據(jù)基內(nèi)該知識(shí)元中所含的子串換成在 RHS中出現(xiàn)的子串。 東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育 人 工 智 能 第 13講 主講教師：翟玉慶 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 三、產(chǎn)生式的知識(shí)元形式 常量字符串 是知識(shí)元的最簡(jiǎn)單形式。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 二、基本特征 產(chǎn)生式系統(tǒng)特點(diǎn) 注：產(chǎn)生式系統(tǒng)對(duì)某些領(lǐng)域的應(yīng)用是很有效的，如醫(yī)療診斷，而對(duì)另一些領(lǐng)域不那么適用，如數(shù)學(xué)。 語義檢查涉及知識(shí)的具體領(lǐng)域，如通常數(shù)據(jù)庫中的一致性檢驗(yàn)。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 二、基本特征 產(chǎn)生式系統(tǒng)特點(diǎn) d)機(jī)器可讀性 包括機(jī)器識(shí)別產(chǎn)生式、語法檢查和某種程度上的語義檢查。 一個(gè)產(chǎn)生式的調(diào)用對(duì)其它產(chǎn)生式的影響不是直接傳送過去，而是通過修改數(shù)據(jù)基來間接實(shí)現(xiàn)（當(dāng)其它產(chǎn)生式的左部與數(shù)據(jù)基匹配時(shí)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)基內(nèi)容已變，從而，各產(chǎn)生式執(zhí)行效果也就跟著發(fā)生變化）。因?yàn)閺睦碚撋?，在某些情形下徹底的一致性檢驗(yàn)是不現(xiàn)實(shí)的。但要注意任何修改和擴(kuò)充必須保持知識(shí)基的無矛盾性和一致性。這是模塊化不徹底的表現(xiàn)，可擴(kuò)展性差。它們也可模塊化并寫成規(guī)則的形式。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 二、基本特征 產(chǎn)生式系統(tǒng)特點(diǎn) b)知識(shí)的模塊化 此外，還有如何使用這些規(guī)則的知識(shí)，包括規(guī)則匹配的次序、匹配沖突的解決等解釋系統(tǒng)中所包含的功能。 規(guī)則本身也可看成是知識(shí)元，這種知識(shí)元不同于通常數(shù)據(jù)基中存放的知識(shí)元，因?yàn)樗侵甘救绾问褂脭?shù)據(jù)基中存放的知識(shí)元，因此，也稱為元知識(shí)，即關(guān)于知識(shí)的知識(shí)。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 二、基本特征 產(chǎn)生式系統(tǒng)特點(diǎn) b)知識(shí)的模塊化 在每個(gè)具體的產(chǎn)生式系統(tǒng)所適用的專門領(lǐng)域知識(shí)被分成許多知識(shí)元，存于數(shù)據(jù)基中。 匹配一般無遞歸，無復(fù)雜的計(jì)算。 匹配過程中不允許產(chǎn)生副作用。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 二、基本特征 產(chǎn)生式系統(tǒng)特點(diǎn) a)相對(duì)固定的格式 任何產(chǎn)生式均由 LHS和 RHS組成，左部匹配，右部動(dòng)作。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 二、基本特征 產(chǎn)生式系統(tǒng)構(gòu)成 c)一個(gè)解釋程序 負(fù)責(zé)整個(gè)產(chǎn)生式系統(tǒng)的運(yùn)行，包括規(guī)則左部和數(shù)據(jù)基的匹配、從匹配成功的規(guī)則（可能不止一個(gè)）中選出一個(gè)加以執(zhí)行、解釋執(zhí)行規(guī)則右部的動(dòng)作，并掌握時(shí)機(jī)結(jié)束產(chǎn)生式系統(tǒng)的運(yùn)行等等。數(shù)據(jù)基中的數(shù)據(jù)是廣義的，可以是常量、變量、多元組、謂詞、表結(jié)構(gòu)、圖象等等。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 二、基本特征 產(chǎn)生式系統(tǒng)構(gòu)成 b)數(shù)據(jù)基 每個(gè)產(chǎn)生式系統(tǒng)均有一個(gè)數(shù)據(jù)基，其中存放的數(shù)據(jù)既是構(gòu)成產(chǎn)生式的基本元素，又是產(chǎn)生式作用的對(duì)象。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第三節(jié) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 二、基本特征 產(chǎn)生式系統(tǒng)構(gòu)成 a)一組規(guī)則 (即產(chǎn)生式本身 ) 匹配成功時(shí)，執(zhí)行右部規(guī)定的動(dòng)作。 在核實(shí)左部情形時(shí)，通常采用匹配的方法，即查看當(dāng)前數(shù)據(jù)基中是否存在規(guī)則左部所指示的情形。 一般說來，左部表示情形，即什么條件發(fā)生時(shí)此產(chǎn)生式應(yīng)該被調(diào)用。以這種方式求得問題的解決的系統(tǒng)，稱為產(chǎn)生式系統(tǒng)。 表示形式：前提 ?結(jié)論 事實(shí) 無需前提條件的產(chǎn)生式，可用于表示已知的事實(shí)。這是前提和結(jié)論之間的關(guān)系，可用產(chǎn)生式（或稱規(guī)則）來表示。 子句演繹方法 消解法 —Robinson 消解法基本思想 把已知條件表示成一組子句，把求證目標(biāo)先表示成子句，后在前面加非符號(hào)，把加了非符號(hào)的目標(biāo)子句和條件子句組合，若通過消解推出空子句，則目標(biāo)得以證明。當(dāng)用作反向推理時(shí)，比較實(shí)用。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第二節(jié) 演繹系統(tǒng) 三、與或句演繹系統(tǒng) 置換規(guī)則 左部只能有一個(gè)句節(jié)，右部可以是任意的與或句。 與或句的生成步驟 1）化成前束范式，使所有量詞均在合式公式的最前面，且每個(gè)量詞的轄域均是整個(gè)公式。我們應(yīng)該使用含有語義的演繹系統(tǒng)。 2）對(duì)于一階謂詞演算，存在著完備的演繹系統(tǒng)，對(duì)于二階謂詞演算，不存在著完備的演繹系統(tǒng)。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第二節(jié) 演繹系統(tǒng) 二、自然演繹系統(tǒng) 給定一個(gè)有限的或遞歸的公理集，及一個(gè)有限推理規(guī)則集，構(gòu)成一個(gè)自然演繹系統(tǒng)。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第二節(jié) 演繹系統(tǒng) 一、謂詞演算 謂詞演算 謂詞及謂詞之間關(guān)系的研究 2）項(xiàng) A）常量和變量是項(xiàng) B）若 t1,t2,..,tn是項(xiàng)，則 fn(t1,t2,…,tn) 和Fn(t1,t2,…,tn) 也是項(xiàng)。但判斷一個(gè)謂詞公式的永真性比較困難，甚至有人證明，根本不存在這樣的算法。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第二節(jié) 演繹系統(tǒng) 一、謂詞演算 謂詞解釋 人為地指派給謂詞的含義 注： 4）每種解釋由下列基本部分組成： A）一組基本域 Di,i=1…n B）每個(gè)常量均是某個(gè) Di中的一個(gè)元素 C）每個(gè)變量均在某個(gè) Di中取值 D）每個(gè) m目函數(shù)均是一個(gè)映射 Di1?Di2 ?... ?Dim?Dim+1 （對(duì)于 j?k,可以有 Dij=Dik) 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第二節(jié) 演繹系統(tǒng) 一、謂詞演算 謂詞解釋 人為地指派給謂詞的含義 注： 4）每種解釋由下列基本部分組成： E） 每個(gè) m目謂詞均是一個(gè)映射 Di1?Di2 ?... ?Dim?（ T， F） （ T代表真， F代表假 ) 5）若一個(gè)謂詞公式在所有解釋下均為真，則稱此公式為永真公式。 表示方式是否自然？ 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第一節(jié) 引言 四、常見的知識(shí)表示形式 演繹系統(tǒng) 產(chǎn)生式系統(tǒng) 框架結(jié)構(gòu) 語義網(wǎng)絡(luò) 過程性知識(shí)表示 面向?qū)ο笾R(shí)表示 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第二節(jié) 演繹系統(tǒng) 一、謂詞演算 命題 陳述 謂詞 帶有參數(shù)的命題 注： 1）謂詞比命題有更強(qiáng)的表達(dá)能力，可將知識(shí)單元細(xì)分； 2）謂詞可代表變化著的情況，謂詞的真假值可因參數(shù)而異； 3）可利用謂詞在不同的知識(shí)之間建立聯(lián)系，使用同名參數(shù)。 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第一節(jié) 引言 三、知識(shí)表示原則 過程性表示還是說明性表示？ 過程性表示：給出解決一個(gè)問題的具體過程。 是否適合于計(jì)算機(jī)處理？ 是否有高效的算法？ 能否表示不精確知識(shí)？ 注：自然界的信息具有先天的模糊性和不精確性。 東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育 人 工 智 能 第 11講 主講教師：翟玉慶 第二章 知識(shí)與知識(shí)表示 第一節(jié) 引言 三、知識(shí)表示原則 表示知識(shí)的范圍是否廣泛？ 注：邏輯是一種廣譜的知識(shí)表示工具。 元知識(shí) 關(guān)于知識(shí)的知識(shí)。 類比性知識(shí) 既不給出外延，也不給出內(nèi)涵，只給出它與其它事物的某些相似之處。 實(shí)例性知識(shí) 只給出一些實(shí)例，關(guān)于事物的知識(shí)就隱藏在這些實(shí)例中。 行為性知識(shí) 不直接給出事實(shí)本身，只給出它在某方面的行為。 二、知識(shí)類型 事實(shí)性知識(shí) 一般采用直接表示形式。 知識(shí)系統(tǒng)主要研究?jī)?nèi)容： 專家系統(tǒng) 知識(shí)庫 +推理機(jī) 知識(shí)庫系統(tǒng) 將知識(shí)以一定的結(jié)構(gòu)存入，進(jìn)行知識(shí)管理，實(shí)現(xiàn)知識(shí)共享 智能決策系統(tǒng) 知識(shí)科學(xué) 第一章 引言 討論題： 你相信人是機(jī)器嗎？請(qǐng)說出理由。 主要內(nèi)容 1）分布式問題求解 (DPS) 2）多 Agent系統(tǒng) (MAS) Agent是自主的，可能是預(yù)先存在的，并且是異構(gòu)的，是一開放的系統(tǒng)。 基本概念 DAI是研究在邏輯上或物理上分散的智能動(dòng)作者如何協(xié)調(diào)其智能行為（知識(shí)、技能和規(guī)劃），求解單目標(biāo)和多目標(biāo)問題，為設(shè)計(jì)和建立大型復(fù)雜的智能系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)支持協(xié)同工作 (CSCW)提供有效途徑。 其方法有統(tǒng)計(jì)方法、機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)倉庫等。 7）連接學(xué)習(xí)：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)。 4）類比學(xué)習(xí) 5）發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或模型重新發(fā)現(xiàn)定律的方法。 第一章 引言 第四節(jié) 人工智能的主要研究?jī)?nèi)容 八、機(jī)器學(xué)習(xí) 學(xué)習(xí)種類 2）歸納學(xué)習(xí)： AQ算法、 ID3算法等。其基本機(jī)制是設(shè)法將在一種情形下成功的表現(xiàn)行為轉(zhuǎn)移到另一類似的新情形中去。 第一章 引言 第四節(jié) 人工智能的主要研究?jī)?nèi)容 八、機(jī)器學(xué)習(xí) 知識(shí)、知識(shí)表示及運(yùn)用知識(shí)的推理算法是人工智能的核心，而機(jī)器學(xué)習(xí)則是關(guān)鍵問題。事物發(fā)生的隨機(jī)性，人類知識(shí)的不完全、不可靠、不精確和不一致，自然語言中存在的模糊性和歧義性均反映了這種差異，均會(huì)帶來不確定性。 主要工作 1）機(jī)器定理證明 2）歸結(jié)原理：推理規(guī)則簡(jiǎn)單。 基本觀點(diǎn) 1）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以分布式方式存儲(chǔ)信息 2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以并行方式處理信息 3）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自組織、自學(xué)習(xí)能力 第一章 引言 第三節(jié) 人工智能的研究方法 四、連接主義學(xué)派 主要工作 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育 人 工 智 能 第 06講 主講教師：翟玉慶 第一章 引言 第四節(jié) 人工智能的主要研究?jī)?nèi)容 一、博弈 跳棋、國際象棋、五子棋 二、機(jī)器定理證明 Logic Theorist 王浩：利用一階謂詞邏輯 吳文俊：吳方法 三、自動(dòng)程序設(shè)計(jì) 四、通用問題求解 GPS 東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育 人 工 智 能 第 07講 主講教師：翟玉慶 第一章 引言 第四節(jié) 人工智能的主要研究?jī)?nèi)容 五、感知 視覺 語音 六、自然語言理解與生成 計(jì)算語言學(xué) 七、自動(dòng)推理 推理 從一個(gè)或幾個(gè)已知的判斷（前提）邏輯地推論出一個(gè)新的判斷（結(jié)論）的思維形式。智能只是在與環(huán)境的交互作用中表現(xiàn)出來。 第一章 引言 第三節(jié) 人工智能的研究方法 二、邏輯學(xué)派 （以 McCarthy和 Nilsson等為代表 ) 基本思想 用邏輯來研究人工智能，用形式化的方法（統(tǒng)一的邏輯框架）描述客觀世界。 第一章 引言 第三節(jié) 人工智能的