人工智慧 產生式推理

2021-09-12 21:35:08 字數 2499 閱讀 7342

通常人們把利用產生式知識表示方法所進行的推理稱為產生式推理,把由此所產生的系統稱為產生式系統。按照推理的控制方向,產生式推理可分為正向、逆向和混合三種方式。

步驟:

(1)推理開始前,把使用者提供的初始證據放入綜合資料庫。

(2)推理開始後,檢查綜合資料庫中是否包含了問題的解,若已包含,則求解結束,並成功退出;否則,執行下一步。

(3)檢查知識庫(即規則庫)中是否有可用知識,若有,形成當前可用知識集,執行下一步;否則,轉(5)。

(4)按照某種衝突消解策略,從當前可用知識集中選出一條知識進行推理,並將推出的新事實加入綜合資料庫中,然後轉(2)

(5)詢問使用者是否可以進一步補充新的事實,若可補充,則將補充的新事實加入綜合資料庫中,然後轉(3);否則表示無解,失敗退出。

優點和侷限性(不需要有明確的目標):

正向推理的優點是比較直觀,允許使用者主動提供有用的事實資訊,適合於診斷、設計、**、監控等領域的問題求解。其主要缺點是推理無明確的目標,求解問題時可能會執行許多與解無關的操作,導致推理效率較低。

步驟:

(1)將問題的初始證據和要求證的目標(稱為假設)分別放入綜合資料庫和假設集。

(2)從假設集中選出乙個假設,檢查該假設是否在綜合資料庫中。若在,則該假設成立。此時,若假設集為空,則成功退出;否則,仍執行(2)。若該假設不在資料庫中,則執行下一步。

(3)檢查該假設是否可由知識庫的某個知識匯出。若不能由某個知識匯出,則詢問使用者該假設是否為可由使用者證實的原始事實。若是,該假設成立,並將其放入綜合資料庫,再重新尋找新的假設;若不是,則轉(5)。若能由某個知識匯出,則執行下一步。

(4)將知識庫中可以匯出該假設的所有知識構成乙個可用知識集。

(5)檢查可用知識集是否為空,若空,失敗退出;否則,執行下一步。

(6)按衝突消解策略從可用知識集中取出乙個知識,繼續執行下一步。

(7)將該知識的前提中的每個子條件都作為新的假設放入假設集,轉(2)。

優點和侷限性(需要有明確的目標):

逆向推理的主要優點是,不必尋找和使用那些與假設目標無關的資訊和知識,推理過程的目標明確,也有利於向使用者提供解釋,在診斷性專家系統中較為有效。其主要缺點是當使用者對解的情況認識不清時,由系統自主選擇假設目標的盲目性比較大,若選擇不好,可能需要多次提出假設,會影響系統效率。

設有以下兩條規則:

假設已知有以下事實:動物有羽毛,動物善飛。要求採用產生式推理,求證:動物是信天翁

(1)正向推理證明定理:

r3​的前提條件滿足,因此r

3r_3

r3​可用,承認r

3r_3

r3​的結論,即推出新的事實「動物是鳥」。

② 此時,r

15r_

r15​

的兩個前提條件均滿足,因此r

15r_

r15​

可用,承認r

15r_

r15​

的結論,即推出新的事實「動物是信天翁」。

③ 由於信天翁已經是一種具體的動物,因此已求出該動物是信天翁。

(2)逆向推理證明定理:

② 推理開始後,先將初始證據「動物有羽毛」和「動物善飛」放入綜合資料庫,把「動物是信天翁」放入初始假設集

③ 然後從假設集中取出乙個假設「動物是信天翁」,查詢該假設是否為綜合資料庫中的已知事實,回答為「n」。再檢查「動物是信天翁」是否能被規則庫中的規則所匯出,發現「動物是信天翁」可由r

15r_

r15​

匯出,於是r

15r_

r15​

被放入可用規則集

④ 接著從可用規則集中取出r

15r_

r15​

,將其前提條件「動物是鳥」和「動物善飛」分別作為新的子假設放入假設集。

⑤ 在當前假設集中,取出乙個假設「動物是鳥」,檢查該假設是否為綜合資料庫中的事實,回答為「n」。再檢查「動物是鳥」是否能被規則庫中的規則所匯出,發現該子假設可由r

3r_3

r3​匯出,於是r

3r_3

r3​被放入可用規則集

⑥ 接著從可用規則集中取出r3r_

r3​,將其前提條件「動物有羽毛」作為新的假設放入假設集。

⑦ 此時,假設集中的假設已全部被綜合資料庫中的已知事實所滿足,推理過程成功結束,於是目標「動物是信天翁」得證。

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