物联网智能技术 教学课件 作者 张文宇 李栋 3.第三章.pptx

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1、物联网智能技术第3章高级知识推理第3章高级知识推理3.1推理的相关知识3.2推理的逻辑基础3.3主观Bayes方法3.4证据理论3.1推理的相关知识33.1.1推理的概念所谓推理，是指按照某种策略从已知事实出发去推出结论的过程。其中，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。通常，智能系统的推理过程是通过推理机来完成的。所谓推理机，就是智能系统中用来实现推理的那些程序。智能系统的推理包括两个基本问题：一个是推理的方法，另一个是推理的控制策略。3.1推理的相关知识3.1.2推理方法及其分类推理方法主要解决在推理过程中前

2、提与结论之间的逻辑关系，以及在不确定性推理中不确定性的传递问题。推理可以有多种不同的分类方法，如下图所示：43.1推理的相关知识53.1推理的相关知识1．按推理的逻辑基础分类（1）演绎推理。演绎推理是从已知的一般性知识出发，推出蕴涵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，其核心是段论。常用的三段论是由一个大前提、一个小前提和一个结论三部分组成的。63.1推理的相关知识例如，有如下三个判断：①管理系的学生都懂管理；②王平是管理系的一位学生；③王平懂管理。这是一个三段论推理。其中，①是大前提，②是小前提；③是经演绎推出来的结论。从这个

3、例子可以看出，“王平懂管理”这一结论是蕴涵在“管理系的学生都懂管理”这个大前提中的。演绎推理就是从已知的大前提中推导出适应于小前提的结论，即从已知的一般性知识中抽取所包含的特殊性知识。由此可见，只要大前提和小前提是正确的，则由它们推出的结论也必然是正确的。73.1推理的相关知识（2）归纳推理。归纳推理是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。归纳推理的基本思想是：先从已知事实中猜测出一个结论，然后对这个结论的正确性加以证明确认。归纳推理分类如下图所示：83.1推理的相关知识按照所选事例的广泛性完全归纳推理不完全归纳推

4、理按照推理所使用的方法枚举归纳推理类比归纳推理93.1推理的相关知识完全归纳推理是指在进行归纳时需要考察相应事物的全部对象，并根据这些对象是否都具有某种属性，来推出该类事物是否具有此属性。不完全归纳推理是指在进行归纳时只考察了相应事物的部分对象，就得出了关于该事物的结论。103.1推理的相关知识枚举归纳推理是指在进行归纳时，如果已知某类事物的有限可数个具体事物都具有某种属性，则可推出该类事物都具有此种属性。设a1,a2,…,an，是某类事物A中的具体事物，若已知a1,a2,…,an都具有属性B，并没有发现反例，那么当n足够大时，就可得出“A中的所有事物都具有属性B”

5、这一结论。113.1推理的相关知识类比归纳推理是指在两个或两类事物有许多属性都相同或相似的基础上，推出它们在其他属性上也相同或相似的一种归纳推理。设A、B分别是两类事物的集合：A={a1,a2,…}B={b1,b2,…}并设a1与b1总是成对出现，且当a1，有属性P时，b1就有属性Q与之对应，即P(a1)→Q(b1)i=1,2,…则当A与B中有新的元素对出现时，若已知a′有属性P，b′有属性Q，即P(a′ )→Q(b′ )123.1推理的相关知识13演绎在已知领域内的一般性知识的前提下，通过演绎求解一个具体问题或者证明一个给定的结论。该结论实际上早已蕴涵在一般性知识

6、的前提中，因此它不能产生新知识归纳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。演绎推理与归纳推理的区别3.1推理的相关知识2．按所用知识的确定性分类14按所用知识的确定性分类确定性推理是指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。不确定性推理是指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。3.1推理的相关知识3．按推理过程的单调性分类15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单调推理非单调

7、推理当使用新的知识后，所得到的结论会越来越接近于目标，不会出现反复情况，否定前面推出的结论，使推理过程又退回到先前的某一步。3.1推理的相关知识注意：非单调推理往往是在知识不完全的情况下发生的。在这种情况下，为使推理能够进行下去，就需要先进行某些假设，并在此假设的基础上进行推理。但是，当后来由于新的知识加入，发现原来的假设不正确时，就需要撤销原来的假设及由此假设为基础推出的一切结论，再运用新知识重新进行推理。163.1推理的相关知识3.1.3推理的控制策略及其分类推理过程不仅依赖于所用的推理方法，也依赖于推理的控制策略。推理的控制策略是指如何使用领域知识使推理过