人工智能5第6章Nppt课件.ppt

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1、第6章基于产生式规则的机器推理产生式规则是一种十分普遍的知识表示形式，产生式系统是一种应用广泛的问题求解系统模型。本章介绍基于产生式（规则）的知识表示及其推理。§6.1产生式规则§6.2产生式系统第6章基于产生式规则的机器推理§6.1产生式规则主要介绍：产生式规则及基于产生式的推理模式。§6.1.1产生式规则产生式（PRODUCTION）一词，首先是由美国数学家波斯特（E.POST）提出来的。波斯特根据替代规则提出了一种称为波斯特机的计算模型。模型中的每条规则当时被称为一个产生式。后来，这一术语几经修改扩充被应用到许多领域。产生式也称为产生式规则，或简称规则。产生式的一般形式为：（前件）→

2、（后件）其中，前件就是前提(条件，前提条件)，后件是结论或动作(操作)。前件和后件可以由逻辑运算符AND、OR、NOT组成的表达式。§6.1产生式规则§6.1.1产生式规则产生式的一般形式为：（前件）→（后件）产生式规则的语义是：如果前提满足，则可得结论或者执行相应的动作，即后件由前件来触发。所以，前件是规则的执行条件，后件是规则体。例如，以下是几个产生式规则：(1)如果银行存款利率下调，那么股票价格上涨。(2)如果炉温超过上限，则立即关闭风门。(3)如果键盘突然失灵，且屏幕上出现奇怪字符，则是病毒发作。(4)如果胶卷感光度为200，光线条件为晴天，目标距离不超过5米，则快门速度取250，

3、光圈大小取f16。§6.1产生式规则§6.1.1产生式规则产生式的一般形式为：（前件）→（后件）可以看出，产生式与逻辑蕴涵式非常相似。逻辑蕴涵式就是产生式，但它只是一种产生式（是产生式的一种特殊情况）。除逻辑蕴含式以外，产生式还包含各种操作、规则、变换、算子、函数等等。如例(2)【如果炉温超过上限，则立即关闭风门。】是一个产生式，但不是一个逻辑蕴涵式。概括来讲，产生式描述了事物之间的一种对应关系，其外延十分的广泛。例如，图搜索中的状态转换规则和问题变换规则都是产生式规则，另外还有程序设计语言的文法规则、逻辑中的逻辑蕴含式和等价式、数学中的微分和积分公式、化学中分子结构式的分解变换规则等等，

4、也都是产生式规则；甚至体育比赛中的规则、国家的法律条文、单位的规章制度等等，也都可以表示成产生式规则。§6.1产生式规则§6.1.1产生式规则产生式的一般形式为：（前件）→（后件）一个产生式规则就是一条知识。用产生式不仅可以进行推理，而且还可以实现操作。一般都把产生式规则作为一种知识表达的形式或方法。说明：逻辑蕴涵式只能表示精确知识，其值或真或假；而产生式不仅可以表示精确知识，也可以表示不精确的知识。如果：头痛发烧，则患感冒(0.8)，这里的0.8就是对应规则的信度(CF——CERTAINTYFACTOR，看书P.152)。§6.1产生式规则§6.1.1产生式规则§6.1.2基于产生式规则

5、的推理模式利用产生式规则，可以实现有前提条件的指令性操作，也可以实现有前提条件的逻辑推理。实现操作的方法是，当测试到一条规则的前提条件满足时，就执行其后部的动作。这称为规则被触发或点燃。利用产生式规则实现逻辑推理的方法是，当有事实能与某规则的前提匹配（即规则的前提成立）时，就得到该规则后部的结论（即结论成立）。§6.1产生式规则§6.2产生式系统机器中运用产生式规则进行推理是用所谓的产生式系统来实现的。把一组产生式（规则）放在一起，并让他们互相配合，协同作用；一个产生式规则生成的结论可以供另一个产生式规则作为已知事实使用，以求得问题得解决，这样的系统称为产生式系统。本节主要介绍：(1)系统

6、结构；(2)运行过程；(3)控制策略与常用算法；(4)程序实现（略）；(5)产生式系统与问题求解（简介）。§6.2产生式系统§6.2.1系统结构产生式系统由三部分组成：产生式规则库，推理机和动态数据库。其结构如图6－1所示。产生式规则库推理机动态数据库图6－1产生式系统的结构§6.2产生式系统§6.2.1系统结构产生式规则库推理机动态数据库图6－1产生式系统的结构产生式规则库又称为产生式规则集，由相应的领域内知识的产生式规则组成。规则库是产生式系统进行问题求解的基础，其中知识是否完整、一致，表达是否准确，对知识的组成是否合理等，不仅将直接影响到系统的性能，而且还会影响到系统的运行效率。一般

7、来说，在建立规则库时应注意以下问题：（1）有效地表达领域内的过程性知识。（2）对知识进行合理的组织与管理。由产生式系统组成的专家系统，它的核心是利用产生式规则表达的专家经验，规则的多少是系统能力的关键因素，系统问题求解的能力随着规则的增加而增加。如何获得更多的知识或专家经验来组成规则库？就提出了系统知识获取的问题。§6.2产生式系统§6.2.1系统结构推理机又称控制执行机构，由一组程序组成。推理机实现对问题的推理求解，负