第七章 专家系统知识表示与推理讲诉

Z(y)
P
Q
12
2018/11/18
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产生式规则（11）

计算机上实现逆向推理的数据结构

栈

当调用规则时，将其压入栈（相当于对树的搜 索），当求出规则结论（yes或no）时，将其 退栈（相当于对树的回溯），完成对推理树的 深度优先搜索和回溯 规则编号 R3 R1 前提表 I ，J A 结论 I A G
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产生式规则（9）

推理树
G
A
B
C
I
J
K
L
M
E
X
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F
W
Z
P
Q
11
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产生式规则（10）

逆向推理
G
1 7 9
A
2 3 6
B
8
C
10
I(y)
4
J
5
K(n)
L(y)
11 12
M
E
X(y)
F(n)
W(y)
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产生式规则（3）

产生式规则的推理

正向推理



搜索规则（知识）库，逐条检查规则的前提在事 实库中是否存在 若各子项不全都存在，则放弃该规则；若全都存 在，则执行该规则，并把结论放入事实库 反复执行以上过程，直至推出目标
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谓词逻辑（3）

用存在量词∃和全称量词∀分别表示特称命题 “存在…满足…”和全称命题“所有的…满 足…”


“有些人不怕死”通过定义谓词M(x):x是人， D(x):x怕死，可以表示为∃x(M(x)∧﹁D(x)) “所有人都是要死的”，定义谓词B(x):x要死的， 可以表示为∀x(M(x)→B(x))
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产生式规则（2）

产生式规则的特点




相同条件可以得出不同结论，即：A→B， A→C 相同结论可以由不同条件获得，即：A→G， B→G 条件之间可以用“与”和“或”连接，如 A∧B→G，A∨B→G 一条规则的结论可以是另一条规则的条件， 如C∧D→F；F∧B→Z
第七章 专家系统的知识表示与 推理
杜晖
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内容


产生式规则 谓词逻辑 语义网络 框架 剧本 习题
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产生式规则（1）

产生式规则的表示

如果A成立，那么B成立，简记为：A→B
2018/11/18
R3 R5 R9 R14
产生式规则（7）

逆（反）向推理




从目标开始，寻找以目标为结论的规则，并对该 规则的前提进行判断 若前提中某子项是另一规则的结论，则找此结论 的规则 重复以上过程，直到对某规则的前提能够进行判 断 按对规则前提的判断（“是”或“否”）得出对 结论的判断，并回溯到对上一规则的推理，一直 回溯到对目标的判断
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产生式规则（5）


R6：脓点破溃→晚期 R7：轻型∧外感风热→轻风热型 R8：重型∧外感风热→重风热型 R9：重型∧胃肠积热→重积热型 R10：轻型→散瘌法 R11：晚期→外敷药物 R12：轻风热型→散瘌加罐 R13：重风热型→挑瘌加罐 R14：重积热型→放血法
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谓词逻辑（1）

谓词表示

谓词是刻画客体性质或客体间关系的模式

包含n个客体变量的谓词称为n元谓词，表示为： P(X1,X2,…Xn) 定义谓词P(x):x是质数，则P(3)表示3是质数 定义谓词R(x,y,z):x+y=z，则R(2,3,5)表示2加3 等于5

命题由谓词客体变量取固定值后确定

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谓词逻辑（2）

可以用逻辑联结词∧（合取），∨（析取）， ﹁（非），→（蕴含）把简单命题组合成复 杂命题表示复杂知识

“如果李世民是文成公主的父亲，而李治是李世 民的儿子，则文成公主和李治是兄妹”。通过定 义谓词A(x,y):x是y的父亲，B(x,y):x是y的儿子， C(x,y):x与y是兄妹，可表示为(A(李世民，文成 公主)∧B(李治，李世民))→C(文成公主，李治)
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谓词逻辑（4）

谓词推理
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根据已知事实，使用推理规则，推出新的事 实，直到求解结论
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谓词逻辑（5）

举例

谓词

管理（x,y）：x管理y 报告（x,y）：x向y报告 事实1：管理（张某，王某） 事实2：管理（王某，李某） 事实3：管理（李某，丁某）
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产生式规则（6）

正向推理
使用规则 事实变动情况 输入“眼睑局部红肿”∧“顶尖 有脓点”∧“舌苔薄黄”∧“胃 纳差” 加入“胃肠积热” 加入“重型” 加入“重积热型” 加入“放血法”
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循环次数
1 2 3 4
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产生式规则（8）


推理树是指按逆向推理把规则库所含总目标作为根 结点，按规则的结论和前提展开成的一棵”树” 举例

R1：A→G R3：I∧J→A R5：X∧F→J R7：M→C R9：W∧Z→M
R2：B∧C→G R4：K→A R6：L→B R8：E→C R10：P∧Q→E
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产生式规则（4）

举例

问题

根据产生式规则，诊断疾病并提出治疗方案 R1：毛囊皮根微红肿→轻型 R2：鼻塞流涕→外感风热 R3：舌苔薄黄∧胃纳差→胃肠积热 R4：眼睑局部明显红肿→重型 R5：眼睑局部红肿∧顶尖有脓点→重型

产生式规则

2018/11/18

事实



谓词逻辑（6）

推理规则

规则1：推理的任何步骤上都可以引入事实 规则2：A→B，A|-B 规则3：A，B|-A∧B 规则4：∀x∀y(管理(x,y)→报告(y,x)) 规则5：∀x∀y∀z(管理(x,y)∧报告(z,y)→报告 (z,x)) 报告（丁某，张某）成立