产生式推理

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基于产生式规则的推理

基于产生式规则的推理
为避免循环通常采用树搜索如广度优先搜四产生式系统的程序实现一程序实现4推理机的程序实现二prolog语言及其基本结构产生式规则的程序语言实现将规则的前提部分做成形如条件将规则结论部分做成形如断言动作一般地做成条件断言动作一程序实现一种是先确定好规则的语言表示形式再根据规则形式设计规则解释程序推理机
基于产生式规则 的机器推理
产生式规则的界定及内容
例如: (1)天下雨,地上湿。(“原因—结果”结构) (2)如果把冰加热到零摄氏度以上,冰就会融化为水。 (“条件—结论”结构) (3)“夜来风雨声,花落知多少。”(事实及其进展 结构) (4)若能找到一根合适的杠杆,就能撬起那座大山。 (前提—操作) (5)“才饮长江水,又食武昌鱼,”(事实及其进展 结构) (6)刚才开机了,意味着发出了捕获目标图像的信号。 (情况—行为)
产生式规则的界定及内容
产生式规则其实就是产生式系统的主体,是产生 式系统知识表示的核心。故人们常把产生式表示直接 称为产生式规则,或简称规则。这里所说的“规则” , 是指人们思维判断中的一种固定逻辑结构关系。一般 产生式的结构可表示为自然语言形式,事实上,在自 然语言表达中,人们广泛使用的各种“原因—-结果”, “条件—结论”,“前提—操作”,“事实—进展”, “情况—行为”等结构,都可归结为产生式的知识表 达形式。
正向推理算法:
步1 将初始事实/数据置入动态数据库。 步2 用动态数据库中的事实/数据, 匹配/测试目标 条件, 若目标条件满足, 则推理成功, 结束。 步3 用规则库中各规则的前提匹配动态数据库中的 事实/数据, 将匹配成功的规则组成待用规则集。 步4 若待用规则集为空, 则运行失败, 退出。 步5 将待用规则集中各规则的结论加入动态数据库, 或者执行其动作, 转步2。

产生式系统专家系统

产生式系统专家系统

人工智能生式规则简称产生式。

它是指形如α─→β或IFαTHENβ或其等价形式的一条规则,其中α称为产生式的左部或前件;β称为产生式的右部或后件。

①如果α、β分别代表需要注视的一组条件及其成立时需要采取的行动,那么称为条件-行动型产生式;②如果α、β分别代表前提及其相应的结论,那么称为前提-结论型产生式。

人工智能中的推理很多是建立在直观经验基础上的不精确推理,而产生式在表示和运用不精确知识方面具有灵活性,因此许多专家系统采用产生式系统为体系结构。

组成一个产生式系统由下列3部分组成:一个总数据库(global database),它含有与具体任务有关的信息。

υυ一套规则,它对数据库进行操作运算。

每条规则由左右两部分组成,左部鉴别规则的适用性或先决条件,右部描述规则应用时所完成的动作。

应用规则来改变数据库。

一个控制策略,它确定应该采用哪一条适用规则,而且当数据库的终止条件满足时,就停止计算。

υ自由帕斯卡中free pascal 中的产生式系统的组成产生式系统由一个综合数据库、一组产生式规则和一个控制系统三个基本要素组成。

其中:综合数据库是产生式系统所用的主要数据结构,它主要用来表示问题的状态,即初始状态、中间状态和目标状态等,以及状态之间的关系。

它不是固定不变的,在求解的过程中,它的内容将越来越多,状态之间的关系也越来越复杂。

经常用来表示数据库的数据结构有串、集合、数组、树、表、记录、队列等。

产生式规则是对数据库进行操作的一系列规则。

规则的一般形式是:IF 条件 THEN 操作即满足应用的先决条件后,就对数据库实行后面的操作。

控制策略规定了操作的顺序,即在任何条件下用什么规则进行操作,什么条件下停止运行,它规定了问题的求解的搜索策略和路线。

控制策略一般可分为不可撤回方式和试探法两大类,试探法又包括回溯法和图搜索法两种。

工作方式产生式是系统的单元程序,它与常规程序不同之处在于,产生式是否执行并不在事前硬性规定,各产生式之间也不能相互直接调用,而完全决定于该产生式的作用条件能否满足,即能否与全局数据库的数据条款匹配。

基于产生式规则的机器推理

基于产生式规则的机器推理
例 三个聪明人问题。古代有个国王想知道他的 三个大臣中谁最聪明,就在他们每个人前额上 都画了一个点,他们都能看到别人点的颜色, 但看不到自己点的颜色。国王说,你们中间至 少有一个人的点是白色的。于是重复地问他们: “谁知道自己点的颜色?”三位大臣们头两次 都回答说不知道。题目要求证明下一次他们全 都会说“知道”,并且所有的点都是白色。
16.10.2020
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6.1.2基于产生式规则的推理模式
A B A B 把有前提的操作和逻辑推理统称为推理, 产生式系统中的推理是更广义的推理。
16.10.2020
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6.2产生式系统
6.2.1系统结构 6.2.2运行过程 6.2.3控制策略常用算法 6.2.4程序实现* 6.2.5产生式系统与问题求解
状态集合表示: 用x1,x2,x3表示三个人点的颜色,1表示白色,
0表示非白色。 X=(x1,x2,x3)表示颜色分布状态。 全部可能的状态集合(可能界PW0):
{(0,0,0),(0,0,1),(0,1,0),(0,1,1),(1,0,0),(1,0,1),(1,1,0),(1,1,1)} 实际给定的状态为现实界X0 =(x10,x20,x30) 用排除法找到X0 。源自16.10.2020.
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6.1.1产生式规则(2)
产生式的一般形式为: 前件后件(情况行为) 前件是前提,规则的执行条件。 后件是结论或动作,规则体。 产生式规则的语义:如果前提满足,则可得结论或 者执行相应的动作,即后件由前件触发。
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,也可以实现操作。
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6.1.1产生式规则(例)
排除过程:

简述产生式规则的基本组成

简述产生式规则的基本组成

简述产生式规则的基本组成产生式规则是人工智能和计算机科学中的一个重要概念,用于描述和表示问题的解决方案。

它是一种形式化的规则,用于表示问题的初始状态、目标状态和问题的解决过程中的步骤。

产生式规则由两部分组成:前件和后件。

前件描述了问题的当前状态,后件描述了解决问题的操作或动作。

产生式规则的基本组成是一个三元组(条件, 操作, 结果),其中条件是前件,操作是后件,结果是解决问题后的状态。

产生式规则的主要作用是通过匹配问题的当前状态和前件来触发操作,从而改变问题的当前状态。

前件是产生式规则中的条件部分,用于描述问题的当前状态和约束条件。

它可以是一个或多个条件的逻辑组合,条件可以是事实、属性或其他谓词逻辑表达式。

例如,条件可以是“当前状态为A并且属性B的值大于10”或“问题的某个属性的值等于某个特定值”。

操作是产生式规则中的行为部分,用于描述解决问题的步骤和动作。

操作可以是执行某个具体的计算、修改问题的状态或触发其他产生式规则。

操作可以是计算一个新的状态,更新问题的属性或执行一系列的计算和变换操作。

结果是产生式规则中的目标状态,它描述了解决问题后的最终状态。

结果可以是一个或多个状态的逻辑组合。

例如,结果可以是“问题的当前状态为C并且属性D的值小于5”或“问题的某个属性设置为某个指定的值”。

产生式规则的使用方式可以分为两种:前向推理和后向推理。

前向推理是从问题的初始状态出发,根据匹配规则的条件和操作逐步推导出解决问题的结果。

它是一种从数据(即前提)到结论的推理方式。

后向推理是从问题的目标状态出发,根据匹配规则的条件和操作逐步推导出问题的初始状态。

它是一种从结论到数据的推理方式。

产生式规则的优点在于它们的表达能力和灵活性。

它们可以描述各种复杂的问题和解决方案,并且可以根据实际需求进行扩展和修改。

产生式规则还可以与其他技术和方法结合使用,如逻辑推理、规则引擎和机器学习等。

总之,产生式规则是一种强大的问题描述和解决方法,其基本组成为前件、操作和结果。

生成式模型 推理式模型-概述说明以及解释

生成式模型 推理式模型-概述说明以及解释

生成式模型推理式模型-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在机器学习领域中,生成式模型和推理式模型是两种常见的方法。

它们都是用于描述和处理概率和不确定性的模型。

生成式模型主要关注如何生成样本数据,而推理式模型则着眼于对给定数据进行推理和预测。

生成式模型是一种通过建模随机变量的联合概率分布,从而生成新的样本数据的方法。

它通过观察已知数据的特征,学习生成这些数据的分布规律。

生成式模型的核心思想是通过学习到的分布,来生成具有与训练样本相似的新样本。

生成式模型的一大优势是可以生成新的、不存在的数据样本,从而扩展数据集。

生成式模型常用的方法包括隐马尔可夫模型(HMM)、混合高斯模型(GMM)、变分自编码器(VAE)等。

与之相对,推理式模型则主要关注给定数据后如何进行推理,即通过已知的条件获得目标值的后验分布。

推理式模型用于对已知数据进行分类、回归、聚类等任务,并且可以用于预测未来的结果。

推理式模型更加注重对特征和目标之间的依赖关系建模,以便进行准确的预测。

推理式模型常用的方法包括逻辑回归、支持向量机(SVM)、深度神经网络(DNN)等。

生成式模型和推理式模型在应用领域上也有所差异。

生成式模型常用于自然语言处理、图像生成、语音合成等任务,因为它可以生成符合特定领域规则的新样本。

而推理式模型则广泛应用于文本分类、图像识别、推荐系统等任务,因为它能够对已知数据进行准确的预测和推理。

本文将详细介绍生成式模型和推理式模型的定义、原理和在不同领域的应用。

通过对两种模型的深入理解,有助于我们选择合适的模型用于解决具体问题,并推动机器学习技术的进一步发展。

1.2文章结构文章结构部分的内容如下:文章结构的目的是为读者概述本文的组织方式和内容安排,并给出每个部分的简要介绍。

通过清晰明了的结构,读者可以更好地理解和把握文章全貌,以便在阅读过程中更容易找到所需的信息。

本文主要包含以下几个部分:1. 引言:本部分将对生成式模型和推理式模型进行概述,并介绍文章的结构安排和目的。

专家系统是如何工作的

专家系统是如何工作的

正向推理
从事实出发,来推出一定结论的方法称 为正向推理,又称为数据驱动推理方法 或自下而上的推理方法。 实践:
– 阅读网页教程的内容,学习水果识别专家 阅读网页教程的内容,学习水果识别专家 系统的第一周期推理过程。请仿照第一周 期推理过程写出第二周期的推理流程图。
反向推理
反向推理就是用户或系统提出一些假设, 然后系统来验证这些假设的真假。它的 推理过程可以理解为从目标出发,反向 使用规则进行推理。 实践:
产生式规则是专家系统领域的启发式知识或经 验知识。 产生式规则表示通常用于描述事物之间的一 种因果关系。其基本形式为:
– IF <P> THEN <Q>
实践: 阅读网页中的科普资料与图片,尝试完成一 个产生式规则的表示。(相关链接) 个产生式规则的表示。(相关链接)
推理与推理机推理与推理机产生式规则是专家系统中最广泛使用的一种产生式规则是专家系统中最广泛使用的一种知识表示法它能模拟人类求解问题的思维知识表示法它能模拟人类求解问题的思维方式便于表达专家领域的启发式知识或经方式便于表达专家领域的启发式知识或经验知识
专家系统初步(二) 专家系统初步(
推理与推理机
产生式系统
– 请从网上了解知识表示方法“与或图”, 请从网上了解知识表示方法“与或图” 尝试用与或图表示出在Prolog“家庭关系” 尝试用与或图表示出在Prolog“家庭关系” 的练习中对“祖父” 的练习中对“祖父”的推理的表示。(这 实际就是一种反向推理过程)
思考与练习
根据你对正向推理和反向推理的理解, 你认为哪一种推理方式更接近于人类思 考问题? 熟悉InterModeller,完成对“水果识别” 熟悉InterModeller,完成对“水果识别” 专家系统的调试。尝试把已知规则通过 “规则编辑器”输入到InterModeller中, 规则编辑器”输入到InterModeller中, 验证推理过程。

人工智能 产生式规则

人工智能 产生式规则

人工智能产生式规则
产生式规则是人工智能中一种表示知识和推理的形式,通常用于专家系统和规则引擎。

产生式规则由条件部分和动作部分组成,其中条件部分描述了一些前提条件,而动作部分描述了在条件满足时执行的操作。

以下是产生式规则的一般形式:
```
IF <条件部分>
THEN <动作部分>
```
在人工智能领域,产生式规则的使用可以丰富知识库,支持推理和决策。

条件部分通常包含一系列逻辑表达式,这些表达式检查某些事实或状态是否为真。

动作部分包含了在条件满足时要执行的操作,可以是更新知识库、产生新的推断、执行某些计算,或触发其他操作。

以下是一个简单的产生式规则的示例,假设我们正在构建一个专家系统来判断一个水果是否为橙子:
```
IF 颜色是橙色AND 形状是圆形
THEN 这是一个橙子
```
在这个例子中,条件部分包含两个逻辑表达式,它们检查水果的颜色和形状。

如果这两个条件都为真,即水果的颜色是橙色且形状是圆形,那么动作部分就会执行,产生结论“这是一个橙子”。

产生式规则的优势在于它们易于理解和维护,可以方便地将领域专业知识转化为规则,同时也支持灵活的知识表示和推理。

在专家系统、决策支持系统等人工智能应用中,产生式规则常常被广泛使用。

第6章 基于产生式规则的机器推理

第6章 基于产生式规则的机器推理
链。 (2) 若目标链为空,则推理成功,结束。 (3) 取出目标链中第一个目标,用动态数据库中的事实/数据
同其匹配,若匹配成功,转步(2)。 (4) 用规则集中的各规则的结论同该目标匹配,将第一个匹
配成功且未用过的规则的前提作为新的目标,并取代原来的父 目标而加入目标链,转步(3)。
(5) 若该目标是初始目标,则推理失败,退出。 (6) 将该目标的父目标移回目标链,取代该目标及其兄弟目 标,转步(3)。
推理机的一次推理过程可如图 6-3所示。
图 6-3 推理机的一次推理过程
6.2.3 控制策略与常用算法
产生式系统的推理可分为正向推理和反向推理两种 基本方式。简单来讲, 正向推理就是从初始事实数据出 发, 正向使用规则进行推理(即用规则前提与动态数据 库中的事实匹配, 或用动态数据库中的数据测试规则的 前提条件, 然后产生结论或执行动作),朝目标方向前进; 反向推理就是从目标出发, 反向使用规则进行推理(即 用规则结论与目标匹配, 又产生新的目标, 然后对新目 标再作同样的处理),朝初始事实或数据方向前进。下面 我们给出产生式系统正向推理和反向推理的常用算法:
还需说明的是, 对于规则库实际上还需配一个管理程 序, 即知识库管理系统, 专门负责规则及规则库的各项管 理工作。 知识库管理系统的设计也与规则的表示形式密切 相关。
3. 动态数据库的程序实现
动态数据库由推理时所需的初始事实数据、推理的中 间结果、最后结果以及其他控制或辅助信息组成。这些事 实数据的具体表示方法与上面所述的规则条件与结论的语 言表示方法基本一样, 区别就是动态数据库中的事实数据 中不能含有变量。动态数据库在内存可由(若干)链表实现 并组成。在PROLOG程序中实现动态数据库,则可不必编写 链表程序, 而利用PROLOG提供的动态数据库直接实现。
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二 实验基础知识:
产生式系统:包括产生式规则库、推理机、动态数据库三部 分; (1)动态数据库:它是产生式系统的数据结构中心,是一 个动态数据结构,用来存放初始事实数据、中间结果和最后 结果; (2)产生式规则库:由领域规则组成,在机器中以某种数 据结构进行组织,每条规则都有一定条件,若动态数据库中 内容满足这些条件可调用这条规则; (3)推理机:控制执行机构,负责产生式规则的前提条件 测试或匹配、规则的调度和选取、规则体的解释和执行。
pDC->TextOut(5,i*20+5,rule[i].reason); pDC->TextOut(410,i*20+5,rule[i].result); } }
(3)添加规则:
rule[num].reason=m_r; rule[num].result=m_s; rule[num].t=m_t; CDC *pDC=GetDlgItem(IDC_RULE)->GetDC(); pDC->TextOut(5,num*20+5,rule[num].reason); pDC->TextOut(410,num*20+5,rule[num].result); num++; MessageBox("成功添加!");
pDC->TextOut(100,15,rule[i].result); t=0; } for(i=0;i<num;i++) if(com(db,n,rule[i].reason)&&!bz[i]) {
wait[k].reason=rule[i].reason; wait[k++].result=rule[i].result; bz[i]=1; } if(k==0) { pDC->TextOut(10,10,"推理失败!"); t=0; } for(i=0;i<k;i++) db[i+n]=wait[i].result; n+=k; k=0; } }
while(s2!=NULL) {
db[n++].Format("%s",s2); s2=strtok(NULL,","); } int k=0,t=1; BOOL bz[100]={100*0}; while(t) { for(int i=0;i<num;i++)
if(com(db,n,rule[i].reason)&&rule[i].t) { pDC->TextOut(10,15,"推理结果:");
MessageBox("没有规则库!"); return; } CString db[50]; RULE goal[50]; CString str,g[50]; char s1[50],*s2; int n=0,t=1; strcpy(s1,m_f); s2=strtok(s1,","); while(s2!=NULT("有蹄动物,白色,有黑色条纹"); rule[6].result=_T("斑马"); rule[6].t=true; rule[7].reason=_T("鸟,不会飞,长腿,长脖子,黑白色"); rule[7].result=_T("鸵鸟"); rule[7].t=true; rule[8].reason=_T("鸟,不会飞,会游泳,黑白色"); rule[8].result=_T("企鹅"); rule[8].t=true; rule[9].reason=_T("鸟,善飞,不怕风浪"); rule[9].result=_T("海燕"); rule[9].t=true; rule[10].reason=_T("有毛"); rule[10].result=_T("哺乳动物"); rule[10].t=false; rule[11].reason=_T("有羽毛"); rule[11].result=_T("鸟"); rule[11].t=false; rule[12].reason=_T("会飞,生蛋"); rule[12].result=_T("鸟"); rule[12].t=false; rule[13].reason=_T("哺乳动物,有爪,有犬齿,目盯前方,吃肉"); rule[13].result=_T("食肉动物"); rule[13].t=false; num=14; CDC *pDC=GetDlgItem(IDC_RULE)->GetDC(); for(int i=0;i<num;i++) {
str[m++].Format("%s",s2); s2=strtok(NULL,","); } int t=0;
for(int j=0;j<m;j++) { for(int i=0;i<n;i++)
if(str1[i]==str[j]) {t=1;break;}
if(t==0) return(false); t=0;
db[n++].Format("%s",s2); s2=strtok(NULL,","); } int k=-1,k1=-1; goal[++k].reason=m_g; goal[k].result=m_g; g[++k1]=m_g; while(t) { if(k==-1) {
pDC->TextOut(10,15,"推理结果:"); pDC->TextOut(100,15,m_g); t=0; } for(int i=0;i<n;i++) if(goal[k].reason==db[i])
2 反向推理及其主要算法: 从目标出发,反向使用规则进行推理,朝初始事实或数据
方向前进。 (1)将初始事实/数据置入动态数据库,将目标条件置入目 标链。 (2)若目标链为空,则推理成功,结束。 (3)取出目标链中第一个目标,用动态数据库中的事实同 其匹配,若匹配成功,转步(2)。 (4)用规则集中的各规则的结论同该目标匹配,若匹配成 功,则将第一个匹配成功且从未使用过的规则的前提作为新 的目标,并取代原来的父目标加入目标链,转步(3)。
人工智能实验报告-基于产生式规则的机器推理
专 业: 计算机科学与技术
班 级:
1320701
学 号: 201320070115
学生姓名 :
许志捷
指导教师 :
钟国韵
一 实验目的:
(1)熟练了解、掌握机器推理产生式规则的定义及使用; (2)熟练掌握基于产生式规则的推理模式; (3)了解并熟悉产生式系统的整个结构比如:动态数据库、 产生式规则库、推理机等; (4)熟练掌握正向反向推理的步骤及思想。
运行程序后的正向推理结果图如下:
五 实验总结:
本次实验基本实现了书中要求的功能,在实际上机操作过 程中我遇到了一些小麻烦,比如运行不顺畅,没有注意中英 文切换造成无法获取结果等情况出现,希望自己以后更加细 致小心,总结经验。
}
} }
if(i==num) if(goal[k].reason==m_g) { pDC->TextOut(10,10,"推理失败!"); t=0; } else { str=goal[k].result; for(i=k;i>=0;i--) if(goal[k].result!=str) break; k=i+1; goal[k].reason=str; }
{ CString reason; CString result; BOOL t;}
Rule[100];
(2)建立初值规则库:
rule[0].reason=_T("有奶"); rule[0].result=_T("哺乳动物"); rule[0].t=false; rule[1].reason=_T("哺乳动物,吃肉"); rule[1].result=_T("食肉动物"); rule[1].t=false; rule[2].reason=_T("哺乳动物,有蹄"); rule[2].result=_T("有蹄动物"); rule[2].t=false; rule[3].reason=_T("食肉动物,黄褐色,有黑色条纹");//有毛,吃肉,黄褐色,有黑色条纹 rule[3].result=_T("老虎"); rule[3].t=true; rule[4].reason=_T("食肉动物,黄褐色,有黑色斑点"); rule[4].result=_T("金钱豹"); rule[4].t=true; rule[5].reason=_T("有蹄动物,长腿,长脖子,黄褐色,有暗斑点"); rule[5].result=_T("长颈鹿"); rule[5].t=false;
(5)若该目标是初始目标,则推理失败,退出。
(6)将该目标的父目标移回目标链,取代该目标及其兄弟
目标,转步(3)。
四 实验主要步骤及代码:
1 正向推理:
(1)建立规则库:在对话框类定义内添加规则库的数据结
构定义及存放规则个数的变量,主要代码如下:
Class CMyDlg:public CDialog { public: struct RULE
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