知識(shí)的產(chǎn)生式系統(tǒng)表示方法

1、第二章 知識(shí)的產(chǎn)生式系統(tǒng)表示法計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 陳峰陳峰第第2 2頁頁【本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) 】知識(shí)及知識(shí)表示的概念；產(chǎn)生知識(shí)及知識(shí)表示的概念；產(chǎn)生式表示法；產(chǎn)生式系統(tǒng)的問題求解過程。式表示法；產(chǎn)生式系統(tǒng)的問題求解過程?！颈菊码y點(diǎn)本章難點(diǎn) 】產(chǎn)生式表示事實(shí)和規(guī)則的方法產(chǎn)生式表示事實(shí)和規(guī)則的方法；產(chǎn)生式系統(tǒng)的問題求解過程；產(chǎn)生式系統(tǒng)的問題求解過程第第3 3頁頁知識(shí)表示的方法：知識(shí)表示的方法：|產(chǎn)生式表示法產(chǎn)生式表示法|一階謂詞邏輯表示法一階謂詞邏輯表示法|語義網(wǎng)絡(luò)表示法語義網(wǎng)絡(luò)表示法|框架表示法框架表示法|腳本表示法腳本表示法|過程表示法過程表示法|面向?qū)ο蟊硎痉嫦驅(qū)ο蟊硎?/p>

2、法|不確定性知識(shí)的表示方法不確定性知識(shí)的表示方法第第4 4頁頁2.1 知識(shí)與知識(shí)表示的概念知識(shí)與知識(shí)表示的概念一一 、知識(shí)、知識(shí) （一）什么是知識(shí)（一）什么是知識(shí) 知識(shí)知識(shí)是人們在改造客觀世界的實(shí)踐中積累起來是人們在改造客觀世界的實(shí)踐中積累起來的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是指人們?yōu)榱嗣枋隹陀^世界中的具體事物是指人們?yōu)榱嗣枋隹陀^世界中的具體事物而引人的一些數(shù)字、字符、文字等符號(hào)或符號(hào)的組而引人的一些數(shù)字、字符、文字等符號(hào)或符號(hào)的組合。合。 信息信息是指用不同數(shù)據(jù)組成的一種結(jié)構(gòu)。是指用不同數(shù)據(jù)組成的一種結(jié)構(gòu)。第第5 5頁頁數(shù)據(jù)和信息是兩個(gè)密切相關(guān)的概念。數(shù)據(jù)是信息的數(shù)據(jù)和信息是兩個(gè)密切相

3、關(guān)的概念。數(shù)據(jù)是信息的載體和表示，信息是數(shù)據(jù)在特定場合下的含義，或載體和表示，信息是數(shù)據(jù)在特定場合下的含義，或者說信息是數(shù)據(jù)的語義。同樣，同一條信息在不同者說信息是數(shù)據(jù)的語義。同樣，同一條信息在不同場合又可用不向的數(shù)據(jù)來表示。場合又可用不向的數(shù)據(jù)來表示。信息僅是對客觀事物的一般性描述，它還不是知識(shí)信息僅是對客觀事物的一般性描述，它還不是知識(shí)。只有經(jīng)過對其進(jìn)行挑選、加工、整理、和解釋，。只有經(jīng)過對其進(jìn)行挑選、加工、整理、和解釋，形成對客觀世界的規(guī)律性認(rèn)識(shí)后才能稱為知識(shí)。形成對客觀世界的規(guī)律性認(rèn)識(shí)后才能稱為知識(shí)。2.1 知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）第第6 6頁頁 知識(shí)最有代

4、表性的三個(gè)定義：知識(shí)最有代表性的三個(gè)定義： 知識(shí)是經(jīng)過消減、塑造、解釋、選擇和轉(zhuǎn)換的信息知識(shí)是經(jīng)過消減、塑造、解釋、選擇和轉(zhuǎn)換的信息 知識(shí)是由特定領(lǐng)域的描述、關(guān)系和過程組成的。知識(shí)是由特定領(lǐng)域的描述、關(guān)系和過程組成的。 知識(shí)事實(shí)十信念十啟發(fā)式。知識(shí)事實(shí)十信念十啟發(fā)式。2.1 知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）第第7 7頁頁（二）（二） 知識(shí)的屬性知識(shí)的屬性 1 1、真假性與相對性、真假性與相對性真假性真假性是指可以通過實(shí)踐或推理來證明知識(shí)為真或是指可以通過實(shí)踐或推理來證明知識(shí)為真或?yàn)榧佟榧?。相對性相對性是指知識(shí)的真與假是相對于某些條件、環(huán)境是指知識(shí)的真與假是相對于某些條件、

5、環(huán)境及時(shí)間而言的，即知識(shí)一般不是無條件的真或無條及時(shí)間而言的，即知識(shí)一般不是無條件的真或無條件的假，而是相對于一定環(huán)境條件的。件的假，而是相對于一定環(huán)境條件的。2.1 知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）第第8 8頁頁2.1 知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）2、不確定性、不確定性 知識(shí)的不完備性知識(shí)的不完備性是指在解決問題時(shí)不具備解決是指在解決問題時(shí)不具備解決該問題所需要的全部知識(shí)。知識(shí)的不完備性又可能該問題所需要的全部知識(shí)。知識(shí)的不完備性又可能會(huì)導(dǎo)致知識(shí)的不確定性和模糊性。會(huì)導(dǎo)致知識(shí)的不確定性和模糊性。 知識(shí)的不確定性知識(shí)的不確定性是指知識(shí)所具有的既不能完

6、全是指知識(shí)所具有的既不能完全被確定為真，又不能完全被確定為假的特性。被確定為真，又不能完全被確定為假的特性。 知識(shí)的模糊性知識(shí)的模糊性是指知識(shí)的是指知識(shí)的“邊界邊界”不明確的特不明確的特性。性。第第9 9頁頁2.1 知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）3、 矛盾性和相容性矛盾性和相容性矛盾性矛盾性是指同一個(gè)知識(shí)集中的不同知識(shí)之間相互對是指同一個(gè)知識(shí)集中的不同知識(shí)之間相互對立或不一致，即從這些知識(shí)出發(fā)，會(huì)推出不一致的立或不一致，即從這些知識(shí)出發(fā)，會(huì)推出不一致的結(jié)論。結(jié)論。相容性相容性是指同一個(gè)知識(shí)集中的所有知識(shí)之間相互矛是指同一個(gè)知識(shí)集中的所有知識(shí)之間相互矛盾。盾。相容性也稱為知

7、識(shí)的一致性，即從這些知識(shí)出發(fā)不相容性也稱為知識(shí)的一致性，即從這些知識(shí)出發(fā)不應(yīng)該推出一個(gè)命題和該命題的否定都是真的，也就應(yīng)該推出一個(gè)命題和該命題的否定都是真的，也就是說不能從中推出一對互相予盾的結(jié)論。是說不能從中推出一對互相予盾的結(jié)論。第第1010頁頁2.1 知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）4、可表示性與可利用性、可表示性與可利用性可表示性可表示性是指知識(shí)可以用適當(dāng)?shù)男问奖硎境鰜怼Ｊ侵钢R(shí)可以用適當(dāng)?shù)男问奖硎境鰜?。可利用性可利用性是指知識(shí)可以被用來解決各種各樣的問題。是指知識(shí)可以被用來解決各種各樣的問題。第第1111頁頁2.1 知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）知識(shí)與知識(shí)表示的概念（

8、續(xù)）（三）知識(shí)的分類（三）知識(shí)的分類(1) 按知識(shí)的性質(zhì)按知識(shí)的性質(zhì) 知識(shí)可分為概念、命題、公理、定理、規(guī)則和方法等。知識(shí)可分為概念、命題、公理、定理、規(guī)則和方法等。(2) 按知識(shí)的作用范圍按知識(shí)的作用范圍 知識(shí)可分為常識(shí)性知識(shí)和領(lǐng)域性知識(shí)。知識(shí)可分為常識(shí)性知識(shí)和領(lǐng)域性知識(shí)。(3) 按知識(shí)的作用按知識(shí)的作用 知識(shí)可分為事實(shí)性知識(shí)、過程性知識(shí)和控制性知識(shí)。知識(shí)可分為事實(shí)性知識(shí)、過程性知識(shí)和控制性知識(shí)。(4) 按知識(shí)的層次按知識(shí)的層次 知識(shí)可分為表層知識(shí)和深層知識(shí)。知識(shí)可分為表層知識(shí)和深層知識(shí)。 第第1212頁頁2.1 知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）(5) 按知識(shí)的確定性按知

9、識(shí)的確定性 知識(shí)可分為確定性知識(shí)和不確定性知識(shí)。知識(shí)可分為確定性知識(shí)和不確定性知識(shí)。(6) 按知識(shí)的等級(jí)按知識(shí)的等級(jí) 知識(shí)可分為零級(jí)知識(shí)、一級(jí)知識(shí)、二級(jí)知識(shí)等。知識(shí)可分為零級(jí)知識(shí)、一級(jí)知識(shí)、二級(jí)知識(shí)等。(7) 按知識(shí)的結(jié)構(gòu)及表現(xiàn)形式按知識(shí)的結(jié)構(gòu)及表現(xiàn)形式 知識(shí)可分為邏輯性知識(shí)和形象性知識(shí)。知識(shí)可分為邏輯性知識(shí)和形象性知識(shí)。第第1313頁頁2.1 知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）二二 、知識(shí)的表示、知識(shí)的表示（一）什么是知識(shí)表示（一）什么是知識(shí)表示 知識(shí)表示知識(shí)表示實(shí)際上就是對知識(shí)的實(shí)際上就是對知識(shí)的種描述，即用種描述，即用一些約定的符號(hào)把知識(shí)編碼成一組計(jì)算機(jī)可以接受一些約定

10、的符號(hào)把知識(shí)編碼成一組計(jì)算機(jī)可以接受的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 知識(shí)表示過程知識(shí)表示過程就是把知識(shí)編碼成某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是把知識(shí)編碼成某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的過程。的過程。第第1414頁頁2.1 知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）（二）知識(shí)表示的要求（二）知識(shí)表示的要求(1) 表示能力表示能力 知識(shí)表示能力是指能否正確、有效地將問題求解所需要知識(shí)表示能力是指能否正確、有效地將問題求解所需要的各種知識(shí)表示出來。的各種知識(shí)表示出來。 知識(shí)表示能力包括以下三個(gè)方面：一是知識(shí)表示范圍的知識(shí)表示能力包括以下三個(gè)方面：一是知識(shí)表示范圍的廣泛性；二是領(lǐng)域知識(shí)表示的高效性；三是對非確定性知識(shí)廣泛性；二是領(lǐng)

11、域知識(shí)表示的高效性；三是對非確定性知識(shí)表示的支持程度。表示的支持程度。第第1515頁頁2.1 知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）(2) 可利用性可利用性 知識(shí)的利用知識(shí)的利用是指使用知識(shí)進(jìn)行推理，以求得問題的解。知是指使用知識(shí)進(jìn)行推理，以求得問題的解。知識(shí)的可利用性包括對推理的適應(yīng)性和對高效算法的支持性。識(shí)的可利用性包括對推理的適應(yīng)性和對高效算法的支持性。 推理推理是指根據(jù)問題的已知事實(shí)，通過使用存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中是指根據(jù)問題的已知事實(shí)，通過使用存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的知識(shí)推出新的事實(shí)的知識(shí)推出新的事實(shí)(或結(jié)論或結(jié)論)或執(zhí)行某個(gè)操作的過程?；驁?zhí)行某個(gè)操作的過程。(3) 可組織性與可維護(hù)性

12、可組織性與可維護(hù)性 知識(shí)的組織知識(shí)的組織是指把有關(guān)知識(shí)按照某種方式組成一種知識(shí)是指把有關(guān)知識(shí)按照某種方式組成一種知識(shí)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 知識(shí)維護(hù)知識(shí)維護(hù)是指在保證知識(shí)的一致性與完整性的前提下對是指在保證知識(shí)的一致性與完整性的前提下對知識(shí)所進(jìn)行的增加、刪除、修改等操作。知識(shí)所進(jìn)行的增加、刪除、修改等操作。第第1616頁頁2.1 知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）(4) 可實(shí)現(xiàn)性可實(shí)現(xiàn)性 可實(shí)現(xiàn)性可實(shí)現(xiàn)性是指知識(shí)表示要便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，便于直是指知識(shí)表示要便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，便于直接由計(jì)算機(jī)對其進(jìn)行處理。接由計(jì)算機(jī)對其進(jìn)行處理。(5) 自然性與可理解性自然性與可理解性 自然性自然性是

13、指知識(shí)表示形式要符合人們的日常習(xí)慣和思維是指知識(shí)表示形式要符合人們的日常習(xí)慣和思維方式。方式。第第1717頁頁2.1 知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）知識(shí)與知識(shí)表示的概念（續(xù)）（三）（三） 知識(shí)表示觀點(diǎn)知識(shí)表示觀點(diǎn)1、陳述性觀點(diǎn)、陳述性觀點(diǎn) 陳述性知識(shí)表示是指以陳述的方式把知識(shí)用一定的數(shù)據(jù)陳述性知識(shí)表示是指以陳述的方式把知識(shí)用一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示出來，即把知識(shí)看作一種特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、知識(shí)表結(jié)構(gòu)表示出來，即把知識(shí)看作一種特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、知識(shí)表示僅說明描述的對象是什么，不涉及如何運(yùn)用知識(shí)的問題。示僅說明描述的對象是什么，不涉及如何運(yùn)用知識(shí)的問題。 2、過程性觀點(diǎn)、過程性觀點(diǎn) 過程性知識(shí)表示是指以程序過程性

14、知識(shí)表示是指以程序(亦稱為過程亦稱為過程)的方式把知識(shí)的方式把知識(shí)表示出來，即把知識(shí)寓于程序之中，把知識(shí)表示和運(yùn)用知識(shí)表示出來，即把知識(shí)寓于程序之中，把知識(shí)表示和運(yùn)用知識(shí)結(jié)合起來。結(jié)合起來。第第1818頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)“產(chǎn)生式產(chǎn)生式”(production system)首先是由波斯特首先是由波斯特(Post)于于1943年提出的產(chǎn)生式規(guī)則年提出的產(chǎn)生式規(guī)則(production rule)而得名的。而得名的。60年代，成為專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。年代，成為專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。形式上很簡單，但在一定意義上模仿了人類思考的過程。形式上很簡單，但在一定意

15、義上模仿了人類思考的過程。第第1919頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）一、產(chǎn)生式表示的基本方法及特性一、產(chǎn)生式表示的基本方法及特性1. 事實(shí)的表示事實(shí)的表示 事實(shí)可看作是斷言一個(gè)語言變量的值或斷言多個(gè)語言變事實(shí)可看作是斷言一個(gè)語言變量的值或斷言多個(gè)語言變量之間關(guān)系的陳述句。量之間關(guān)系的陳述句。 在產(chǎn)生式表示法中，事實(shí)通常是用三元組或四元組來表在產(chǎn)生式表示法中，事實(shí)通常是用三元組或四元組來表示的。示的。對確定性知識(shí)，一個(gè)事實(shí)可用一個(gè)三元組對確定性知識(shí)，一個(gè)事實(shí)可用一個(gè)三元組 (對象，屬性，值對象，屬性，值) 或或 (關(guān)系，對象關(guān)系，對象1，對象，對象2

16、)來表示。來表示。第第2020頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）2. 規(guī)則的表示規(guī)則的表示 規(guī)則描述的是事物間的因果關(guān)系。規(guī)則的產(chǎn)生式表示形規(guī)則描述的是事物間的因果關(guān)系。規(guī)則的產(chǎn)生式表示形式常稱為產(chǎn)生式規(guī)則，簡稱產(chǎn)生式或規(guī)則。式常稱為產(chǎn)生式規(guī)則，簡稱產(chǎn)生式或規(guī)則。 其基本形式為：其基本形式為： IF 條件條件 THEN 結(jié)論結(jié)論例如例如 ：有規(guī)則：有規(guī)則 IF（如果）（如果） 動(dòng)物有犬齒動(dòng)物有犬齒 AND 有爪有爪 AND 眼盯前方眼盯前方 THEN（那么）（那么） 這種動(dòng)物為食肉動(dòng)物這種動(dòng)物為食肉動(dòng)物第第2121頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)

17、（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式與蘊(yùn)含式的區(qū)別產(chǎn)生式與蘊(yùn)含式的區(qū)別 (1) 蘊(yùn)含式只能表示確定性知識(shí)，其真值只能取真或假，而蘊(yùn)含式只能表示確定性知識(shí)，其真值只能取真或假，而產(chǎn)生式不僅可以表示確定性知識(shí)，而且還可以表示不確定性產(chǎn)生式不僅可以表示確定性知識(shí)，而且還可以表示不確定性知識(shí)。知識(shí)。 (2) 在產(chǎn)生式表示中，決定一個(gè)產(chǎn)生式是否可用是通過檢查在產(chǎn)生式表示中，決定一個(gè)產(chǎn)生式是否可用是通過檢查已知事實(shí)是否與前提中所規(guī)定的條件相匹配來實(shí)現(xiàn)的，并且已知事實(shí)是否與前提中所規(guī)定的條件相匹配來實(shí)現(xiàn)的，并且匹配可以是精確的，也可以是不精確的。而謂詞邏輯中的蘊(yùn)匹配可以是精確的，也可以是不精確的。而

18、謂詞邏輯中的蘊(yùn)含式，其匹配則要求一定是精確的。也就是說，要滿足相應(yīng)含式，其匹配則要求一定是精確的。也就是說，要滿足相應(yīng)的真值表。的真值表。第第2222頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）二、產(chǎn)生式系統(tǒng)的組成二、產(chǎn)生式系統(tǒng)的組成產(chǎn)生式系統(tǒng)由三部分組成即總數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生式系統(tǒng)由三部分組成即總數(shù)據(jù)庫(或全局?jǐn)?shù)據(jù)庫或全局?jǐn)?shù)據(jù)庫)、產(chǎn)、產(chǎn)生式規(guī)則和控制策略。生式規(guī)則和控制策略。第第2323頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）1. 總數(shù)據(jù)庫總數(shù)據(jù)庫 總數(shù)據(jù)庫有時(shí)也稱為上下文、當(dāng)前數(shù)據(jù)庫或暫時(shí)存儲(chǔ)器?？倲?shù)據(jù)庫有時(shí)也稱為上下文、當(dāng)前數(shù)

19、據(jù)庫或暫時(shí)存儲(chǔ)器。總數(shù)據(jù)庫是產(chǎn)生式規(guī)則的注意中心。產(chǎn)生式規(guī)則的左邊表示總數(shù)據(jù)庫是產(chǎn)生式規(guī)則的注意中心。產(chǎn)生式規(guī)則的左邊表示在啟用這一規(guī)則之前總數(shù)據(jù)庫內(nèi)必須準(zhǔn)備好的條件。在啟用這一規(guī)則之前總數(shù)據(jù)庫內(nèi)必須準(zhǔn)備好的條件。第第2424頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）（二）（二） 控制策略控制策略1、 控制策略的任務(wù)控制策略的任務(wù) 控制策略為一個(gè)推理機(jī)構(gòu)，由一組程序組成，用來控制產(chǎn)控制策略為一個(gè)推理機(jī)構(gòu)，由一組程序組成，用來控制產(chǎn)生式系統(tǒng)的運(yùn)行，決定問題求解過程的推理線路，實(shí)現(xiàn)對問生式系統(tǒng)的運(yùn)行，決定問題求解過程的推理線路，實(shí)現(xiàn)對問題的求解。其主要任務(wù)如下：題

20、的求解。其主要任務(wù)如下： 按一定策略從規(guī)則庫中選擇與總數(shù)據(jù)庫中的已知事實(shí)按一定策略從規(guī)則庫中選擇與總數(shù)據(jù)庫中的已知事實(shí)相匹配的規(guī)則。即把所選規(guī)則的前提與總數(shù)據(jù)庫中的已知事相匹配的規(guī)則。即把所選規(guī)則的前提與總數(shù)據(jù)庫中的已知事實(shí)進(jìn)行比較，若事實(shí)與所選規(guī)則前提一致，則匹配成功，該實(shí)進(jìn)行比較，若事實(shí)與所選規(guī)則前提一致，則匹配成功，該規(guī)則激活被使用；否則，匹配失敗，該規(guī)則不可用于當(dāng)前推規(guī)則激活被使用；否則，匹配失敗，該規(guī)則不可用于當(dāng)前推理。理。第第2525頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)） 當(dāng)存在多條匹配成功的規(guī)則時(shí)，控制策略能夠按照某種當(dāng)存在多條匹配成功的規(guī)則

21、時(shí)，控制策略能夠按照某種策略從中選出一條合適的規(guī)則去執(zhí)行。策略從中選出一條合適的規(guī)則去執(zhí)行。 如果要執(zhí)行規(guī)則的右部不是問題的目標(biāo)，且為一個(gè)或多如果要執(zhí)行規(guī)則的右部不是問題的目標(biāo)，且為一個(gè)或多個(gè)結(jié)論時(shí)，則把這些結(jié)論加入到總數(shù)據(jù)庫中；當(dāng)其為一個(gè)或個(gè)結(jié)論時(shí)，則把這些結(jié)論加入到總數(shù)據(jù)庫中；當(dāng)其為一個(gè)或多個(gè)操作時(shí)，執(zhí)行這些操作。多個(gè)操作時(shí)，執(zhí)行這些操作。 如果要執(zhí)行規(guī)則的右部滿足問題的結(jié)束條件，則停止推如果要執(zhí)行規(guī)則的右部滿足問題的結(jié)束條件，則停止推理。理。 記住問題求解過程應(yīng)用過的規(guī)則序列，以便求解結(jié)束時(shí)記住問題求解過程應(yīng)用過的規(guī)則序列，以便求解結(jié)束時(shí)能夠給出問題的解題路徑。能夠給出問題的解題路徑。

22、第第2626頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）2、控制策略的實(shí)施過程、控制策略的實(shí)施過程控制策略的作用是說明下一步應(yīng)該選用什么規(guī)則，也就是說控制策略的作用是說明下一步應(yīng)該選用什么規(guī)則，也就是說如何應(yīng)用規(guī)則。通常從選擇規(guī)則到執(zhí)行操作分三步：匹配、如何應(yīng)用規(guī)則。通常從選擇規(guī)則到執(zhí)行操作分三步：匹配、沖突解決和操作。沖突解決和操作。第第2727頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）匹配匹配在這一步，把當(dāng)前數(shù)據(jù)庫與規(guī)則的條件部分相匹配。如果兩在這一步，把當(dāng)前數(shù)據(jù)庫與規(guī)則的條件部分相匹配。如果兩者完全匹配，則把這條規(guī)則稱為觸

23、發(fā)規(guī)則。當(dāng)按規(guī)則的操作者完全匹配，則把這條規(guī)則稱為觸發(fā)規(guī)則。當(dāng)按規(guī)則的操作部分去執(zhí)行時(shí)，稱這條規(guī)則為啟用規(guī)則。被觸發(fā)的規(guī)則不一部分去執(zhí)行時(shí)，稱這條規(guī)則為啟用規(guī)則。被觸發(fā)的規(guī)則不一定總是啟用規(guī)則，因?yàn)榭赡芡瑫r(shí)有幾條規(guī)則的條件部分被滿定總是啟用規(guī)則，因?yàn)榭赡芡瑫r(shí)有幾條規(guī)則的條件部分被滿足，這就要在解決沖突步驟中來解決這個(gè)問題。在復(fù)雜情況足，這就要在解決沖突步驟中來解決這個(gè)問題。在復(fù)雜情況下，在數(shù)據(jù)庫和規(guī)則的條件部分之間可能要進(jìn)行近似匹配。下，在數(shù)據(jù)庫和規(guī)則的條件部分之間可能要進(jìn)行近似匹配。第第2828頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）沖突解決沖突解決 當(dāng)有

24、一條以上規(guī)則的條件部分和當(dāng)前數(shù)據(jù)庫相匹配時(shí)，就當(dāng)有一條以上規(guī)則的條件部分和當(dāng)前數(shù)據(jù)庫相匹配時(shí)，就需要決定首先使用哪些規(guī)則，這稱為沖突解決。需要決定首先使用哪些規(guī)則，這稱為沖突解決。例如，設(shè)在美式足球例如，設(shè)在美式足球(即橄欖球即橄欖球)比賽中有以下兩條規(guī)則：比賽中有以下兩條規(guī)則： 規(guī)則規(guī)則 R1 IF fourth dawn Short yardage THEN punt 規(guī)則規(guī)則 R2 IF fourth dawn Short yardage within 30 yards (from the goal line) THEN field goal 第第2929頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生

25、式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）操作操作操作就是執(zhí)行規(guī)則的操作部分，經(jīng)過操作后，當(dāng)前數(shù)據(jù)庫將操作就是執(zhí)行規(guī)則的操作部分，經(jīng)過操作后，當(dāng)前數(shù)據(jù)庫將被修改。然后，有可能使用其它規(guī)則。被修改。然后，有可能使用其它規(guī)則。第第3030頁頁第第3131頁頁第第3232頁頁第第3333頁頁第第3434頁頁第第3535頁頁第第3636頁頁(1)(1)綜合數(shù)據(jù)庫綜合數(shù)據(jù)庫: :用三元組表示用三元組表示, , 即即(ML, CL, BL), (ML, CL, BL), 其其中中0ML, CL3, BL0, 1 0ML, CL3, BL0, 1 此時(shí)問題述簡化為此時(shí)問題述簡化為N=3N=3的的M-CM-

26、C問題問題, , 狀態(tài)空間的總狀態(tài)數(shù)狀態(tài)空間的總狀態(tài)數(shù)為為4 44 42=32, 2=32, 根據(jù)約束條件的要求根據(jù)約束條件的要求, , 可以看出只有可以看出只有2020個(gè)合個(gè)合法狀態(tài)。再進(jìn)一步分析后法狀態(tài)。再進(jìn)一步分析后, , 又發(fā)現(xiàn)有又發(fā)現(xiàn)有4 4個(gè)合法狀態(tài)實(shí)際上是不個(gè)合法狀態(tài)實(shí)際上是不可能達(dá)到的。因此實(shí)際的問題空間僅由可能達(dá)到的。因此實(shí)際的問題空間僅由1616個(gè)狀態(tài)構(gòu)成。下表個(gè)狀態(tài)構(gòu)成。下表列出分析的結(jié)果列出分析的結(jié)果: : 第第3737頁頁 (ML, CL, BL) (ML, CL, BL) (ML, CL, BL) (ML, CL, BL) (0 0 1) (0 0 1)達(dá)不到達(dá)不到

27、 (0 0 0) (0 0 0) (0 1 1) (0 1 0) (0 1 1) (0 1 0) (0 2 1) (0 2 0) (0 2 1) (0 2 0) (0 3 1) (0 3 0) (0 3 1) (0 3 0)達(dá)不到達(dá)不到 (1 0 1)(1 0 1)不合法不合法 (1 0 0)(1 0 0)不合法不合法 (1 1 1) (1 1 0) (1 1 1) (1 1 0) (1 2 1) (1 2 1)不合法不合法 (1 2 0)(1 2 0)不合法不合法 (1 3 1)(1 3 1)不合法不合法 (1 3 0)(1 3 0)不合法不合法 (2 0 1)(2 0 1)不合法不合法 (

28、2 0 0)(2 0 0)不合法不合法 (2 1 1)(2 1 1)不合法不合法 (2 1 0)(2 1 0)不合法不合法 (2 2 1) (2 2 0) (2 2 1) (2 2 0) 第第3838頁頁 (2 3 1) (2 3 1)不合法不合法 (2 3 0)(2 3 0)不合法不合法 (3 0 1)(3 0 1)達(dá)不到達(dá)不到 (3 0 0) (3 0 0) (3 1 1) (3 1 0) (3 1 1) (3 1 0) (3 2 1) (3 2 0) (3 2 1) (3 2 0) (3 3 1) (3 3 0) (3 3 1) (3 3 0)達(dá)不到達(dá)不到(2)(2)規(guī)則集合規(guī)則集合:

29、: 由擺渡操作組成。該問題主要有兩種操作由擺渡操作組成。該問題主要有兩種操作: pmc: pmc操作操作( (規(guī)定為從左岸劃向右岸規(guī)定為從左岸劃向右岸) )和和qmcqmc操作操作( (從右岸劃向左岸從右岸劃向左岸) )。每次擺渡操作每次擺渡操作, , 船上人數(shù)有五種組合船上人數(shù)有五種組合, , 因而組成有因而組成有1010條規(guī)則條規(guī)則的集合。下面定義的規(guī)則前的集合。下面定義的規(guī)則前5 5條為條為pmcpmc操作操作( (從左岸劃向右岸從左岸劃向右岸), ), 后后5 5條為條為qmcqmc操作操作( (從右岸劃向左岸從右岸劃向左岸) )。 第第3939頁頁if (ML, CL, BL=1)

30、then (ML-1, CL, BL-1); (p10操作操作) if (ML, CL, BL=1) then (ML, CL-1, BL-1); (p01操作操作) if (ML, CL, BL=1) then (ML-1, CL-1, BL-1); (p11操操作作) if (ML, CL, BL=1) then (ML-2, CL, BL-1); (p20操作操作) if (ML, CL, BL=1) then (ML, CL-2, BL-1); (p02操作操作) if (ML, CL, BL=0) then (ML+1, CL, BL+1); (q10操操作作) if (ML, CL

31、, BL=0) then (ML, CL+1, BL+1); (q01操操作作) if (ML, CL, BL=0) then (ML+1, CL+1, BL+1); (q11操操作作) if (ML, CL, BL=0) then (ML+2, CL, BL+1); (q20操操作作) if (ML, CL, BL=0) then (ML, CL+2, BL+1); (q02操操作作) 第第4040頁頁(3)(3)初始和目標(biāo)狀態(tài)初始和目標(biāo)狀態(tài): : 即即(3, 3, 1)(3, 3, 1)和和(0, 0, 0)(0, 0, 0)。和八數(shù)碼游戲的問題一樣和八數(shù)碼游戲的問題一樣, , 建立了產(chǎn)生

32、式系統(tǒng)描述之后建立了產(chǎn)生式系統(tǒng)描述之后, , 就就可以通過控制策略可以通過控制策略, , 對狀態(tài)空間進(jìn)行搜索對狀態(tài)空間進(jìn)行搜索, , 求得一個(gè)擺渡操求得一個(gè)擺渡操作序列作序列, ,使其實(shí)現(xiàn)目標(biāo)狀態(tài)。使其實(shí)現(xiàn)目標(biāo)狀態(tài)。 在討論用產(chǎn)生式系統(tǒng)求解問題時(shí)在討論用產(chǎn)生式系統(tǒng)求解問題時(shí), , 有時(shí)引入狀態(tài)空間有時(shí)引入狀態(tài)空間圖的概念很有幫助。狀態(tài)空間圖是一個(gè)有向圖圖的概念很有幫助。狀態(tài)空間圖是一個(gè)有向圖, , 其節(jié)點(diǎn)可表其節(jié)點(diǎn)可表示問題的各種狀態(tài)示問題的各種狀態(tài)( (綜合數(shù)據(jù)庫綜合數(shù)據(jù)庫), ), 節(jié)點(diǎn)之間的弧線代表一些節(jié)點(diǎn)之間的弧線代表一些操作操作( (產(chǎn)生式規(guī)則產(chǎn)生式規(guī)則), ), 它們可把一種狀態(tài)導(dǎo)

33、向另一種狀態(tài)。這它們可把一種狀態(tài)導(dǎo)向另一種狀態(tài)。這樣建立起來的狀態(tài)空間圖樣建立起來的狀態(tài)空間圖, , 描述了問題所有可能出現(xiàn)的狀態(tài)描述了問題所有可能出現(xiàn)的狀態(tài)及狀態(tài)和操作之間的關(guān)系及狀態(tài)和操作之間的關(guān)系, , 因而可以較直觀地看出問題的解因而可以較直觀地看出問題的解路徑及其性質(zhì)。實(shí)際上只有問題空間規(guī)模較小的問題才可能路徑及其性質(zhì)。實(shí)際上只有問題空間規(guī)模較小的問題才可能作出狀態(tài)空間圖作出狀態(tài)空間圖, , 例如例如N=3N=3的的M-CM-C問題問題, ,的其狀態(tài)空間圖如下的其狀態(tài)空間圖如下圖所示圖所示, , 此時(shí)采用的控制策略為順序選取規(guī)則。由于每個(gè)擺此時(shí)采用的控制策略為順序選取規(guī)則。由于每個(gè)擺

34、渡操作都有對應(yīng)的逆操作渡操作都有對應(yīng)的逆操作, , 即即pmcpmc對應(yīng)對應(yīng)qmcqmc, , 所以該圖也可表所以該圖也可表示成具有雙向弧的形式。示成具有雙向弧的形式。 第第4141頁頁（3 3 1）（2 2 0）（3 2 0）（3 1 0）（3 2 1）（3 0 0）（3 1 1）（1 1 0）（2 2 1）（0 2 0）（0 3 1）（0 1 0）（0 2 1）（0 1 0）（1 1 0）（0 0 0）第第4242頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）控制策略的分類控制策略的分類(1)不可撤回方式不可撤回方式 這種方式是利用問題給定的局部知識(shí)來決定選用

35、規(guī)則的這種方式是利用問題給定的局部知識(shí)來決定選用規(guī)則的，即根據(jù)當(dāng)前已知的局部知識(shí)選取一條規(guī)則作用于當(dāng)前綜合，即根據(jù)當(dāng)前已知的局部知識(shí)選取一條規(guī)則作用于當(dāng)前綜合數(shù)據(jù)庫，接著再根據(jù)新狀態(tài)繼續(xù)選取規(guī)則，搜索過程一直進(jìn)數(shù)據(jù)庫，接著再根據(jù)新狀態(tài)繼續(xù)選取規(guī)則，搜索過程一直進(jìn)行下去。不必考慮撤回用過的規(guī)則。在這一過程中，一條不行下去。不必考慮撤回用過的規(guī)則。在這一過程中，一條不理想規(guī)則的應(yīng)用不會(huì)影響下一步的工作，更不會(huì)影響是否能理想規(guī)則的應(yīng)用不會(huì)影響下一步的工作，更不會(huì)影響是否能找到解，最多是在求解過程中多用了一些規(guī)則。找到解，最多是在求解過程中多用了一些規(guī)則。主要優(yōu)點(diǎn)是控制過程簡單。主要優(yōu)點(diǎn)是控制過程簡單

36、。主要缺點(diǎn)是當(dāng)問題有多個(gè)解時(shí)不一定能找到最優(yōu)解。主要缺點(diǎn)是當(dāng)問題有多個(gè)解時(shí)不一定能找到最優(yōu)解。第第4343頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）第第4444頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）第第4545頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）如何運(yùn)用爬山過程的思想：如何運(yùn)用爬山過程的思想： 首先要建立一個(gè)描述綜合數(shù)據(jù)庫變化的函數(shù)，如果這個(gè)首先要建立一個(gè)描述綜合數(shù)據(jù)庫變化的函數(shù)，如果這個(gè)函數(shù)具有單極值，并且這個(gè)極值對應(yīng)的狀態(tài)就是目標(biāo)，則不函數(shù)具有單極值，并且這個(gè)極值對應(yīng)的狀態(tài)就是目

37、標(biāo)，則不可撤回的控制策略就是選擇使函數(shù)值發(fā)生最大增長變化的那可撤回的控制策略就是選擇使函數(shù)值發(fā)生最大增長變化的那條規(guī)則作用于綜合數(shù)據(jù)庫，如此循環(huán)下去直到?jīng)]有規(guī)則使函條規(guī)則作用于綜合數(shù)據(jù)庫，如此循環(huán)下去直到?jīng)]有規(guī)則使函數(shù)值繼續(xù)增長，這時(shí)函數(shù)值取最大值，滿足結(jié)束條件。數(shù)值繼續(xù)增長，這時(shí)函數(shù)值取最大值，滿足結(jié)束條件。第第4646頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）例：八數(shù)碼問題例：八數(shù)碼問題在在33的方格棋盤上放置八張牌，初始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)如圖：的方格棋盤上放置八張牌，初始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)如圖：空格可以上下左右移動(dòng)空格可以上下左右移動(dòng)第第4747頁頁2.2 產(chǎn)生

38、式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）用用“不在位不在位”將牌個(gè)數(shù)并取其負(fù)值作為狀態(tài)描述的將牌個(gè)數(shù)并取其負(fù)值作為狀態(tài)描述的函數(shù)函數(shù)W W（n n）（）（“不在位不在位”將牌個(gè)數(shù)是指當(dāng)前狀態(tài)將牌個(gè)數(shù)是指當(dāng)前狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)對應(yīng)位置逐一比較后有差異的將牌總個(gè)與目標(biāo)狀態(tài)對應(yīng)位置逐一比較后有差異的將牌總個(gè)數(shù)，用數(shù)，用W W（n n）表示，其中）表示，其中n n表示任一狀態(tài)），這實(shí)際表示任一狀態(tài)），這實(shí)際上是一種啟發(fā)式函數(shù)。上是一種啟發(fā)式函數(shù)。第第4848頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）（2）試探性方式）試探性方式 試探性方式又分為回溯（試

39、探性方式又分為回溯（BacktrackingBacktracking）方式）方式和圖搜索（和圖搜索（Graph-searchGraph-search）方式）方式 。 回溯方式是回溯方式是種碰壁回頭的方式。即在問題求種碰壁回頭的方式。即在問題求解過程中，允許先試用某條規(guī)則，如果以后發(fā)現(xiàn)這解過程中，允許先試用某條規(guī)則，如果以后發(fā)現(xiàn)這條規(guī)則不合適，則允許退回去，再另選一條規(guī)則來?xiàng)l規(guī)則不合適，則允許退回去，再另選一條規(guī)則來試。試。 使用回溯策略需要解決兩個(gè)重要問題：一是如使用回溯策略需要解決兩個(gè)重要問題：一是如何確定回溯條件，二是如何減少回溯次數(shù)。何確定回溯條件，二是如何減少回溯次數(shù)。第第4949頁頁

40、2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）對八數(shù)碼游戲，回溯應(yīng)發(fā)生在以下三種情況：對八數(shù)碼游戲，回溯應(yīng)發(fā)生在以下三種情況：（1）新生成的狀態(tài)在通向初始狀態(tài)的路徑上已出現(xiàn)過；）新生成的狀態(tài)在通向初始狀態(tài)的路徑上已出現(xiàn)過；（2）從初始狀態(tài)開始，應(yīng)用的規(guī)則數(shù)目達(dá)到所規(guī)定的數(shù)目之后）從初始狀態(tài)開始，應(yīng)用的規(guī)則數(shù)目達(dá)到所規(guī)定的數(shù)目之后還未找到目標(biāo)狀態(tài)（這一組規(guī)則的數(shù)目實(shí)際上就是搜索深度還未找到目標(biāo)狀態(tài)（這一組規(guī)則的數(shù)目實(shí)際上就是搜索深度范圍所規(guī)定的）；范圍所規(guī)定的）；（3）對當(dāng)前狀態(tài)，再?zèng)]有可應(yīng)用的規(guī)則。）對當(dāng)前狀態(tài)，再?zèng)]有可應(yīng)用的規(guī)則。第第5050頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表

41、示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）圖搜索方式是一種用圖或樹把全部求解過程記錄下來的方式圖搜索方式是一種用圖或樹把全部求解過程記錄下來的方式。由于它記錄了已試過的所有路徑，因此便于從中選取最優(yōu)。由于它記錄了已試過的所有路徑，因此便于從中選取最優(yōu)路徑。圖搜索方式與回溯方式的主要區(qū)別在于，回溯方式抹路徑。圖搜索方式與回溯方式的主要區(qū)別在于，回溯方式抹去了所有引起失敗的試探路徑，而圖搜索方式則記住了已試去了所有引起失敗的試探路徑，而圖搜索方式則記住了已試過的所有路徑。過的所有路徑。如果把問題求解過程用圖或樹的這種結(jié)構(gòu)來描述，即圖中的如果把問題求解過程用圖或樹的這種結(jié)構(gòu)來描述，即圖中的

42、每一個(gè)節(jié)點(diǎn)代表問題的狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)間的弧代表應(yīng)用的規(guī)則，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)代表問題的狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)間的弧代表應(yīng)用的規(guī)則，那么問題的求解空間就可由隱含圖來描述。圖搜索方式就是那么問題的求解空間就可由隱含圖來描述。圖搜索方式就是用某種策略選擇應(yīng)用規(guī)則，并把狀態(tài)變化過程用圖結(jié)構(gòu)記錄用某種策略選擇應(yīng)用規(guī)則，并把狀態(tài)變化過程用圖結(jié)構(gòu)記錄下來，一直到得出解為止，也就是從隱含圖中搜索出含有解下來，一直到得出解為止，也就是從隱含圖中搜索出含有解路徑的子圖來。路徑的子圖來。第第5151頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）三、產(chǎn)生式系統(tǒng)的推理三、產(chǎn)生式系統(tǒng)的推理 產(chǎn)生式系統(tǒng)的問題求解過程即

43、為對解空間的搜產(chǎn)生式系統(tǒng)的問題求解過程即為對解空間的搜索過程，也就是推理過程。索過程，也就是推理過程。 按照搜索方向可把產(chǎn)生式系統(tǒng)分為正向推理、按照搜索方向可把產(chǎn)生式系統(tǒng)分為正向推理、逆向推理和雙向推理，正向推理又稱為事實(shí)逆向推理和雙向推理，正向推理又稱為事實(shí)(或數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù))驅(qū)動(dòng)推理、前向鏈接推理；逆向推理又稱為目標(biāo)驅(qū)驅(qū)動(dòng)推理、前向鏈接推理；逆向推理又稱為目標(biāo)驅(qū)動(dòng)推理、逆向鏈接推理。動(dòng)推理、逆向鏈接推理。第第5252頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）1. 正向推理正向推理正向推理從一組表示事實(shí)的謂詞或命題出發(fā)，使用一組產(chǎn)生正向推理從一組表示事實(shí)的謂詞或

44、命題出發(fā)，使用一組產(chǎn)生式規(guī)則，用以證明該謂詞公式或命題是否成立。設(shè)有下列規(guī)式規(guī)則，用以證明該謂詞公式或命題是否成立。設(shè)有下列規(guī)則集合則集合R1R3： R1： P1 P2 R2： P2 P3 R3： P3 P4 其中，其中，P1 、P2 、P3和和P4為謂詞公式或命題。設(shè)總數(shù)據(jù)為謂詞公式或命題。設(shè)總數(shù)據(jù)庫中已存在事實(shí)庫中已存在事實(shí)P1，則應(yīng)用規(guī)則，則應(yīng)用規(guī)則R1，R2，R3進(jìn)行正向推理進(jìn)行正向推理，其過程如圖，其過程如圖第第5353頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）實(shí)現(xiàn)正向推理的一般策略是：先提供一批事實(shí)實(shí)現(xiàn)正向推理的一般策略是：先提供一批事實(shí)(數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)

45、)送入到送入到總數(shù)據(jù)庫中，系統(tǒng)利用這些事實(shí)與規(guī)則的前提相匹配，觸發(fā)總數(shù)據(jù)庫中，系統(tǒng)利用這些事實(shí)與規(guī)則的前提相匹配，觸發(fā)匹配成功的規(guī)則，把其結(jié)論作為新的事實(shí)添加到總數(shù)據(jù)庫中匹配成功的規(guī)則，把其結(jié)論作為新的事實(shí)添加到總數(shù)據(jù)庫中。繼續(xù)上述過程，用更新過的總數(shù)據(jù)庫的所有事實(shí)再與規(guī)則。繼續(xù)上述過程，用更新過的總數(shù)據(jù)庫的所有事實(shí)再與規(guī)則庫中另一條規(guī)則匹配，用其結(jié)論再次修改總數(shù)據(jù)庫的內(nèi)存，庫中另一條規(guī)則匹配，用其結(jié)論再次修改總數(shù)據(jù)庫的內(nèi)存，直到?jīng)]有可匹配的新規(guī)則，不再有新的事實(shí)加到總數(shù)據(jù)庫中直到?jīng)]有可匹配的新規(guī)則，不再有新的事實(shí)加到總數(shù)據(jù)庫中為止。為止。第第5454頁頁2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)

46、）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）2、逆向推理、逆向推理逆向推理從表示目標(biāo)的謂詞或命題出發(fā)，使用一組產(chǎn)生式規(guī)逆向推理從表示目標(biāo)的謂詞或命題出發(fā)，使用一組產(chǎn)生式規(guī)則證明事實(shí)謂詞或命題成立。即首先提出一批假設(shè)目標(biāo)，然則證明事實(shí)謂詞或命題成立。即首先提出一批假設(shè)目標(biāo)，然后逐一驗(yàn)證這些假設(shè)。如果使用前述后逐一驗(yàn)證這些假設(shè)。如果使用前述3條規(guī)則條規(guī)則R1R3，則逆，則逆向推理過程如圖向推理過程如圖第第5555頁頁要實(shí)現(xiàn)逆向推理，其策略如下：首先假設(shè)一個(gè)可能的目標(biāo)，要實(shí)現(xiàn)逆向推理，其策略如下：首先假設(shè)一個(gè)可能的目標(biāo)，然后由產(chǎn)生式系統(tǒng)試圖證明此假設(shè)目標(biāo)是否在總數(shù)據(jù)庫中。然后由產(chǎn)生式系統(tǒng)試圖證明此假設(shè)目標(biāo)是否

47、在總數(shù)據(jù)庫中。若在總數(shù)據(jù)庫中，則該假設(shè)目標(biāo)成立；否則，若該假設(shè)為終若在總數(shù)據(jù)庫中，則該假設(shè)目標(biāo)成立；否則，若該假設(shè)為終止止(證據(jù)證據(jù))節(jié)點(diǎn)，則詢問用戶，若不是，則再假定另一個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，則詢問用戶，若不是，則再假定另一個(gè)目標(biāo)。即尋找結(jié)論部分包含該假設(shè)的那些規(guī)則，把它們的前提作。即尋找結(jié)論部分包含該假設(shè)的那些規(guī)則，把它們的前提作為新的假設(shè)，并力圖證明其成立。這樣反復(fù)進(jìn)行推理，直到為新的假設(shè)，并力圖證明其成立。這樣反復(fù)進(jìn)行推理，直到所有目標(biāo)均獲證明或者所有路徑都得到測試為止。所有目標(biāo)均獲證明或者所有路徑都得到測試為止。2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）第第565

48、6頁頁3雙向推理系統(tǒng)雙向推理系統(tǒng)雙向推理又稱為正、反向混合推理，它綜合了正向推理和逆雙向推理又稱為正、反向混合推理，它綜合了正向推理和逆向推理的長處，又克服了兩者的缺點(diǎn)。雙向推理的推理策略向推理的長處，又克服了兩者的缺點(diǎn)。雙向推理的推理策略是同時(shí)從目標(biāo)向事實(shí)推理和從事實(shí)向目標(biāo)推理，并在推理過是同時(shí)從目標(biāo)向事實(shí)推理和從事實(shí)向目標(biāo)推理，并在推理過程中的某個(gè)步驟，實(shí)現(xiàn)事實(shí)和目標(biāo)的匹配。程中的某個(gè)步驟，實(shí)現(xiàn)事實(shí)和目標(biāo)的匹配。2.2 產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）產(chǎn)生式知識(shí)表示和產(chǎn)生式系統(tǒng)（續(xù)）第第5757頁頁產(chǎn)生式系統(tǒng)的分類產(chǎn)生式系統(tǒng)的分類1. 按推理方向分類按推理方向分類（1）正向推理產(chǎn)生式系統(tǒng)）正向推理產(chǎn)生式系統(tǒng) 它是從初始狀態(tài)出發(fā)，朝著目標(biāo)狀態(tài)前進(jìn)，正向使用規(guī)它是從初始狀態(tài)出發(fā)，朝著目標(biāo)狀態(tài)前進(jìn)，正向使用規(guī)則的一種推理方法。則的一種推理方法。（2）逆向推理產(chǎn)生式系統(tǒng)）逆向推理產(chǎn)生式系統(tǒng) 它是從目標(biāo)它是從目標(biāo)(作為假設(shè)作為假設(shè))狀態(tài)出發(fā)，朝著初始狀態(tài)前進(jìn)，狀態(tài)出發(fā)，朝著初始狀態(tài)前進(jìn)，逆向使用規(guī)則的一種推理方法。逆向使用規(guī)則的一種推理方法。（3）雙向推理產(chǎn)生式系統(tǒng)）雙向推理產(chǎn)生式系統(tǒng) 雙向推理是把正向推理和逆向推理結(jié)合起來使用的一種雙向推理是把正向推理和逆向推理結(jié)合起來使用的一種推理方式。推理方式。2.2 產(chǎn)生式知