知識(shí)的搜索與推理是人工智能研究的一個(gè)核心問(wèn)題，對(duì)這一問(wèn)題的研究曾經(jīng)十分活躍,而且至今仍不乏高層次的研究課題。正如知識(shí)表示一樣,知識(shí)的搜索與推理也有眾多的方法,同一問(wèn)題可能采用不同的搜索策略,而其中有的比較有效,有的不大適合具體問(wèn)題。

表示問(wèn)題是為了進(jìn)一步解決問(wèn)題,從問(wèn)題表示到問(wèn)題的解決,有個(gè)求解的過(guò)程,也就是搜索過(guò)程。在這一過(guò)程中,采用適當(dāng)?shù)乃阉骷夹g(shù),包括各種規(guī)則、過(guò)程和算法等推理技術(shù),力求找到問(wèn)題的解答。下面討論一些早期的搜索技術(shù)或用于解決比較簡(jiǎn)單問(wèn)題的搜索原理。

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首先研究圖搜索(graphsearch)的一般策略,它給出圖搜索過(guò)程的一般步驟,并可從中看出無(wú)信息搜索和啟發(fā)式搜索的區(qū)別。

可把圖搜索控制策略看成一種在圖中尋找路徑的方法，初始節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)分別代表初始數(shù)據(jù)庫(kù)和滿足終止條件的目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)。求得把一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)變換為另一數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)則序列問(wèn)題就等價(jià)于求得圖中的一條路徑問(wèn)題。

不需要重新安排open表的搜索叫做無(wú)信息搜索或盲目搜索,它包括寬度優(yōu)先搜索、深度優(yōu)先搜索和等代價(jià)搜索等,盲目搜索只適用于求解比較簡(jiǎn)單的問(wèn)題。

盲目搜索的效率低,耗費(fèi)過(guò)多的計(jì)算空間與時(shí)間，如果能夠找到一種方法用于排列待擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)的順序,即選擇最有希望的節(jié)點(diǎn)加以擴(kuò)展,那么搜索效率將會(huì)大為提高。在許多情況下,能夠通過(guò)檢測(cè)來(lái)確定合理的順序，優(yōu)先考慮這類檢測(cè)的搜索為啟發(fā)式搜索( heuristic search)或有信息搜索( informed search)。

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消解原理( resolution principle)是一種可用于一定的子句公式的重要推理規(guī)則。子句定義為由文字的析取組成的公式(一個(gè)原子公式和原子公式的否定都叫做文字)。當(dāng)消解可使用時(shí),消解過(guò)程被應(yīng)用于母體子句對(duì),以產(chǎn)生一個(gè)導(dǎo)出子句。

例如,如果存在某個(gè)公理e∨e和另一公理e∨e,那么e∨e在邏輯上成立，這就是消解。

對(duì)于許多比較復(fù)雜的系統(tǒng)和問(wèn)題,如果采用前面討論過(guò)的搜索推理方法,那么很難甚至無(wú)法使問(wèn)題獲得解決。需要應(yīng)用一些更先進(jìn)的推理技術(shù)和系統(tǒng)(如規(guī)則演繹系統(tǒng)、產(chǎn)生式系統(tǒng)、系統(tǒng)組織技術(shù)、不確定性推理和非單調(diào)推理等),求解這種比較復(fù)雜的問(wèn)題,而對(duì)于那些發(fā)展特別快的高級(jí)求解技術(shù),如 agent、計(jì)算智能、專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)和自動(dòng)規(guī)劃系統(tǒng)等。

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產(chǎn)生式系統(tǒng)( production system)由波斯特(post)于1943年提出的產(chǎn)生式規(guī)則( production rule)而得名。人們用這種規(guī)則對(duì)符號(hào)串進(jìn)行置換運(yùn)算。1965年美國(guó)的組厄爾和西蒙利用這個(gè)原理建立了一個(gè)人類的認(rèn)知模型。同時(shí),斯坦福大學(xué)利用產(chǎn)生式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出第一個(gè)專家系統(tǒng) dendral。

產(chǎn)生式系統(tǒng)用來(lái)描述若干個(gè)不同的以一個(gè)基本概念為基礎(chǔ)的系統(tǒng)。這個(gè)基本概念就是產(chǎn)生式規(guī)則或產(chǎn)生式條件和操作對(duì)的概念。在產(chǎn)生式系統(tǒng)中,論域的知識(shí)分為兩部分:用事實(shí)表示靜態(tài)知識(shí),如事物、事件和它們之間的關(guān)系;用產(chǎn)生式規(guī)則表示推理過(guò)程和行為。由于這類系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)主要用于存儲(chǔ)規(guī)則,因此又把此類系統(tǒng)稱為基于規(guī)則的系統(tǒng)(rule-based system)。

建立在謂詞邏輯基礎(chǔ)上的傳統(tǒng)系統(tǒng)是單調(diào)的,這意味著,已知為真的命題數(shù)目將隨時(shí)間而嚴(yán)格增加。那是由于新的命題可加人系統(tǒng),新的定理可被證明,但這種加入和被證明絕不會(huì)導(dǎo)致前面已知為真或已被證明的命題變成無(wú)效。

這種系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)當(dāng)加入一個(gè)新命題時(shí),不必檢查新命題與原有知識(shí)之間的不相容性。

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