- •Основные понятия и определения
- •Понятие искусственного интеллекта
- •1.2. История развития искусственного интеллекта за рубежом
- •1.3. История развития искусственного интеллекта в России
- •1.4. Цели и задачи искусственного интеллекта
- •1.5. Основные направления исследований по ии
- •1.6. Контрольные вопросы и упражнения
- •2. Истоки формальных рассуждений
- •2.1. Левополушарное и правополушарное мышления
- •2.2. Контрольные вопросы и упражнения
- •3.Формальные системы
- •3.1. Понятие формальной системы
- •3.2. Разрешимость формальной системы
- •3.3. Интерпретация формальной системы
- •3.4. Доказательство и истинность
- •3.5. Контрольные вопросы и упражнения
- •4.1. Основные принципы силлогистики
- •4.2. Решение силлогизмов
- •4.3. Расширенная силлогистика
- •4.4. Моделирование силлогистики
- •4.5. Контрольные вопросы и упражнения
- •5. Исчисление высказываний
- •5.1. Синтаксис исчисления высказываний
- •5.2. Семантика исчисления высказываний
- •5.3. Классы формул исчисления высказываний
- •5.4. Понятие семантического дерева
- •5.5. Алгоритм Куайна
- •5.6. Алгоритм редукции
- •5.7. Алгебраический подход к определению класса формул
- •5.7.1. Нормальные формы и алгоритм нормализации
- •5.7.2. Алгоритм Куайна для днф
- •5.7.3. Принцип резолюций
- •5.7.4. Хорновские дизъюнкты
- •5.8. Применение исчисления высказываний
- •5.8.1. Пример базы знаний на основе логических высказываний
- •5.8.2. Применение исчисления высказываний в конструировании релейно-контактных схем
- •5.9. Контрольные вопросы и упражнения
- •6. Исчисление предикатов
- •6.1. Определение исчисления предикатов первого порядка
- •6.1.1. Операции над предикатами
- •6.1.2. Общезначимость и выполнимость формул исчисления предикатов
- •6.2 Исчисление предикатов как формальная система
- •6.4. Сколемовские стандартные формы исчисления предикатов
- •6.5. Процедура вывода Эрбрана
- •6.6. Принцип резолюции для логики предикатов
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •7. Индуктивные рассуждения
- •7.1. Схема индуктивных рассуждений
- •7.2. Индукция Милля
- •1. Принцип единственного различия
- •2. Принцип единственного сходства
- •3. Принцип единственного остатка
- •7.3. Особенности индуктивных схем рассуждений
- •7.4. Индуктивные методы и алгоритмы
- •7.4.2. Метод пятизначной логики
- •7.4.3. Алгоритм древ
- •7.4.4. Алгоритм амх (алгоритм, основанный на метрике Хемминга)
- •7.4.5. Индукция решающих деревьев (id3)
- •7.4.6. Метод фокусирования
- •7.5. Контрольные вопросы и упражнения
- •8. Рассуждения по аналогии
- •8.1. Виды аналогий и приемы работы с ними
- •8.2. Простая аналогия
- •8.3. Другие виды аналогии
- •8.4. Аналогия в доказательстве теорем
- •8.5. Формализация аналогии
- •8.7. Методы реализаций рассуждений по аналогии
- •8.8. Проблемы рассуждений по аналогии
- •8.9. Контрольные вопросы и упражнения
- •9. Автоматизация нечетких рассуждений
- •9.1. Модальные логики
- •9.2. Применение нечеткой математики
- •9.3. Нечеткая силлогистика
- •9.5. Контрольные вопросы и упражнения
- •10. Представление задач в пространстве состояний
- •10.1. Примеры представления задач в пространстве состояний
- •10.2. Методы поиска в пространстве состояний
- •10.3. Контрольные вопросы и упражнения
- •11. Распознавание образов
- •Выделяются следующие основные типы задач распознавания образов:
- •11.1. Искусственный нейрон
- •11.2. Искусственные нейронные сети
- •Персептроны
- •11. 3.1. Персептронная представляемость
- •11.3.2. Преодоление ограничения линейной разделимости
- •11.3.3. Обучение персептрона
- •11.4. Процедура обратного распространения
4.2. Решение силлогизмов
Силлогизм – вывод ранга 2, т.е. вывод, который можно сделать на основании истинности двух посылок. В этих посылках фигурируют три класса сущностей: S ,P и M. Для формирования силлогизма используются четыре основных фигуры силлогистики (рис. 2).
Первая фигура Вторая фигура
P
M
M
S
S
P
Третья фигура Четвертая фигура
Рис. 2. Фигуры силлогистики
Правильность любого силлогизма можно проверить с помощью жергоновых отношений.
Пример. Доказать правильность силлогизма ААА для первой фигуры. MP
SM
SP
Для первой посылки Аmp возможны следующие жергоновы отношения:
1.2
2. Для второй посылки Аsm возможны жергоновы отношения:
2
.1.
2.2.
3. При объединении первой и второй посылок получается четыре варианта возможных жергоновых отношений:
3.1 3.2 3.3 3.4
4. Проверяя справедливость заключения Asp на всех возможных вариантах жергоновых отношений для объединения посылок, убеждаемся в его истинности.
Всего для четырех фигур силлогистики можно построить 256 различных силлогизмов. Не все они правильные, существует 24 правильных силлогизма (табл. 3).
Таблица 3
Правильные силлогизмы
Наименование фигуры |
Правильные силлогизмы |
Первая |
AAA, EAE, EIO, AII, AAI, EAO |
Вторая |
EAE, AEE, EIO, AOO, EAO, AEO |
Третья |
AAI, IAI, AII, EAO, OAO, EIO |
Четвертая |
AAI, AEE, IAI, EAO, EIO, AEO |
Алгоритм решения силлогизмов
1. Формализация понятий.
1.1. Выделение универсума (наиболее общего класса для всех посылок).
1.2. Выделение классов.
2. Приведение посылок к нормальной форме.
3. Выбор фигуры силлогистики.
4. Выбор правильного силлогизма по видам посылок.
5. Словесная интерпретация.
4.3. Расширенная силлогистика
Расширение классической силлогистики Аристотеля возможно произвести двумя способами – переходом к негативным утверждениям и увеличением числа посылок.
Д
ля
перехода к негативным утверждениям
необходимо ввести отрицание класса
сущностей. Пусть выделен некоторый
класс сущностей W. Вводится
новый класс сущностей
– все сущности, не принадлежащие W.
В результате кроме классических базовых
высказываний Asp,
Esp,
Osp,
Isp
дополнительно появляются схемы негативной
силлогистики Asp, Asp, Asp,
Esp, Esp, Esp, Isp, Isp,
Isp, Osp, Osp, Osp .
Расширение силлогистики отрицанием
принципиально, так как, например, Asp
на жергоновых отношениях – ложь, хотя
на самом деле это не так.
Р асширенная силлогистика может быть сведена к первоначальной при помощи законов обращения: Asp Esp ; Esp Asp ; Isp Osp ; Osp Isp .
Другое расширение силлогистики – увеличение числа посылок, т.е. переход к выводам ранга 3 (соритам). Для получения заключения в сорите нужен немонотонный процесс. На каждом шаге при поиске заключения в сорите выбирается пара посылок, которые образуют фигуру силлогизма. Если для такой фигуры найден правильный силлогизм, то выбранная пара порождает заключение. Если к этому моменту еще не все посылки исчерпаны, то использованные на данном шаге посылки вычеркиваются и на их место ставится полученное заключение. Новое множество посылок становится исходным для следующего шага, и процесс повторяется.
Сориты разрешимы поэтапно, на каждом этапе решается конкретный силлогизм.
При решении сорита могут возникнуть следующие ситуации:
бывают сориты, имеющие лишнюю посылку, вывод в них возможен, причем лишняя посылка просто не участвует в выводе;
сориты могут решаться неоднозначно;
если в результате вывода получается несколько заключений, то результирующим считается то, которое получено самой длинной цепочкой рассуждений и с возможно большим числом посылок, остальные считаются тупиковыми.
