本文關(guān)鍵詞：歸納邏輯程序設(shè)計(jì)初探，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

歸納邏輯程序設(shè)計(jì)初探；摘要；歸納邏輯程序設(shè)計(jì)是機(jī)器學(xué)習(xí)與邏輯程序設(shè)計(jì)的交叉領(lǐng)；歸納邏輯程序設(shè)計(jì)所使用的邏輯工具并不是歸納邏輯，；歸納邏輯程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的任務(wù)是從給定的例子中學(xué)習(xí)一；歸納邏輯程序設(shè)計(jì)的研究同邏輯和哲學(xué)有著密切的關(guān)系；關(guān)鍵詞：歸納邏輯程序設(shè)計(jì)子句邏輯霍恩子句邏輯程序；目錄；前言......................；1歸納邏輯程序設(shè)計(jì)歷史回顧

歸納邏輯程序設(shè)計(jì)初探

摘 要

歸納邏輯程序設(shè)計(jì)是機(jī)器學(xué)習(xí)與邏輯程序設(shè)計(jì)的交叉領(lǐng)域�，F(xiàn)代科技，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展極大地推進(jìn)了人類的發(fā)展進(jìn)程，但是計(jì)算機(jī)也存在著一些局限性，于是產(chǎn)生了新的需求——使機(jī)器具有智能，人工智能的概念應(yīng)運(yùn)而生。機(jī)器學(xué)習(xí)是人工智能的重要研究領(lǐng)域之一，根據(jù)研究角度的不同，機(jī)器學(xué)習(xí)有多種方法，其中歸納學(xué)習(xí)是最常用的方法之一。當(dāng)考慮歸納學(xué)習(xí)一階規(guī)則的時(shí)候，產(chǎn)生了歸納邏輯程序設(shè)計(jì)這種方法。

歸納邏輯程序設(shè)計(jì)所使用的邏輯工具并不是歸納邏輯，而是演繹邏輯中的子句邏輯，它包括合一消解推理系統(tǒng)和霍恩子句推理系統(tǒng)。其中有三個(gè)重要的概念：子句、赫爾布蘭德解釋、消解，它們分別涉及形式語(yǔ)言、語(yǔ)義和推演三方面的內(nèi)容。

歸納邏輯程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的任務(wù)是從給定的例子中學(xué)習(xí)一般理論。這種學(xué)習(xí)就是一個(gè)搜索正確理論的過(guò)程，其采用的基本操作是泛化和特化。一般來(lái)說(shuō)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)正確的理論總是要反復(fù)地通過(guò)特化和泛化的步驟調(diào)整一個(gè)理論使其適應(yīng)于實(shí)例。根據(jù)搜索理論的方向不同，可以分為自上而下和自下而上的歸納邏輯程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)，前者主要采用特化操作，后者則主要采用泛化操作。

歸納邏輯程序設(shè)計(jì)的研究同邏輯和哲學(xué)有著密切的關(guān)系。雖然它所使用的邏輯工具并不是歸納邏輯，但是二者都是以歸納為研究對(duì)象。而且它還部分地解決了一階邏輯中邏輯蘊(yùn)涵的不可判定性問(wèn)題。除此之外，歸納邏輯程序設(shè)計(jì)的發(fā)展還受到了科學(xué)哲學(xué)的影響。當(dāng)然，它在機(jī)器學(xué)習(xí)的發(fā)展中也發(fā)揮了重要的作用，成為機(jī)器學(xué)習(xí)中的核心研究領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：歸納邏輯程序設(shè)計(jì) 子句邏輯 霍恩子句 邏輯程序設(shè)計(jì) 泛化 特化

目 錄

前 言 ..............................................................1

1 歸納邏輯程序設(shè)計(jì)歷史回顧 ..........................................1

1.1 人工智能 ....................................................1

1.2 機(jī)器學(xué)習(xí) ....................................................2

1.3 歸納邏輯程序設(shè)計(jì)歷史回顧 ....................................3

2 歸納邏輯程序設(shè)計(jì)的邏輯基礎(chǔ) ........................................4

2.1 一階邏輯的基本概念 ..........................................4

2.2 合一消解推理系統(tǒng) ............................................6

2.2.1 子句和子句集 ..........................................7

2.2.2 赫爾布蘭德解釋 ........................................8

2.2.3 消解定理 ..............................................9

2.3 霍恩子句推理系統(tǒng) ...........................................11

2.3.1 霍恩子句 .............................................12

2.3.2 邏輯程序設(shè)計(jì) .........................................12

3 歸納邏輯程序設(shè)計(jì)基本內(nèi)容 .........................................13

3.1 歸納邏輯程序設(shè)計(jì)一般問(wèn)題背景 ...............................13

3.2 搜索理論的兩種基本操作：泛化和特化 .........................14

3.3 搜索理論的兩種方法：自上而下和自下而上搜索 .................15

3.3.1 自上而下搜索 .........................................16

3.3.2 自下而上搜索 .........................................17

3.4 非單調(diào)問(wèn)題背景和回溯推理 ...................................20

3.4.1 非單調(diào)問(wèn)題描述 .......................................20

3.4.2 不明推論式 .......................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。

3.5 歸納邏輯程序設(shè)計(jì)的應(yīng)用 .....................................21

4 對(duì)歸納邏輯程序設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià) .........................................22

4.1 歸納邏輯程序設(shè)計(jì)與歸納邏輯 .................................22

4.2 歸納邏輯程序設(shè)計(jì)與哲學(xué) .....................................23

4.2.1 邏輯實(shí)證主義對(duì)歸納邏輯程序設(shè)計(jì)的影響 .................24

4.2.2 波普爾證偽主義對(duì)歸納邏輯程序設(shè)計(jì)的影響 ...............25

4.3 ILP的作用 ..................................................27

5 結(jié)束語(yǔ) ...........................................................28

參考文獻(xiàn) ...........................................................29 致 謝 ............................................ 錯(cuò)誤！未定義書簽。

歸納邏輯程序設(shè)計(jì)初探

前 言

20世紀(jì)以來(lái)，自然科學(xué)技術(shù)與哲學(xué)社會(huì)科學(xué)的相互滲透與結(jié)合是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)革命和社會(huì)進(jìn)步的一個(gè)重要特點(diǎn)。人工智能的研究就是一個(gè)典型的例子，它是以多個(gè)學(xué)科為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的，其中哲學(xué)對(duì)人工智能的貢獻(xiàn)是非常重要的。而當(dāng)前，有許多從事哲學(xué)研究的學(xué)者并不了解人工智能的相關(guān)內(nèi)容，而從事人工智能的研究者也不太了解哲學(xué)和邏輯學(xué)的相關(guān)內(nèi)容。目前，在人工智能領(lǐng)域，機(jī)器學(xué)習(xí)是研究的熱點(diǎn)之一，機(jī)器學(xué)習(xí)的方法有很多，其中歸納邏輯程序設(shè)計(jì)（Inductive logic programming，簡(jiǎn)寫為ILP）的方法特別引人注意。它是在子句邏輯的框架內(nèi)從實(shí)例中學(xué)習(xí)的方法。其基礎(chǔ)是一階邏輯中的子句邏輯，同時(shí)與邏輯學(xué)的其他很多方面有密切的聯(lián)系。因此本文從邏輯、歸納邏輯程序設(shè)計(jì)兩個(gè)方面概略地介紹它們的研究進(jìn)展，并加以評(píng)價(jià)，以利于不同學(xué)科的學(xué)者之間的學(xué)術(shù)交流和交叉性的研究。

1 歸納邏輯程序設(shè)計(jì)歷史回顧

在介紹歸納邏輯程序設(shè)計(jì)之前，我們需要簡(jiǎn)要地了解一下它的發(fā)展歷程，歸納邏輯程序設(shè)計(jì)源自哪里，它為什么會(huì)出現(xiàn)，它是如何產(chǎn)生的？

1.1 人工智能

我們知道，計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)大大推進(jìn)了人類的發(fā)展進(jìn)程，計(jì)算機(jī)是迄今為止最有效的信息處理工具，但是普通的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的智能還相當(dāng)?shù)�，缺乏自適應(yīng)，自學(xué)習(xí)、自優(yōu)化等能力，也缺乏社會(huì)常識(shí)或?qū)I(yè)知識(shí)，只能被動(dòng)地按照人們?yōu)樗孪劝才藕玫牟襟E進(jìn)行工作，因此，這就產(chǎn)生了一種需求，即：使機(jī)器具有智能。于是人工智能的概念應(yīng)運(yùn)而生，關(guān)于人工智能的定義，有多種說(shuō)法，目前還沒(méi)有一個(gè)定義能夠被廣泛地接受，但都包含了一個(gè)主題，即：人工智能是一門研究如何構(gòu)造智能機(jī)器（智能計(jì)算機(jī)）或智能系統(tǒng)，使它能夠模擬、延伸、擴(kuò)展人類智能的學(xué)科，以解決過(guò)去人類專家才能處理的復(fù)雜問(wèn)題。

人工智能是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的前沿學(xué)科，也是一門新思想、新理論、新技術(shù)、新成就不斷涌現(xiàn)的新興學(xué)科。人工智能是在計(jì)算機(jī)科學(xué)，信息論、控制論、心理學(xué)、生理學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、哲學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、社會(huì)學(xué)等多學(xué)科的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是

一門綜合性極強(qiáng)的邊緣性學(xué)科。正因?yàn)槿绱�，人工智能的研究和�?yīng)用領(lǐng)域也是非常的廣泛，涉及專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器人、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自然語(yǔ)言理解、自動(dòng)定理證明、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、博弈、智能決策支持系統(tǒng)、智能搜索、數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)等等。

1.2 機(jī)器學(xué)習(xí)

欲使機(jī)器具有智能，可以求解智能問(wèn)題，就必須使機(jī)器具備足夠的知識(shí)，而知識(shí)的獲取需要通過(guò)學(xué)習(xí)來(lái)完成，一個(gè)不具備學(xué)習(xí)能力的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就難以稱為智能系統(tǒng)。因此令機(jī)器具備學(xué)習(xí)能力成為當(dāng)代人工智能應(yīng)用研究的核心問(wèn)題之一。

學(xué)習(xí)是人類具有的一種重要的智能行為，但是關(guān)于什么是學(xué)習(xí)，長(zhǎng)期以來(lái)眾說(shuō)紛紜，不同領(lǐng)域的研究者從不同的角度給出了各自不同的定義，至今沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的定義。人工智能的先驅(qū)者西蒙認(rèn)為，學(xué)習(xí)是系統(tǒng)在不斷重復(fù)的工作中對(duì)本身能力的增強(qiáng)和改進(jìn)，使得系統(tǒng)下一次執(zhí)行同樣或類似的任務(wù)時(shí)，比現(xiàn)在做得更好或效率更高1 。根據(jù)這一觀點(diǎn)，我們可以定義機(jī)器學(xué)習(xí)是一門研究使用機(jī)器獲取新的知識(shí)和技能，提高現(xiàn)有機(jī)器求解能力的學(xué)科。它讓計(jì)算機(jī)能夠像人一樣自動(dòng)獲取新知識(shí)，并在實(shí)踐中不斷的完善自我和增強(qiáng)能力。

機(jī)器學(xué)習(xí)有不同的分類，本文根據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)途徑來(lái)分，具體可以分為符號(hào)學(xué)習(xí)、連接的學(xué)習(xí)，遺傳算法學(xué)習(xí)等幾種類型。符號(hào)學(xué)習(xí)是采用符號(hào)表達(dá)的機(jī)制，使用相關(guān)的知識(shí)表示方法及學(xué)習(xí)策略，實(shí)施機(jī)器學(xué)習(xí)；連接學(xué)習(xí)是基于神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)；遺傳算法學(xué)習(xí)是一種優(yōu)化算法，它模擬了生物的遺傳機(jī)制和生物進(jìn)化的自然選擇：適者生存，優(yōu)勝劣汰。本文中我們重點(diǎn)討論符號(hào)學(xué)習(xí)的相關(guān)內(nèi)容。根據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)使用的策略、表示方法及應(yīng)用領(lǐng)域的不同，符號(hào)學(xué)習(xí)又可以分為歸納學(xué)習(xí)，演繹學(xué)習(xí)、類比學(xué)習(xí)等。其中，歸納學(xué)習(xí)是目前符號(hào)學(xué)習(xí)中研究最多也最廣泛的一種方法。我們知道，歸納是人類認(rèn)知和思維過(guò)程的一個(gè)重要組成部分，因此人工智能對(duì)人類智能的模擬不能不包括對(duì)歸納的模擬。一個(gè)人工智能系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)時(shí)所需要的知識(shí)不能完全用手工輸入系統(tǒng)內(nèi)，取而代之的是要提供給系統(tǒng)相當(dāng)少的知識(shí)，并且使它能夠適應(yīng)所遇到的環(huán)境，從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)，這將更有效率。歸納學(xué)習(xí)是從數(shù)據(jù)中通過(guò)歸納發(fā)現(xiàn)知識(shí)，通過(guò)給定關(guān)于一個(gè)概念的一系列正例和負(fù)例，然后從中歸納出一個(gè)通用的概念描述，由此能夠獲得新的概念，創(chuàng)立新的規(guī)則，發(fā)現(xiàn)新的理論。我們也可以將歸納學(xué)習(xí)問(wèn)題描述為用實(shí)例引導(dǎo)一般規(guī)則的搜索問(wèn)題。全部可能的實(shí)例構(gòu)成一個(gè)實(shí)例空間，全部可能的一般規(guī)則構(gòu)成規(guī)則空間，而學(xué)習(xí)的任務(wù)就是要完成實(shí)例空間和規(guī)則空間之間同時(shí)的、協(xié)調(diào)的搜索。

當(dāng)我們考慮讓計(jì)算機(jī)通過(guò)考察具體的事例，從而概括出能夠刻畫這些事例特有屬性的1 王勛 凌云 費(fèi)玉蓮 編著：人工智能導(dǎo)論[M]，北京，科學(xué)出版社，2005年10月第一版，362頁(yè)。

最新搜索

歸納邏輯程序設(shè)計(jì)初探2008

銷售論完整版

但逐層布板訖

、企業(yè)在估值技術(shù)的應(yīng)用中,確定公允價(jià)值時(shí),最有說(shuō)服力的是采用

對(duì)學(xué)生問(wèn)答反饋71

19暑期紅色旅游地社會(huì)實(shí)踐報(bào)告_圖文

基督教的“超驗(yàn)性”強(qiáng)調(diào)靈魂如何()。

合唱教學(xué)計(jì)劃61

37《 評(píng)語(yǔ)》 你的勤奮和努力是班里出了名的

物質(zhì)與世界第1章

  本文關(guān)鍵詞：歸納邏輯程序設(shè)計(jì)初探，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。