- •2. Формальні методи у системах штучного інтелекту 21
- •3. Зображення знань. Мова програмування Пролог 55
- •4. Задачі класифікації, експертні системи 99
- •5. Інтелектуальні пакети 110
- •1.1.Основні поняття та історія розвитку штучного інтелекту
- •1.2. Галузі застосування штучного інтелекту
- •Ведення ігор
- •Автоматичні міркування і доведення теорем
- •Експертні системи
- •Розуміння природних мов та семантичне моделювання
- •Моделювання роботи людського інтелекту
- •Планування та робототехніка
- •Мови та середовища ші
- •Машинне навчання
- •Альтернативні уявлення: нейронні мережі та генетичні алгоритми
- •Штучний інтелект і філософія
- •Контрольні питання
- •2. Формальні методи у системах штучного інтелекту
- •2.1. Основні поняття
- •2.2. Основні закони правильного мислення
- •2.3. Класифікація міркувань
- •Дедуктивні міркування. Основні ідеї та складні міркування
- •Безпосередні розумові висновки
- •2.4.Опосередковані висновки
- •Прості силогізми, складні розумові висновки
- •2.5. Індуктивні міркування та висновки за аналогією
- •2.6 Числення висловлювань
- •2.7. Нечіткі множини та нечітка логіка
- •2.8. Предикати. Формальні теорії
- •2.9. Процедура резолюції
- •2.10. Формальні граматики. Теорія алгоритмів
- •2.11. Продукції як алгоритмічна система. Ігри та рішення
- •2.12. Задачі та методи дискретної оптимізації
- •Динамічне програмування
- •Метод віток та меж
- •2.13. Багатокритеріальні задачі
- •2.14. Контрольні запитання
- •3. Зображення знань. Мова програмування Пролог
- •3.1. Ціль та методи зображення знань
- •3.2. Декларативне та процедурне зображення знань. Семантичні мережі
- •3.3. Фрейми та продукційні системи
- •3.4. Програмування мовою Пролог
- •Вступ до прологу. Загальна характеристика та основні поняття
- •Структура програми, домени, предикати та твердження
- •3.5. Управління обчисленнями у мові Пролог Зіставлення та повернення
- •Відтинання
- •Рекурсивні обчислення, обчислення факторіалу, знаходження квадратного кореня методом ітерацій
- •Списки у мові Пролог, бінарні дерева
- •3.6. Застосування Прологу, практична робота з використанням мови Пролог Застосування Прологу у програмуванні, системах ші, базах даних, у математиці
- •Практична робота на мові Пролог, основні інструменти та методика роботи
- •3.7. Контрольні запитання
- •4. Задачі класифікації, експертні системи
- •4.1. Особливості експертних систем, приклади та їх розробка
- •4.2. Розробка ес, мови та оболонки, набуття знань та приклад сценарію
- •4.3. Контрольні питання
- •5. Інтелектуальні пакети
- •5.1. Обчислювальні моделі, задачі та синтез програм
- •5.2. Загальна характеристика та меню системи тк Solver. Зображення обчислювальної моделі
- •5.3.Мова специфікації обчислювальних задач. Обчислювальна модель в tks
- •5.4. Складання обчислювальних моделей і задач, практична робота в tks
- •5.5. Завдання для самостійної роботи
- •5.6. Контрольні запитання
- •Додатки Додаток 1 Операції над нечіткими числами на основі принципу узагальнення. Використання в теорії штучного інтелекту
- •Література
2.2. Основні закони правильного мислення
Найбільш важливими є логічні закони: тотожності; суперечності; виключного третього (у класичній логіці); достатньої підстави.
Згідно з законом тотожності, об’єм та вміст кожного поняття мають лишатися незмінними протягом усього процесу міркування. Цей закон записується у вигляді формули А≡А, де через А позначено висловлювальну форму чи змінну.
За законом суперечності, два висловлювання, що суперечать один одному, не можуть бути однозначно істинними: щонайменше одне з них є хибним. Його формульний вигляд буде: АΛ¬А≡0 (логічні константи „істина” та „хибність” нулем та одиницею відповідно). Типові приклади його невірного застосування такі:
суперечністю вважають ситуацію, коли стверджується наявність у предмета однієї ознаки і заперечується – іншої;
суперечать судження про різні предмети;
судження стосуються різних моментів часу;
одне чи обидва судження стосуються неіснуючих об’єктів.
Закон достатньої підстави вимагає жодне з тверджень не визнавати справедливим без достатніх підстав (яку підставу вважати достатньою – це питання особливе). Цей закон має змістовий характер.
2.3. Класифікація міркувань
Найпростішим типом міркування є отримання одного чи кількох висловлювань нового висловлювання.
З висловлювань
,
,...
виходить висловлювання
,
яке є істинним завжди, коли істинними
є
,
,...
.
Вихідні висловлювання називаються
посиланнями, а нове висловлювання
– висновком (наслідком). Можливість
виведення висновку з посилань
забезпечується логічним зв’язком між
ними. Перевірити правильності виведення
з посилок можна логічними засобами без
звертання до безпосереднього досвіду.
Істинні, з точки зору логіки, висновки
формуються застосуванням правил
логічного слідування (правил виведення).
Зазвичай вони записуються у вигляді
,
,...
→
або
у вигляді дробу:
Логічне виведення – загалом випадку багатоетапний процес переходу від посилань до висновків і далі – від отриманих висновків, як нових посилань – до нових висновків. Залежно від наявності в них проміжних кроків міркування поділяються на безпосередні та опосередковані. За інших умов – на такі:
дедуктивні (від загального до часткового);
індуктивні (від часткового до загального);
за аналогією (від часткового до часткового).
Дедуктивні міркування мають найбільшу (строгу) доказовість, а міркування за аналогією – найменшу.
Дедуктивні міркування. Основні ідеї та складні міркування
Якщо відбувається дедуктивне міркування, то вважається що:
вихідні посилання міркування є істинними;
істинні посилання за умови правильного їх застосування породжують тільки істинні наслідки.
У логіці особливу роль відіграють логічні форми, істинність яких є справедливою завдяки їх структурі. Їх називають тавтологіями, або загальнозначущими формами. Правила виведення в дедуктивних міркуваннях, по суті описують тавтології.
Розглянемо два типи формальних логічних конструкцій: теореми – аналоги іменників та формули – аналоги речень. Ті формули із змінними, які обертаються у висловлювання за умови підстановки замість змінних яких-небудь значень, називають висловлювальними формами.
У сучасній математичній
логіці реченню, яке виражає властивості
предмета x, ставиться логічна функція
Р(х) однієї змінної, яка називається
одномісним предикатом. Значення предиката
– „істина” або „хибність”. Відношення
між n суб’єктами задається n-місним
предикатом Р(
).
Порядок аргументів предиката завжди
має бути одним і тим самим.
Слова „НЕ”, „ТА”, „АБО”, „ЯКЩО...ТО”, „ТОДІ І ТІЛЬКИ ТОДІ”, „ІСНУЄ”, „ВСЕ” та деякі інші називаються логічними зв’язками (операторами) і означають логічні операції, за допомогою яких з одних виразів, що означають деякі певні поняття, будуються складніші. Логічні в’язки співвідносяться з логічними операціями наступним чином:
МАБУТЬ, ЩО ¬ знак заперечення
І (ТА) ^ знак кон’юнкції
АБО v знак диз’юнкції
ЯКЩО...ТО → знак імплікації
ТОДІ, КОЛИ <=> знак еквівалентності
Надзвичайно важливою є зв’язка „імплікація”, оскільки саме вона використовується під час застосування продукцій.
Складні висловлювання залежно від зв’язки поділяються на:
об’єднуючі: зв’язка I(TA);
розділяючі: зв’язка АБО застосовується у двох варіантах, якими є:
нестрога диз’юнкція „АБО А, АБО В, АБО ОБИДВА”;
строга диз’юнкція – „АБО А, АБО В” (виключне АБО – допускається тільки одна з альтернатив);
умовні (зв’язка „ЯКЩО...ТО” – імплікація)
судження еквівалентності (зв’язка „ТОДІ І ТІЛЬКИ ТОДІ”);
змішані висловлювання (застосовують різні зв’язки).
Логічні зв’язки „ДЛЯ ВСЯКОГО”, „ІСНУЄ” називаються кванторами.
Вони належать до змінних у
реченні (ці змінні вважаються зв’язаними)
і позначаються
та
відповідно. Квантори дають змогу
формувати загальні та часткові судження.
