- •Часть 1. Математические основы теории искусственного интеллекта
- •1.1. Общие сведения
- •1.2. Основные операции и функции
- •1.3. Основные понятия
- •1.4. Синтаксис
- •1.5. Функции. Законы и свойства операций и функций
- •1.5.1. Таблицы истинности основных логических функций
- •1.5.2. Операции и функции нечеткой логики
- •1.5.3. Законы и свойства операций
- •1.6. Особенности синтаксиса исчисления предикатов
- •1.6.1. Запись утверждения в языке исчисления предикатов
- •1.6.2. Синтаксические приемы в кванторных утверждениях
- •1.6.3. Отрицание кванторов
- •1.7. Семантика исчисления высказываний
- •1.8. Правила вывода
- •1.8.1. Преобразования к нормальным формам
- •1.8.2. Модус поненс (сокращение посылки)
- •1.8.3. Цепное заключение
- •1.9. Стратегии доказательств в четкой логике
- •1.9.1. Понятие доказательства в логике
- •1.9.2. Доказательство введением допущения
- •1.9.3. Приведение к противоречию
- •1.9.4. Метод резолюций
- •1.9.5. Доказательство теорем методом резолюции в ип
1.4. Синтаксис
Для описания синтаксиса исчисления используется нотация Бэкуса-Наура или бэкусовская нормальная форма – БНФ. Правила БНФ:
Каждое имя, заключенное в угловые скобки, есть тип объекта.
Определение каждого типа объектов начинается с его появления слева от знака "::=".
Справа от этого знака записываются различные способы записи синтаксически корректных объектов этого типа, разделенные вертикальной чертой.
В целях определения порядка следования операций в БНФ используют скобки. В случае отсутствия скобок на порядок следования операций может влиять определенный для исчисления порядок старшинства операций.
Порядок старшинства операторов в формулах для любых логических исчислений следующий: ~, ^, ,,.
В ИВ формула есть составное высказывание, составленное по определенным правилам. Аналогичное определение можно дать фразе естественного языка. Построение формул подчиняется следующей совокупности правил:
Базис: всякое высказывание есть формула.
Индукционный шаг: если X,Y- формулы, то ~X,XY,X|Y,XY,XY- формулы.
Ограничение: формула однозначно получается с помощью правил 1 и 2, т.е. для составления формул не должны использоваться какие-то другие правила.
В БНФ синтаксис формул определяется следующим образом:
<формула>::=<литера>|~<формула>|
<формула><ОП><формула>
<ОП>::=^|||
<литера>::=<высказывание>|~<высказывание>
Синтаксис ИП.
В ИП и нечеткой логике применяют так называемый квантор общности . Квантор общности означает истинность высказывания для всей области значений указанных за ним переменных. Кванторы не применяются к предикатам.
Кроме квантора общности, вводят квантор существования . Он означает существование такого значения переменной, для которого следующая за ним формула будет истинна, и читается также "для некоторых".
<формула>::=<литера>|~(<формула>)|<квантор>(<формула>)| (<формула>)<ОП>(<формула>)
<квантор>::=(<список переменных>)|(<список переменных>)
<список переменных>::=<переменная>|<переменная>,<список переменных>
<переменная>::=<идентификатор>
<ОП>::=^|||
<литера>::=<атом>|~<атом>
<атом>::=<предикат>|<предикат>(<список термов>)
<список термов>::=<терм>|<терм>,<список термов>
<терм>::=<константа>|<переменная>|<функция>(<список термов>)
<константа>::=<идентификатор>
<функция>::=<идентификатор>
<предикат>::=<идентификатор>
Итак, формула может быть построена из других формул с использованием унарных и бинарных логических операторов. В начале формулы может быть квантор. Простейшая формула есть литера, представляющая собой предикат или его отрицание. Предикат может быть константным (т.е. иметь 0 аргументов). Аргументами предиката являются термы. Термом может быть, в том числе, функция.
В ИВ существуют два метасимвола, не входящих в формулы, но используемых для утверждений о формулах.
Символом обозначают отношение семантического следования. ЗаписьAозначает, чтоA- есть тавтология, соответствует формулировкам "общезначимо", "всегда" и является аналогом квантора общности в ИП.
Символом обозначают отношение выводимости. ЗаписьAсоответствует формулировкам "верно, что", "имеет место" и является аналогом квантора существования в ИП..
Например, можно высказать PQ, где знакбудет означать верность следования некоторогоQиз некоторогоP. ФормулировкаP(PQ) будет означать верность данной импликации для всехPиQ, независимо от их значений (что можно проверить по таблице истинности).