电子科技大学——知识表示与推理(包含prolog运行逻辑说明部分)

本文主要是介绍电子科技大学——知识表示与推理(包含prolog运行逻辑说明部分),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

prolog语言的运行逻辑说明
主要对于郑旭老师上课提到的重难点以及考试的重点做学习回顾

考试重点内容

  • 使用贝叶斯网络做后验概率计算
  • 不确定性推理
  • prolog语言
  • 使用递归分析法做prolog递归分析
  • 语义网络
  • 一阶逻辑推理

使用贝叶斯网络做后验概率计算

仍以所示的贝叶斯网络为例,假设目前观察到的一个事件s = { c, e },求在该事件的前提下碰见难题的概率P( D | c, e )是多少?
在这里插入图片描述
按照精确推理算法,该询问可表示为:
在这里插入图片描述
其中,α是归一化常数,D取d和﹁d,应用贝叶斯网络的概率分布公式:
P ( x 1 , x 2 , . . . , x n ) = Π n ( P ( x i ∣ p a r ( X i ) ) ) P(x1,x2,...,xn) = \Pi^n(P(x_i|par(X_i))) P(x1,x2,...,xn)=Πn(P(xipar(Xi)))
当D取值d时,有
在这里插入图片描述
=α×0.15×[0.05×(0.8×0.9×0.9 + 0.2×0.1×0.1)+

​ 0.95×(0.4×0.9×0.9 + 0.6×0.1×0.1)]

​ =α×0.15×[0.05×0.65+0.95×0.33] =α×0.15×0.346

​ =α×0.0519

不确定性推理

当有多条知识支持同一个结论,且这些知识的前提相互独立,结论的可信度又不相同时,可利用不确定性的合成算法求出结论的综合可信度。

设有知识:
IF E1 THEN H (CF(H, E1))
IF E2 THEN H (CF(H, E2))

则结论H 的综合可信度可分以下两步计算:

(1) 分别对每条知识求出其CF(H)。即
​ CF1(H)=CF(H, E1) ×max{0, CF(E1)}
​ CF2(H)=CF(H, E2) ×max{0, CF(E2)}

(2) 用如下公式求E1与E2对H的综合可信度
在这里插入图片描述
例题1.
设有如下一组知识:
r1:IF E1 THEN H (0.9)
r2:IF E2 THEN H (0.6)
r3:IF E3 THEN H (-0.5)
r4:IF E4 AND ( E5 OR E6) THEN E1 (0.8)
已知:CF(E2)=0.8,CF(E3)=0.6,CF(E4)=0.5,CF(E5)=0.6, CF(E6)=0.8
求:CF(H)=?

解:由r4得到:

CF(E1)=0.8×max{0, CF(E4 AND (E5 OR E6))}

​ = 0.8×max{0, min{CF(E4), CF(E5 OR E6)}}

​ =0.8×max{0, min{CF(E4), max{CF(E5), CF(E6)}}}

​ =0.8×max{0, min{CF(E4), max{0.6, 0.8}}}

​ =0.8×max{0, min{0.5, 0.8}}

​ =0.8×max{0, 0.5} = 0.4
由r1得到:CF1(H)=CF(H, E1)×max{0, CF(E1)}

​       =0.9×max{0, 0.4} = 0.36

由r2得到:CF2(H)=CF(H, E2)×max{0, CF(E2)}

​      =0.6×max{0, 0.8} = 0.48

由r3得到:CF3(H)=CF(H, E3)×max{0, CF(E3)}

​       =-0.5×max{0, 0.6} = -0.3

根据结论不精确性的合成算法,CF1(H)和CF2(H)同号,有:
在这里插入图片描述
CF_1,2(H)和CF3(H)异号,有:
在这里插入图片描述
即综合可信度为CF(H)=0.53

prolog语法(重点——但考试内容一般不会超过五行)

这里我还是放几个供大家做理解哈,基本能够代表考试的一般难度

  1. Write a 3-place predicate combine1 which takes three lists as arguments and
    combines the elements of the first two lists into the third as follows:
    ?- combine1([a,b,c],[1,2,3],X).
    X = [a,1,b,2,c,3]
    ?- combine1([foo,bar,yip,yup],[glub,glab,glib,glob],Result).
    Result = [foo,glub,bar,glab,yip,glib,yup,glob]
combine1([],[],[]).
combine1([H31|T1],[H32|T2],[H31,H32|T3]):- combine1(T1,T2,T3).
  1. Now write a 3-place predicate combine2 which takes three lists as arguments
    and combines the elements of the first two lists into the third as follows:
    ?- combine2([a,b,c],[1,2,3],X).
    X = [[a,1],[b,2],[c,3]]
    ?- combine2([foo,bar,yip,yup],[glub,glab,glib,glob],Result).
    Result = [[foo,glub],[bar,glab],[yip,glib],[yup,glob]]
combine2([],[],[]).
combine2([H31|T1],[H32|T2],[[H31,H32]|T3]):- combine2(T1,T2,T3).
  1. Finally, write a 3-place predicate combine3 which takes three lists as arguments
    and combines the elements of the first two lists into the third as follows:
    ?- combine3([a,b,c],[1,2,3],X).
    X = [join(a,1),join(b,2),join(c,3)]
    ?- combine3([foo,bar,yip,yup],[glub,glab,glib,glob],R).
    R = [join(foo,glub),join(bar,glab),join(yip,glib),join(yup,glob)]
combine3([],[],[]).
combine3([H31|T1],[H32|T2],[join(H31,H32)|T3]):- combine3(T1,T2,T3).
  1. Write a predicate addone2/ whose first argument is a list of integers, and whose second argument is the list of integers obtained by adding 1 to each integer in the first list. For example, the query addone([1,2,7,2],X). should give X = [2,3,8,3].
addone([],[]).
addone([H1|T1], [H2|T2]) :-is(H2,+(H1,1)),addone(T1,T2).

这个题基本上考试是不会考的。。。太难了👇

  1. Write a Prolog program to implement the predicate frequencies(L,M), which takes as input a list L and returns a list of pairs [x,n], where x is an element of L and n is the number of times x appears in L. Here are some sample runs in SWI Prolog:
    ?- frequencies([a,b,a,c,a,c,d,a],L).
    L = [[a, 4], [b, 1], [c, 2], [d, 1]]
    Yes
    ?- frequencies([],L).
    L = []
    Yes
frequencies([],[]).
frequencies([H|Y],L) :-frequencies(Y,L1),check(H,L1,L).check(H,[],[[H,1]]).
check(H,[[Y,K]|L],[[Y,K1]|L]):- H = Y, K1 is K +1.
check(H,[[Y,K]|L],[[Y,K]|M]) :-H \== Y,check(H,L,M).
check(H,[[H,K]],[[H,K1]]):- K1 is K +1.
check(H,[[Y,K]],[[Y,K]|[H,1]]) :-H \== Y.

对prolog 语言做递归推理分析(网上很难找到,需要自己做充分的理解)

主要思想:跟着prolog的语句逻辑,先向下进行分析,对于每一次提出的数据,将其加入栈内,直到满足所给的终止条件,开始倒着进行——从语句右边到左边,同时将数据栈中的元素加入进来,最终得到推理结果。

qsort([],[]).qsort([H|T],S) :-qsplit(H,T,A,B),qsort(A,A1),qsort(B,B1),append(A1,[H|B1],S).# 补充
qsplit(H,[A|X],[A|Y],Z) :- A =< H, qsplit(H,X,Y,Z).
qsplit(H,[A|X],Y,[A|Z]) :- A > H, qsplit(H,X,Y,Z).
qsplit(_,[],[],[]).

我们以以上代码为例,假设对qsort([3,2,1],X)做递归分析,如下:

  1. 寻找递归分析语句(哪些语句讲列表中元素做了取出处理):
qsort([H|T],S) :-         ------------------------------------Ⅰ
​	qsplit(H,T,A,B),qsort(A,A1),qsort(B,B1),append(A1,[H|B1],S).qsplit(H,[A|X],[A|Y],Z) :- A =< H, qsplit(H,X,Y,Z). ----------Ⅱ(①)
qsplit(H,[A|X],Y,[A|Z]) :- A > H, qsplit(H,X,Y,Z).------------Ⅱ(②)

ps:这里类似于一个选择语句,Ⅱ中只会有①或②执行

  1. 找到递归终止条件语句:
qsort([],[]). ------------------------------------------------- (a)
qsplit(_,[],[],[]).-------------------------------------------- (b)
  1. 利用分析栈做递归分析(这里是qsort([1,3,2],X)做递归分析,请大家尝试使用别的例子做分析)——这个例子本身就比较复杂,只需要明白其思想,因为全部过程都是由计算机内部执行的靠人来分析,可能会忘记每个变量的值,也会出错考试不会有这么复杂的题,一般不会递归嵌套递归,请放心
    在这里插入图片描述
    就如大家所见,此图并没有作完,但是相信大家已经理解了下推递归分析的精髓orz
  2. 考试的时候不可能需要大家画出这样的图,只需要对于每个重要步骤的结果,做不动图了手写一个(虽然不一定是最标准的),请大家海涵,我们还是以上述内容为例子:
    请添加图片描述
    再次说明一下,这个已经很复杂很复杂了,考试一般不会考这么难,希望能够帮助大家理解prolog的递归运行逻辑。

语义网络——主要理解蕴含关系

在蕴含关系中,有两条指向蕴含节点的弧,一条代表前提条件,标记为ANTE;另一条代表结论,标记为CONSE。

  1. 用语义网络表示如下知识:“如果学校组织大学生机器人竞赛活动,那么李强就参加比赛”

该蕴含关系的语义网络如下图。其中,在前提条件中,机器人竞赛的组织者是学校,参赛对象是学生操纵的机器人,而机器人只不过是一种智能机器。
在这里插入图片描述

一阶逻辑推导(不打算再这里细说了)

这篇关于电子科技大学——知识表示与推理(包含prolog运行逻辑说明部分)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/582926

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