Outline 1 关于暑期讨论班 2 逻辑程序 3 稳定模型 4 相关阅读材料 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

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1 Introduction to Answer Set Programming (ASP): Logic Programming and Non-Monotonic Reasoning Jianmin Ji and Guoqiang Jin Multi-Agent Systems Lab School of Computer Science and Technology University of Science and Technology of China August 17, 2010 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

2 Outline 1 关于暑期讨论班 2 逻辑程序 3 稳定模型 4 相关阅读材料 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

3 Outline 关于暑期讨论班 1 关于暑期讨论班 2 逻辑程序 3 稳定模型 4 相关阅读材料 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

4 关于暑期讨论班 机器人智能决策讨论班 (2010 年暑假 ) 主要内容 : Answer Set Programming (ASP) 基础 : 历史背景, 语法, 语义, 基本性质 ASP 求解 : 计算原理, 多种求解器介绍, 使用和比较 ASP 编程 : 使用 ASP 来求解问题,Home 组仿真平台的熟悉以及编程 自然语言理解, 以及自然语言理解在 Home 机器人决策中的应用 行动推理的理论以及相关的实验 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

5 关于暑期讨论班 机器人智能决策讨论班 (2010 年暑假 ) 主要内容 : Answer Set Programming (ASP) 基础 : 历史背景, 语法, 语义, 基本性质 ASP 求解 : 计算原理, 多种求解器介绍, 使用和比较 ASP 编程 : 使用 ASP 来求解问题,Home 组仿真平台的熟悉以及编程 自然语言理解, 以及自然语言理解在 Home 机器人决策中的应用 行动推理的理论以及相关的实验 方式 : 报告 : 隔一天一次专题报告 见 文献阅读 : 在报告之前和之后, 有一些文献需要阅读 讨论 : 每次报告后有一段时间集体讨论或回答问题 实验 : 主要是 Home 组的仿真平台 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

6 关于暑期讨论班 ASP 基础与应用讨论班 (2010 年暑假 ) con t 期望效果了解 ASP 理论基础 掌握 ASP 编程技术, 可以用来求解实际问题 了解行动推理或自然语言理解的大致框架 了解并实验 Home 机器人中使用的 ASP 智能决策技术 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

7 Outline 逻辑程序 1 关于暑期讨论班 2 逻辑程序 3 稳定模型 4 相关阅读材料 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

8 逻辑程序 逻辑程序 Answer Set Programming (ASP) 是逻辑程序 (Logic Programming) 中的一种 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

9 逻辑程序 逻辑程序 Answer Set Programming (ASP) 是逻辑程序 (Logic Programming) 中的一种 逻辑程序的基本观点 :Algorithm = Logic + Control Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

10 逻辑程序 逻辑程序 Answer Set Programming (ASP) 是逻辑程序 (Logic Programming) 中的一种 逻辑程序的基本观点 :Algorithm = Logic + Control 只需用逻辑程序将问题的逻辑部分 ( 问题是什么 ) 描述清楚, 程序自动求解 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

11 逻辑程序 逻辑程序 Answer Set Programming (ASP) 是逻辑程序 (Logic Programming) 中的一种 逻辑程序的基本观点 :Algorithm = Logic + Control 只需用逻辑程序将问题的逻辑部分 ( 问题是什么 ) 描述清楚, 程序自动求解 在逻辑程序中引入 not, 从而处理非单调推理 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

12 逻辑程序的语法 逻辑程序 在逻辑程序中 ( 正程序 ), 所有 语句 都表示成 规则 的形式 : A A 1, A 2,, A m 其中 A 是一个原子, 称为该规则的 头, A i 也是原子, 合称为该规则的 体 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

13 逻辑程序的语法 逻辑程序 在逻辑程序中 ( 正程序 ), 所有 语句 都表示成 规则 的形式 : A A 1, A 2,, A m 其中 A 是一个原子, 称为该规则的 头, A i 也是原子, 合称为该规则的 体 n = 0 的规则称为 事实, 没有体, 只有头, 往往省略反箭头 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

14 逻辑程序的语法 逻辑程序 在逻辑程序中 ( 正程序 ), 所有 语句 都表示成 规则 的形式 : A A 1, A 2,, A m 其中 A 是一个原子, 称为该规则的 头, A i 也是原子, 合称为该规则的 体 n = 0 的规则称为 事实, 没有体, 只有头, 往往省略反箭头 文字的析取称为一个 子句 不严格的说, 一条规则 A A 1, A 2,, A m 代表一个子句 A A 1 A 2 A m Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

15 逻辑程序的语法 逻辑程序 在逻辑程序中 ( 正程序 ), 所有 语句 都表示成 规则 的形式 : A A 1, A 2,, A m 其中 A 是一个原子, 称为该规则的 头, A i 也是原子, 合称为该规则的 体 n = 0 的规则称为 事实, 没有体, 只有头, 往往省略反箭头 文字的析取称为一个 子句 不严格的说, 一条规则 A A 1, A 2,, A m 代表一个子句 A A 1 A 2 A m 仅有一个正文字的子句, 称为 Horn 子句 每条逻辑程序 ( 正程序 ) 的规则对应一个 Horn 子句 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

16 逻辑程序的语法 逻辑程序 在逻辑程序中 ( 正程序 ), 所有 语句 都表示成 规则 的形式 : A A 1, A 2,, A m 其中 A 是一个原子, 称为该规则的 头, A i 也是原子, 合称为该规则的 体 n = 0 的规则称为 事实, 没有体, 只有头, 往往省略反箭头 文字的析取称为一个 子句 不严格的说, 一条规则 A A 1, A 2,, A m 代表一个子句 A A 1 A 2 A m 仅有一个正文字的子句, 称为 Horn 子句 每条逻辑程序 ( 正程序 ) 的规则对应一个 Horn 子句 默认子句中出现的所有个体变元都被全称量化 因此, 子句 A A 1 A 2 A m 实际上是全称闭式 : x 1, x 2,, x n : A A 1 A 2 A m 的简写, 其中 x 1, x 2,, x n 是子句中出现的所有个体变元 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

17 Herbrand 基 逻辑程序 任给程序 P, P 的一个 常项 (ground term) 是一个由 P 中出现的个体常元和函数符号复合而成的项 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

18 Herbrand 基 逻辑程序 任给程序 P, P 的一个 常项 (ground term) 是一个由 P 中出现的个体常元和函数符号复合而成的项 P 的所有常项的集合称为 P 的 Herbrand 域 (Herbrand Universe), 记为 U(P) Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

19 Herbrand 基 逻辑程序 任给程序 P, P 的一个 常项 (ground term) 是一个由 P 中出现的个体常元和函数符号复合而成的项 P 的所有常项的集合称为 P 的 Herbrand 域 (Herbrand Universe), 记为 U(P) 例如 : P 1 = { p(1), q(2), q(x) p(x) }, 则 U(P 1 ) = { 1, 2 } Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

20 Herbrand 基 逻辑程序 任给程序 P, P 的一个 常项 (ground term) 是一个由 P 中出现的个体常元和函数符号复合而成的项 P 的所有常项的集合称为 P 的 Herbrand 域 (Herbrand Universe), 记为 U(P) 例如 : P 1 = { p(1), q(2), q(x) p(x) }, 则 U(P 1 ) = { 1, 2 } P 的一个 常原子 是一个由 P 的常项和 P 中出现的谓词符号组成的原子 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

21 Herbrand 基 逻辑程序 任给程序 P, P 的一个 常项 (ground term) 是一个由 P 中出现的个体常元和函数符号复合而成的项 P 的所有常项的集合称为 P 的 Herbrand 域 (Herbrand Universe), 记为 U(P) 例如 : P 1 = { p(1), q(2), q(x) p(x) }, 则 U(P 1 ) = { 1, 2 } P 的一个 常原子 是一个由 P 的常项和 P 中出现的谓词符号组成的原子 P 的所有常原子的集合称为 P 的 Herbrand 基 (Herbrand Base), 记为 B(P) 例如, B(P 1 ) = { p(1), p(2), q(1), q(2) } Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

22 逻辑程序 逻辑程序的常例 (grounding) 任给一个规则 R, R 的一个 常例 (ground instance) 是通过下述操作产生的不含个体变元的规则 : 对 R 中出现的每一个体变元 x, 处处同时带入一个常项 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

23 逻辑程序 逻辑程序的常例 (grounding) 任给一个规则 R, R 的一个 常例 (ground instance) 是通过下述操作产生的不含个体变元的规则 : 对 R 中出现的每一个体变元 x, 处处同时带入一个常项 例如, P 1 中第三条规则有两个常例 : q(1) p(1) q(2) p(2) Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

24 逻辑程序 逻辑程序的 Herbrand 解释 逻辑程序的语义与经典语义不同, 建立在 Herbrand 解释之上 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

25 逻辑程序 逻辑程序的 Herbrand 解释 逻辑程序的语义与经典语义不同, 建立在 Herbrand 解释之上 一阶逻辑语义 : 一个解释 I 由一个论域 D 以及一个从项和公式到 D 上函数和关系的映射 V 构成 给定 I, 任何公式都可被映射为真或者假 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

26 逻辑程序 逻辑程序的 Herbrand 解释 逻辑程序的语义与经典语义不同, 建立在 Herbrand 解释之上 一阶逻辑语义 : 一个解释 I 由一个论域 D 以及一个从项和公式到 D 上函数和关系的映射 V 构成 给定 I, 任何公式都可被映射为真或者假 任给程序 P, P 的任何一个 Herbrand 解释 I H 的论域取为 U(P), 即 P 的 Herbrand 域 I H 的解释函数 V H 将 P 的任意常项和常原子映射为它们自身 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

27 逻辑程序 逻辑程序的 Herbrand 解释 逻辑程序的语义与经典语义不同, 建立在 Herbrand 解释之上 一阶逻辑语义 : 一个解释 I 由一个论域 D 以及一个从项和公式到 D 上函数和关系的映射 V 构成 给定 I, 任何公式都可被映射为真或者假 任给程序 P, P 的任何一个 Herbrand 解释 I H 的论域取为 U(P), 即 P 的 Herbrand 域 I H 的解释函数 V H 将 P 的任意常项和常原子映射为它们自身 P 的一个 Herbrand 解释还包含一个由 P 的若干常原子组成的 指派 集合 M(P) B(P) 一个常原子 p 在指派 M(P) 下为真, 当且仅当 p M(P) Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

28 逻辑程序 逻辑程序的 Herbrand 解释 逻辑程序的语义与经典语义不同, 建立在 Herbrand 解释之上 一阶逻辑语义 : 一个解释 I 由一个论域 D 以及一个从项和公式到 D 上函数和关系的映射 V 构成 给定 I, 任何公式都可被映射为真或者假 任给程序 P, P 的任何一个 Herbrand 解释 I H 的论域取为 U(P), 即 P 的 Herbrand 域 I H 的解释函数 V H 将 P 的任意常项和常原子映射为它们自身 P 的一个 Herbrand 解释还包含一个由 P 的若干常原子组成的 指派 集合 M(P) B(P) 一个常原子 p 在指派 M(P) 下为真, 当且仅当 p M(P) 任何规则 R 在一个 Herbrand 解释 I H 下的真值根据 M(P) 如下 : Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

29 逻辑程序 逻辑程序的 Herbrand 解释 逻辑程序的语义与经典语义不同, 建立在 Herbrand 解释之上 一阶逻辑语义 : 一个解释 I 由一个论域 D 以及一个从项和公式到 D 上函数和关系的映射 V 构成 给定 I, 任何公式都可被映射为真或者假 任给程序 P, P 的任何一个 Herbrand 解释 I H 的论域取为 U(P), 即 P 的 Herbrand 域 I H 的解释函数 V H 将 P 的任意常项和常原子映射为它们自身 P 的一个 Herbrand 解释还包含一个由 P 的若干常原子组成的 指派 集合 M(P) B(P) 一个常原子 p 在指派 M(P) 下为真, 当且仅当 p M(P) 任何规则 R 在一个 Herbrand 解释 I H 下的真值根据 M(P) 如下 : 1 I H (R) = t, 当且仅当对 R 的所有常例 R 有 I H (R ) = t; Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

30 逻辑程序 逻辑程序的 Herbrand 解释 逻辑程序的语义与经典语义不同, 建立在 Herbrand 解释之上 一阶逻辑语义 : 一个解释 I 由一个论域 D 以及一个从项和公式到 D 上函数和关系的映射 V 构成 给定 I, 任何公式都可被映射为真或者假 任给程序 P, P 的任何一个 Herbrand 解释 I H 的论域取为 U(P), 即 P 的 Herbrand 域 I H 的解释函数 V H 将 P 的任意常项和常原子映射为它们自身 P 的一个 Herbrand 解释还包含一个由 P 的若干常原子组成的 指派 集合 M(P) B(P) 一个常原子 p 在指派 M(P) 下为真, 当且仅当 p M(P) 任何规则 R 在一个 Herbrand 解释 I H 下的真值根据 M(P) 如下 : 1 I H (R) = t, 当且仅当对 R 的所有常例 R 有 I H (R ) = t; 2 若 A A 1, A 2,, A m 是一个规则的常例, 则 I H (A A 1, A 2,, A m ) = df I H (A A 1 A 2 A m ), 当且仅当, I H (A) = t 或者存在 A i 使得 I H ( A i ) = t, 当且仅当, A M(P) 或者存在 A i M(P) Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

31 逻辑程序 逻辑程序的 Herbrand 模型 一个 Herbrand 解释称为一个规则的 Herbrand 模型, 如果该规则在该解释下为真 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

32 逻辑程序 逻辑程序的 Herbrand 模型 一个 Herbrand 解释称为一个规则的 Herbrand 模型, 如果该规则在该解释下为真 一个 Herbrand 解释称为一个程序的 Herbrand 模型, 如果该程序的所有规则在该解释下为真 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

33 逻辑程序 逻辑程序的 Herbrand 模型 一个 Herbrand 解释称为一个规则的 Herbrand 模型, 如果该规则在该解释下为真 一个 Herbrand 解释称为一个程序的 Herbrand 模型, 如果该程序的所有规则在该解释下为真 严格说, 一个程序 P 的一个 Herbrand 解释是一个三元组 I H = U(P), V H, M(P) 但 U(P) 和 V H 对任何 P 都是 固定的, 所以通常用指派集合 M(P) B(P) 代表一个 Herbrand 模型, 简记为 M Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

34 逻辑程序 逻辑程序的 Herbrand 模型 一个 Herbrand 解释称为一个规则的 Herbrand 模型, 如果该规则在该解释下为真 一个 Herbrand 解释称为一个程序的 Herbrand 模型, 如果该程序的所有规则在该解释下为真 严格说, 一个程序 P 的一个 Herbrand 解释是一个三元组 I H = U(P), V H, M(P) 但 U(P) 和 V H 对任何 P 都是 固定的, 所以通常用指派集合 M(P) B(P) 代表一个 Herbrand 模型, 简记为 M 例如, P 1 = { p(1), q(2), q(x) p(x) } 有两个 Herbrand 模型 : { p(1), q(1), q(2) } 和 { p(1), p(2), q(1), q(2) } Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

35 逻辑程序 正程序 Herbrand 模型性质 Proposition 1 任何正程序都有 Herbrand 模型 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

36 逻辑程序 正程序 Herbrand 模型性质 Proposition 1 任何正程序都有 Herbrand 模型 Theorem 1 正程序的任意两个 Herbrand 模型的交集也是该程序的一个 Herbrand 模型 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

37 逻辑程序 正程序 Herbrand 模型性质 Proposition 1 任何正程序都有 Herbrand 模型 Theorem 1 正程序的任意两个 Herbrand 模型的交集也是该程序的一个 Herbrand 模型 Proposition 2 任何正程序有唯一的极小 ( 最小 )Herbrand 模型 记为 AS(P) Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

38 逻辑程序 正程序 Herbrand 模型性质 Proposition 1 任何正程序都有 Herbrand 模型 Theorem 1 正程序的任意两个 Herbrand 模型的交集也是该程序的一个 Herbrand 模型 Proposition 2 任何正程序有唯一的极小 ( 最小 )Herbrand 模型 记为 AS(P) Proposition 3 两个逻辑程序 P 1, P 2, 如果 P 1 P 2, 则 AS(P 1 ) AS(P 2 ) Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

39 Outline 稳定模型 1 关于暑期讨论班 2 逻辑程序 3 稳定模型 4 相关阅读材料 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

40 逻辑程序中引入 not 稳定模型 逻辑程序中规则定义为如下形式 : A A 1,, A m, not A m+1,, not A n Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

41 逻辑程序中引入 not 稳定模型 逻辑程序中规则定义为如下形式 : A A 1,, A m, not A m+1,, not A n 引入 not, 从而引入非单调的表达能力 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

42 逻辑程序中引入 not 稳定模型 逻辑程序中规则定义为如下形式 : A A 1,, A m, not A m+1,, not A n 引入 not, 从而引入非单调的表达能力 not 表示 推不出, 逻辑程序下的推出 ( 推不出 ) 关系 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

43 逻辑程序中引入 not 稳定模型 逻辑程序中规则定义为如下形式 : A A 1,, A m, not A m+1,, not A n 引入 not, 从而引入非单调的表达能力 not 表示 推不出, 逻辑程序下的推出 ( 推不出 ) 关系 对于正程序有唯一的极小 Herbrand 模型, 对于一般逻辑程序极小 Herbrand 模型不是唯一的 ( 哪些才是合理的?) Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

44 稳定模型 稳定模型语义 (Stable Model Semantics) The stable model semantics for logic programming [Gelfond & Lifschitz 1988] Assumption = Minimal Knowledge Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

45 稳定模型 稳定模型语义 (Stable Model Semantics) The stable model semantics for logic programming [Gelfond & Lifschitz 1988] Assumption = Minimal Knowledge 对于含 not 的规则, 我们不得不预先合理的假定一些知识 (assumption) 所谓的合理在这里解释为 : 与最后推导出的知识 (minimal knowledge) 一致 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

46 稳定模型 稳定模型语义 (Stable Model Semantics) The stable model semantics for logic programming [Gelfond & Lifschitz 1988] Assumption = Minimal Knowledge 对于含 not 的规则, 我们不得不预先合理的假定一些知识 (assumption) 所谓的合理在这里解释为 : 与最后推导出的知识 (minimal knowledge) 一致 对于任意原子的集合 S, P S 定义为 P 中按下列方式处理得到的程序 : Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

47 稳定模型 稳定模型语义 (Stable Model Semantics) The stable model semantics for logic programming [Gelfond & Lifschitz 1988] Assumption = Minimal Knowledge 对于含 not 的规则, 我们不得不预先合理的假定一些知识 (assumption) 所谓的合理在这里解释为 : 与最后推导出的知识 (minimal knowledge) 一致 对于任意原子的集合 S, P S 定义为 P 中按下列方式处理得到的程序 : 1 如果规则体中有 not a, 并且 a S, 则删除这条规则 ; Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

48 稳定模型 稳定模型语义 (Stable Model Semantics) The stable model semantics for logic programming [Gelfond & Lifschitz 1988] Assumption = Minimal Knowledge 对于含 not 的规则, 我们不得不预先合理的假定一些知识 (assumption) 所谓的合理在这里解释为 : 与最后推导出的知识 (minimal knowledge) 一致 对于任意原子的集合 S, P S 定义为 P 中按下列方式处理得到的程序 : 1 如果规则体中有 not a, 并且 a S, 则删除这条规则 ; 2 删除剩余的含 not 文字 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

49 稳定模型 稳定模型语义 (Stable Model Semantics) The stable model semantics for logic programming [Gelfond & Lifschitz 1988] Assumption = Minimal Knowledge 对于含 not 的规则, 我们不得不预先合理的假定一些知识 (assumption) 所谓的合理在这里解释为 : 与最后推导出的知识 (minimal knowledge) 一致 对于任意原子的集合 S, P S 定义为 P 中按下列方式处理得到的程序 : 1 如果规则体中有 not a, 并且 a S, 则删除这条规则 ; 2 删除剩余的含 not 文字 S 是 P 的稳定模型 iff S 是 P S 的极小模型 S = AS(P S ) Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

50 Stable Model 性质 稳定模型 Theorem 2 S 是程序 P 的 Herbrand 模型当且仅当 S 是 P S 的 Herbrand 模型 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

51 Stable Model 性质 稳定模型 Theorem 2 S 是程序 P 的 Herbrand 模型当且仅当 S 是 P S 的 Herbrand 模型 Theorem 3 程序 P 的任何一个稳定模型都是 P 的一个极小 Herbrand 模型 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

52 Stable Model 性质 稳定模型 Theorem 2 S 是程序 P 的 Herbrand 模型当且仅当 S 是 P S 的 Herbrand 模型 Theorem 3 程序 P 的任何一个稳定模型都是 P 的一个极小 Herbrand 模型 正程序有唯一的稳定模型, 即该程序的极小模型 ; Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

53 Stable Model 性质 稳定模型 Theorem 2 S 是程序 P 的 Herbrand 模型当且仅当 S 是 P S 的 Herbrand 模型 Theorem 3 程序 P 的任何一个稳定模型都是 P 的一个极小 Herbrand 模型 正程序有唯一的稳定模型, 即该程序的极小模型 ; 有些程序没有稳定模型, 例如 { p not p }; Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

54 Stable Model 性质 稳定模型 Theorem 2 S 是程序 P 的 Herbrand 模型当且仅当 S 是 P S 的 Herbrand 模型 Theorem 3 程序 P 的任何一个稳定模型都是 P 的一个极小 Herbrand 模型 正程序有唯一的稳定模型, 即该程序的极小模型 ; 有些程序没有稳定模型, 例如 { p not p }; 有些程序有多个稳定模型, 例如 { p not q q not p }; Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

55 Stable Model 性质 稳定模型 Theorem 2 S 是程序 P 的 Herbrand 模型当且仅当 S 是 P S 的 Herbrand 模型 Theorem 3 程序 P 的任何一个稳定模型都是 P 的一个极小 Herbrand 模型 正程序有唯一的稳定模型, 即该程序的极小模型 ; 有些程序没有稳定模型, 例如 { p not p }; 有些程序有多个稳定模型, 例如 { p not q q not p }; 有些程序只有空集作为稳定模型, 例如 { p p }; Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

56 Stable Model 性质 稳定模型 Theorem 2 S 是程序 P 的 Herbrand 模型当且仅当 S 是 P S 的 Herbrand 模型 Theorem 3 程序 P 的任何一个稳定模型都是 P 的一个极小 Herbrand 模型 正程序有唯一的稳定模型, 即该程序的极小模型 ; 有些程序没有稳定模型, 例如 { p not p }; 有些程序有多个稳定模型, 例如 { p not q q not p }; 有些程序只有空集作为稳定模型, 例如 { p p }; 一个程序的稳定模型彼此互不为子集 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

57 稳定模型语义举例 稳定模型 企鹅与鸟的例子 : Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

58 稳定模型语义举例 稳定模型 企鹅与鸟的例子 : Example 4 fly(x) bird(x), not nfly(x) /* 通常, 鸟会飞 */ bird(x) penguin(x) /* 企鹅是鸟 */ nfly(x) penguin(x), not fly(x) /* 通常, 企鹅不会飞 */ penguin(tweety) /* tweety 是企鹅 */ Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

59 稳定模型语义举例 稳定模型 企鹅与鸟的例子 : Example 4 fly(x) bird(x), not nfly(x) /* 通常, 鸟会飞 */ bird(x) penguin(x) /* 企鹅是鸟 */ nfly(x) penguin(x), not fly(x) /* 通常, 企鹅不会飞 */ penguin(tweety) /* tweety 是企鹅 */ tweety 会不会飞? Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

60 稳定模型语义举例 稳定模型 企鹅与鸟的例子 : Example 4 fly(x) bird(x), not nfly(x) /* 通常, 鸟会飞 */ bird(x) penguin(x) /* 企鹅是鸟 */ nfly(x) penguin(x), not fly(x) /* 通常, 企鹅不会飞 */ penguin(tweety) /* tweety 是企鹅 */ tweety 会不会飞? 此程序的所有稳定模型为 : { bird(tweety), penguin(tweety), fly(tweety) }, { bird(tweety), penguin(tweety), nfly(tweety) } Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

61 经典否定 稳定模型 前面的介绍中, 没有涉及经典否定 在程序中其实可以加入经典否定 : L L 1,, L m, not L m+1,, not L n 其中, L 和 L i 是文字, 即原子或原子的否定 ( ) Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

62 经典否定 稳定模型 前面的介绍中, 没有涉及经典否定 在程序中其实可以加入经典否定 : L L 1,, L m, not L m+1,, not L n 其中, L 和 L i 是文字, 即原子或原子的否定 ( ) 对于含经典否定的正逻辑程序, 仍然可以定义极小 Herbrand 模型, 只不过此时 Herbrand 解释对应为文字的集合 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

63 经典否定 稳定模型 前面的介绍中, 没有涉及经典否定 在程序中其实可以加入经典否定 : L L 1,, L m, not L m+1,, not L n 其中, L 和 L i 是文字, 即原子或原子的否定 ( ) 对于含经典否定的正逻辑程序, 仍然可以定义极小 Herbrand 模型, 只不过此时 Herbrand 解释对应为文字的集合 程序的 Herbrand 模型是一致的 ( 不同时存在 p 和 p) 或者是文字的全体集合 Lit 在此约束下, 逻辑程序保持前面介绍的各种性质 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

64 经典否定 稳定模型 前面的介绍中, 没有涉及经典否定 在程序中其实可以加入经典否定 : L L 1,, L m, not L m+1,, not L n 其中, L 和 L i 是文字, 即原子或原子的否定 ( ) 对于含经典否定的正逻辑程序, 仍然可以定义极小 Herbrand 模型, 只不过此时 Herbrand 解释对应为文字的集合 程序的 Herbrand 模型是一致的 ( 不同时存在 p 和 p) 或者是文字的全体集合 Lit 在此约束下, 逻辑程序保持前面介绍的各种性质 程序的 Answer set 为一个文字集 S, 满足 S = AS(P S ) Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

65 Outline 相关阅读材料 1 关于暑期讨论班 2 逻辑程序 3 稳定模型 4 相关阅读材料 Jianmin Ji and Guoqiang Jin (USTC) Introduction to ASP August 17, / 21

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