基于時序邏輯的Resolution自動定理證明方法
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時序邏輯是人工智能和計算機科學領(lǐng)域中的重要建模工具。隨著時序邏輯的廣泛使用,應用時序邏輯來對復雜系統(tǒng)進行推理和驗證的算法也應運而生。其中成功的方法之一就是Resolution算法,這也是本書的主題。1965年美國數(shù)理邏輯專家魯濱遜(J. A. Robinson)提出了一條Resolution推理規(guī)則,這標志著Resolution算法的起點。因其簡潔性(整個推理過程中只使用一條推理規(guī)則)和便于機械操作的特點,Resolution算法得到了各國學者的重視,并且在各國學者的推動下發(fā)展得非常迅速。經(jīng)過幾十年的發(fā)展和持續(xù)的改進,到目前為止,Resolution算法在經(jīng)典邏輯中已經(jīng)趨于成熟。本書主要聚焦Resolution算法在時序邏輯領(lǐng)域的研究,詳細介紹了把Resolution算法從表達能力較弱的時序邏輯逐漸向表達能力較強的時序邏輯進行拓展和優(yōu)化的研究成果。主要涉及以下幾種時序邏輯:(1)線性時序邏輯(Propositional Linear-Time Temporal Logic)(2)計算樹邏輯(Computation Tree Logic)和其擴展(Extended Computation Tree Logic)(3)交互時序邏輯(Alternating-Time Temporal Logic)
大數(shù)據(jù)時代,人們在生產(chǎn)生活中收集了大量的高維復雜數(shù)據(jù)。在針對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析的過程中,構(gòu)建一個簡單高效的模型至關(guān)重要。一個簡單的稀疏模型不僅具有很好的解釋性,常常也具有很高的性能。本書的主要工作就是針對高維數(shù)據(jù)的稀疏統(tǒng)計建模研究。現(xiàn)今,針對線性模型的稀疏性研究已經(jīng)很成熟。因此,本書章首先概述了線性模型的稀疏性方法。針對多變量回歸模型的稀疏性研究也有很多,然而這些研究大多只是針對預測變量的稀疏性,關(guān)于多維響應變量的稀疏性研究并不多見。本書的第二、三章針對多變量線性回歸的稀疏性做了一些研究,這里的稀疏性不僅僅針對預測變量,同時也針對多維的響應變量。我們首先研究了多變量線性回歸和典型相關(guān)分析的關(guān)系,然后通過研究典型載荷的稀疏性來研究多變量線性回歸模型的稀疏性。在第四章,我們針對超高維樸素貝葉斯分類器,提出了一個全新的統(tǒng)計量來研究它的統(tǒng)計顯著性,理論結(jié)果保證我們所提統(tǒng)計量的漸近正態(tài)性。同時我們的數(shù)值模擬研究也佐證了我們的理論發(fā)現(xiàn)。此外我們還嘗試了利用我們所提的檢驗統(tǒng)計量通過假設檢驗的方法對樸素貝葉斯分類器進行變量選擇,從而可以得到一個稀疏的樸素貝葉斯分類器,在保證分類精度的同時,使分類器更加具有解釋性。第五章研究了協(xié)方差矩陣的估計問題。很多數(shù)據(jù)分析的統(tǒng)計方法都需要一個好的協(xié)方差矩陣或協(xié)方差逆陣的估計。傳統(tǒng)上,用樣本協(xié)方差陣估計協(xié)方差矩陣是一個不錯的選擇。然而高維情形下,樣本協(xié)方差矩陣不再是正定的,但是正定性在大部分多變量統(tǒng)計分析方法中是被要求的。所以非常有必要對協(xié)方差矩陣或者其逆陣尋求一個好的估計。本章提出了一種新穎的假設檢驗方法來確定協(xié)方差逆陣的階數(shù)。理論結(jié)果表明我們所提出的檢驗統(tǒng)計量在原假設下是漸近標準正態(tài)的,而且數(shù)值模擬結(jié)果能夠很好地佐證我們的理論發(fā)現(xiàn)。本書是作者針對高維數(shù)據(jù)分析中的稀疏建模問題多年研究的全面總結(jié),對該領(lǐng)域的研究提供了一些具有創(chuàng)新性的方法。本書適合數(shù)學、統(tǒng)計學、數(shù)據(jù)挖掘等相關(guān)專業(yè)的高年級本科生、研究生及相關(guān)研究人員閱讀。本書的出版得到了首都經(jīng)濟貿(mào)易大學出版基金和國家自然科學基金青年項目(編號:11601349)的資助。感謝首都經(jīng)濟貿(mào)易大學出版社的編輯為本書付出的勞動,他們的認真審稿是本書出版的保證。后,感謝我的家人,編寫本書離不開他們的支持。由于作者水平所限,書中難免有不足之處,敬請讀者指正。另外,本書正文涉及大量公式,故使用Latex專業(yè)軟件進行排版,可能一定程度上影響到版面的美觀,還請廣大讀者海涵。
章嵐,2011年畢業(yè)于英國利物浦大學,并獲得博士學位(專業(yè)方向:計算機科學)。 主要研究方向為人工智能,計算機邏輯,形式化驗證(Formal Verification,Theoremproving)。 主講課程為《電子商務系統(tǒng)分析》、《數(shù)據(jù)庫應用》、《專業(yè)外語》等。