Varför är logik viktig för datavetare?

Relevanta dokument
Satslogik grundläggande definitioner 3. Satslogik. Uppgift 1. Satslogikens syntax (välformade formler) Satslogikens semantik (tolkningar)

Hornklausuler i satslogiken

Avslutning. Vad? Hur? Anmärkningar inför tentan 2. Vad ska kunnas?

729G06 Logik FÖRELÄSNING 1 ANDERS MÄRAK LEFFLER IDA/HCS

Semantik och pragmatik

p /\ q r DD1350 Logik för dataloger Kort repetition Fö 3 Satslogikens semantik

Tommy Färnqvist, IDA, Linköpings universitet. 1 Kursadministration 1. 2 Introduktion Varför logik? Satslogik... 2

DD1350 Logik för dataloger. Vad är logik?

Sanningsvärdet av ett sammansatt påstående (sats, utsaga) beror av bindeord och sanningsvärden för ingående påståenden.

Utsagor (Propositioner) sammansatta utsagor sanningstabeller logisk ekvivalens predikat (öppna utsagor) kvantifierare Section

Tommy Färnqvist, IDA, Linköpings universitet. 2 Strukturer Domäner Tolkningar... 3

Vad är det? Översikt. Innehåll. Vi behöver modeller!!! Kontinuerlig/diskret. Varför modeller??? Exempel. Statiska system

Avslutning. Vad? Hur? Anmärkningar inför tentan 2. Vad ska ni kunna?

7, Diskreta strukturer

7, Diskreta strukturer

Semantik och pragmatik (Serie 4)

Grundläggande logik och modellteori

Logisk semantik I. 1 Lite om satslogik. 1.1 Konjunktioner i grammatisk bemärkelse. 1.2 Sant och falskt. 1.3 Satssymboler. 1.

Grundläggande logik och modellteori

Viktiga frågor att ställa när ett argument ska analyseras och sedan värderas:

Semantik och pragmatik

DD1350 Logik för dataloger. Fö 2 Satslogik och Naturlig deduktion

Semantik och pragmatik (Serie 3)

Formell logik Kapitel 9. Robin Stenwall Lunds universitet

D. x 2 + y 2 ; E. Stockholm ligger i Sverige; F. Månen är en gul ost; G. 3 2 = 6; H. x 2 + y 2 = r 2.

MATEMATIKENS SPRÅK. Syftet med denna övning är att med hjälp av logik lära oss att uttrycka matematik mer exakt, lära oss

FÖRELÄSNING 3 ANDERS MÄRAK LEFFLER IDA/HCS

Datorlingvistisk grammatik I Institutionen för lingvistik och filologi Oktober 2007 Mats Dahllöf

FTEA12:2 Filosofisk Metod. Grundläggande argumentationsanalys II

Lite om bevis i matematiken

Innehåll. Föreläsning 7. Satslogiken är för grov. Samma sak i predikatlogik: Första ordningens predikatlogik. Logik med tillämpningar

MATEMATIKENS SPRÅK. Avsnitt 1

MATEMATIKENS SPRÅK. Syftet med denna övning är att med hjälp av logik lära oss att uttrycka matematik mer exakt,

Kap. 7 Logik och boolesk algebra

Föreläsning 5. Deduktion

MA2047 Algebra och diskret matematik

DD1350 Logik för dataloger. Fö 7 Predikatlogikens semantik

Filosofisk Logik (FTEA21:4) föreläsningsanteckningar/kompendium. v. 2.0, den 29/ III. Metalogik 17-19

Robin Stenwall Lunds universitet

DD1350 Logik för dataloger

Probabilistisk logik 1

Robin Stenwall Lunds universitet

Grundläggande logik och modellteori

Formell logik Kapitel 10. Robin Stenwall Lunds universitet

K3 Om andra ordningens predikatlogik

Grundläggande logik och modellteori (5DV102)

MA 11. Hur starkt de binder. 2 Reella tal 3 Slutledning 4 Logik 5 Mängdlära 6-7 Talteori 8 Diofantiska ekvationer 9 Fördjupning och kryptografi

Logik och kontrollstrukturer

Normalisering av meningar inför resolution 3. Steg 1: Eliminera alla och. Steg 2: Flytta alla negationer framför atomära formler

Logik. Dr. Johan Hagelbäck.

Övningshäfte 1: Logik och matematikens språk

FÖRELÄSNING 8 ANDERS MÄRAK LEFFLER IDA/HCS

En introduktion till predikatlogik

Filosofisk logik Kapitel 19. Robin Stenwall Lunds universitet

Grundläggande logik och modellteori

ANDREAS REJBRAND NV3ANV Matematik Matematiskt språk

DD1350 Logik för dataloger

Robin Stenwall Lunds universitet

Relationskalkyl (RK)

Semantik och logik. Semantik: Föreläsning 3 Lingvistik: 729G08 HT 2012 IKK, Linköpings universitet

F. Drewes Datavetenskapens grunder, VT02. Lite logik

Formell logik Kapitel 3 och 4. Robin Stenwall Lunds universitet

Logik: sanning, konsekvens, bevis

En introduktion till logik

Predikatlogik: Normalformer. Klas Markström

A B A B A B S S S S S F F S F S F S F F F F

Logik I. Åsa Hirvonen Helsingfors universitet. Våren 2013

Grundläggande logik och modellteori (5DV102)

Logik för datavetare DVK:Log Tisdagen 28 oktober Institutionen för dataoch systemvetenskap David Sundgren

Logik och modaliteter

de var svåra att implementera och var väldigt ineffektiva.

Grundläggande logik och modellteori

Föreläsning 6. pseudokod problemlösning logik algoritmer

Sats. Om t är en rätvinklig triangel så är summan av kvadraterna på kateterna i t lika med kvadraten på hypotenusan.

Robin Stenwall Lunds universitet

Grundläggande logik och modellteori

Om semantisk följd och bevis

Sanning och lögnare. Rasmus Blanck VT2017. FT1200, LC1510 och LGFI52

KRITISKT TÄNKANDE I VÄRDEFRÅGOR. 8: Repetition

Introduktion till logik

Formell logik Kapitel 7 och 8. Robin Stenwall Lunds universitet

Logik och bevisteknik lite extra teori

Värderelationer och Monadiska Normer i Dyadisk Deontisk Logik

Föreläsning 9: Turingmaskiner och oavgörbarhet. Turingmaskinen. Den maximalt förenklade modell för beräkning vi kommer använda är turingmaskinen.

FTEA12:2 Filosofisk metod. Att värdera argumentation I

Turingmaskiner och oavgörbarhet. Turingmaskinen. Den maximalt förenklade modell för beräkning vi kommer använda är turingmaskinen.

Induktion och rekursion

Filosofisk logik Kapitel 15. Robin Stenwall Lunds universitet

Formell logik Kapitel 5 och 6. Robin Stenwall Lunds universitet

Probabilistisk logik 2

(N) och mängden av heltal (Z); objekten i en mängd behöver dock inte vara tal. De objekt som ingår i en mängd kallas för mängdens element.

Induktion och rekursion

Filosofisk Logik. föreläsningsanteckningar/kompendium (FTEA21:4) v. 2.0, den 5/ Kompakthet och Löwenheim-skolemsatsen

Formell logik Kapitel 1 och 2. Robin Stenwall Lunds universitet

Första ordningens logik

Elementär logik och mängdlära

Svar till vissa uppgifter från första veckan.

Kompletteringsmaterial. K2 Något om modeller, kompakthetssatsen

KRITISKT TÄNKANDE I VÄRDEFRÅGOR. 8: Repetition

Vad är semantik? LITE OM SEMANTIK I DATORLINGVISTIKEN. Språkteknologi semantik. Frågesbesvarande

Transkript:

Varför är logik viktig för datavetare? 1. Datavetenskap handlar ofta om att automatisera processer som tidigare styrts av människor. Intuition, intelligens och mänskliga resonemang ersätts av beräkningar. Metoder att resonera exakt och på ett mekaniskt sätt krävs. Vad är ett korrekt resonemang och hur kan det implementeras? (Kom ihåg beräkningsbarhet och komplexitet!) 2. Några specifika tillämpningar: Specifikation av programspråkssemantik Korrekthet av datorsystem, program och protokoll Beskrivning av hårdvarudesign ( logic design ) Artificiell intelligens Inledning - vad handlar logik om? 1

Semantik En logik består av semantik och syntax En klass av möjliga världar eller konfigurationer som man vill betrakta. Eftersom deras antal normalt är mycket stort (ev. oändligt) är det inte möjligt att direkt resonera över dem. Syntax Ett språk för att beskriva egenskaper av möjliga världar, tillsammans med en uppsättning mekaniska regler som beskriver tillåtna resonemang. Utan att förstå den här skillnaden kan man inte förstå hur den formella logiken fungerar. Syntax är något datorer kan handskas med medan semantiken är det vi är ute efter. Varje logik (det finns många!) består av båda komponenter samt exakta regler som binder ihop dem. Inledning - vad handlar logik om? 2

Blockvärldar ett exempel Vi börjar med semantiken: Varje värld är ett arrangemang av två kuber och två pyramider på ett bord. K 1 K 2 P 1 P 2 Villkor Kuberna får staplas på varandra; en pyramid får placeras på en kub. Objekt får endast placeras mitt på varandra. P 2 P 1 K 2 P 2 K 1 P 1 är okej men inte K 1 K 2 Inledning - vad handlar logik om? 3

Om det enda som beaktas är vilket objekt ligger på vilket fås 13 möjliga världar: Världen K 1 K 2 P 1 P 2 2 2 världar och 2 4 världar och Inledning - vad handlar logik om? 4

Syntaxen för att beskriva egenskaper av blockvärldar: Atomära satser (där x, y {K 1, K 2, P 1, P 2 }) On table(x) On(x, y) Is cube(x) Is pyramid(x) Koppling till semantiken objekt x ligger (direkt) på bordet objekt x ligger (direkt) på objekt y objekt x är en kub objekt x är en pyramid Exempel: Is cube(p 1 ), On(K 2, P 1 ) är falska i alla möjliga världar, Is cube(k 1 ) är sant i alla och On(P 1, K 1 ), On table(p 2 ) är sanna i vissa. Inledning - vad handlar logik om? 5

Syntaxen utökas med logiska konnektiv, symboler som får användas för att kombinera satser: Symbol Rank Koppling till semantiken 2 logisk konjunktion ( och ) 2 logisk disjunktion ( eller ) 1 logisk negation ( icke ) 2 logisk implikation ( implicerar ), 2 logisk ekvivalens ( omm, om och endast om ) Precedensregler och parenteser används för att undvika flertydighet. Korrekt hopsatta satser kallas välformade formler (eng. well-formed formula, kort wff). Exempel: On table(k 1 ) On(P 1, K 2 ) uttrycker att K 1 ligger på bordet och P 1 inte ligger på K 2. Inledning - vad handlar logik om? 6

Några observationer En blockvärld kan entydigt beskrivas av mängden av alla atomära satser som är sanna i världen. P 2 T ex beskrivs K 1 K 2 P 1 av { Is cube(k 1 ), Is cube(k 2 ), Is pyramid(p 1 ), Is pyramid(p 2 ), On table(k 1 ), On table(k 2 ), On table(p 1 ), On(P 2, K 1 ) }, som motsvarar wff:en Is cube(k 1 ) Is cube(k 2 ) Is pyramid(p 1 ) Is pyramid(p 2 ) On table(k 1 ) On table(k 2 ) On table(p 1 ) On(P 2, K 1 ). I exemplet ovan räcker även On table(k 1 ) On table(p 1 ) On(P 2, K 1 ). Inledning - vad handlar logik om? 7

OBS! Det här beror på logikens utformning. Om vi t ex stryker de atomära formlerna On table(x) kan fortfarande alla världar beskrivas av wff:er men inte längre nödvändigtvis av mängder av atomära satser. T ex beskrivs P 2 K 1 K 2 P 1 av On(P 1, K 1 ) On(P 1, K 2 ) On(K 1, K 2 ). I sådana fall måste alltså både de atomära satser som är sanna och de som är falska specificeras. Inledning - vad handlar logik om? 8

Hittills har vi Att resonera över blockvärldar en mängd av möjliga världar och ett språk som tillåter att uttrycka egenskaper hos de här världarna. Det som ännu fattas är möjligheten att resonera över världarnas egenskaper. Kort sagt: Är ett påstående sant i alla världar eller inte? Exempel: On table(k 1 ) On(K 1, K 2 ) (K 1 ligger på bordet eller på K 2 ). För att se om det här alltid är sant måste alla 13 möjliga världar prövas. I mindre triviala situationer är mängden av världar för stor. Dessutom är de möjliga världar ev. i sin tur beskrivna på ett logiskt sätt. Vad som behövs är en inferensmekanism som ger ett ja/nej-svar beroende på om satsen är sann eller inte. Inledning - vad handlar logik om? 9

I kursen kommer två logiktyper att presenteras: Satslogik Formler består av konnektiv och oparametriserade atomära formler (som i blockvärldsexemplet). Rätt enkelt att förstå, inga problem med oavgörbarhet. Begränsad uttryckskraft, ibland onödigt krångliga formler. Första ordningens predikatlogik Variabler och kvantifierare (för alla, det finns). Ganska kraftfull och adekvat i många situationer. Svårare att lära sig. Oavgörbara problem (t ex inferens). Inledning - vad handlar logik om? 10