摘 要：隨著科技不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)也在不斷飛躍的發(fā)展，邏輯學(xué)在計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)和軟件處理方面都表現(xiàn)出其重要地位。本課題就是通過對邏輯學(xué)在計(jì)算機(jī)科學(xué)方面的分析研究，探討命題邏輯、謂詞邏輯等，以及謂詞邏輯應(yīng)用于人工智能等問題，來研究邏輯學(xué)在計(jì)算機(jī)科學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：邏輯學(xué)；計(jì)算機(jī)科學(xué)；謂詞邏輯；人工智能

中圖分類號：B812

隨著社會的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)科學(xué)也在不斷發(fā)展和完善。而在計(jì)算機(jī)科學(xué)不斷取得進(jìn)步的背后，邏輯學(xué)則是促使計(jì)算機(jī)科學(xué)不斷前進(jìn)的關(guān)鍵因素。邏輯學(xué)是人類認(rèn)識和改造世界的有效武器，用于對形成的學(xué)說進(jìn)行推理和判斷。目前，邏輯學(xué)已被應(yīng)用于社會科學(xué)和自然科學(xué)等學(xué)科中，而對于邏輯學(xué)的研究則是學(xué)術(shù)界的熱門研究對象，它是人類永恒的主題。對于一些比較復(fù)雜的內(nèi)容就要用更復(fù)雜的推理方法進(jìn)行邏輯推理。邏輯學(xué)目前的學(xué)生分支有以下幾個(gè)：傳統(tǒng)邏輯；經(jīng)典邏輯；擴(kuò)展的邏輯；變異的邏輯以及歸納邏輯等等。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，邏輯學(xué)與其關(guān)系也更加緊密，在實(shí)際運(yùn)用過程中，通過將人類的推理簡單化，使得計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠代替人的推理成為可能，而目前，一些可能已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。數(shù)學(xué)邏輯在計(jì)算機(jī)方面的應(yīng)用，尤其是硬件設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用使得邏輯學(xué)成為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)關(guān)鍵的理論，而且與命題與謂詞演算關(guān)系密切。在計(jì)算機(jī)方面，對程序進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要將所有的推理和計(jì)算過程都編入程序里，計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)行。如果程序出現(xiàn)一點(diǎn)點(diǎn)問題，都會對結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。因此，對于邏輯學(xué)在計(jì)算機(jī)方面的研究就變得非常重要，邏輯學(xué)中的一些邏輯問題以及各種邏輯之間的聯(lián)系對于邏輯學(xué)在計(jì)算機(jī)科學(xué)的研究來說，也顯得至關(guān)重要。本文主要通過命題邏輯、謂詞邏輯以及人工智能為例來說明邏輯學(xué)在計(jì)算機(jī)科學(xué)中的應(yīng)用。

1 命題邏輯和謂詞邏輯在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用

首先介紹一下數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理的核心部分，同時(shí)也是當(dāng)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的重要組成部分。而數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是關(guān)系數(shù)據(jù)庫中用于向用戶提供使用數(shù)據(jù)庫的語言，也被成為數(shù)據(jù)子語言。謂詞邏輯也是一種語言研究，它是計(jì)算機(jī)中的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，而對于數(shù)據(jù)子語言的改進(jìn)和優(yōu)化也成為謂詞邏輯的化簡問題。

命題邏輯是邏輯系統(tǒng)中最基本的一種邏輯，它可以將命題邏輯的推理歸納成簡單的代數(shù)演算-命題演算，而命題演算又是命題邏輯能夠在電路設(shè)計(jì)等得到應(yīng)用的重要原因，命題演算由于推理局限和表達(dá)問題不能很好的應(yīng)用于知識表示和知識推理。命題演算里的原子命題，顧名思義，它是不能再被分解的，可用于研究命題間的關(guān)系，但其應(yīng)用又是很不充分的。

符號邏輯系統(tǒng)中比較關(guān)鍵的是一階謂詞邏輯。由于一階謂詞邏輯的研究比較完善和成熟，同時(shí)可以用來表示種類眾多的語句，還可以用舊知識直接求得新知識，因此，符號邏輯系統(tǒng)中的一階謂詞邏輯是一種很有效的推理方法。一階謂詞邏輯既能對眾多非古典邏輯奠定基礎(chǔ)，又能找出新語句的導(dǎo)出來源。一階謂詞邏輯可以為“歸結(jié)反演原理”提供求解方法。因此，謂詞邏輯在邏輯程序設(shè)計(jì)和人工智能系統(tǒng)中得到很好的推廣和應(yīng)用。

2 邏輯學(xué)在人工智能中的應(yīng)用

人工智能作為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)重要分支，是解決計(jì)算機(jī)如何能表現(xiàn)出人類智能的問題。而人工智能的知識表示方法、歸納推理方法等對于計(jì)算機(jī)如何表現(xiàn)出人工智能來說至關(guān)重要。在對人工智能進(jìn)行研究的同時(shí)，要重視知識表示、知識推理和知識運(yùn)用等基本問題。謂詞邏輯語言的演繹過程的形式化能幫助研究者更好的理解人工智能知識表示及推理中的某些子命題。其中，邏輯學(xué)中的經(jīng)典邏輯在人工智能研究知識表示、知識推理，應(yīng)用邏輯規(guī)則等方面也起到關(guān)鍵的作用，能為數(shù)學(xué)語句準(zhǔn)確定義，經(jīng)典邏輯是人工智能研究領(lǐng)域的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。PROLOG，是基于邏輯的程序設(shè)計(jì)語言，同時(shí)也是建立在邏輯學(xué)的理論基礎(chǔ)之上的，PROLOG是邏輯學(xué)家開發(fā)的一種描述式語言。PROLOG語言以謂詞邏輯為其表現(xiàn)形式，以消解原理為其實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。

3 邏輯學(xué)在計(jì)算機(jī)科學(xué)中的作用及意義

對著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展也在不斷進(jìn)步和完善。計(jì)算機(jī)科學(xué)之所以能有這么快的發(fā)展和提升，邏輯學(xué)是主要原因，邏輯學(xué)是推動計(jì)算機(jī)科學(xué)前進(jìn)的主要動力，對于計(jì)算機(jī)科學(xué)來說，邏輯學(xué)從硬件設(shè)計(jì)和軟件處理兩方面都起到很大作用。同時(shí)，邏輯學(xué)對于計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展也起到很大的促進(jìn)作用。首先，從硬件設(shè)計(jì)來講，命題邏輯和邏輯代數(shù)主要應(yīng)用在計(jì)算機(jī)的電路設(shè)計(jì)中，同時(shí)在命題邏輯的基礎(chǔ)上又發(fā)展了組合邏輯和時(shí)序邏輯等新的邏輯學(xué)。其次，從軟件如理來講，邏輯學(xué)對于計(jì)算機(jī)語言和程序的應(yīng)用和發(fā)展又有很大的貢獻(xiàn)。二值邏輯為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)，邏輯學(xué)在計(jì)算機(jī)的整個(gè)發(fā)展過程中都要用到，也就是說，計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展離不開邏輯學(xué)，反過來，計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，對邏輯學(xué)提出更大挑戰(zhàn)，同時(shí)推動邏輯學(xué)的不斷發(fā)展。由于起初的計(jì)算機(jī)只是對數(shù)字進(jìn)行計(jì)算，之后，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)對文字進(jìn)行處理，現(xiàn)在多媒體也在不斷發(fā)展中，而計(jì)算機(jī)的這些發(fā)展，都是以邏輯學(xué)的應(yīng)用為前提的，因此，計(jì)算機(jī)科學(xué)在智能化革命中瓶頸問題的解決和突破都依賴于邏輯學(xué)的不斷完善和突破，學(xué)者對于邏輯學(xué)的研究在計(jì)算機(jī)科學(xué)中的應(yīng)用有重要的意義，理應(yīng)受到關(guān)注和重視。

4 結(jié)語

對于數(shù)學(xué)邏輯來說，其最大優(yōu)勢就是將復(fù)雜的人類推理化解成簡單而又原始的機(jī)械操作，正是因?yàn)橛辛诉壿媽W(xué)，人類才能制造出機(jī)器和計(jì)算機(jī)這些高科技來替代人的推理，而到目前為止，一些設(shè)想也已成為現(xiàn)實(shí)。在計(jì)算機(jī)中，要先設(shè)定程序，之后才能進(jìn)行推理等過程，機(jī)器才能運(yùn)算和操作。隨著社會的不斷進(jìn)步，人們對于時(shí)間的把握，要求快速、正確的編寫出程序，且要將程序的錯(cuò)誤降到最低，這對于邏輯學(xué)也是一個(gè)重大挑戰(zhàn)，因此，邏輯學(xué)在計(jì)算機(jī)科學(xué)中的地位日益重要。而對于科學(xué)技術(shù)來說，它要求人類有對科學(xué)技術(shù)的認(rèn)識和實(shí)踐過程，而對于科學(xué)技術(shù)來說，在科技上的每次理論或?qū)嵺`上的突破，同時(shí)也都是科學(xué)方法和方法論上的一種創(chuàng)新。作為計(jì)算機(jī)科學(xué)的研究者和使用者，人類應(yīng)該充分重視和應(yīng)用科學(xué)技術(shù)方法，用科學(xué)的方法去探索邏輯學(xué)在計(jì)算機(jī)科學(xué)中的應(yīng)用。不僅要重視科學(xué)方法的理論和應(yīng)用，更要將兩者有效結(jié)合，讓邏輯學(xué)在計(jì)算機(jī)科學(xué)中發(fā)揮最大效用，反過來，也能利用計(jì)算機(jī)科學(xué)豐富科學(xué)方法論。

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作者簡介：王明（1981-），男，山東濟(jì)寧人，大學(xué)本科，學(xué)士，研究方向：計(jì)算機(jī)及通信。

作者單位：山東省泰安市公安消防支隊(duì)司令部，山東泰安 271000