目前，因果推断采用的两个主要模型是潜在结果模型 (Neyman1923;Rubin,1974) 和因果网络模型 (Pearl,1988;2009b)。潜在结果模型给出了因果作用的数学定义。该模型主要用在原因和结果变量已知的前提下，定量评价原因变量对结果变量的因果作用。因果网络模型是描述数据产生机制和外部干预的形式化语言。因果网络是将贝叶斯网络加上外部干预，用来定义外部干预的因果作用和描述多个变量之间的因果关系。利用因果网络不仅能定量评价因果作用，还能定性确定混杂因素，用于从数据挖掘因果关系。
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