人工智能實(shí)驗(yàn)要求

1、實(shí)驗(yàn)一：產(chǎn)生式系統(tǒng)動(dòng)物識(shí)別系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握知識(shí)的產(chǎn)生式表示法2、掌握用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編制智能程序的方法二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 所選編程語(yǔ)言：c語(yǔ)言；2.擬訂的規(guī)則：（1）若某動(dòng)物有奶，則它是哺乳動(dòng)物。（2）若某動(dòng)物有毛發(fā)，則它是哺乳動(dòng)物。（3）若某動(dòng)物有羽毛，則它是鳥。 （4）若某動(dòng)物會(huì)飛且生蛋，則它是鳥。（5） 若某動(dòng)物是哺乳動(dòng)物且有爪且有犬齒且目盯前方，則它是食肉動(dòng)物。（6）若某動(dòng)物是哺乳動(dòng)物且吃肉，則它是食肉動(dòng)物。 （7）若某動(dòng)物是哺乳動(dòng)物且有蹄，則它是有蹄動(dòng)物。 （8）若某動(dòng)物是哺乳動(dòng)物且反芻食物，則它是有蹄動(dòng)物。 （9）若某動(dòng)物是食肉動(dòng)物且黃褐色且有黑色條紋，則它是老虎。 （10）若

2、某動(dòng)物是食肉動(dòng)物且黃褐色且有黑色斑點(diǎn)，則它是金錢豹。（11）若某動(dòng)物是有蹄動(dòng)物且長(zhǎng)腿且長(zhǎng)脖子且黃褐色且有暗斑點(diǎn)，則它是長(zhǎng)頸鹿。 （12）若某動(dòng)物是有蹄動(dòng)物且白色且有黑色條紋，則它是斑馬。（13）若某動(dòng)物是鳥且不會(huì)飛且長(zhǎng)腿且長(zhǎng)脖子且黑白色，則它是駝鳥。 （14）若某動(dòng)物是鳥且不會(huì)飛且會(huì)游泳且黑白色，則它是企鵝。（15）若某動(dòng)物是鳥且善飛，則它是海燕。2、 設(shè)計(jì)思路：用戶界面：采用問(wèn)答形式；知識(shí)庫(kù)（規(guī)則庫(kù)）：存放產(chǎn)生式規(guī)則，推理時(shí)用到的一般知識(shí)和領(lǐng)域知識(shí)，比如動(dòng)物的特征，動(dòng)物的分類標(biāo)準(zhǔn)，從哺乳動(dòng)物、食肉動(dòng)物來(lái)分，再具體地添加一些附加特征得到具體動(dòng)物；建立知識(shí)庫(kù)的同時(shí)也建立了事實(shí)庫(kù)。事實(shí)庫(kù)是一個(gè)動(dòng)態(tài)

3、鏈表，一個(gè)事實(shí)是鏈表的一個(gè)結(jié)點(diǎn)。知識(shí)庫(kù)通過(guò)事實(shí)號(hào)與事實(shí)庫(kù)發(fā)生聯(lián)系。數(shù)據(jù)庫(kù)：用來(lái)存放用戶回答的問(wèn)題，存放初始狀態(tài)，中間推理結(jié)果，最終結(jié)果；推理機(jī)：采用正向推理，推理機(jī)是動(dòng)物識(shí)別的邏輯控制器，它控制、協(xié)調(diào)系統(tǒng)的推理，并利用知識(shí)庫(kù)中的規(guī)則對(duì)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯操作。推理機(jī)擔(dān)負(fù)兩項(xiàng)基本任務(wù)：一是檢查已有的事實(shí)和規(guī)則，并在可能的情況下增加新的事實(shí)；二是決定推理的方式和推理順序。將推理機(jī)制同規(guī)則對(duì)象封裝在一起，事實(shí)對(duì)象記錄了當(dāng)前的狀態(tài)，規(guī)則對(duì)象首先拿出前提條件的斷言（只有這些前提都有符合時(shí)才會(huì)做這條規(guī)則的結(jié)論），詢問(wèn)事實(shí)對(duì)象集，如事實(shí)對(duì)象集不知道，則詢問(wèn)用戶，如所有前提條件都被證實(shí)為真則結(jié)論為真，否

4、則系統(tǒng)不知道結(jié)論真假。 3、 程序流程圖：以老虎，金錢豹，長(zhǎng)頸鹿為例畫出程序流程圖如下：哺乳動(dòng)物有毛發(fā)有奶吃肉有爪有犬齒目盯前方有蹄長(zhǎng)腿長(zhǎng)脖子有暗斑點(diǎn)黃褐色有黑色條紋食肉動(dòng)物有黑色斑點(diǎn)有蹄動(dòng)物老虎金錢豹長(zhǎng)頸鹿實(shí)驗(yàn)二：遺傳算法求tsp問(wèn)題一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模郝眯猩虇?wèn)題是一個(gè)經(jīng)典的優(yōu)化組合問(wèn)題，它可以擴(kuò)展到很多問(wèn)題，如電路布線、輸油管路鋪設(shè)等，但是，由于tsp問(wèn)題的可行解數(shù)目與城市數(shù)目n是成指數(shù)型增長(zhǎng)的，是一個(gè)np難問(wèn)題，因而一般只能近似求解，遺傳算法（ga）是求解該問(wèn)題的較有效的方法之一。遺傳算法是美國(guó)學(xué)者h(yuǎn)olland根據(jù)自然界“物競(jìng)天擇，適者生存”現(xiàn)象而提出的一種隨機(jī)搜索算法，本文采用c/c+語(yǔ)言

5、來(lái)實(shí)現(xiàn)遺傳算法解決tsp問(wèn)題二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：旅行商問(wèn)題可以具體描述為：已知n個(gè)城市之間的相互距離，現(xiàn)有一個(gè)推銷員從某一個(gè)城市出發(fā)，必須遍訪這n個(gè)城市，并且每個(gè)城市只能訪問(wèn)一次，最后又必須返回到出發(fā)城市，如何安排他對(duì)這些城市的訪問(wèn)次序，可使其旅行路線的總長(zhǎng)度最短。用圖論術(shù)語(yǔ)來(lái)表示，就是有一個(gè)圖g=(v,e),其中v是定點(diǎn)5，e是邊集，設(shè)d=(dij)是有頂點(diǎn)i和頂點(diǎn)j之間的距離所組成的距離矩陣，旅行商問(wèn)題就是求出一條通過(guò)所有頂點(diǎn)且每個(gè)頂點(diǎn)只通過(guò)一次的最短距離的回路。若對(duì)與城市v=v1,v2,v3vn的一個(gè)訪問(wèn)順序?yàn)閠=(t1,t2,t3,tn)，其中tiv(i=1,2,.n),且記tn+1=t1,

6、則旅行上問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型為式1： （1）三、實(shí)驗(yàn)環(huán)境：軟件環(huán)境：windows xp， microsoft visual studio c+ 6.0， notepad硬件環(huán)境：pc機(jī)，2.0ghz主頻，2g內(nèi)存四、算法流程4.1遺傳算法 遺傳算法的基本原理是通過(guò)作用于染色體上的基因?qū)ふ液玫娜旧w來(lái)求解問(wèn)題，它需要對(duì)算法所產(chǎn)生的每個(gè)染色體進(jìn)行評(píng)價(jià)，并基于適應(yīng)度值來(lái)選擇染色體，使適應(yīng)性好的染色體有更多的繁殖機(jī)會(huì)，在遺傳算法中，通過(guò)隨機(jī)方式產(chǎn)生若干個(gè)所求解問(wèn)題的數(shù)字編碼，即染色體，形成初始種群；通過(guò)適應(yīng)度函數(shù)給每個(gè)個(gè)體一個(gè)數(shù)值評(píng)價(jià)，淘汰低適應(yīng)度的個(gè)體，選擇高適應(yīng)度的個(gè)體參加遺傳操作，經(jīng)過(guò)遺產(chǎn)操作后的個(gè)

7、體集合形成下一代新的種群，對(duì)這個(gè)新的種群進(jìn)行下一輪的進(jìn)化。4.2遺傳算法的過(guò)程1. 初始化群體。2. 計(jì)算群體上每個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度值3. 由個(gè)體適應(yīng)度值所決定的某個(gè)規(guī)則選擇將進(jìn)入下一代個(gè)體。4. 按概率pc進(jìn)行交叉操作。5. 按概率pm進(jìn)行變異操作。6. 沒(méi)有滿足某種停止條件，則轉(zhuǎn)第2步，否則進(jìn)入第7步。7. 輸出種群中適應(yīng)度值最優(yōu)的染色體作為問(wèn)題的滿意解或最優(yōu)界。停止條件有兩種：一是完成了預(yù)先給定的進(jìn)化代數(shù)則停止；二是種群中的最優(yōu)個(gè)體在連續(xù)若干代沒(méi)有改進(jìn)或平均適應(yīng)度在連續(xù)若干代基本沒(méi)有改進(jìn)時(shí)停止。圖1：遺傳算法過(guò)程框圖實(shí)驗(yàn)三、狀態(tài)空間搜索策略八數(shù)碼問(wèn)題求解一、實(shí)驗(yàn)問(wèn)題八數(shù)碼問(wèn)題求解二、實(shí)驗(yàn)軟件 vc6.0 編程語(yǔ)言或其它編程語(yǔ)言 三、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 熟悉人工智能系統(tǒng)中的問(wèn)題求解過(guò)程； 2. 熟悉狀態(tài)空間的盲目搜索和啟發(fā)式搜索算法的應(yīng)用； 3. 熟悉對(duì)八數(shù)碼問(wèn)題的建模、求解及編程語(yǔ)言的應(yīng)用。 四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及步驟 （一、） 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 八數(shù)碼問(wèn)題：在3×3的方格棋盤上，擺放著1到8這八個(gè)數(shù)碼，有1個(gè)方格是空的，其