人工智能教學大綱

1、人工智能課程教學大綱【課程編碼】JSZX0300【適用專業(yè)】計算機科學與技術【課時】72(理論)+28(實驗)【學分】3【課程性質、目標和要求】人工智能是計算機科學的重要分支，是計算機科學與技術專業(yè)本科生的專業(yè)限選課之一。本課程介紹如何用計算機來模擬人類智能，即如何用計算機實現(xiàn)諸如問題求解、 規(guī)劃推理、模式識別、知識工程、自然語言處理、機器學習等只有人類才具備的”智能”，使得計算機更好得為人類服務.作為本科生一個學期的課程，重點掌握人工智能的基礎知識和基本技能，以及人工智能的一般應用完成如下教學目標：(1) 了解人工智能的概念和人工智能的發(fā)展，了解國際人工智能的主要流派和路線， 了解國內人工智

2、能研究的基本情況，熟悉人工智能的研究領域.(2) 較詳細地論述知識表示的各種主要方法。重點掌握狀態(tài)空間法、問題歸約法和謂 詞邏輯法，熟悉語義網絡法，了解知識表示的其他方法，如框架法、劇本法、過程法等。(3) 掌握盲目搜索和啟發(fā)式搜索的基本原理和算法，特別是寬度優(yōu)先搜索、深度優(yōu)先搜索、 等代價搜索、啟發(fā)式搜索、有序搜索、A*算法等了解博弈樹搜索、遺傳算法和模擬退火算法的基本方法.(4) 掌握消解原理、規(guī)則演繹系統(tǒng)和產生式系統(tǒng)的技術、了解不確定性推理、非單 調推理的概念.(5) 概括性地介紹人工智能的主要應用領域，如專家系統(tǒng)、機器學習、規(guī)劃系統(tǒng)、自 然語言理解和智能控制等.(6) 簡介人工智能程序

3、設計的語言和工具.(7)掌握Visual Prolog編程環(huán)境，會使用 Prolog語言編寫簡單的智能程序。要求學生已修過 數(shù)據結構、離散數(shù)據和編譯原理。【教學時間安排】本課程計3學分，理論課時72 ,實驗課時28。學時分配如下表所示:章次課程內容課時備注(教學形式)1緒論4講授2知識表示方法14講授3搜索原理10講授4推理技術10講授5機器學習6講授6規(guī)劃系統(tǒng)6講授7專家系統(tǒng)6講授8自然語言理解6講授9智能控制6講授10人工智能程序設計4講授合計72【教學內容要點】教學要求的層次課程的教學要求大體上分為三個層次：了解、理解和認識。了解即能正確判 別有關概念和方法；理解是能正確表達有關概念和方

4、法的含義；認識是在理解的 基礎上加以靈活應用。第一章緒論一、學習目的要求1、了解人工智能的定義、起源與發(fā)展2、了解人工智能的研究與應用領域3、理解人工智能求解方法的特點二、主要教學內容1、人工智能的定義、起源與發(fā)展2、人工智能的研究與應用領域3、人工智能求解方法的特點第二章知識表示方法一、學習目的要求1、認識狀態(tài)空間法2、理解問題歸約法3、認識謂詞邏輯法4、認識語義網絡法5、認識框架表示6、認識劇本表示7、理解過程表示二、主要教學內容1、狀態(tài)空間法2、問題歸約法3、謂詞邏輯法4、語義網絡法5、框架表示6、劇本表示7、過程表示第三章搜索原理一、學習目的要求1、認識盲目搜索2、理解啟發(fā)式搜索3、了

5、解遺傳算法4、了解模擬退火法二、主要教學內容1、盲目搜索2、啟發(fā)式搜索3、遺傳算法4、模擬退火法第四章 推理技術一、學習目的要求1、理解消解原理2、理解規(guī)則演繹系統(tǒng)3、理解產生式系統(tǒng)3、認識不確定性推理4、理解非單調推理二、主要教學內容1、消解原理2、規(guī)則演繹系統(tǒng)3、產生式系統(tǒng)4、不確定性推理5、非單調推理第五章機器學習一、學習目的要求1、了解機器學習的定義、研究意義與發(fā)展歷史2、認識機器學習的主要策略與基本結構3、理解機械學習4、理解基本解釋經驗的學習5、了解基于事例的學習6、了解基于概念的學習7、了解基于類比的學習8、理解基于神經網絡的學習二、主要教學內容1、機器學習的定義、研究意義與發(fā)展

6、歷史2、機器學習的主要策略與基本結構3、機械學習4、基本解釋經驗的學習5、基于事例的學習6、基于概念的學習7、基于類比的學習8、基于神經網絡的學習第六章規(guī)劃系統(tǒng)一、學習目的要求1、理解規(guī)劃的作用與任務2、理解基于謂詞邏輯的規(guī)劃3、了解STRIPS規(guī)劃系統(tǒng)4、了解分層規(guī)劃二、主要教學內容1、規(guī)劃的作用與任務2、基于謂詞邏輯的規(guī)劃3、STRIPS規(guī)劃系統(tǒng)4、分層規(guī)劃第七章專家系統(tǒng)一、學習目的要求1、不同模型的專家系統(tǒng)2、理解專家系統(tǒng)3、了解專家系統(tǒng)開發(fā)工具4、理解專家系統(tǒng)實例二、主要教學內容1、專家系統(tǒng)2、基于規(guī)則的專家系統(tǒng)3、基于框架的專家系統(tǒng)4、基于模型的專家系統(tǒng)5、專家系統(tǒng)開發(fā)工具6、專家系

7、統(tǒng)實例第八章自然語言理解一、學習目的要求1、理解語言及其理解的一般問題2、理解句法和語義的自動分析3、了解句子的自動理解4、了解語言的自動生成5、了解文本的自動翻譯6、理解自然語言理解系統(tǒng)的主要模型7、理解自然語言理解系統(tǒng)應用舉例8、了解語音識別二、主要教學內容1、語言及其理解的一般問題2、句法和語義的自動分析3、句子的自動理解4、語言的自動生成5、文本的自動翻譯6、自然語言理解系統(tǒng)的主要模型7、自然語言理解系統(tǒng)應用舉例8、語音識別第九章智能控制一、學習目的要求1、了解智能控制的歷史沿革2、了解智能控制的研究領域3、理解智能控制的學科結構理論4、了解智能控制系統(tǒng)二、主要教學內容1、智能控制概述

8、2、智能控制的研究領域3、智能控制的學科結構理論4、智能控制系統(tǒng)第十章人工智能程序設計一、學習目的要求1、了解邏輯型編程語言2、綜合應用LISP語言3、綜合應用 PROLO（語言4、了解關系數(shù)據庫二、主要教學內容1、邏輯型編程語言2、LISP語言3、PROLO語言4、關系數(shù)據庫【教學（實驗）內容要點】序號實驗名稱實驗類型課時備注1Visual Prolog環(huán)境的建立與熟悉驗證42Prolog語言元素驗證43Visual Prolog面向對象元素驗證44PIE推理機的實現(xiàn)設計、開發(fā)85三層結構的家族定理的設計與實現(xiàn)設計、開發(fā)8合計28一、（實驗1）Visual Prolog 環(huán)境的建立與熟悉1、

9、實驗目的要求掌握Visual Prolog 安裝與卸載。（2）掌握Visual Prolog 的基本特性。 理解項目文件結構以及之間的關系。掌握調試項目的步驟。2、實驗主要內容Visual Prolog的安裝與卸載。（2）構建 Visual Prolog 項目。3 、實驗條件 需要Visual Prolog 編程環(huán)境。二、（實驗2） Prolog語言兀素1、實驗目的要求掌握Horn子句的表示方法。理解Prolog推理機的構建方法。掌握Prolog程序控制和Prolog算符2、實驗主要內容Prolog推理機。程序控制。算符。三、（實驗3） Visual Prolog 面向對象元素1實驗目的要求掌

10、握Visual Prolog中類與對象的概念與表示。理解對象模型2、實驗主要內容接口類的聲明和類的實現(xiàn)學生對象的Prolog實現(xiàn)。四、（實驗 4） PIE推理機的實現(xiàn)1實驗目的要求 掌握Prolog推理機的實現(xiàn)方法。理解Prolog推理機具體使用方法。2、實驗主要內容Prolog推理機。家族定理的分析與實現(xiàn)。五、（實驗 5）三層結構的家族定理的設計與實現(xiàn)1實驗目的要求掌握使用Visual Prolog 開發(fā)三層結構的系統(tǒng)2、實驗主要內容家族定理的GUI編程家族定理的邏輯層編碼家族定理的數(shù)據層編碼【成績考核方式】1 、成績評定總則其中平時成績本課程考核分為平時考核和期末閉卷考試和實驗考核三部分占15%期末占60%實驗占25%2 、平時成績評定平時成績依據學生的課堂出勤率、作業(yè)完成情況進行評定。評定時，應充分體現(xiàn)公平、公正、實事求是的原則，客觀地評價學生平時的表現(xiàn)。3 、期末閉卷考試期末閉卷考試。試題的覆蓋率至少要達到大綱要求的80%試題的類型一般可以選擇、填空、判斷、解答、算法求解、設計為宜。4、實驗考核見實驗大綱【教材與參考書目】指定教材：人工智能基礎，蔡自興，蒙祖強。高等教育出版社，2005年5月參考書目：1人工智能（