人工智能概念簡介

1、人工智能概念簡介ReViSed as Of 23 NOVember 20201, 哈什么是人工智能人工智能(ArtifiCial IntCiIigCnCC)簡稱AI,主要研究如何用人工的方法和技術，使 用各種自動化機器或智能機器(主要指計算機)模仿、延伸和擴展人的智能，實現(xiàn)某 些機器思維或腦力勞動自動化。人工智能是那些與人的思維相關的活動，諸如決策、問題求解和學習等的自動化 (BClIman, 1978);人工智能是一種計算機能夠恩維，使機器具有智力的激動人心的新 嘗試(HaUgCIand, 1985);人工智能是研究如何讓計算機做現(xiàn)階段只有人才能做得好的 事情(RiCh KlIight,19

2、91);人工智能是那些使知覺、推理和行為成為可能的計算的研 究(WinSton, 1992);廣義地講，人工智能是關于人造物的智能行為，而智能行為包 括知覺、推理、學習、交流和在復雜環(huán)境中的行為(NiISSQn, 1998)2, 人工智能有哪些研究途徑說明其研究特點。1心理模擬，符號推演:模擬人腦的邏輯思維，利用顯式的知識和推理來解決問 題。擅長實現(xiàn)人腦的高級認知功能。2生理模擬，神經(jīng)計算:具有高度的并行分布型， 很強的魯棒性和容錯性，擅長人腦的形象思維，便于實現(xiàn)人腦的低級感知功能。3行為 模擬，控制迸化:具有自學習，自適應，自組織特性的智能控制系統(tǒng)和智能機器人。4. 群體模擬，仿生計算：成果

3、可以直接付諸應用，解決工程問題和實際問題。5.博采廣 鑒，自然計算:模仿和借鑒自然界的某種機理而設計技術模型。7原理分析，數(shù)學逹 模：純粹用人的智能去實現(xiàn)機器智能3, 給出人工智能的五個應用領域。難題求解，自動規(guī)劃、調(diào)度與配直，機器定理證明，自動程序設計，機器翻譯， 智能控制，智能管徨，智能決策，智能通信，智能仿真、智能CAD,智能制造，智能 CAI,智能人機接口，模式識別，數(shù)據(jù)挖擁與數(shù)據(jù)庫中的知識發(fā)現(xiàn)，計算機輔助創(chuàng)新， 計算機文藝創(chuàng)作，機器博弈，智能機器人。4, 枚舉出各種搜索策曬。盲目搜索：無向?qū)У乃阉?，樹式盲目搜索就是窮舉搜索，不回溯的線式搜索是隨 機碰撞式搜索，回溯的線式搜索也是窮舉式

4、搜索。啟發(fā)式搜索：是利用“啟發(fā)性信息”引導的搜索策曬?！皢l(fā)性信息”就是與問 題有關的有利于盡快找到問題解的信息或知識。啟發(fā)式搜索分為不同的策陷，如全局 擇優(yōu)，局部擇優(yōu)，最佳圖搜索。按擴展順序不同分為廣度優(yōu)先和深度優(yōu)先。5, 人工智能的基本技術有哪些表示：符號智能的表示是知識表示，計算智能的表示一般是對象表示運算：符號智能的運算是基于知識表示的推理或符號操作，計算智能的運算是基 于對象表示的操作或計算搜索：符號智能在問題空間內(nèi)搜索進行問題求解，計算智能在解空間搜索進行求 解6, 你認為人工智能未來的發(fā)展趨勢是什么多種途徑齊頭并迸，多種方法協(xié)作互補。新思想、新技術不斷涌現(xiàn)，新領域、新方向不斷開拓

5、。理論研究更加深入，應用研究愈加廣泛。研究隊伍日益壯大，社會影響越來越大。7, 你認為機器的智能會超過人類嗎為什么8, 歸結(jié)原理迸行定理證明的步驟有哪些歸結(jié)原理進行求解問題的答案的步驟有哪些證明1先求出要證明的命題公式的否定式的于句集S; 2.然后對于句集S （一次或者多 次）使用歸結(jié)原理；3.若在某一步推出了空于句，即推出丁矛盾，則說明于句集S是不 可滿足的，從而原否定式也是不可滿足的，進而說明原公式是永真的。求解1先為待求解的問題找一個臺適的求證目標謂詞；2.再增配（以析取形式）一個輔 助謂詞，該謂詞的變元必須與對應目標謂詞中的變元完全一致；3迸行歸結(jié)；4.當歸結(jié) 是剛好只剩下輔助謂詞時，

6、輔助謂詞中原變元位直上的項就是所求的結(jié)果。9, 簡要說明各種歸結(jié)策略。刪除策略：及早刪除無用子句，以避免無效歸結(jié)，縮小搜索規(guī)模；并盡量使歸結(jié)式朝“小"的方向發(fā)展。從而盡早導出空子句。刪除策略是完備的。支持集策曬：盡長避免在可滿足的于句集中做歸結(jié)，因為從中導不出空于句。而 求證公式的前提通常是一致的，所以支持集策曬要求歸結(jié)時從目標公式否宦的于句出 發(fā)迸行歸結(jié)。支持集策路實際是一種目標制導的反向推理。支持集策略是完備的。線性歸結(jié)策珀：線性歸結(jié)策略是完昔的，高效的?？膳c許多別的策菇相兼容。輸入歸結(jié)策珀：是一種自底而上的歸結(jié)策略。輸入歸結(jié)策菇是不完昔的。輸入歸 結(jié)策曬常同線性歸結(jié)策菇結(jié)合，構(gòu)

7、成線性輸入歸結(jié)策略。也可以與支持集策珀相結(jié) 合。單元歸結(jié)策路：單元歸結(jié)的恩想是用單元于句歸結(jié)可以使歸結(jié)式含有較少的文 宇，因而有利于逼近空于句。單元歸結(jié)策略是不完備的，但效率高。祖先過濾型策曬：是線性輸入策聒的改進。是完缶的10, 說明與或圖的在知識表示中的兩種應用與或圖一般表示問題的變換過程，就是從原問題出發(fā)，運用某些規(guī)則不斷的進行 問題的分解（得到與分支）和變換（得到或分支），而得到一個與或圖，與或圖的節(jié) 點一般代表問題，整個圖就表示問題空間。HI博弈問題狀態(tài)空間圖的特點是什么，為什么博弈樹的特點n博弈的初始格局是初始節(jié)點。n 在博弈樹中，“或”節(jié)點和“與”節(jié)點是逐層交替出現(xiàn)的。自己一方擴

8、展 的節(jié)點之間是“或”關系，對方擴展的節(jié)點之間是“與”關系。雙方輪流地擴展節(jié) 點°n所有自己一方獲勝的終局都是本原問題，相應的節(jié)點是可解節(jié)點；所有使對方獲勝的終局都是不可解節(jié)點。12. 博弈問題求解有哪些方法，簡述其過程。極小極大分析法的基本思想 設博弈的雙方中一方為A,另一方為B。然后為其中的一方（例如A）尋 找一個最優(yōu)行動方案。為了找到當前的最優(yōu)行動方案，需要對各個可能的方案所產(chǎn)生的后果 進行比較。為計算得分，需要根據(jù)問題的特性信息定義一個估價函數(shù)，用來估算 當前博弈樹端節(jié)點的得分。這時估算出來的得分為靜態(tài)估值。當端節(jié)點的估值計算出來后，再推算出父節(jié)點的得分，推算的方法是：對“或

9、"節(jié)點，選其子節(jié)點中一個最大的得分作為父節(jié)點的得分，這是 為了使自己在可供選擇的方案中選一個對自己最有利的方案；對“與"節(jié)點，選其子節(jié)點中一個最小的得分作為父節(jié)點的得分，這是 為了立足于最壞的情況。這樣計算出的父節(jié)點的得分稱為倒推值。 如果一個行動方案能獲得較大的倒推值，則它就是當前最好的行動方 案。c（-剪枝技術?；舅枷霝椋簩τ谝粋€與節(jié)點MlN、若能估計出其倒推值的上確界卩,并且這個P值不 大于MIN的父節(jié)點（一定是或節(jié)點）的估計倒推值的下確界CG即（XM則 就不必再擴展該MlN節(jié)點的其余子節(jié)點了（因為這些節(jié)點的估值對 MIN父節(jié)點的倒推值已無任何影響了）。這一過程稱為

10、剪枝。對于一個或節(jié)點MAX,若能估計出其倒推值的下確界CG并且這個值不小于MAX的父節(jié)點（一定是與節(jié)點）的估計倒推值的上確界JP, 則就不必再擴展該MAX節(jié)點的其余子節(jié)點了（因為這些節(jié)點的估值對MAX父節(jié)點的倒推值已無任何影響了）。這一過程稱為P剪枝。13, 什么是知識表示列舉4種知識表示方法。知識表示是指面向計算機的知識描述或表達形式和方法。用某種 約定的形式結(jié)構(gòu)來描述知識，而且這種形式結(jié)構(gòu)還要能轉(zhuǎn)換為機器的 內(nèi)部形式，使得計算機能方便的存儲、處理和利用。按知識表示的形式分類顯式的知識表示形式（局部表示）隱式的知識表示形式（分布表示）按特征，知識表示分為陳述表示過程表示14, 分別給出事實：

11、“MARY是鄭州大學計算機系的女講師，30歲，身體健康， 1990年碩士畢業(yè)于北京大學計算機系，參加工作時間是1993年7月，工資級 別是四級"的語義網(wǎng)絡表示法和框架表示法?？蚣苊篤MARY>類屬：V大學教師>姓別：女年齡：30職業(yè)：教師專業(yè)：計算機部門：計算機系畢業(yè)學校：北京大學計算機系工作：參加工作時間：1995年7月工資級別：四級15, 請設計某種游戲程序（重排九宮和井字棋以外的）的啟發(fā)函數(shù)及其深度優(yōu) 先搜索過程。16什么是啟發(fā)性知識什么是啟發(fā)式搜索啟發(fā)式捜索要用啟發(fā)函數(shù)來導航，其捜索算法就要在狀態(tài)圖一般搜索算法 基礎上再増加啟發(fā)函數(shù)值的計算與傳播過程，并且由啟發(fā)

12、函數(shù)值來確定節(jié)點的 擴展順序。17. 產(chǎn)生式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理。產(chǎn)生式規(guī)剛庫（知識庫） 推理機（控制丿全局數(shù)據(jù)庫全局數(shù)據(jù)庫人工智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中心。是一個動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用 來存放初始事實數(shù)據(jù)、中間結(jié)構(gòu)和最后結(jié)果。對應敘述性知識。產(chǎn)生式規(guī)則庫作用在全局數(shù)據(jù)庫上的一些規(guī)則的集合。每條規(guī)則都有 定的條件，若全局數(shù)據(jù)庫中內(nèi)容滿足這些條件可調(diào)用這條規(guī)則。對應過程性知識。推理機負責產(chǎn)生式規(guī)則的前提條件測試或匹配，規(guī)則的調(diào)度和選取, 規(guī)則體的解釋和執(zhí)行。對應控制性知識。18, 生產(chǎn)系統(tǒng)推理有哪幾種方式19, 分別用一階謂詞邏輯和用語義網(wǎng)絡標識“每個計算機專業(yè)的學生都學習過一 門程序語言"。20

13、, 代價樹如下圖所示：分別給出寬度優(yōu)先及深度優(yōu)先(即分支界限法和瞎子爬山法)搜索策略下的搜索過程和解。其中，F(xiàn)、I、J是目標節(jié)點。寬度優(yōu)先搜索過程：A- >B- >C- >G- >E- >D- >K, G (K) =5,解為：A- >C- > G- > K深度優(yōu)先搜索過程為：A- > C- > G- >E-> M - > P, G (P) =7,解為：A- > C- > G- >E- >M- >P21, (1)求下圖中與/或樹的解樹并用和代價法則求最佳解樹。其中，端結(jié)點中；I、JX

14、 F、KS L是可解結(jié)點，其余結(jié)點是不可解結(jié)點。解答、寬度優(yōu)先搜索過程： 先將A放入OPEN表中，g(A)=0 ；(2) 將A放入CLOSED表中，擴展A節(jié)點，得節(jié)點B、CI g(B)=l,g(C)=21將B、C按代價從小到大放入OPEN中；(3) 將B放入CLOSED表中，擴展B節(jié)點得節(jié)點D、E1 g (D) =5,g(E)=4,將C、D、E按代價從小到大排列放入OPEN表中；(4) 將C放入CLOSED表中,擴展C得節(jié)點F、G, g(F)=6,g(G)=3,將 D、E、F、G按代價從小到大排列放入OPEN表中；(5) 將 G 放入 CLOSED 表中，擴展 G 得 L, MI g (L)

15、=4,g(M)=5,將D、E、F、L, M按代價從小到大排列放入OPEN表中；(6) 將L放入CLOSED表中，L為目標節(jié)點，搜索成功。解為 A->B->C->G->Lt g (L) =4深度優(yōu)先搜索過程：(1) 先將A放入OPEN表中，g(A)=O ；(2) 將A放入CLOSED表中，擴展A節(jié)點，得節(jié)點B、CI g(B)=l,g(C)=2,將B、C按代價從小到大放入OPEN表中；(3) 將B放入CLOSED表中，擴展B節(jié)點得節(jié)點D、E1 g (D) =5,g(E)=4,將D、E按代價從小到大排列放入OPEN表中；(4) 將E放入CLOSED表中，擴展E節(jié)點得節(jié)點J、K

16、l g (J) =5,g(K)=6, 將J、K按代價從小到大排列放入OPEN表中；(5) 將J放入CLOSED表中，J為目標節(jié)點，搜索成功。解為 A > B- > E- > J; g (J) =4(2) 分別用-剪枝和極小極大化分析求根結(jié)點N的最佳走步。補充剪枝最佳路徑為N-A-B-> C-> D四用消解原理證明定理：G是F.、.F= S A的邏輯結(jié)論。1 - FI : (x) (N(X)G(X) I (X)(x) (I(X)E(X)VO(X)(x) (E (X)I(S(X)G :(X) (N(X)O(X)Vl(S(X)解門Fl F2F3 G的子句集為N(X)GZ

17、(X)N(y)Ky)I(Z)E(Z) O(Z)E(U)I (S(U)N (a)(6)0(a)(7)I(s(a)2 .歸結(jié)原理證明定理：G是Fi. S . F2的邏輯結(jié)論。Fl X(P(X) y(Q(y) L(x,y)F2 X (P(X) y(R(y) L(x,y)G X (R(X) Q (x)證明：首先求得Fl的子句集：P(X) Q(y) L(x,y)F2的子句集：P (a) R(Z)L (a, Z)G的子句集為：Ra) Q(b)然后應用消解原理得： Q(y) L (a, b)，zQ(b),byNlL,所以G是Fl, F2的邏輯結(jié)論此題的方法是:FI F2G能推出空子句，就可以說明G是Fl,

18、F2的邏輯結(jié)論。3用歸結(jié)原理證明定理：G是FL S F2的邏輯結(jié)論。Fl X (P(X) Q(X) R(X)F2 X(P(X) S(X)G X (S(X) R(X)證明：利用歸結(jié)反演法，先證明Fl V F2 VG是不可滿足的。 求子句集：(1) P(X) VQ(X)卜 FA(2)P(Z) VR(Z):P(Q T F2(4) S(a) 了(5) S(y) VR(y)(G)利用歸結(jié)原理進行歸結(jié)(6) R (a)(2),(3), =az(7) R (a)(4),(5), 2 =Uy(8) NiI(6), (7)所以S是不可滿足得，從而G是Fl和F2的邏輯結(jié)果。五一個農(nóng)夫要用船帶一只狼、一只羊和一捆草

19、從河的左岸到右岸，但受下列條 件限制：(1) 農(nóng)夫每次只能帶一樣東西過河；(2) 人不在的時候，狼會吃羊、羊會吃草。試用狀態(tài)空間圖求出他們能順利過河的方案。解:用四元組(f、WS s、g)表示狀態(tài)，f代表農(nóng)夫，W代表狼，S代表羊，g 代表菜，其中每個元素都可為O或1,用O表示在左岸，用1表示在右 岸。初始狀態(tài)SO : (0,0,0, 0) 目標狀態(tài):(1,1,1,1) 不合法的狀態(tài)：(1, 0,0, *), (1,*, 0, 0), (0,1,1,*), (0, *, 1,1)操作集 F=P1, P2, P3, P4, Ql, Q2, Q3, Q4操作符條件動作Plf=0, w=0, S 和

20、g 相異f=l, W=IP2f=0, s=0,f=l, S=IP3f=0, g=0, W 和 S 相異f=l, g=lqf=l, S和g相異,W和S相異f=0qlf=l, w=l, S 和 g相 異f=0, W = Oq2f=l, S = I,f=0, S = Oq3f=l, g = 1, W 和 S 相 異f=0, g = 0方案有兩種:p2 q T p3 q2 p2 q p2p2 q pl q2 p3 q p2六給出井字棋游戲的完整狀態(tài)空間圖，并設計一個啟發(fā)函數(shù)，將其應用到搜 索過程中。七張某被盜，公安局派五個偵察員去調(diào)查，研究案情時，偵察員A說趙與 錢中至少有一人作案”；偵察員B說:“錢

21、與孫至少有一人作案”；偵察員C說： “孫與李中至少有一人作案”；偵察員D說：“趙與孫中至少有一人與此案無關"； 偵察員E說：“錢與李中至少有一人與此案無關如果這五個偵察員說的都可 信，試用消解原理求出誰是盜竊犯。解:設謂詞P(X)表示X是盜竊犯 則題意可表述為如下的謂詞公式:Fl:P(ZhaO) P(qian)F2: P(qian) P(SUlI)F3: P(SUn) P(Ii)F4: P(ZhaO)P(SUn)F5: P(qian)P(Ii)求證的公式為:XP(X)子句集如下:(T) P(ZhaO) P(qian) P(qian) P(SUn) P(SUn) P(Ii) P(Zha

22、O)P(SUll) P(qian)P(Ii) P(X) GA(X) P(qian)P(SUIl), P(SUn)P(Ii),sunx,(ll),qianx P(SUlI) GA(SUll)(11) P(qlan)(12) GA(qlan)所以，Slm和qian都是盜竊犯即:孫和錢都是盜竊犯 此題需定義一個輔助謂詞GA(X)來求出誰是盜竊犯。設A. B、C中有人從來不說真話.也有人從來不說謊話，某人向這三人分別同 時提出一個問題:誰是說謊者A答B(yǎng)和C都是說謊者”；B答：“A和C都 是說謊者” ；C答：“A和B中至少有一個人說謊”。用歸結(jié)原理求誰是老實人， 誰是說謊者解：用T (x)表示X說真話。如果A說的是真話則有:T(A)(T(B) T(C)如果A說的是假話則有:T(A) (T(B) V T(C)對B和C所說的話做相同的處理，可得：T(B)(T(A) T (C)T(B) (T(A) V T(C)T(C)(T(A) VT(B)T(C) (T(A) T(B)將上面的公式化為子句集