人工智能與知識(shí)工程第1章緒論

1、Artificial Intelligence Principles and Applications第第 1 章章 緒論緒論教材：教材： 王萬良王萬良人工智能及其應(yīng)用人工智能及其應(yīng)用（第（第2版）版） 高等教育出版社，高等教育出版社，2008. 62第1章 緒論o 1956年正式提出人工智能年正式提出人工智能（artificial intelligence, AI）這個(gè)術(shù)語并把它作為一門新興這個(gè)術(shù)語并把它作為一門新興科學(xué)的名稱?？茖W(xué)的名稱。o 20世紀(jì)三大科學(xué)技術(shù)成就：世紀(jì)三大科學(xué)技術(shù)成就： 空間技術(shù)空間技術(shù) 原子能技術(shù)原子能技術(shù) 人工智能人工智能3第1章 緒論o1.1 人工智能的基本概念人

2、工智能的基本概念 o1.2 人工智能的發(fā)展簡史人工智能的發(fā)展簡史 o1.3 人工智能研究的基本內(nèi)容人工智能研究的基本內(nèi)容o1.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域人工智能的主要研究領(lǐng)域 4第1章 緒論1.1 人工智能的基本概念人工智能的基本概念 o1.2 人工智能的發(fā)展簡史人工智能的發(fā)展簡史 o1.3 人工智能研究的基本內(nèi)容人工智能研究的基本內(nèi)容o1.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域人工智能的主要研究領(lǐng)域 51.1.1 智能的概念 自然界四大奧秘：物質(zhì)的本質(zhì)、宇宙的起源、生命的本自然界四大奧秘：物質(zhì)的本質(zhì)、宇宙的起源、生命的本 質(zhì)、智能的發(fā)生。質(zhì)、智能的發(fā)生。 對(duì)智能還沒有確切的定義，主要流派有：對(duì)智能還沒有

3、確切的定義，主要流派有： （1）思維理論：智能的核心是思維）思維理論：智能的核心是思維 （2）知識(shí)閾值理論：智能取決于知識(shí)的數(shù)量及一般化程度）知識(shí)閾值理論：智能取決于知識(shí)的數(shù)量及一般化程度 （3）進(jìn)化理論：用）進(jìn)化理論：用控制取代知識(shí)的表示控制取代知識(shí)的表示 智能是智能是知識(shí)知識(shí)與與智力智力的總和的總和知識(shí)是一切智能行為的基礎(chǔ)知識(shí)是一切智能行為的基礎(chǔ)獲取知識(shí)并應(yīng)用知識(shí)求解問題獲取知識(shí)并應(yīng)用知識(shí)求解問題的能力的能力 6o感知能力：感知能力：通過視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等感覺器官感知外部世界的能力。 80%以上信息通過視覺得到，10%信息通過聽覺得到。1.1.2 智能的特征存儲(chǔ)由感知器官感知到的外部

4、信息以及由思維存儲(chǔ)由感知器官感知到的外部信息以及由思維所產(chǎn)生的知識(shí)所產(chǎn)生的知識(shí)對(duì)記憶的信息進(jìn)行處理對(duì)記憶的信息進(jìn)行處理2. 記憶與思維能力記憶與思維能力7（1）邏輯思維（抽象思維）邏輯思維（抽象思維）o依靠邏輯進(jìn)行思維。o思維過程是串行的。o容易形式化。思維過程具有嚴(yán)密性、可靠性。1.1.2 智能的特征（2）形象思維（直感思維）形象思維（直感思維）o 依據(jù)直覺。o 思維過程是并行協(xié)同式的。o 形式化困難。o 在信息變形或缺少的情況下仍有可能得到比較滿意的結(jié)果。84. 行為能力（表達(dá)能力）行為能力（表達(dá)能力） 1.1.2 智能的特征（3）頓悟思維（靈感思維）頓悟思維（靈感思維）o 不定期的突發(fā)性

5、。o 非線性的獨(dú)創(chuàng)性及模糊性。 穿插于形象思維與邏輯思維之中。 3. 學(xué)習(xí)能力學(xué)習(xí)能力 學(xué)習(xí)既可能是自覺的、有意識(shí)的，也可能是不自覺的、無意識(shí)的；既可以是有教師指導(dǎo)的，也可以是通過自己實(shí)踐的。人們的感知能力：用于信息的輸入。行為能力：信息的輸出。9o 人工智能人工智能：用人工的方法在機(jī)器（計(jì)算機(jī)）上實(shí)現(xiàn)的智能；或者說是人們使機(jī)器具有類似于人的智能。1.1.3 人工智能o 人工智能學(xué)科人工智能學(xué)科：一門研究如何構(gòu)造智能機(jī)器（智能計(jì)算機(jī)）或智能系統(tǒng)，使它能模擬、延伸、擴(kuò)展人類智能的學(xué)科。o 圖靈測試圖靈測試：1950年圖靈發(fā)表的計(jì)算機(jī)與智能中設(shè)計(jì)了一個(gè)測試，用以說明人工智能的概念。智者詢問者10第

6、1章 緒論o1.1 人工智能的基本概念人工智能的基本概念 1.2 人工智能的發(fā)展簡史人工智能的發(fā)展簡史 o1.3 人工智能研究的基本內(nèi)容人工智能研究的基本內(nèi)容o1.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域人工智能的主要研究領(lǐng)域 111.2 人工智能的發(fā)展簡史o1.2.1 孕育（孕育（1956年之前）年之前）o公元前，亞里斯多德（Aristotle）：三段論o培根（F. Bacon）：歸納法o萊布尼茨（G. W. Leibnitz）：萬能符號(hào)、推理計(jì)算o布爾（G. Boole）：用符號(hào)語言描述思維活動(dòng)的基本推理法則o1936年，圖靈：圖靈機(jī)o1943年，麥克洛奇（W. McCulloch）、匹茲(W. Pit

7、ts)：MP模型121.2 人工智能的發(fā)展簡史o1.2.1 孕育（孕育（1956年之前）年之前）o美國愛荷華州立大學(xué)的阿塔納索夫教授和他的研究生貝瑞在1937年至1941年間開發(fā)的世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)“阿塔納索夫貝瑞計(jì)算機(jī)（Atanasoff-Berry Computer，ABC）”為人工智能的研究奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。阿塔納索夫阿塔納索夫貝瑞貝瑞131.2.2 形成（1956年1969年） o1956年夏，當(dāng)時(shí)美國達(dá)特茅斯大學(xué)數(shù)學(xué)助教、現(xiàn)任斯坦福年夏，當(dāng)時(shí)美國達(dá)特茅斯大學(xué)數(shù)學(xué)助教、現(xiàn)任斯坦福大學(xué)教授麥卡錫和哈佛大學(xué)數(shù)學(xué)和神經(jīng)學(xué)家、現(xiàn)任大學(xué)教授麥卡錫和哈佛大學(xué)數(shù)學(xué)和神經(jīng)學(xué)家、現(xiàn)任MIT教教授明斯基

8、、授明斯基、IBM公司信息研究中心負(fù)責(zé)人洛切斯特、貝爾公司信息研究中心負(fù)責(zé)人洛切斯特、貝爾實(shí)驗(yàn)室信息部數(shù)學(xué)研究員香農(nóng)共同發(fā)起，邀請(qǐng)普林斯頓大實(shí)驗(yàn)室信息部數(shù)學(xué)研究員香農(nóng)共同發(fā)起，邀請(qǐng)普林斯頓大學(xué)莫爾和學(xué)莫爾和IBM公司塞繆爾、公司塞繆爾、MIT的塞爾夫里奇和索羅莫夫的塞爾夫里奇和索羅莫夫以及蘭德公司和卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的紐厄爾、西蒙等以及蘭德公司和卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的紐厄爾、西蒙等10名名年輕學(xué)者在達(dá)特莫斯大學(xué)召開了兩個(gè)月的學(xué)術(shù)研討會(huì)，討年輕學(xué)者在達(dá)特莫斯大學(xué)召開了兩個(gè)月的學(xué)術(shù)研討會(huì)，討論機(jī)器智能問題。論機(jī)器智能問題。o會(huì)上經(jīng)麥卡錫提議正式采用會(huì)上經(jīng)麥卡錫提議正式采用“人工智能人工智能”這一術(shù)語，標(biāo)志這

9、一術(shù)語，標(biāo)志著人工智能學(xué)科正式誕生。麥卡錫因而被稱為人工智能之著人工智能學(xué)科正式誕生。麥卡錫因而被稱為人工智能之父。父。o此后，美國形成了多個(gè)人工智能研究組織，如紐厄爾和西此后，美國形成了多個(gè)人工智能研究組織，如紐厄爾和西蒙的蒙的Carnegie RAND協(xié)作組，明斯基和麥卡錫的協(xié)作組，明斯基和麥卡錫的MIT研究研究組，塞繆爾的組，塞繆爾的IBM工程研究組等。工程研究組等。 141.2.2 形成（1956年1969年） o 1956年以后，人工智能的研究在機(jī)器學(xué)習(xí)、定理證明、模式識(shí)別、問題求解、專家系統(tǒng)及人工智能語言等方面都取得了許多引人矚目的成就 。o 1 9 6 9 年 ， 成 立 了 國

10、 際 人 工 智 能 聯(lián) 合 會(huì) 議（International Joint Conferences on Artificial Intelligence，IJCAI）。o 1970年，創(chuàng)刊了國際性的人工智能雜志（Artificial Intelligence）。 151.2.3 發(fā)展（1970年 ）o20世紀(jì)世紀(jì)60年代末，人工智能研究遇到困難，如機(jī)器翻譯。年代末，人工智能研究遇到困難，如機(jī)器翻譯。1966年美國顧問委員會(huì)的報(bào)告裁定：還不存在通用的科學(xué)文年美國顧問委員會(huì)的報(bào)告裁定：還不存在通用的科學(xué)文本機(jī)器翻譯，也沒有很近的實(shí)現(xiàn)前景。英國、美國中斷了大本機(jī)器翻譯，也沒有很近的實(shí)現(xiàn)前景。英國、

11、美國中斷了大部分機(jī)器翻譯項(xiàng)目的資助。部分機(jī)器翻譯項(xiàng)目的資助。o1977年，費(fèi)根鮑姆在第五屆國際人工智能聯(lián)合會(huì)議上提出了年，費(fèi)根鮑姆在第五屆國際人工智能聯(lián)合會(huì)議上提出了“知識(shí)工程知識(shí)工程”概念，推動(dòng)了知識(shí)為中心的研究。概念，推動(dòng)了知識(shí)為中心的研究。o1981年，日本宣布第五代計(jì)算機(jī)發(fā)展計(jì)劃，并在年，日本宣布第五代計(jì)算機(jī)發(fā)展計(jì)劃，并在1991年展出年展出了研制的了研制的PSI3智能工作站和由智能工作站和由PSI3構(gòu)成的模型機(jī)系統(tǒng)。構(gòu)成的模型機(jī)系統(tǒng)。 o我國自我國自1978年開始把年開始把“智能模擬智能模擬”作為國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)作為國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃的主要研究課題。劃的主要研究課題。1981年成

12、立了中國人工智能學(xué)會(huì)。年成立了中國人工智能學(xué)會(huì)。o現(xiàn)在，人工智能已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)、航空航天、軍事裝備、工現(xiàn)在，人工智能已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)、航空航天、軍事裝備、工業(yè)等眾多領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。業(yè)等眾多領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。16第1章 緒論o1.1 人工智能的基本概念人工智能的基本概念 o1.2 人工智能的發(fā)展簡史人工智能的發(fā)展簡史 1.3 人工智能研究的基本內(nèi)容人工智能研究的基本內(nèi)容o1.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域人工智能的主要研究領(lǐng)域 171.3 人工智能研究的基本內(nèi)容n 知識(shí)表示知識(shí)表示 n 知識(shí)表示知識(shí)表示：將人類知識(shí)形式化或者模型化。n 知識(shí)表示方法知識(shí)表示方法：符號(hào)表示法、連接機(jī)制表示法。符號(hào)表示法符號(hào)

13、表示法：用各種包含具體含義的符號(hào)，以各種不同的方式和順序組合起來表示知識(shí)的一類方法。例如，一階謂詞邏輯、產(chǎn)生式等。 連接機(jī)制表示法連接機(jī)制表示法：把各種物理對(duì)象以不同的方式及順序連接起來，并在其間互相傳遞及加工各種包含具體意義的信息，以此來表示相關(guān)的概念及知識(shí)。例如，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。 18 2. 機(jī)器感知機(jī)器感知 2. 機(jī)器感知機(jī)器感知 o機(jī)器感知：使機(jī)器（計(jì)算機(jī)）具有類似于人的感知能力。以機(jī)器視覺(machine vision)與機(jī)器聽覺為主。1.3 人工智能研究的基本內(nèi)容3. 機(jī)器思維機(jī)器思維o機(jī)器思維：對(duì)通過感知得來的外部信息及機(jī)器內(nèi)部的各種工作信息進(jìn)行有目的的處理。19 2. 機(jī)器感知機(jī)器

14、感知 4. 機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí) o機(jī)器學(xué)習(xí)（machine learning）：研究如何使計(jì)算機(jī)具有類似于人的學(xué)習(xí)能力，使它能通過學(xué)習(xí)自動(dòng)地獲取知識(shí)。 1957年，Rosenblatt研制成功了感知機(jī)。1.3 人工智能研究的基本內(nèi)容5. 機(jī)器行為機(jī)器行為 o機(jī)器行為：計(jì)算機(jī)的表達(dá)能力，即“說”、“寫”、“畫”等能力。20第1章 緒論o1.1 人工智能的基本概念人工智能的基本概念 o1.2 人工智能的發(fā)展簡史人工智能的發(fā)展簡史 o1.3 人工智能研究的基本內(nèi)容人工智能研究的基本內(nèi)容1.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域人工智能的主要研究領(lǐng)域 211.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域1. 自動(dòng)定理證明自動(dòng)定理證明

15、 o 定理證明的實(shí)質(zhì)是證明由前提 P 得到結(jié)論 Q 的永真性。o 1958年，王浩證明了有關(guān)命題演算的全部定理（220條）、謂詞演算中150條定理的85%。 o 1965年魯賓遜（Robinson）提出了歸結(jié)原理，使機(jī)器定理證明成為現(xiàn)實(shí)。o 我國著名數(shù)學(xué)家、中國科學(xué)院吳文俊院士把幾何代數(shù)化，建立了一套機(jī)器證明方法，被稱為“吳方法”。221.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域 2. 博弈博弈o 下棋、打牌、戰(zhàn)爭等一類競爭性的智能活動(dòng)。o 1956年，塞繆爾研制出跳棋程序。 o 1991年8月，IBM公司研制的Deep Thought 2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與澳大利亞象棋冠軍約翰森（D.Johansen）舉行了一場

16、人機(jī)對(duì)抗賽，以1：1平局告終。o 1996年2月10日至17日 ，IBM公司的“深藍(lán)”計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與卡斯帕羅夫進(jìn)行了六局比賽，以3.5比2.5的總比分贏得這場世人矚目的“人機(jī)大戰(zhàn)”的勝利。 231.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域 2. 博弈博弈o 2004年6月8日，中國首屆國際象棋人機(jī)對(duì)弈開戰(zhàn)。國際象棋特級(jí)大師諸宸與“紫光之星”筆記本電腦對(duì)陣。諸宸在最后關(guān)頭被電腦抓住破綻，先負(fù)一局。4天后諸宸靈活變陣，但再負(fù)一局。24o 2007年臺(tái)北國際發(fā)明暨技術(shù)交易展覽上，第三代智能機(jī)器人DOC 現(xiàn)場表演下棋。 1.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域251.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域 模式識(shí)別（pattern rec

17、ognition）：研究對(duì)象描述和分類方法的學(xué)科。分析和識(shí)別的模式可以是信號(hào)、圖象或者普通數(shù)據(jù)。文字識(shí)別：郵政編碼、車牌識(shí)別、漢字識(shí)別。人臉識(shí)別：反恐、商業(yè)。物體識(shí)別：導(dǎo)彈、機(jī)器人。3. 模式識(shí)別模式識(shí)別261.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域4. 專家系統(tǒng)專家系統(tǒng) o 專家系統(tǒng)模擬人類專家求解問題的思維過程求解領(lǐng)域內(nèi)的各種問題，其水平可以達(dá)到甚至超過人類專家的水平。o 1965年費(fèi)根鮑姆研究小組開始研制第一個(gè)專家系統(tǒng)分析化合物分子結(jié)構(gòu)的DENDRAL，1968年完成并投入使用。o 1971年MIT開發(fā)成功求解一些數(shù)學(xué)問題的MYCSYMA專家系統(tǒng)。拉特格爾大學(xué)開發(fā)的清光眼診斷與治療的專家系統(tǒng)CASN

18、ET。o 1972年斯坦福大學(xué)肖特里菲等人開始研制用于診斷和治療感染性疾病的專家系統(tǒng)MYCIN。o 1976年斯坦福研究所開始開發(fā)探礦專家系統(tǒng)PROSPECTOR，1980年首次實(shí)地分析華盛頓某山區(qū)地質(zhì)資料，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)鉬礦。o 1981年斯坦福大學(xué)研制成功專家系統(tǒng)AM，能模擬人類進(jìn)行概括、抽象和歸納推理，發(fā)現(xiàn)某些數(shù)論的概念和定理。 271.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域5. 機(jī)器人機(jī)器人 o 20世紀(jì)60年代初，研制出尤尼梅特和沃莎特蘭兩種機(jī)器人。o 機(jī)器人發(fā)展：程序控制機(jī)器人（第一代） 、自適應(yīng)機(jī)器人（第二代）、智能機(jī)器人（現(xiàn)代）。 28o2007年9月26日，南京市青少年活動(dòng)中心科技館展示大廳

19、里，來自中國科技大學(xué)的15個(gè)仿人形機(jī)器人表演舞蹈千手觀音、體操表演和趙本山、范偉的小品賣拐等三套拿手絕活，達(dá)到了我國表演類機(jī)器人的最高水平。o這批人形機(jī)器人具有17個(gè)自由度，能夠雙足行走、前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎、俯臥站立、翻轉(zhuǎn)、鯉魚打挺、做俯臥撐、站立踢球射門、招手、擁抱，還可以打太極拳、做廣播體操、跳舞。用一種鋰聚合物電池給它們充電，充一次電可以演出20場。1.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域29o仿人形機(jī)器人表演舞蹈千手觀音2007年9月26日，南京青少年活動(dòng)中心科技館展示大廳里，來自中國科技大學(xué)的8個(gè)20多厘米高的機(jī)器人表演千手觀音，它們的手臂、身軀隨著節(jié)奏依次或伸展或搖擺，還能夠蹲起直立。1.4

20、人工智能的主要研究領(lǐng)域301.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域6. 機(jī)器視覺機(jī)器視覺 o 機(jī)器視覺(machine vision)或計(jì)算機(jī)視覺(computer vision)是用機(jī)器代替人眼睛進(jìn)行測量和判斷。 o 機(jī)器視覺系統(tǒng)是指通過圖像攝取裝置將被攝取的目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和寬度、顏色等信息，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，抽取目標(biāo)的特征，根據(jù)判別結(jié)果控制現(xiàn)場的設(shè)備動(dòng)作。o 機(jī)器視覺應(yīng)用在半導(dǎo)體及電子、汽車、冶金、制藥、食品飲料、印刷、包裝、零配件裝配及制造質(zhì)量檢測等。311.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域7. 自然語言理解自然語言理解o 研究如何讓計(jì)算機(jī)理解人類自然語言，包括

21、回答問題、生成摘要、翻譯等。o 1957年，在蘇聯(lián)人造衛(wèi)星成功發(fā)射的刺激下,美國國家研究會(huì)大力支持對(duì)俄科技論文的計(jì)算機(jī)翻譯。人們最初以為機(jī)器翻譯只要將雙向詞典及一些詞法知識(shí)放進(jìn)計(jì)算機(jī)就行了。后來發(fā)現(xiàn)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)十分荒謬的錯(cuò)誤。 “The spirit is willing but the flesh is weak”心有余而力不足。 俄語 “The wine is good but the meat is spoiled”酒是好的但肉變質(zhì)了。321.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域8. 自動(dòng)程序設(shè)計(jì)自動(dòng)程序設(shè)計(jì) o 程序綜合：程序綜合：用戶只需要告訴計(jì)算機(jī)要“做什么”， 無須說明“怎么做”，計(jì)算機(jī)就可

22、自動(dòng)實(shí)現(xiàn)程序的設(shè)計(jì)。o 程序正確性的驗(yàn)證程序正確性的驗(yàn)證：研究出一套理論和方法，通過運(yùn)用這套理論和方法就可以證明程序的正確性。 331.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域9. 智能信息檢索智能信息檢索 o 智能信息檢索系統(tǒng)的功能： (1) 能理解自然語言。 (2) 具有推理能力。 (3) 系統(tǒng)擁有一定的常識(shí)性知識(shí)。 10. 數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)o 數(shù)據(jù)挖掘的目的是從數(shù)據(jù)庫中找出有意義的模式(一組規(guī)則、聚類、決策樹、依賴網(wǎng)絡(luò)或其他方式表示的知識(shí))。o 數(shù)據(jù)挖掘過程：數(shù)據(jù)預(yù)處理、建模、模型評(píng)估及模型應(yīng)用。 341.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域11. 組合優(yōu)化問題組合優(yōu)化問題 o 組合優(yōu)化問題

23、組合優(yōu)化問題：旅行商問題、生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度、物流中的車輛調(diào)度、智能交通、通信中的路由調(diào)度、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息調(diào)度等 o NP完全問題完全問題：用目前知道的最好的方法求解，問題求解需要花費(fèi)的時(shí)間是隨問題規(guī)模增大以指數(shù)關(guān)系增長。12. 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) o 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：一個(gè)用大量簡單處理單元經(jīng)廣泛連接而組成的人工網(wǎng)絡(luò)，用來模擬大腦神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能 。 351.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域o 分布式人工智能系統(tǒng)以魯棒性作為控制系統(tǒng)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，并具有互操作性，即不同的異構(gòu)系統(tǒng)在快速變化的環(huán)境中，具有交換信息和協(xié)同工作的能力。 o 分布式問題求解分布式問題求解：把一個(gè)具體的求解問題劃分

24、為多個(gè)相互合作和知識(shí)共享的模塊或者結(jié)點(diǎn)。 o 多智能體系統(tǒng)多智能體系統(tǒng)：研究各智能體之間行為的協(xié)調(diào)。 13. 分布式人工智能分布式人工智能 361.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域o 智能管理智能管理就是把人工智能技術(shù)引入管理領(lǐng)域，建立智就是把人工智能技術(shù)引入管理領(lǐng)域，建立智能管理系統(tǒng)，研究如何提高計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)的智能水平，能管理系統(tǒng)，研究如何提高計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)的智能水平，以及智能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論、方法與實(shí)現(xiàn)技術(shù)。以及智能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論、方法與實(shí)現(xiàn)技術(shù)。 o 智能決策智能決策就是把人工智能技術(shù)引入決策過程，建立智就是把人工智能技術(shù)引入決策過程，建立智能決策支持系統(tǒng)。能決策支持系統(tǒng)。o 智能決策

25、支持系統(tǒng)智能決策支持系統(tǒng)是由傳統(tǒng)決策支持系統(tǒng)再加上相應(yīng)是由傳統(tǒng)決策支持系統(tǒng)再加上相應(yīng)的智能部件就構(gòu)成了智能決策支持系統(tǒng)。的智能部件就構(gòu)成了智能決策支持系統(tǒng)。o 智能部件智能部件可以是專家系統(tǒng)模式、知識(shí)庫模式等?？梢允菍＜蚁到y(tǒng)模式、知識(shí)庫模式等。 14. 智能管理與智能決策智能管理與智能決策 371.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域o 國際知名美籍華裔科學(xué)家傅京孫（國際知名美籍華裔科學(xué)家傅京孫（K S. Fu）在）在1965年首年首先把人工智能的啟發(fā)式推理規(guī)則用于學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)先把人工智能的啟發(fā)式推理規(guī)則用于學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)。 o 智能控制的兩個(gè)顯著特點(diǎn)：智能控制的兩個(gè)顯著特點(diǎn)：第一，智能控制是同時(shí)具有知識(shí)

26、表示的非數(shù)學(xué)廣義世界模第一，智能控制是同時(shí)具有知識(shí)表示的非數(shù)學(xué)廣義世界模型和傳統(tǒng)數(shù)學(xué)模型混合表示的控制過程。型和傳統(tǒng)數(shù)學(xué)模型混合表示的控制過程。第二，智能控制的核心在高層控制，其任務(wù)在于實(shí)際環(huán)境第二，智能控制的核心在高層控制，其任務(wù)在于實(shí)際環(huán)境或過程進(jìn)行組織，即決策與規(guī)劃，以實(shí)現(xiàn)廣義問題求解?；蜻^程進(jìn)行組織，即決策與規(guī)劃，以實(shí)現(xiàn)廣義問題求解。o 智能控制的基本類型：智能控制的基本類型：（1）專家智能控制）專家智能控制 （2）模糊控制（）模糊控制（3）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制15. 智能控制智能控制 381.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域o 智能仿真是將智能仿真是將AI引入仿真領(lǐng)域，建立智能仿真系

27、統(tǒng)。引入仿真領(lǐng)域，建立智能仿真系統(tǒng)。o 仿真是對(duì)動(dòng)態(tài)模型的實(shí)驗(yàn)，即行為產(chǎn)生器在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)仿真是對(duì)動(dòng)態(tài)模型的實(shí)驗(yàn)，即行為產(chǎn)生器在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下驅(qū)動(dòng)模型，從而產(chǎn)生模型行為。仿真是在描述性知條件下驅(qū)動(dòng)模型，從而產(chǎn)生模型行為。仿真是在描述性知識(shí)、目的性知識(shí)及處理知識(shí)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生結(jié)論性知識(shí)。識(shí)、目的性知識(shí)及處理知識(shí)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生結(jié)論性知識(shí)。o 利用利用AI對(duì)整個(gè)仿真過程（建模、實(shí)驗(yàn)運(yùn)行及結(jié)果分析）對(duì)整個(gè)仿真過程（建模、實(shí)驗(yàn)運(yùn)行及結(jié)果分析）進(jìn)行指導(dǎo)，在仿真模型中引進(jìn)知識(shí)表示，改善仿真模型的進(jìn)行指導(dǎo)，在仿真模型中引進(jìn)知識(shí)表示，改善仿真模型的描述能力，為研究面向目標(biāo)的建模語言打下基礎(chǔ)，提高仿描述能力，為研究面

28、向目標(biāo)的建模語言打下基礎(chǔ)，提高仿真工具面向用戶、面向問題的能力，使仿真更有效地用于真工具面向用戶、面向問題的能力，使仿真更有效地用于決策，更好地用于分析、設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)知識(shí)庫系統(tǒng)。決策，更好地用于分析、設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)知識(shí)庫系統(tǒng)。16. 智能仿真智能仿真 391.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域o 智能智能CAD（簡稱（簡稱ICAD）就是把人工智能技術(shù)引入計(jì)）就是把人工智能技術(shù)引入計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)領(lǐng)域，建立智能算機(jī)輔助設(shè)計(jì)領(lǐng)域，建立智能CAD系統(tǒng)。系統(tǒng)。AI幾乎可以應(yīng)幾乎可以應(yīng)用到用到CAD技術(shù)的各個(gè)方面。從目前發(fā)展的趨勢來看，至技術(shù)的各個(gè)方面。從目前發(fā)展的趨勢來看，至少有下述四個(gè)方面：少有下述四個(gè)方面： （1

29、）設(shè)計(jì)自動(dòng)化。）設(shè)計(jì)自動(dòng)化。 （2）智能交互。）智能交互。 （3）智能圖形學(xué)。）智能圖形學(xué)。 （4）自動(dòng)數(shù)據(jù)采集。）自動(dòng)數(shù)據(jù)采集。17. 智能智能CAD 401.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域o 智能智能CAI就是把就是把AI引入計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)領(lǐng)域。引入計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)領(lǐng)域。 ICAI系統(tǒng)一般系統(tǒng)一般分成專門知識(shí)、教導(dǎo)策略和學(xué)生模型和自然語言的智能接口。分成專門知識(shí)、教導(dǎo)策略和學(xué)生模型和自然語言的智能接口。o ICAI應(yīng)具備下列智能特征：應(yīng)具備下列智能特征：（1）自動(dòng)生成各種問題與練習(xí)。）自動(dòng)生成各種問題與練習(xí)。（2）根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況自動(dòng)選擇與調(diào)整教學(xué)內(nèi)容與進(jìn)度。）根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況自動(dòng)選擇與調(diào)整

30、教學(xué)內(nèi)容與進(jìn)度。（3）在理解教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上自動(dòng)解決問題生成解答。）在理解教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上自動(dòng)解決問題生成解答。（4）具有自然語言生成和理解能力。）具有自然語言生成和理解能力。（5）對(duì)教學(xué)內(nèi)容有理解咨詢能力。）對(duì)教學(xué)內(nèi)容有理解咨詢能力。（6）能診斷學(xué)生錯(cuò)誤，分析原因并采取糾正措施。）能診斷學(xué)生錯(cuò)誤，分析原因并采取糾正措施。（7）能評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為。）能評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為。（8）能不斷地在教學(xué)中改善教學(xué)策略。）能不斷地在教學(xué)中改善教學(xué)策略。18. 智能智能CAI 411.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域o 智能操作系統(tǒng)的基本模型：以智能機(jī)為基礎(chǔ)，能支撐外層的智能操作系統(tǒng)的基本模型：以智能機(jī)為基礎(chǔ)，能

31、支撐外層的AI應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)多用戶的知識(shí)處理和并行推理。應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)多用戶的知識(shí)處理和并行推理。o 智能操作系統(tǒng)三大特點(diǎn)：智能操作系統(tǒng)三大特點(diǎn)：并行性并行性：支持多用戶、多進(jìn)程，同時(shí)進(jìn)行邏輯推理等支持多用戶、多進(jìn)程，同時(shí)進(jìn)行邏輯推理等;分布性分布性：把計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源分散而又有聯(lián)系地組織起來，把計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源分散而又有聯(lián)系地組織起來，能支持局域網(wǎng)和遠(yuǎn)程網(wǎng)處理能支持局域網(wǎng)和遠(yuǎn)程網(wǎng)處理;智能性智能性：一是操作系統(tǒng)處理的是知識(shí)對(duì)象，具有并行推理功能，一是操作系統(tǒng)處理的是知識(shí)對(duì)象，具有并行推理功能，支持智能應(yīng)用程序運(yùn)行支持智能應(yīng)用程序運(yùn)行;二是操作系統(tǒng)的絕大部分程序使用二是操作系統(tǒng)的絕大部

32、分程序使用AI程序程序編制，充分利用硬件并行推理功能編制，充分利用硬件并行推理功能;三是具有較高智能程序的自動(dòng)三是具有較高智能程序的自動(dòng)管理維護(hù)功能，如故障的監(jiān)控分析等，幫助維護(hù)人員決策。管理維護(hù)功能，如故障的監(jiān)控分析等，幫助維護(hù)人員決策。 19. 智能操作系統(tǒng)智能操作系統(tǒng) 421.4 人工智能的主要研究領(lǐng)域o 多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就是能綜合處理文字、圖形、圖像和聲音多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就是能綜合處理文字、圖形、圖像和聲音等多種媒體信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。等多種媒體信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。o 智能多媒體就是將人工智能技術(shù)引入多媒體系統(tǒng)，使其功能智能多媒體就是將人工智能技術(shù)引入多媒體系統(tǒng)，使其功能和性能得到進(jìn)一步發(fā)展和提高。和性能得到進(jìn)一步發(fā)展和提高。o 多媒體技術(shù)與人工智能所研究的機(jī)器感知、機(jī)器理解等技術(shù)多媒體技術(shù)與人工智能所研究的機(jī)器感知、機(jī)器理解等技術(shù)不謀而合。人工智能的計(jì)算機(jī)視聽覺、語