《人工智能》试卷A及答案.doc

1、人工神经元2010-2011 学年第 2 学期考试试题 （ A ）卷三. 计算题 （第 1 小题 10 分，其余每小题 15 分共 55分）课程名称 人工智能 任课教师签名1. 用语义网络法表示事实 :每个学生都学习 c+语言。出题教师签名 审题教师签名 2. 用谓词表示法求解修道士和野人问题。在河的北岸有三个修道士、三个考试方式 （ 闭 ）卷 适用专业 智能 1,2野人和一条船，修道士们想用这条船将所有的人都运过河去，但要受到以考试时间 （ 120 ）分钟下条件限制：(1) 修道士和野人都会划船，但船一次只能装运两个人。题号 一 二 三 四 五 六 七 总分(2) 在任何岸边，野人数不能超过

2、修道士，否则修道士会被野人吃掉。得分评卷人假定野人愿意服从任何一种过河安排，请规划出一种确保修道士安全的过河方案。要求写出所用谓词的定义、功能及变量的个体域。 一、 填空题（每小题 5 分，共 25 分）3用谓词逻辑的归结原理求证：李明过着激动人心的生活。假设：所有不1. 用谓词逻辑表示知识“所有教师都有自己的学生” ,( 定义谓词： T (x) ：贫穷并且聪明的人都是快乐的，那些看书的人是聪明的。李明能看书且不表示 x 是教师;S (y) ：表示 y 是学生;TS(x, y) ：表示 x 是 y 的老师) ；贫穷，快乐的人过着激动人心的生活。2. 用产生式表示知识“王峰热爱祖国” ；4. 自

3、立估价函数，用 A或 A* 算法给出下图的启发信息优先搜索树。3. 用语义网络法表示知识“雪的颜色是白的” ；初始棋局： 2 8 3 目标棋局：1 2 34. 把下列谓词公式化成子句集： ( x)( y)(P(x, y)( Q(x, y)R(x, y)7 46 1 58 47 6 55. 判断下列子句集中哪些是不可满足的： PQ , ?PQ, P?Q, ?P?Q 四 简述专家系统的开发步骤（每小题 10分，共 10 分）二 名词解释（每小题 5 分，共 10 分）估价函数人工神经元是对生物神经元的抽象与模拟 ,1943 年，心理学家麦克洛奇 (W.McM答案ulloch) 和数理逻辑学家皮茨

4、(W.Pitts)根据生物神经元的功能和结构， 提出了一个将神经元看作二进制阈值元件的简单模型，即 MP 模型。一、填空题（每空 1 分，共 10 分）图中的 x1, x2, ,nx表示某一神经元的 n 个输入； wi 表示第 i 个输入的连接强度， ( x)( y)(T (x) TS(x, y) S (y) 1. (love, Wang Feng, country) 或（热爱，王峰，祖国）称为连接权值； 为神经元的阈值； y 为神经元的输出。可见，人工神经元是一个具nny f ( ) f ( w x )有 多 输 入 ， 单 输 出 的 非 线 性 器 件 。 其 输 入 为wi x, 输

5、出 为i iii 1i 1其中， f 称为神经元功能函数（或作用函数，激活函数） 。颜色雪 白x1x2w1w2y 3.4. S=P(x, f(x) ?Q(x, f(x) R(x, f(x)5. 不可满足，其归结过程为：xnwn三.计算题1. 用语义网络表示事实： “每个学生都学习了 C+ 语言”。其语义网络如下图所示。 结点“C+语言” 代表一门具体的程序设计语言， 是结点 “程序语言”的一个实例，故被放到 F 所指的子空间的外边。二1估价函数用来估计节点重要性的函数。估价函数 f(n)被定义为从初始节点S0 出发，约束经过节点 n 到达目标节点 Sg 的所有路径中最小路径代价的估计值。它的一

6、般形式为：f(n)=g(n)+h(n)其中，g(n)是从初始节点 S0 到节点 n 的实际代价；h(n)是从节点 n 到目标节2. 解：（1）定义谓词先定义修道士和野人人数关系的谓词：点Sg 的最优路径的估计代价。G(x,y,S)： 在状态 S 下 x 大于 yGE(x,y,S)：在状态 S 下 x 大于或等于 y2人工神经网络是由大量的人工神经元经广泛互联所形成的一种人工网络系统，用 其中， x,y 分别代表修道士人数和野人数，他们的个体域均为 0,1,2,3 。以模拟人类神经系统的结构和功能。再定义船所在岸的谓词和修道士不在该岸上的谓词：Boat(z,S)：状态 S 下船在 z 岸EZ(x

7、,S) ： 状态 S 下 x 等于 0，即修道士不在该岸上其中， z 的个体域是 L,R ，L 表示左岸， R 表示右岸。再定义安全性谓词：Safety(z,x,y,S)(G(x,0,S) GE(x,y,S) ( EZ(x,S) )其中， z,x,y 的含义同上。该谓词的含义是：状态 S 下，在 z岸，保证修道士安全，当且仅当修道士不在该岸上，或者修道士在该岸上，但人数超过野人数。该谓词同时也描述了相应的状态。再定义描述过河方案的谓词：L-R(x, x1, y, y1,S) ：x1 个修道士和 y1 个野人渡船从河的左岸到河的右岸条件： Safety(L,x-x1,y-y1,S )Safety

8、(R,3-x+x1,3-y+y1,S )Boat(L,S)动作： Safety(L,x-x1,y-y1,S )Safety(R,3-x+x1,3-y+y1,S )Boat(R,S)R-L (x, x1, y, y1,S) ：x2 个修道士和 y2 个野人渡船从河的左岸到河的右岸条件： Safety(R,3-x-x2,3-y-y2,S )Safety(L,x+x2,y+y2,S )Boat(R,S)动作： Safety(R,3-x-x2,3-y-y2,S )Safety(L,x+x2,y+y2,S )Boat(L,S )(2) 过河方案3假设：所有不贫穷并且聪明的人都是快乐的，那些看书的人是聪明

9、的。李明能看书且不贫穷，快乐的人过着激动人心的生活。? 求证：李明过着激动人心的生活。? 解：先定义谓词： Poor(x) x 是贫穷的， Smart(x) x 是聪明的，Happy(x) x 是快乐的， Read(x) x 能看书， Exciting(x) x 过着激动人心的生活。? 再将问题用谓词表示如下：? “所有不贫穷并且聪明的人都是快乐的 ”? (? x)( Poor(x)Smart(x) Happy(x)? “那些看书的人是聪明的”? (? y) (Read(y) Smart(y)? “李明能看书且不贫穷”? Read(Liming) Poor(Liming)? “快乐的人过着激动人心的生活”? (? z) (Happy(z) Exciting(z)? 目标“李明过着激动人心的生活”的否定? Exciting(Liming)? 将上述谓词公式转化为子句集如下：? (1) Poor(x) Smart(x) Happy(x)? (2) Read(y)Smart(y)? (3) Read(Liming)? (4) Poor(Liming)? (5) Happy(z) Exciting(z)? (6) Exciting(Liming