人工智能本科习题

1、中南大学人人工智能本本科习题第一章 绪 论1-1. 什么是是人工智能能？试从学学科和能力力两方面加加以说明。1-2. 在人工工智能的发发展过程中中，有哪些些思想和思思潮起了重重要作用？1-3. 为什么么能够用机机器（计算算机）模仿仿人的智能能？1-4. 现在人人工智能有有哪些学派派？它们的的认知观是是什么？1-5. 你认为为应从哪些些层次对认认知行为进进行研究？1-6. 人工智智能的主要要研究和应应用领域是是什么？其其中，哪些些是新的研研究热点？ 第二章 知识表示示方法2-1 状态空间间法、问题题归约法、谓词逻辑辑法和语义义网络法的的要点是什什么？它们们有何本质质上的联系系及异同点点?2-2

2、设有3个个传教士和和3个野人人来到河边边，打算乘乘一只船从从右岸渡到到左岸去。该船的负负载能力为为两人。在在任何时候候，如果野野人人数超超过传教士士人数，那那么野人就就会把传教教士吃掉。他们怎样样才能用这这条船安全全地把所有有人都渡过过河去?2-3 利用图22.3，用用状态空间间法规划一一个最短的的旅行路程程：此旅程程从城市AA开始，访访问其他城城市不多于于一次，并并返回A。选择一个个状态表示示，表示出出所求得的的状态空间间的节点及及弧线，标标出适当的的代价，并并指明图中中从起始节节点到目标标节点的最最佳路径。2-4 试说明怎怎样把一棵棵与或解树树用来表达达图2.228所示的的电网络阻阻抗的计

3、算算。单独的的R、L或或C可分别别用R、jjL或1/jC来计算算，这个事事实用作本本原问题。后继算符符应以复合合并联和串串联阻抗的的规则为基基础。图 2.2282-5 试用四元元数列结构构表示四圆圆盘梵塔问问题，并画画出求解该该问题的与与或图。 2-6 把下列句句子变换成成子句形式式：(1) ( x)P(xx)P(x)(2) x yy(On(x,y)Abovve(x,y)(3) x yy z(AAbovee(x,yy)Abovve(y,z)Abovve(x,z)(4) ( x)PP(x)（ yy）p(y)p(f(x,y)( y)Q(xx,y)P(y)2-7 用谓词演演算公式表表示下列英英文句子

4、(多用而不不是省用不不同谓词和和项。例如如不要用单单一的谓词词字母来表表示每个句句子。)A commputeer syystemm is inteelliggent if iit caan peerforrm a taskk whiich,iif peerforrmed by aa humman, requuiress inttelliigencce.2-8 把把下列语句句表示成语语义网络描描述：(1) AAll mman aare mmortaal.(2) EEveryy clooud hhas aa sillver liniing.(3) AAll bbrancch maanageers

5、oof DEEC paarticcipatte inn a pprofiit-shharinng pllan.2-9 作作为一个电电影观众，请请你编写一一个去电影影院看电影影的剧本。2-10 试构造一一个描述你你的寝室或或办公室的的框架系统统。第三章 搜索推理理技术3-1 什什么是图搜搜索过程?其中，重重排OPEEN表意味味着什么，重重排的原则则是什么?3-2 试试举例比较较各种搜索索方法的效效率。3-3 化化为子句形形有哪些步步骤?请结结合例子说说明之。3-4 如如何通过消消解反演求求取问题的的答案?3-5 什什么叫合适适公式?合合适公式有有哪些等价价关系?3-6 用用宽度优先先搜索求图图3

6、.333所示迷宫宫的出路。图 3.333 迷宫宫一例3-7 用用有界深度度优先搜索索方法求解解图3.334所示八八数码难题题。 2 8 1 2 3 1 6 3 8 4 7 5 4 7 6 5 SSo Sg图 3-334八数码码难题 3-8 应应用最新的的方法来表表达传教士士和野人问问题，编写写一个计算算机程序，以以求得安全全渡过全部部6个人的的解答。提示：在应应用状态空空间表示和和搜索方法法时，可用用(Nm，NNc)来表表示状态描描述，其中中Nm和NNc分别为为传教士和和野人的人人数。初始始状态为(3，3)，而可能能的中间状状态为(00，1)，(0，2)，(0，33)，(11，1)，(2，1)

7、，(2，22)，(33，0)，(3，1)和(3，22)等。3-9 试试比较宽度度优先搜索索、有界深深度优先搜搜索及有序序搜索的搜搜索效率，并并以实例数数据加以说说明。3-10 一个机器器人驾驶卡卡车，携带带包裹(编编号分别为为1、2和33)分别投投递到林(LIN)、吴(WWU)和胡胡(HU)3家住宅宅处。规定定了某些简简单的操作作符，如表表示驾驶方方位的drrive(x,y)和表示卸卸下包裹的的unlooad(z)；对于每每个操作符符，都有一一定的先决决条件和结结果。试说说明状态空空间问题求求解系统如如何能够应应用谓词演演算求得一一个操作符符序列，该该序列能够够生成一个个满足ATT(#1，LL

8、IN)AT(#2，WUU)AT(#3,HUU)和目标标状态。3-11 规则演绎绎系统和产产生式系统统有哪几种种推理方式式?各自的的特点为何何?3-12 为什么需需要采用系系统组织技技术?有哪哪几种系统统组织技术术?3-13 研究不确确定性推理理有何意义义?有哪几几种不确定定性?3-14 单调推理理有何局限限性?什么么叫缺省推推理?非单单调推理系系统如何证证实一个节节点的有效效性?3-15 在什么情情况下需要要采用不确确定推理或或非单调推推理?3-16 下列语句句是一些几几何定理，把把这些语句句表示为基基于规则的的几何证明明系统的产产生式规则则：(1) 两两个全等三三角形的各各对应角相相等。(2

9、) 两两个全等三三角形的各各对应边相相等。(3) 各各对应边相相等的三角角形是全等等三角形。(4) 等等腰三角形形的两底角角相等。 第四章 计计算智能（11）：神经经计算 模模糊计算4-1 计计算智能的的含义是什什么？它涉涉及哪些研研究分支？4-2 试试述计算智智能（CII）、人工工智能（AAI）和生生物智能（BBI）的关关系。4-3 人人工神经网网络为什么么具有诱人人的发展前前景和潜在在的广泛应应用领域？4-4 简简述生物神神经元及人人工神经网网络的结构构和主要学学习算法。4-5 考考虑一个具具有阶梯型型阈值函数数的神经网网络，假设设（1） 用一常常数乘所有有的权值和和阈值；（2） 用一常常

10、数加于所所有权值和和阈值。试说明网络络性能是否否会变化？4-6 构构作一个神神经网络，用用于计算含含有2个输输入的XOOR函数。指定所用用神经网络络单元的种种类。4-7 假假定有个具具有线性激激励函数的的神经网络络，即对于于每个神经经元，其输输出等于常常数c乘以以各输入加加权和。（1）设该该网络有个个隐含层。对于给定定的权W，写写出输出层层单元的输输出值，此此值以权WW和输入层层I为函数数，而对隐隐含层的输输出没有任任何明显的的叙述。试试证明：存存在一个不不含隐含单单位的网络络能够计算算上述同样样的函数。（2）对于于具有任何何隐含层数数的网络，重重复进行上上述计算。从中给出出线性激励励函数的结

11、结论。4-8 试试实现一个个分层前馈馈神经网络络的数据结结构，为正正向评价和和反向传播播提供所需需信息。应应用这个数数据结构，写写出一个神神经网络输输出，以作作为一个例例子，并计计算该网络络适当的输输出值。4-9 什什么是模糊糊性？它的的对立含义义是什么？试各举出出两个例子子加以说明明。4-10 什么是模模糊集合和和隶属函数数或隶属度度？4-11 模糊集合合有哪些运运算，满足足哪些规律律？4-12 什么是模模糊推理？有哪几种种模糊推理理方法？4-13 有哪些模模糊蕴含关关系？4-14 什么叫模模糊判决？有哪几种种常用的模模糊判决方方法？4-15 对某种产产品的质量量进行抽查查评估。现现随机选出

12、出5个产品品x1，xx2，x33，x4，xx5进行检检验，它们们质量情况况分别为：x1800，x272，xx3655，x498，xx5533这就确定了了一个模糊糊集合Q，表表示该组产产品的“质量水平平”这个模糊糊概念的隶隶属程度。试写出该模模糊集。4-16 设有下列列两个模糊糊关系试求出R11与R2的的复合关系系R1R2。 第五章 计算智能能(2):进化计算算 人工生生命5-1 什什么是进化化计算？它它包括哪些些内容？它它们的出发发点是什么么？5-2 试试述遗传算算法的基本本原理，并并说明遗传传算法的求求解步骤。5-3 如如何利用遗遗传算法求求解问题，试试举例说明明求解过程程。5-4 用用遗传

13、算法法求 的最最大值5-5 进进化策略是是如何描述述的？5-6 简简述进化编编程的机理理和基本过过程，并以以四状态机机为例说明明进化编程程的表示。5-7 遗遗传算法、进化策略略和进化编编程的关系系如何？有有何区别？5-8 人人工生命是是否从19987年开开始研究？为什么？5-9 什什么是人工工生命？请请按你的理理解用自己己的语言给给人工生命命下个定义义。5-10 人工生命命要模仿自自然生命的的特征和现现象。自然然生命有哪哪些共同特特征？5-11 为什么要要研究人工工生命？5-12 人工生命命包括哪些些研究内容容？其研究究方法如何何？第六章 专家系统统6-1 什么叫做做专家系统统?它具有有哪些特

14、点点与优点?6-2 专家系统统由哪些部部分构成?各部分的的作用为何何?6-3 建造专家家系统的关关键步骤是是什么?6-4 专家系统统程序与一一般的问题题求解软件件程序有何何不同?开开发专家系系统与开发发其它软件件的任务有有何不同?6-5 基于规则则的专家系系统是如何何工作的？其结构为为何？6-6 基于框架架的专家系系统与面向向目标编程程有何关系系？其结构构有何特点点？其设计计任务是什什么？6-7 为什么要要提出基于于模型的专专家系统？试述神经经网络专家家系统的一一般结构。6-8 新型专家家系统有何何特征？什什么是分布布式专家系系统和协同同式专家系系统？6-9 在设计专专家系统时时，应考虑虑哪些

15、技术术？6-10 什么是是建造专家家系统的工工具?你知知道哪些专专家系统工工具，各有有什么特点点?6-11 专家系系统面临什什么问题?你认为应应如何发展展专家系统统?6-12 用基于于规则的推推理系统证证明下述推推理的正确确性：已知 狗都会会吠叫和咬咬人任何动物吠吠叫时总是是吵人的猎犬是狗结论 猎犬是是吵人的 第七章 机机器学习7-1 什么是学学习和机器器学习?为为什么要研研究机器学学习?7-2 试述机器器学习系统统的基本结结构，并说说明各部分分的作用。7-3 试解释机机械学习的的模式。机机械学习有有哪些重要要问题需要要加以研究究?7-4 试说明归归纳学习的的模式和学学习方法。7-5 什么是类

16、类比学习？其推理和和学习过程程为何？7-6 试述解释释学习的基基本原理、学习形式式和功能。7-7 试比较说说明符号系系统和连接接机制在机机器学习中中的主要思思想。7-8 用C语言言编写一套套计算机程程序，用于于执行BPP学习算法法。7-9 试应用神神经网络模模型优化求求解销售员员旅行问题题。7-10 考虑一个个具有阶梯梯型阈值函函数的神经经网络，假假设(1) 用用一常数乘乘所有的权权值和阈值值；(2) 用用一常数加加于所有权权值和阈值值。试说明网络络性能是否否会变化?7-11 增大权值值是否能够够使BP学学习变慢?7-12 什么是知知识发现？知识发现现与数据挖挖掘有何关关系？7-13 试说明知

17、知识发现的的处理过程程。7-14 有哪几种种比较常用用的知识发发现方法？试略加介介绍。7-15 知识发现现的应用领领域有哪些些？试展望望知识发现现的发展和和应用前景景。 第八章 机机器人规划划8-1 有哪几种种重要的机机器人高层层规划系统统?它们各各有什么特特点?你认认为哪种规规划方法有有较大的发发展前景?8-2 让rigght(xx),leeft(xx),upp(x)和和downn(x)分分别表示八八数码难题题中单元xx左边、右右边、上面面和下面的的单元(如如果这样的的单元存在在的话)。试写出SSTIPSS规划来模模拟向上移移动B(空空格)、向向下移动BB、向左移移动B和向向右移动BB等动作

18、。8-3 考虑设计计一个清扫扫厨房规划划问题。(1) 写写出一套可可能要用的的STRIIPS型操操作符。当当你描述这这些操作符符时，要考考虑到下列列情况：清扫火炉炉或电冰箱箱会弄脏地地板。要清扫烘烘箱，必须须应用烘箱箱清洗器，然然后搬走此此清洗器。在清扫地地板之前，必必须先行打打扫。在打扫地地板之前，必必须先把垃垃圾筒拿出出去。清扫电冰冰箱造成垃垃圾污物，并并把工作台台弄脏。清洗工作作台或地板板使洗涤盘盘弄脏。(2) 写写出一个被被清扫厨房房的可能初初始状态描描述，并写写出一个可可描述的(但很可能能难以得到到的)目标标描述。(3) 说说明如何把把STRIIPS规划划技术用来来求解这个个问题。(

19、提示：你你可能想修修正添加条条件的定义义，以便当当某个条件件添加至数数据库时，如如果出现它它的否定的的话，就能能自动删去去此否定)。8-4 曲颈瓶FF1和F22的容积分分别为C11和C2。公式COONT(XX，Y)表表示瓶子XX含有Y容容量单位的的液体。试试写出STTRIPSS规划来模模拟下列动动作：(1) 把把F1内的的全部液体体倒进F22内。(2) 用用F1的部部分液体把把F2装满满。8-5 机器人RRoverr正在房外外，想进入入房内，但但不能开门门让自已进进去，而只只能喊叫，让让叫声促使使开门。另另一机器人人Max在在房间内，他他能够开门门并喜欢平平静。Maax通常可可以把门打打开来使

20、RRoverr停止叫喊喊。假设MMax和RRoverr各有一个个STRIIPS规划划生成系统统和规划执执行系统。试说明MMax和RRoverr的STRRIPS规规则和动作作，并描述述导致平衡衡状态的规规划序列和和执行步骤骤。8-6 用本章讨讨论过的任任何规划生生成系统，解解决图8.22所示示机械手堆堆积木问题题。8-7 考虑图88.23所所示的寻找找路径问题题。(1) 对对所示物体体和障碍物物(阴影部部分)建立立一个结构构空间。其其中，物体体的初始位位置有两种种情况，一一种如图所所示，另一一种情况是是把物体旋旋转90。(2) 应应用结构空空间，描述述一个寻求求上述无碰碰撞路径的的过程(程程序)

21、把问问题限于无无旋转的二二维问题。 (a)初始始布局 (b)目标标布局图 8.222 机械械手堆积木木规划问题题8-8 指出你的的过程结构构空间求得得的图8.23问题题的路径，并并叙述如何何把你在上上题中所得得结论推广广至包括旋旋转情况。图 8.223 一个个寻找路径径问题 8-9 图8.224表示机机器人工作作的世界模模型。要求求机器人RRobott把3个箱箱子BOXX1、BOOX2和BBOX3移移到如图EE23(bb)所示目目标位置，试试用专家系系统方法建建立本规划划，并给出出规划序列列。(a)初始始世界模型型M0 (bb)目标世世界模型GG0图 8.224 移动动箱子于一一处的机器器人规

22、划8-10 图8.225表示机机器人工作作的世界模模型。要求求机器人把把箱子从房房间R2初初始位置移移至房间RR1目标位位置。试建建立本机器器人规划专专家系统，并并给出规划划结果。图 8.225 从一一房间移至至另一房间间的机器人人规划 第九章 AAgentt (艾真真体)9-1 分分布式人工工智能系统统有何特点点？试与多多艾真体系系统的特性性加以比较较。9-2 什什么是艾真真体？你对对agennt的译法法有何见解解？9-3 艾艾真体在结结构上有何何特点？在在结构上又又是如何分分类的？每每种结构的的特点为何何？9-4 艾艾真体为什什么需要互互相通信？9-5 试试述艾真体体通信的步步骤、类型型和

23、方式。9-6 艾艾真体有哪哪几种主要要通信语言言？它们各各有什么特特点？9-7 多多艾真体系系统有哪几几种基本模模型？其体体系结构又又有哪几种种？9-8 试试说明多艾艾真体的协协作方法、协商技术术和协调方方式。9-9 为为什么多艾艾真体需要要学习与规规划？9-10 你认为多多艾真体系系统的研究究方向应是是哪些？其其应用前景景又如何？9-11 选择一个个你熟悉的的领域，编编写一页程程序来描述述艾真体与与环境的作作用。说明明环境是否否是可访问问的、确定定性的、情情节性的、静态的和和连续的。对于该领领域，采用用何种艾真真体结构为为好？9-12 设计并实实现几种具具有内部状状态的艾真真体，并测测量其性

24、能能。对于给给定的环境境，这些艾艾真体如何何接近理想想的艾真体体？9-13 改变房间间的形状和和摆设物的的位置，添添加新家具具。试测量量该新环境境中各艾真真体，讨论论如何改善善其性能，以以求处理更更为复杂的的地貌。9-14 有些艾真真体一旦得得知一个新新句子，就就立即进行行推理，而而另一些艾艾真体只有有在得到请请求后才进进行推理。这两种推推理方法在在知识层、逻辑层和和执行层将将有何区别别？9-15 应用布尔尔电路为无无名普斯世世界设计一一个逻辑艾艾真体。该该电路是一一个连接输输入（感知知阀门）和和输出（行行动阀门）的的逻辑门的的集合。(1) 试试解释为什什么需要触触发器。(2) 估估计需要多多

25、少逻辑门门和触发器器。 第十章 机机器视觉10-1 可用广义义锥体语言言把楔形物物体描述为为一个具有有一定尺寸寸的三角形形沿着一根根直轴移动动而成的。请给出另另一种描述述。10-2 (1)除除了表面法法线(p,q,-11)外，还还有另外两两个感兴趣趣的矢量：一个矢量量指向光源源，它对应应于某些特特别的p和和q值，记记为ps和和 (s为为假设日光光)，表示示指向日光光的矢量(ps，qqs，-11)；另一一指向观察察者，即矢矢量(0，00，-1)。 利利用表面法法线、日光光矢量和观观测矢量，可可以求出一一些用p和和q表示的的与出射角角、入射角角和相位角角有关的公公式。试证证明下列公公式成立：(2)

26、对 和 推导导类似公式式。10-3 已知朗伯伯表面亮度度等于 。如果光源源正好在观观察者的后后面，即 ，于是可可得对应于于p和q的的亮度为：当 为一常常数时，亮亮度E为一一恒值。由由于 是平平面PQ上上某个圆的的方程式，所所以我们可可得如下结结论：当光光源位于观观察者后面面时，PQQ反射图上上的等亮度度线是一些些圆周线。试证明阴阴影线是直直线。10-4 把一个篮篮球或其它它球形物体体固定起来来，并在室室内单一小小光源下对对它进行试试验。光源源是在观察察者的背后后。(1)球面面的光线亮亮度如何变变化?(2)为什什么满月看看上去是扁扁平的?10-5 考虑有一一个朗伯立立方体平放放在朗伯墙墙前，如图

27、图（a）所所示。沿aab线的光光线强度大大体上像图图（b）那那样，而当当立方体的的拐角为圆圆滑过渡时时，其光线线强度如图图(c)所所示。题1055图 朗伯伯立方体及及其光强分分布图 (1)在PPQ空间，指指出此立方方体各可见见侧面的表表面法线的的准确位置置。(2)在PPQ空间，对对着光源方方向，指出出可取的位位置。(3)假设设交界是陡陡变的，试试画出沿ccd线的光光强度分布布图。(4)假设设交界是圆圆滑的，试试画出沿ccd线的光光强度分布布图。10-6 下列阵列列表示航空空照片图象象上点阵的的PQ投影影以及所观观察亮度EEr的链式式代码：-1 -1 0.233 +11 -11 00.23 +1

28、 -1 0.17-1 -10.233 +11 -11 00.17 0 0 0.30 00 0.3 00 00 00.3 0 0 0.3假设所观察察的亮度为为 ，其中中， 对应应于光源直直接在观察察者背后和和 时的朗朗伯反射图图上的等亮亮度线。试试把每点图图象分类为为石头、树树和墓石、假设它们们的反射系系数分别为为0.7，00.5和00.3。10-7 某盖板表表面的反射射系数为未知。在不同时时间从3个个分离光源源对该表面面照明。对对于 的表表面，这33个光源对对此表面的的反射图如如图所示。用这些光光分别照射射时所观察察到的亮度度分别为：题10-77图 33个反射图图(1)在PPQ空间画画出当 等

29、等于2，33和4时表表示轨迹的的线。同样样地，画出出当 等于于0.5，11和2时的的线。(2)求 10-8 把图中所所示各物体体量化为33232的画画面(方格格纸自备)题1088图 需需要数字化化的物体(1)建立立两个画面面，每个画画面包含上上述3个物物体。要求求两画面上上的物体具具有不同的的尺寸、位位置和方向向。(2)计算算两画面上上6个物体体的各阶矩矩量 和 。(3)计算算各物体的的矩心 。(4)计算算各物体的的中心矩、标称中心心矩和不变变性矩，并并讨论所得得结果。(5)计算算6个物体体的形状系系数，并讨讨论所得结结果。10-9 为什么CCONSIIGHT系系统要使用用2个光源源，而不是是

30、用1个光光源?10-100 在连通通性分析中中，相邻22行间的分分段情况被被定义为下下列3种：情况1不重重迭 中间为零或或有更多的的列 情况2不重重迭中间为零或或有更多的的列 情况3重迭迭既不同于情情况1，又又不同于情情况2。区域并合规规则是较高高的数取代代较低的数数(除背景景“0”外)。(1)从左左至右逐行行扫描下列列88二进制制图象(图图中b为背背景)。指指出连通域域被并合后后图象矩阵阵上元素的的数字，作作为连通性性分析的解解答： 1 22 33 44 55 66 77 88b bb bb bb bb bb bb bb bb bb1 bb 00 00 00 11 11 11 00 00 b

31、b2 bb 11 11 00 00 11 11 11 00 bb3 bb 00 11 00 11 11 00 11 11 bb4 bb 00 11 11 11 11 00 00 11 bb5 bb 00 11 11 11 00 00 00 11 bb6 bb 00 11 00 11 11 00 11 11 bb7 bb 00 11 00 00 11 11 11 00 bb8 bb 00 00 00 00 00 11 00 00 bbb bb bb bb bb bb bb bb bb (2)确定定本题(11)中图象象编码的扫扫描宽度。 第十一章 自然语言言理解11-1 什么是是语言和语语言理解?

32、自然语言言理解过程程有哪些层层次，各层层次的功能能如何?11-2 自然语语言理解和和语言自动动生成的关关系为何?研究这两两者时有什什么共同点点。11-3 语言的的歧义性可可出现在各各个层次上上：构词、词类、句句法和语义义。试各举举一例来说说明。11-4 写出下下列上下文文无关语法法所对应的的转移网络络：SNP VPNPAddjecttive NounnNPDeetermminerr Nouun PPPNPDeetermminerr Nouun VPVeerb AAdverrb NPPVPVeerbVPVeerb AAdverrbVPVeerb PPPPPPrropossitioon NPP11

33、-5 考虑下下列句子The oold mmans gllassees weere ffilleed wiith ssherrry.选择单词gglassses合适适的意思需需要什么信信息?什么么信息意味味着不合适适的意思?11-6 考虑下下列句子：Put tthe rred bblockk on the bluee bloock oon thhe taable .(1) 写写出句中符符合句法规规则的所有有有效的句句法分析。(2) 如如何用语义义信息和环环境知识选选择该命令令的恰当含含义?11-7 对下列列每个语句句给出句法法分析树：(1) DDavidd wannted to ggo too thee movvie wwith Lindda.(2) DDavidd wannted to ggo too thee movvie wwith Georrgy WWilliiam.(3) HHe heeard the storry liistenning to tthe rradioo.(4) HHe heeard the boyss lissteniing tto thhe raadio.11-8 考虑一一用户与一一交互操作作系统之间间进行英语语对话的问问题。(1) 写写出语义文文法以确定定对话所用用语言