《人工智能》课程习题

1、人工智能能课程习习题第一章 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 设有3个传

2、教士士和3个野人来来到河边，打打算乘一只只船从右岸岸渡到左岸岸去。该船船的负载能能力为两人人。在任何何时候，如如果野人人人数超过传传教士人数数，那么野野人就会把把传教士吃吃掉。他们们怎样才能能用这条船船安全地把把所有人都都渡过河去去? 再定义描描述过河方方案的谓词词： L-R(x,x1,y,y1,SS)：x11个修道士士和y1个个野人渡船船从河的左左岸到河的的右岸 条条件：Saafetyy(L,xx-x1,y-y11,S)Safeety(RR,3-xx+x1,3-y+y1,SS)Boatt(L,SS) 动作作：Saffety(L,x-x1,yy-y1,S)Safeety(RR,3-xx+x1,

3、3-y+y1,SS)Boatt(R,SS) RR-L(x,xx1,yy,y11,S)：x2个修修道士和yy2个野人人渡船从河河的左岸到到河的右岸岸 条件：Safeety(RR,3-xx-x2,3-y-y2,SS)Safeety(LL,x+xx2,y+y2,SS)Boatt(R,SS) 动作作：Saffety(R,3-x-x22,3-yy-y2,S)Safeety(LL,x+xx2,y+y2,SS)Boatt(L,SS) (2)过过河方案 Safeety(LL,3,33,S0)Safeety(RR,0,00,S0)Boatt(L,SS0) L-R(3,11,3,1,SS0)LL-R(33,0,3

4、,2,S00) Saafetyy(L,22,2,SS1)Safeety(RR,1,11,S1)Boatt(R,SS1) SSafetty(L,3,1,S1)Safeety(RR,0,22,S1)Boatt(R,SS1) R-LL(2,1,2,00,S1)R-LL(3,0,11,1,S1) Saffety(L,3,2,S22)Safeety(RR,0,11,S2)Boatt(L,SS2) LL-R(33,0,2,2,S22) Saafetyy(L,33,0,SS3)Safeety(RR,0,33,S3)Boatt(R,SS3) RR-L(3,00,0,1,SS3) SSafetty(L,3,1,

5、S4)Safeety(RR,0,22,S1)Boatt(L,SS4) LL-R(33,2,1,0,S44) Saafetyy(L,11,1,SS5)Safeety(RR,2,22,S5)Boat(R,S55) R-L(11,1,1,1,S55) Saafetyy(L,22,2,SS6)Safeety(RR,1,11,S6)Boatt(L,SS6) LL-R(22,2,2,0,S66) Saafetyy(L,00,2,SS7)Safeety(RR,3,11,S7)Boatt(R,SS7) RR-L(0,00,2,1,SS7) SSafetty(L,0,3,S8)Safetty(R,3,0,S8)

6、Boatt(L,SS8) LL-R(00,0,3,2,S88) Saafetyy(L,00,1,SS9)Safeety(RR,3,22,S9)Boatt(R,SS9) RR-L(0,11,1,0,SS9) SSafetty(L,1,1,S10)Safeety(RR,2,22,S100)Boatt(L,SS10)2-3 利用图2.3，用状状态空间法法规划一个个最短的旅旅行路程：此旅程从从城市A开始，访访问其他城城市不多于于一次，并并返回A。选择一一个状态表表示，表示示出所求得得的状态空空间的节点点及弧线，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

7、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算算。单独的的R、L或C可分别用用R、jL或1/jC来计算，这这个事实用用作本原问问题。后继继算符应以以复合并联联和串联阻阻抗的规则则为基础。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(x)P(x)(2) xy(Onn(x,yy)Abovve(x,y)(3) xyz(Abbove(x,y)Abovve(y,z)Abovve(x,z)(4) (x)P(x)（y）p(yy)p(f(x,y)(y)Q(x,y)P(y)2-7 用

8、谓词演演算公式表表示下列英英文句子(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 bbr

9、ancch maanageers 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?请结合例例子说明之之。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?合适公式式有哪些等等价关系?3

10、-6 用用宽度优先先搜索求图图3.333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。2812316384754765 SSo SSg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个人的解解答。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，Nc)来表示状状态描述，其其中Nm和Nc分别为传传教士和野野人的人数数。初始状状态为(33，3)，而可可能的中间间状态为(0，1)，(0，2)，(0，3)，(1，1)，(2，1)，(2，2

11、)，(3，0)，(3，1)和(3，2)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(编号分别别为1、2和3)分别投投递到林(LIN)、吴(WUU)和胡(HUU)3家住住宅处。规规定了某些些简单的操操作符，如如表示驾驶驶方位的ddrivee(x,yy)和表示示卸下包裹裹的unlload(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，LIN)AT(#2，

12、WU)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?各自的特特点为何?3-12 为什么需需要采用系系统组织技技术?有哪几种种系统组织织技术?3-13 研究不确确定性推理理有何意义义?有哪几种种不确定性性?3-14 单调推理理有何局限限性?什么叫缺缺省推理?非单调推推理系统如如何证实一一个节点的的有效性?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) 两两个全等三三角形的各各

13、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（1）：神经计算 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（BI）的关系。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） 用一常常数加于所所有权值和和阈值。试说明网络络性

14、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个输入的的XOR函数数。指定所所用神经网网络单元的的种类。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乘以各输输入加权和和。（1）设该该网络有个个隐含层。对于给定定的权W，写出输输出层单元元的输出值值，此值以以权W和输入层层I为函数，而而对隐含层层的输出没没有任何明明显的叙述述。试证明明：存在一一个不含隐隐含单位的的网络能够够计算上述述同样的函函数。（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结论。4-8 试试实现一个个分层前馈馈神经

15、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。现现随机选出出5个产品x1，x2，x3，x4，x5进行

16、检验验，它们质质量情况分分别为：x1800，x272，x365，x498，x553这就确定了了一个模糊糊集合Q，表示该该组产品的的“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的复合关关系R1R2。第五章 计算智能能(2):进化计算算 人工生命命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 用用遗传算法法求的最大大值5-5 进进化策略是是如何描述述的？5-6

17、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1-1. 什么是人人工智能？试从学科科和能力两两方面加以以说明。答：从学科科方面定义义：人工智智能是计算算机科学中中涉及

18、研究究、涉及和和应用智能能机器的一一个分支。它的近期期主要目标标在于研究究用机器来来模范和执执行人脑的的某些智力力功能，并并开发相关关理论和技技术。 从能力力方面定义义：人工智智能是智能能机器所执执行的通常常与人类智智能有关的的智能行为为，如判断断、推理、证明、识识别、感知知、理解、通信、设设计、思考考、规划、学习和问问题求解等等思维活动动。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？答：1) 数理逻辑辑和关于计计算本质的的新思想22、19556年第一一次人工智智能研讨会会召开3、 控制制论思想的的影响4、计算机的的发明发展展5、专家家系统和知知识工程6、 机器

19、器学习、计计算智能、人工神经经网络和行行为主义研研究1-3. 为什么么能够用机机器（计算算机）模仿仿人的智能能？答：物理符符号系统的的假设：任任何一个系系统，如果果它能够表表现出智能能，那么它它就必定能能执行输入入符号、输输出符号、存储符号号、复制符符号、建立立符号结构构、条件性性迁移6种种功能。反反之，任何何系统如果果具有这66种功能，那那么它就能能够表现出出智能(人人类所具有有的智能)。物理符号系系统的假设设伴随有33个推论。推论一: 既然人具具有智能，那那么他(她她)就一定定是个物理理符号系统统。推论二: 既然计算算机是一个个物理符号号系统，它它就一定能能够表现出出智能。 推论三: 既然

20、人是是一个物理理符号系统统，计算机机也是一个个物理符号号系统，那那么我们就就能够用计计算机来模模拟人的活活动。1-4. 人工智能能的主要研研究和应用用领域是什什么？其中中，哪些是是新的研究究热点？答答：研究和和应用领域域：问题求求解 (下下棋程序)，逻辑推推理与定理理证明 (四色定理理证明)，自自然语言理理解，自动动程序设计计，专家系系统，机器器学习，神神经网络，机机器人学 (星际探探索机器人人)，模式式识别 (手写识别别，汽车牌牌照识别，指指纹识别)，机器视视觉 (机机器装配，卫卫星图像处处理)，智智能控制，智智能检索，智智能调度与与指挥 (汽车运输输高度，列列车编组指指挥)，系系统与语言言

21、工具。新的研究热热点：概率率图模型（隐隐马尔可夫夫模型、贝贝叶斯网络络）、统计计学习理论论(SLTT) & 支持向量量机(SVVM)、数数据挖掘与与知识发现现 (超市市市场商品品数据分析析)，人工工生命1-5. 人工智智能有哪几几种学派?答：1）符符号主义(Symbboliccism)，又称为为逻辑主义义(Loggicissm)、心心理学派(Psycchloggism)或计算机机学派(CCompuuteriism) 其原原理主要为为物理符号号系统(即即符号操作作系统)假假设和有限限合理性原原理。 2）连接主主义(Coonnecctionnism)，又称为为仿生学派派(Bioonicssism)

22、或生理学学派(Phhysioologiism) 其原原理主要为为神经网络络及神经网网络间的连连接机制与与学习算法法 3）行为主主义(Acctionnism)，又称进进化主义(Evollutioonismm)或控制制论学派(Cybeernetticsiism) 其原原理为控制制论及感知知-动作型型控制系统统 1-6、人人工智能有有哪几个研研究领域？答：人工智智能的研究究领域包括括：问题求求解；自动动程序设计计；专家系系统；神经经网络；模模式识别；智能控制制；智能检检索；智能能调度与指指挥；知识识表示；非非经典逻辑辑 & 非非经典推理理；搜索技技术；机器器学习；自自然语言理理解；知识识工程；定定理

23、机器证证明；计算算视觉；遗遗传算法 & 进化化计算；分分布式AII；数据挖挖掘 & 知识发现现；人工生生命；机器器人；AII语言2-1 知识表示示的方法有有哪些？ 答案：状态空间间法、问题题归约法、谓词逻辑辑法、语义义网络法、框架表示示法。2-2 状状态空间法法、问题归归约法、谓谓词逻辑法法和语义网网络法的要要点是什么么？它们有有何本质上上的联系及及异同点? 答案：状态空间间法是基于于解答空间间的问题表表示和求解解方法,是是以状态和和操作符为为基础的。需要扩展展过多的节节点，容易易出现“ 组合爆炸炸”，因而而只适用于于表示比较较简单的问问题。问题归约法法是从目标标(要解决决的问题)出发逆向向推

24、理，建建立子问题题以及子问问题的子问问题，直至至最后把初初始问题归归约为一个个平凡的本本原问题集集合。状态态空间法是是问题归纳纳法的一种种特例。这这些本原问问题的解可可以直接得得到，从而而解决了初初始问题，用用与或图来来有效地说说明问题归归约法的求求解途径。谓语逻辑法法是采用谓谓词合式公公式和一阶阶谓词演算算把要解决决的问题变变为一个有有待证明的的问题,然然后采用消消解定理和和消解反演演来证明一一个新语句句是从已知知的正确语语句导出的的,从而证证明这个新新语句也是是正确的语义网络法法是用“节节点”代替替概念，用用节点间的的“连接弧弧”代替概概念之间的的关系。语语义网络表表示法的优优点：结构构性

25、、联想想性、自然然性。知识表示法法的比较方法初始问题算符目标结果状态空间法法状态算符目标状态解答路径（ppath）规约法结点弧结点解答树（ttree）谓词逻辑法法合式公式子句集（sset oof cllausee）置换合合一消解反反演根结点nil语义网络法法结点链目标网络语义网络2-6如何何通过消解解反演树求求取问题的的答案? 答案：11.把由目目标公式的的否定产生生的每个子子句添加到到目标公式式否定之否否定的子句句中去。22.按照反反演树，执执行和以前前相同的消消解，直至至在根部得得到某个子子句为止。3.用根根部的字句句作为一个个回答语句句。2-7 规规则演绎系系统和产生生式系统有有哪几种推

26、推理方式?各自的特特点为何? 简述各各自的的使使用条件答案：1. 规则演演绎系统和和产生式系系统均有三三种推理方方式：正向向推理、逆逆向推理、双向推理理 2. 规则演绎绎系统的正正向推理是是从事实或或状况向目目标或动作作进行操作作（即：从从IF到TTHEN），而而逆向推理理是从目标标或动作向向事实或状状况进行操操作的(即即：从THHEN到IIF)。双双向推理：具有正向向和逆向两两个系统的的优点，以以求克服各各自的缺点点（局限性性）。正向向和逆向组组合系统是是建立在两两个系统相相结合的基基础上的。此组合系系统的总数数据库由表表示目标和和表示事实实的两个与与或图结构构组成。这这些与或图图结构分别别

27、用正向系系统的F规规则和逆向向系统的BB规则来修修正。产生式系统统的正向推推理(正向向链接推理理)：从一一组表示事事实的谓词词或命题出出发，使用用一组产生生式规则，用用以证明该该谓词公式式或命题是是否成立。逆向推理(后向链接接推理)：从表示目目标的谓词词或命题出出发，使用用一组产生生式规则证证明事实谓谓词或命题题成立，即即首先提出出一批假设设目标，然然后逐一验验证这些假假设。(其其基本原理理是从表示示目标的谓谓词或命题题出发，使使用一组规规则证明事事实谓词或或命题成立立，即提出出一批假设设(目标)，然后逐逐一验证这这些假设。) 双向推理：又称为正正反向混合合推理，它它综合了正正向推理和和逆向推

28、理理的长处，克克服了两者者的短处。双向推理理的推理策策略是同时时从目标向向事实推理理和从事实实向目标推推理，并在在推理过程程中的某个个步骤，实实现事实与与目标的匹匹配。2-8 产产生式系统统由哪些部部分组成？什么是产产生式规则则？答案：1.综合数据据库(或全全局数据库库)、产生生式规则库库和控制系系统。 产产生式规则则是一个规规则库，用用于存放与与求解问题题有关的某某个领域知知识的规律律之集合及及交换规则则。产生式式规则是一一个以“如如果满足这这个条件，就就应当采取取某些操作作”形式表表示的语句句，其基本本形式为：IF 前前提 THHEN 结结论.3-1什么么是不确定定推理？不不确定性推推理的

29、基本本问题是什什么？答案：不确确定性推理理是一种建建立在非经经典逻辑基基础上的基基于不确定定性知识的的推理，它它从不确定定性的初始始证据出发发，通过运运用不确定定性知识，推推出具有一一定程度的的不确定性性的和合理理的或近乎乎合理的结结论。基本问题是是：不确定定性的表示示与度量，不不确定性的的匹配，不不确定性的的传递算法法，不确定定性的合成成。3-2 在在什么情况况下需要采采用不确定定推理 ? 不确定定推理的主主要方法有有哪些？ 答答案：1、一般推理理方法在许许多情况下下，往往无无法解决面面临的现实实问题，因因而需要应应用不确定定性推理等等高级知识识推理方法法，包括非非单调推理理、时序推推理和不

30、确确定性推理理等。2.不确定性性推理大类类别上分为为模型方法法和控制方方法。模型型方法下有有数值方法法和非数值值方法；数数值方法包包括概率统统计方法、模糊推理理方法、粗粗糙集方法法;概率统统计方法下下细分为绝绝对概率方方法、贝叶叶斯方法、证据理论论方法、HHMM方法法、可信度度方法；非非数值方法法下又包括括发生率计计算。控制制方法下有有：相关性性制导回溯溯、机缘控控制、启发发式搜索等等3-3 主主观Bayyes方法法中LN和和LS的意意义是什么么？ 答答：LN表表示必要性性因子，它它表示EE 对的的支持程度度。LS表示充充分性因子子，它表示示E 对HH 的支持持程度。 4-1 计算智能能的含义

31、是是什么？答：计算智智能取决于于制造者（mmanuffactuurerss）提供的的数值数据据，不依赖赖于知识；另一方面面，人工智智能应用知知识精品（kknowlledgee tiddbitss）。人工工神经网络络应当称为为计算神经经网络。 当一个系统统只涉及数数值（低层层）数据，含含有模式识识别部分，不不应用人工工智能意义义上的知识识，而且能能够呈现出出：（1）计算算适应性；（2）计算算容错性；（3）接近近人的速度度；（4）误差差率与人相相近， 则该系系统就是计计算智能系系统。4-2. 简述述生物神经经元及人工工神经网络络的结构.答：人工神神经网络由由神经元模模型构成，这这种由许多多神经元组

32、组成的信息息处理网络络具有并行行分布结构构。每个神神经元具有有单一输出出，并且能能够与其他他神经元连连接；存在在许多（多多重）输出出连接方法法，每种连连接方法对对应于一个个连接权系系数。4-4 什么是模模糊集合和和隶属函数数或隶属度度？论域U到0,1区间的任任一映射 ，即 ，都都确定U的一个模模糊子集FF；称为F的隶属函函数或隶属属度。在论论域U中，可把把模糊子集集表示为元元素u与其隶属属函数 的序偶偶集合，记记为：4-5 什么是模模糊推理？有哪几种种模糊推理理方法？1.逻辑推推理是建立立在模糊逻逻辑基础上上，它是一一种不确定定性推理方方法，是在在二值逻辑辑三段论基基础上发展展起来的。它以模糊

33、糊判断为前前提，动用用模糊语言言规则，推推导出一个个近似的模模糊判断结结论。2推理方方法有Zaadeh法法，Balldwinn法、Tssukammoto法法、Yagger法和和Mizuumotoo法等方法法。4-6. 说明粗粗糙集理论论的基本概概念和特点点。 1.粗糙糙集理论是是利用已知知的知识库库，用知识识库中的已已知知识近近似描述不不精确或者者不确定的的知识。主主要是为了了描述并处处理“含糊糊”信息。 2.特点点是：1）粗粗糙集部需需要先验知知识。2）粗粗糙集理论论是强大的的数据分析析工具。33）粗糙集集和模糊集集描述了不不完备的两两个方面。粗糙集以以不可分辨辨关系为基基础，侧重重分类；模

34、模糊集基于于元素对集集合隶属程程度的不同同，强调集集合本身的的含混性。4-7. 如何求集集合的上近近似 和下下近似？（见见课件）4-8. 什么是人人工生命？在计算机机学科中如如何定义人人工生命？1. 人人工生命即即人造的生生命，非自自然地生命命。人工生生命是研究究能够演示示出自然生生命系统特特征行为的的人造系统统。2、在在计算机科科技领域中中的人工生生命，是指指用计算机机科学方法法和技术设设计和制造造的具有生生命特征的的人造系统统，如数字字生命、数数字生态系系统、人工工脑、虚拟拟生物等。 4-9. 说明人工工生命的研研究意义、研究内容容和研究方方法。意义为：11.开发基基于人工生生命的工程程技

35、术新方方法、新系系统、新产产品。2.为自然然生命的研研究提供新新模型、新新工具、新新环境。3.延长人人类寿命、减少衰弱弱、防治疾疾病。4.扩展自自然生命，实实现人工进进化和优生生优育。5促进生命命科学、信信息科学、系统科学学的交叉于于发展。研究内容为为：1）构构造生物体体的内部系系统。2）生生物体及其其群体的外外部系统。科学框架架由下列主主要内容构构成：1.生命现现象仿生系系统。2）生生命现象的的建模与仿仿真。3）进进化动力学学。4）人人工生命的的计算理论论和工具。5）进化化机器人。6）进化化和学习等等方面的结结合。7）人人工生命的的应用。研究方法主主要分两类类：1）信信息模型法法。2）工工作

36、原理法法。研究技术途途径分两种种：1）工工程技术途途径。2）生生物科学途途径。5-1 什么是机机器学习?为什么要要研究机器器学习?1）机器学学习是研究究如何使用用机器来模模拟人类学学习活动的的一门学科科。即：机机器学习是是一门研究究机器获取取新知识和和新技能，并并识别现有有知识的学学问。2）机器学学习是人工工智能的主主要核心研研究领域之之一, 也也是现代智智能系统的的关键环节节和瓶颈。很难想象: 一个没没有学习功功能的系统统能被称具具有智能的的系统。来自生物、金融与网网络等各领领域的数据据，迫切需需要分析或或建立模型型。5-2 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。（见书本

37、本）执行知识库学习环境 环境向系统统的学习部部分提供某某些信息，学学习部分利利用这些信信息修改知知识库，以以增进系统统执行部分分完成任务务的效能，执执行部分根根据知识库库完成任务务，同时把把获得的信信息反馈给给学习部分分。5-3 试说明归归纳学习的的模式和学学习方法。 归纳学习习的一般模模式为：给定：1）观观察陈述(事实)FF,用以表表示有关某某些对象、状态、过过程等的的的顶知识；2)假定定的初始归归纳断言（可可能为空）；3）背景景知识，用用于定义有有关观察陈陈述、候选选纳断言以以及任何相相关问题领领域知识、假设和约约束，其中中包括能够够刻画所求求归纳断言言的性质的的优先准则则。求：归纳断断言

38、（假设设）H,能能重言蕴涵涵或弱蕴涵涵观察陈述述，并满足足背景知识识。假设H永真真蕴涵事实实F,说明明F是H的的逻辑推理理，则有：H IF(读作作H特殊化化为F)或者F IIH（读读作F一般般化或消解解为H）这里，从HH推导到FF时演绎推推理，因此此是保真的的；而从事事实F推导导出假设HH是归纳推推理，因此此不是保真真的，而是是保假的。 专家系系统6-1 什么叫做做专家系统统?它具有哪哪些特点与与优点?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?开发专家家系统与开开发其它软

39、软件的任务务有何不同同?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，应考虑虑哪些技术术？6-10 什么是是建造专家家系统的工工具?你知道哪哪些专家系系统工具，各各有什么特特点?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

40、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?为什么要要研究机器器学习?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语言编写写一套计算算机程序，用用于执行

41、BBP学习算算法。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学习变变慢?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

42、机机器人高层层规划系统统?它们各有有什么特点点?你认为哪哪种规划方方法有较大大的发展前前景?8-2 让righht(x),lefft(x),up(x)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(如果这样样的单元存存在的话)。试写出出STIPPS规划来来模拟向上上移动B(空格)、向下移移动B、向左移移动B和向右移移动B等动作。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

43、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)目标描述述。(3) 说说明如何把把STRIIPS规划划技术用来来求解这个个问题。(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F11和F2的容积积分别为CC1和C2。公式式CONTT(X，Y)表示瓶瓶子X含有Y容

44、量单位位的液体。试写出SSTRIPPS规划来来模拟下列列动作：(1) 把把F1内的全全部液体倒倒进F2内。(2) 用用F1的部分分液体把FF2装满。8-5 机器人Roover正正在房外，想想进入房内内，但不能能开门让自自已进去，而而只能喊叫叫，让叫声声促使开门门。另一机机器人Maax在房间间内，他能能够开门并并喜欢平静静。Maxx通常可以以把门打开开来使Roover停停止叫喊。假设Maax和Roveer各有一一个STRRIPS规规划生成系系统和规划划执行系统统。试说明明Max和Roveer的STRIIPS规则则和动作，并并描述导致致平衡状态态的规划序序列和执行行步骤。8-6 用本章讨讨论过的任

45、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8.23所示示的寻找路路径问题。(1) 对对所示物体体和障碍物物(阴影部分分)建立一个个结构空间间。其中，物物体的初始始位置有两两种情况，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(程序)把问题限限于无旋转转的二维问问题。(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

46、寻找路径径问题8-9 图8.244表示机器器人工作的的世界模型型。要求机机器人Roobot把把3个箱子BOOX1、BOX22和BOX33移到如图图E23(b)所示示目标位置置，试用专专家系统方方法建立本本规划，并并给出规划划序列。(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划8-10 图8.255表示机器器人工作的的世界模型型。要求机机器人把箱箱子从房间间R2初始位位置移至房房间R1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

47、)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

48、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

49、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,-1)外，还有有另外两个个感兴趣的的矢量：一一个矢量指指向光

50、源，它它对应于某某些特别的的p和q值，记为为ps和 (s为假设日日光)，表表示指向日日光的矢量量(ps，qs，-1)；另一指指向观察者者，即矢量量(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)对和和推导类似似公式。10-3 已知朗伯伯表面亮度度等于。如如果光源正正好在观察察者的后面面，即，于于是可得对对应于p和q的亮度为为：当为一常数数时，亮度度E为一恒值值。由于是是平面PQQ上某个圆圆的方程式式，所以我我们可得如如下结论：当光源位位于观察者者后面时，PPQ反射图图上的

51、等亮亮度线是一一些圆周线线。试证明明阴影线是是直线。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，

52、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 -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，对对应于光源源直接在观观察者背后后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

53、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。对对于的表面面，这3个个光源对此此表面的反反射图如图图所示。用用这些光分分别照射时时所观察到到的亮度分分别为：题10-77图 33个反射图图(1)在PPQ空间画画出当等于于2，3和和4时表示示轨迹的线线。同样地地，画出当当等于0.5，1和和2时的线线。(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

54、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

55、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 bb2 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 0

56、0 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?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 VPNPAddj

57、ecttive NounnNPDeetermminerr Nouun PPPNPDeetermminerr Nouun VPVeerb AAdverrb NPPVPVeerbVPVeerb AAdverrbVPVeerb PPPPPPrropossitioon NPP11-5 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?什么信息息意味着不不合适的意意思?11-6 考虑下下列句子：Put tthe rred bblockk on the bluee bloock

58、 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

59、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。这这些语言应应确保进行行基本操作作，如描述述事件、复复制和删除除文件、编编译程序和和检索文件件目录等。(2) 用用你的语义义文法对下下列各语句句进行文法法分析：Copy fromm neww tesst msss innto oold ttest mss.Copy to oold ttest mss out of nnew ttest mss.(3) 用用标准的英英语文法对对上述两语语句进行分分析，列出出所用

60、文法法片断。(4) 上上述(2)与(3)的文文法有何差差别?这种差别别与句法和和语义文法法之间的差差别有何关关系?11-9 某大学学开发出一一个学生学学籍管理数数据库。试试写出适于于查询该数数据库内容容的匹配样样本。11-100 试设计计一个特定定应用领域域的自然语语言问答系系统。第十二章 智能控制制12-1 为什么说说智能控制制是人工智智能的重要要研究新领领域?12-2 智能控制制有哪几种种结构理论论?它们的的中心思想想和内容是是什么?与与传统控制制相比，智智能控制有有什么特点点?12-3 Sariidis的的分级递阶阶智能控制制的要点是是什么?各各级的功能能怎样?如如何用熵来来度量各级级的