人工智能的计算机模拟课件

1、人类智能的计算机模拟一、人工智能简介二、人工智能的发展三、博弈树搜索 3.1 博弈概述 3.2 极小极大分析法 3.3 -剪枝技术1.1人人工智能能的定义义从1956年正正式提出出人工智智能学科科算起，40多多年来，取得长长足的发发展，成成为一门门广泛的的交叉和和前沿科科学。总总的说来来，人工工智能的的目的就就是让计计算机这这台机器器能够象象人一样样思考。科学家家已经作作出了汽汽车，火火车，飞飞机，收收音机等等等，它它们模仿仿我们身身体器官官的功能能，但是是能不能能模仿人人类大脑脑的功能能呢？1.1人人工智能能的定义义定义1智智能机机器(intelligentmachine)能够在各各类环境境

2、中自主主地或交交互地执执行各种种拟人任任务(anthropomorphictasks)的机器器。例子1：能够模模拟人的的思维，进行博博弈的计计算机。1997年5月11日，一一个名为为深蓝蓝(Deep Blue)的计算算机系统统战胜当当时的国国际象棋棋世界冠冠军盖利利.卡斯斯帕罗夫夫（Garry Kasparov）。例例子2：能够够进行深深海探测测的潜水水机器人人。例例子子3：在在星际探探险中的的移动机机器人，如美国国研制的的火星探探测车。1.1人人工智能能的定义义定义2人人工智智能(AI)AI(artificalintelligence)斯坦福大大学的Nilsson提出人人工智能能是关于于知识

3、的的科学（知识的的表示、知识的的获取以以及知识识的运用用）,从学科的的界定来来定义：人工智智能（学学科）是是计算机机科学中中涉及研研究、设设计和应应用智能能机器的的一个分分支。它它的近期期主要目目标在于于研究用用机器来来模仿和和执行人人脑的某某些智能能功能，并开发发相关理理论和技技术。从人工智智能所实实现的功功能来定定义：人工智智能（能能力）是是智能机机器所执执行的通通常与人人类智能能有关的的功能，如判断断、推理理、证明明、识别别、感知知、理解解、设计计、思考考、规划划、学习习和问题题求解等等思维活活动。1.2人人工智能能的发展展1.2.1人人工智能能的起源源与发展展人工智能能的发展展是以硬硬

4、件与软软件为基基础。它它的发展展经历了了漫长的的发展历历程。人人们从很很早就已已开始研研究自身身的思维维形成，早在亚亚里士多多德(公公元前384-322年)在在着手解解释和编编注他称称之为三三段论的的演绎推推理时就就迈出了了向人工工智能发发展的早早期步伐伐，可以以看作为为原始的的知识表表达规范范。1.2人人工智能能的发展展什么是三三段论？三段论论是以真真言判断断为其前前提的一一种演绎绎推理，它借助助于一个个共同项项，把两两个直言言判断联联系起来来，从而而得出结结论。例例如：一一切金属属都是能能够熔解解的；铁铁是金属属；所以以，铁是是能够熔熔解的。知识表示示、知识识利用和和知识获获取是人人工智能

5、能系统的的三个基基本问题题。1.3人人类智能能与人工工智能人的心理理活动具具有不同同的层次次，它可可以与计计算机的的层次相相比较，见图1.1。图 1.1人人类任知知活动与与计算机机的比较较1.3人人类智能能与人工工智能心理活动动的最高高层级是是思维策策略，中中间一层层是初级级信息处处理，最最低层级级是生理理过程，即中枢枢神经系系统、神神经元和和大脑的的活动，与此相相应的是是计算机机程序、语言和和硬件。研研究认认知过程程的主要要任务是是探求高高层次思思维决策策与初级级信息处处理的关关系，并并用计算算机程序序来模拟拟人的思思维策略略水平，而用计计算机语语言模拟拟人的初初级信息息处理过过程。1.3.

6、1智智能信息息处理系系统的假假设推论一:既然人人具有智智能，那那么他(她)就就一定是是个物理理符号系系统。推论二:既然计计算机是是一个物物理符号号系统，它就一一定能够够表现出出智能。推论三:既然人人是一个个物理符符号系统统，计算算机也是是一个物物理符号号系统，那么我我们就能能够用计计算机来来模拟人人的活动动。1.3.1智智能信息息处理系系统的假假设1940年，维维纳开始始考虑计计算机如如何能像像大脑一一样工作作。他发发现了二二者的相相似性。维纳认认为计算算机是一一个进行行信息处处理和信信息转换换的系统统，只要要这个系系统能得得到数据据，机器器本身就就应该能能做几乎乎任何事事情。而而且计算算机本

7、身身并不一一定要用用齿轮，导线，轴，电电机等部部件制成成。麻省省理工学学院的一一位教授授为了证证实维纳纳的这个个观点，甚至用用石块和和卫生纸纸卷制造造过一台台简单的的能运行行的计算算机。维维纳系统统地创建建了控制制论，根根据这一一理论，一个机机械系统统完全能能进行运运算和记记忆。1.3.2人人类智能能的计算算机模拟拟著名的英英国科学学家图灵灵被称为为人工智智能之父父,图灵灵不仅创创造了一一个简单单的通用用的非数数字计算算模型，而且直直接证明明了计算算机可能能以某种种被理解解为智能能的方法法工作。1950年，图灵发发表了题题为计计算机能能思考吗吗？的的论文，给人工工智能下下了一个个定义，而且论论

8、证了人人工智能能的可能能性。定定义智慧慧时，如如果一台台机器能能够通过过称之为为图灵实实验的实实验，那那它就是是智慧的的。图灵灵实验的的本质就就是让人人在不看看外型的的情况下下不能区区别是机机器的行行为还是是人的行行为时，这个机机器就是是智慧的的1.3.2人人类智能能的计算算机模拟拟图灵测试试游游戏戏由一男男(A)、一女女(B)和一名名询问者者(C)进行；C与A、B被被隔离，通过电电传打字字机与A、B对对话。询询问者只只知道二二人的称称呼是X，Y，通过提提问以及及回答来来判断，最终作作出X是A，Y是B或者者X是是B，Y是A的结论论。游戏戏中，A必须尽尽力使C判断错错误，而而B的任任务是帮帮助C

9、。当当一一个机器器代替了了游戏中中的A，并且机机器将试试图使得得C相信信它是一一个人。如果机机器通过过了图灵灵测试，就认为为它是智慧的。1.3.2人人类智能能的计算算机模拟拟物理符号号系统假假设的推推论一也也告诉我我们，人人有智能能，所以以他是一一个物理理符号系系统；推推论三指指出，可可以编写写出计算算机程序序去模拟拟人类的的思维活活动。这这就是说说，人和和计算机机这两个个物理符符号系统统所使用用的物理理符号是是相同的的，因而而计算机机可以模模拟人类类的智能能活动过过程。1.4人人工智智能的研研究和应应用领域域在大多数数学科中中存在着着几个不不同的研研究领域域，每个个领域都都有其特特有的感感兴

10、趣的的研究课课题、研研究技术术和术语语。在人人工智能能中，这这样的领领域包括括语言处处理、自自动定理理证明、智能数数据检索索系统、视觉系系统、问问题求解解、人工工智能方方法和程程序语言言以及自自动程序序设计等等。在过过去30多年中中，已经经建立了了一些具具有人工工智能的的计算机机系统；例如，能够求求解微分分方程的的，下棋棋的，设设计分析析集成电电路的，合成人人类自然然语言的的，检索索情报的的，诊断断疾病以以及控制制太空飞飞行器和和水下机机器人的的具有不不同程度度人工智智能的计计算机系系统。1.4.1问问题求解解人工智能能的第一一个大成成就是发发展了能能够求解解难题的的下棋(如国际际象棋)程序。

11、在下棋棋程序中中应用的的某些技技术，如如向前看看几步，并把困困难的问问题分成成一些比比较容易易的子问问题，发发展成为为搜索和和问题归归约这样样的人工工智能基基本技术术。今天天的计算算机程序序能够下下锦标赛赛水平的的各种方方盘棋、十五子子棋和国国际象棋棋。另一一种问题题求解程程序把各各种数学学公式符符号汇编编在一起起，其性性能达到到很高的的水平，并正在在为许多多科学家家和工程程师所应应用。有有些程序序甚至还还能够用用经验来来改善其其性能。1.4.2逻逻辑推理理与定理理证明逻辑推理理是人工工智能研研究中最最持久的的子领域域之一。其中特特别重要要的是要要找到一一些方法法，只把把注意力力集中在在一个大

12、大型数据据库中的的有关事事实上，留意可可信的证证明，并并在出现现新信息息时适时时修正这这些证明明。对数数学中臆臆测的定定理寻找找一个证证明或反反证，确确实称得得上是一一项智能能任务。为此不不仅需要要有根据据假设进进行演绎绎的能力力，而且且需要某某些直觉觉技巧。1976年7月，美美国的阿阿佩尔(K.Appel)等等人合作作解决了了长达124年年之久的的难题-四色色定理。他们用用三台大大型计算算机，花花去1200小小时CPU时间间，并对对中间结结果进行行人为反反复修改改500多处。四色定定理的成成功证明明曾轰动动计算机机界。1.4.3自自然语言言理解NLP(NaturalLanguageProce

13、ssing)自然然语言处处理也是是人工智智能的早早期研究究领域之之一，已已经编写写出能够够从内部部数据库库回答用用英语提提出的问问题的程程序，这这些程序序通过阅阅读文本本材料和和建立内内部数据据库，能能够把句句子从一一种语言言翻译为为另一种种语言，执行用用英语给给出的指指令和获获取知识识等。有有些程序序甚至能能够在一一定程度度上翻译译从话筒筒输入的的口头指指令(而而不是从从键盘打打入计算算机的指指令)。目前语语言处理理研究的的主要课课题是：在翻译译句子时时，以主主题和对对话情况况为基础础，注意意大量的的一般常常识-世界知知识和期期望作用用的重要要性。人人工智能能在语言言翻译与与语音理理解程序序

14、方面已已经取得得的成就就，发展展为人类类自然语语言处理理的新概概念。1.4.4自自动程序序设计也许程序序设计并并不是人人类知识识的一个个十分重重要的方方面，但但是它本本身却是是人工智智能的一一个重要要研究领领域。这这个领域域的工作作叫做自自动程序序设计。已经研研制出能能够以各各种不同同的目的的描述(例如输输入/输输出对，高级语语言描述述，甚至至英语描描述算法法)来编编写计算算机程序序。这方方面的进进展局限限于少数数几个完完全现成成的例子子。对自自动程序序设计的的研究不不仅可以以促进半半自动软软件开发发系统的的发展，而且也也使通过过修正自自身数码码进行学学习(即即修正它它们的性性能)的的人工智智

15、能系统统得到发发展。自自动编制制一份程程序来获获得某种种指定结结果的任任务同证证明一份份给定程程序将获获得某种种指定结结果的任任务是紧紧密相关关的。后后者叫做做程序验验证。许许多自动动程序设设计系统统将产生生一份输输出程序序的验证证作为额额外收获获。1.4.5专专家系统统一般地说说，专家家系统是是一个智智能计算算机程序序系统，其内部部具有大大量专家家水平的的某个领领域知识识与经验验，能够够利用人人类专家家的知识识和解决决问题的的方法来来解决该该领域的的问题。也就是是说，专专家系统统是一个个具有大大量专门门知识与与经验的的程序系系统，它它应用人人工智能能技术，根据某某个领域域一个或或多个人人类专

16、家家提供的的知识和和经验进进行推理理和判断断，模拟拟人类专专家的决决策过程程，以解解决那些些需要专专家决定定的复杂杂问题。当当前的的研究涉涉及有关关专家系系统设计计的各种种问题。这些系系统是在在某个领领域的专专家(他他可能无无法明确确表达他他的全部部知识)与系统统设计者者之间经经过艰苦苦的反复复交换意意见之后后建立起起来的。在已经经建立的的专家咨咨询系统统中，有有能够诊诊断疾病病的(包包括中医医诊断智智能机)，估计计潜在石石油等矿矿藏的，研究复复杂有机机化合物物结构的的以及提提供使用用其它计计算机系系统的参参考意见见等。发发展专家家系统的的关键是是表达和和运用专专家知识识，1.4.5专专家系统

17、统即来自人人类专家家的并已已被证明明对解决决有关领领域内的的典型问问题是有有用的事事实和过过程。专专家系统统和传统统的计算算机程序序最本质质的不同同之处在在于专家家系统所所要解决决的问题题一般没没有算法法解，并并且经常常要在不不完全、不精确确或不确确定的信信息基础础上作出出结论。专家家系统可可以解决决的问题题一般包包括解释释、预测测、诊断断、设计计、规划划、监视视、修理理、指导导和控制制等。高高性能的的专家系系统也已已经从学学术研究究开始进进入实际际应用研研究。随随着人工工智能整整体水平平的提高高，专家家系统也也获得发发展。正正在开发发的新一一代专家家系统有有分布式式专家系系统和协协同式专专家

18、系统统等。在在新一代代专家系系统中，不但采采用基于于规则的的方法，而且采采用基于于模型的的原理。1.4.6机机器学习习学习能力力无疑是是人工智智能研究究上最突突出和最最重要的的一个方方面。人人工智能能在这方方面的研研究近年年来取得得了一些些进展。学习是是人类智智能的主主要标志志和获得得知识的的基本手手段。机机器学习习(自动动获取新新的事实实及新的的推理算算法)是是使计算算机具有有智能的的根本途途径。正正如香克克(R. Shank)所说说：一台计算算机若不不会学习习，就不不能称为为具有智智能的。此外，机器学学习还有有助于发发现人类类学习的的机理和和揭示人人脑的奥奥秘。所所以这是是一个始始终得到到

19、重视，理论正正在创立立，方法法日臻完完善，但但远未达达到理想想境地的的研究领领域。1.5人人工智智能对人人类的影影响1.5.1人人工智能能对经济济的影响响人工智能能系统的的开发和和应用，已为人人类创造造出可观观的经济济效益，专家系系统就是是一个例例子。随随着计算算机系统统价格的的继续下下降，人人工智能能技术必必将得到到更大的的推广，产生更更大的经经济效益益。下面面略举二二例说明明。1.5.1人人工智能能对经济济的影响响1.专家家系统的的效益成功的专专家系统统能为它它的建造造者、拥拥有者和和用户带带来明显显的经济济效益。用比较较经济的的方法执执行任务务而不需需要有经经验的专专家，可可以极大大地减

20、少少劳务开开支和培培养费用用。由于于软件易易于复制制，所以以专家系系统能够够广泛传传播专家家知识和和经验，推广应应用数量量有限的的和昂贵贵的专业业人员及及其知识识。如如果果保护得得当，软软件能被被长期地地和完整整地保存存。领领域专业业人员(如医生生)难以以同时保保持最新新的实际际建议(如治疗疗方案和和方法)，而专专家系统统却能迅迅速地更更新和保保存这类类建议，使终端端用户(如病人人)从中中受益。1.5.1人人工智能能对经济济的影响响2.人工工智能推推动计算算机技术术发展人工智能能研究已已经对计计算机技技术的各各个方面面产生并并将继续续产生较较大影响响。人工工智能应应用要求求繁重的的计算，促进了

21、了并行处处理和专专用集成成片的开开发。算算法发生生器和灵灵巧的数数据结构构获得应应用，自自动程序序设计技技术将开开始对软软件开发发产生积积极影响响。所有有这些在在研究人人工智能能时开发发出来的的新技术术，推动动了计算算机技术术的发展展，进而而使计算算机为人人类创造造更大的的经济实实惠。1.5.2人人工智能能对社会会的影响响人工智能能在给它它的创造造者、销销售者和和用户带带来经济济利益的的同时，就象任任何新技技术一样样，它的的发展也也引起或或即将出出现许多多问题，并使一一些人感感到担心心或懊恼恼。1.5.2人人工智能能对社会会的影响响。1.劳务务就业问问题由于人工工智能能能够代替替人类进进行各种

22、种脑力劳劳动，将将会使一一部分人人不得不不改变他他们的工工种，甚甚至造成成失业。人工智智能在科科技和工工程中的的应用，会使一一些人失失去介入入信息处处理活动动(如规规划、诊诊断、理理解和决决策等)的机会会，甚至至不得不不改变自自己的工工作方式式。1.5.2人人工智能能对社会会的影响响2.社会会结构变变化人们一方方面希望望人工智智能和智智能机器器能够代代替人类类从事各各种劳动动，另一一方面又又担心它它们的发发展会引引起新的的社会问问题。实实际上，近十多多年来，社会结结构正在在发生一一种静悄悄悄的变变化。人-机机器的的社会结结构，终终将为人-智智能机器器-机器器的社社会结构构所取代代。智能能机器人

23、人就是智智能机器器之一。现在和和将来的的很多本本来是由由人承担担的工作作将由机机器人来来担任，因此，人们将将不得不不学会与与有智能能的机器器相处，并适应应这种变变化了的的社会结结构。1.5.2人人工智能能对社会会的影响响3.思维维方式与与观念的的变化人工智能能的发展展与推广广应用，将影响响到人类类的思维维方式和和传统观观念，并并使它们们发生改改变。例例如，传传统知识识一般印印在书本本报刊或或杂志上上，因而而是固定定不变的的，而人人工智能能系统的的知识库库的知识识却是可可以不断断修改、扩充和和更新的的。又如如，一旦旦专家系系统的用用户开始始相信系系统(智智能机器器)的判判断和决决定，那那么他们们

24、就可能能不愿多多动脑筋筋，变得得懒惰，并失去去对许多多问题及及其求解解任务的的责任感感和敏感感性。那那些过分分依赖计计算器的的学生，他们的的主动思思维能力力和计算算能力也也会明显显下降。过分地地依赖计计算机的的建议而而不加分分析地接接受，将将会使智智能机器器用户的的认知能能力下降降，并增增加误解解。在设设计和研研制智能能系统时时，应考考虑到上上述问题题，尽量量鼓励用用户在问问题求解解中的主主动性，让他们们的智力力积极参参与问题题求解过过程。1.5.2人人工智能能对社会会的影响响4.心理理上的威威胁人工智能能还使一一部分社社会成员员感到心心理上的的威胁，或叫做做精神威威胁。人人们一般般认为，只有

25、人人类才具具有感知知精神，而且以以此与机机器相别别。如果果有一天天，这些些人开始始相信机机器也能能够思维维和创作作，那么么他们可可能会感感到失望望，甚至至感到威威胁。他他们担心心：有朝朝一日，智能机机器的人人工智能能会超过过人类的的自然智智能，使使人类沦沦为智能能机器和和智能系系统的奴奴隶。对对于人的的观念(更具体体地指人人的精神神)和机机器的观观念(更更具体地地指人工工智能)之间的的关系问问题，哲哲学家、神学家家和其它它人们之之间一直直存在着着争论。按照人人工智能能的观点点，人类类有可能能用机器器来规划划自己的的未来，甚至可可以把这这个规划划问题想想象为一一类状态态空间搜搜索。当当社会上上一

26、部分分人欢迎迎这种新新观念时时，另一一部分人人则发现现这些新新观念是是惹人烦烦恼的和和无法接接受的，尤其是是当这些些观念与与他们钟钟爱的信信仰和观观念背道道而驰时时。1.5.2人人工智能能对社会会的影响响5.技术术失控的的危险任何新技技术最大大危险莫莫过于人人类对它它失去了了控制，或者是是它落入入那些企企图利用用新技术术反对人人类的人人手中。有人担担心机器器人和人人工智能能的其它它制品威威胁人类类的安全全。为此此，著名名的美国国科幻作作家阿西西莫夫(I.Asimov)提出了了“机器器人三守守则”：(1)机机器人必必须不危危害人类类，也不不允许它它眼看人人类受害害而袖手手旁观。(2)机机器人必必

27、须绝对对服从人人类，除除非这种种服从有有害于人人类。(3) 机器器人必须须保护自自身不受受伤害，除非为为了保护护人类或或者是人人类命令令它作出出牺牲。我我们们认为，如果把把这个“机器人人三守则则”推广广到整个个智能机机器，成成为“智智能机器器三守则则”，那那么，人人类社会会就会更更容易接接受智能能机器和和人工智智能。人人工智智能技术术是一种种信息技技术，能能够极快快地传递递。我们们必须保保持高度度警惕,防止人人工智能能技术被被用于反反对人类类和危害害社会的的犯罪(有的人人称之为为“智能能犯罪”)。同同时，人人类有足足够的智智慧和信信心，能能够研制制出防范范、检测测和侦破破各种智智能犯罪罪活动的

28、的智能手手段。1.5.2人人工智能能对社会会的影响响6.引起起的法律律问题人工智能能的应用用技术不不仅代替替了人的的一些体体力劳动动，也代代替了人人的某些些脑力劳劳动，有有时甚至至行使着着本应由由人担任任的职能能，免不不了引起起法律纠纠纷。比比如医疗疗诊断专专家系统统万一出出现失误误，导致致医疗事事故，怎怎么样来来处理，开发专专家系统统者是否否要负责责任，使使用专家家系统者者应负什什么责任任，等等等。人人工智能能的应用用将会越越来越普普及，正正在逐步步进入家家庭，使使用机机顶盒技术的的智能化化电器已已问世。可以预预料，将将会出现现更多的的与人工工智能的的应用有有关的法法律问题题，需要要社会在在

29、实践的的基础上上从法律律角度作作出对这这些问题题的解决决方案。要要通通过法律律手段，对利用用人工智智能技术术来反对对人类和和危害社社会的犯犯罪行为为进行惩惩罚，使使人工智智能技术术为人类类的利益益作贡献献。1.5.3人人工智能能对文化化的影响响1.改善善人类知知识在重新阐阐述我们们的历史史知识的的过程中中，哲学学家、科科学家和和人工智智能学家家有机会会努力解解决知识识的模糊糊性以及及消除知知识的不不一致性性。这种种努力的的结果，可能导导致知识识的某些些改善，以便能能够比较较容易地地推断出出令人感感兴趣的的新的真真理。1.5.3人人工智能能对文化化的影响响2.改善善人类语语言根据语言言学的观观点

30、，语语言是思思维的表表现和工工具，思思维规律律可用语语言学方方法加以以研究，但人的的下意识识和潜意意识往往往只能能意会，不可言言传。由于采采用人工工智能技技术，综综合应用用语法、语义和和形式知知识表示示方法，我们有有可能在在改善知知识的自自然语言言表示的的同时，把知识识阐述为为适用的的人工智智能形式式。随着着人工智智能原理理日益广广泛传播播，人们们可能应应用人工工智能概概念来描描述他们们生活中中的日常常状态和和求解各各种问题题的过程程。人工工智能能能够扩大大人们交交流知识识的概念念集合，为我们们提供一一定状况况下可供供选择的的概念，描述我我们所见见所闻的的方法以以及描述述我们的的信念的的新方法

31、法。1.5.3人人工智能能对文化化的影响响3.改善善文化生生活人工智能能技术为为人类文文化生活活打开了了许多新新的窗口口。比如如图像处处理技术术必将对对图形艺艺术、广广告和社社会教育育部门产产生深远远的影响响。比如如现有的的智力游游戏机将将发展为为具有更更高智能能的文化化娱乐手手段。综综上分析析我们知知道，人人工智能能技术对对人类的的社会进进步、经经济发展展和文化化提高都都有巨大大的影响响。随着着时间的的推进和和技术的的进步，这种影影响将越越来越明明显地表表现出来来。还有有一些影影响，可可能是我我们现在在难以预预测的。可以肯肯定，人人工智能能将对人人类的物物质文明明和精神神文明产产生越来来越大

32、的的影响。三、博弈弈树搜索索3.1博博弈概概述诸如下棋棋、打牌牌、竞技技、战争争等一类类竞争性性智能活活动称为为博弈。博弈有有很多种种，我们们讨论最最简单的的二人人零和、全信息息、非偶偶然博博弈，其其特征如如下：(1)对对垒的的MAX、MIN双方方轮流采采取行动动，博弈弈的结果果只有三三种情况况：MAX方胜胜，MIN方败败；MIN方胜胜，MAX方败败；和局局。(2)在在对垒过过程中，任何一一方都了了解当前前的格局局及过去去的历史史。(3)任任何一方方在采取取行动前前都要根根据当前前的实际际情况，进行得得失分析析，选取取对自已已为最有有利而对对对方最最为不利利的对策策，不存存在掷骰骰子之类类的碰

33、碰运气因素。即双方方都是很很理智地地决定自自己的行行动。三、博弈弈树搜索索在博弈过过程中，任何一一方都希希望自己己取得胜胜利。因因此，当当某一方方当前有有多个行行动方案案可供选选择时，他总是是挑选对对自己最最为有利利而对对对方最为为不利的的那个行行动方案案。此时时，如果果我们站站在MAX方的的立场上上，则可可供MAX方选选择的若若干行动动方案之之间是或关关系，因因为主动动权操在在MAX方手里里，他或或者选择择这个行行动方案案，或者者选择另另一个行行动方案案，完全全由MAX方自自已决定定。当MAX方方选取任任一方案案走了一一步后，MIN方也有有若干个个可供选选择的行行动方案案，此时时这些行行动方

34、案案对MAX方来来说它们们之间则则是与与关系系，因为为这时主主动权操操在MIN方手手里，这这些可供供选择的的行动方方案中的的任何一一个都可可能被MIN方方选中，MAX方必须须应付每每一种情情况的发发生。三、博弈弈树搜索索这样，如如果站在在某一方方(如MAX方方，即MAX要要取胜)，把上上述博弈弈过程用用图表示示出来，则得到到的是一一棵与与或树。描述述博弈过过程的与与或树称称为博弈弈树，它它有如下下特点：三、博弈弈树搜索索(1)博博弈的的初始格格局是初初始节点点。(2)在在博弈弈树中，或节点和和与节点是是逐层交交替出现现的。自自己一方方扩展的的节点之之间是或关关系，对对方扩展展的节点点之间是是与

35、关系。双方轮轮流地扩扩展节点点。(3)所所有自自己一方方获胜的的终局都都是本原原问题，相应的的节点是是可解节节点；所所有使对对方获胜胜的终局局都认为为是不可可解节点点。我我们们假定MAX先先走，处处于奇数数深度级级的节点点都对应应下一步步由MAX走，这些节节点称为为MAX节点，相应地地偶数级级为MIN节点点。3.2极极小极极大分析析法在二人博博弈问题题中，为为了从众众多可供供选择的的行动方方案中选选出一个个对自己己最为有有利的行行动方案案，就需需要对当当前的情情况以及及将要发发生的情情况进行行分析，通过某某搜索算算法从中中选出最最优的走走步。在在博弈问问题中，每一个个格局可可供选择择的行动动方

36、案都都有很多多，因此此会生成成十分庞庞大的博博弈树，如果试试图通过过直到终终局的与与或树搜搜索而得得到最好好的一步步棋是不不可能的的，比如如曾有人人估计，西洋跳跳棋完整整的博弈弈树约有有1040个节节点。最最常使用用的分析析方法是是极小极极大分析析法。其其基本思思想或算算法是：3.2极极小极极大分析析法(1)设设博弈弈的双方方中一方方为MAX，另另一方为为MIN。然后后为其中中的一方方(例如如MAX)寻找找一个最最优行动动方案。(2) 为了了找到当当前的最最优行动动方案，需要对对各个可可能的方方案所产产生的后后果进行行比较,具体地地说，就就是要考考虑每一一方案实实施后对对方可能能采取的的所有行

37、行动，并并计算可可能的得得分。(3)为为计算算得分，需要根根据问题题的特性性信息定定义一个个估价函函数，用用来估算算当前博博弈树端端节点的的得分。此时估估算出来来的得分分称为静静态估值值。3.2极极小极极大分析析法(4)当当端节节点的估估值计算算出来后后，再推推算出父父节点的的得分，推算的的方法是是：对“或”节节点，选选其子节节点中一一个最大大的得分分作为父父节点的的得分，这是为为了使自自己在可可供选择择的方案案中选一一个对自自己最有有利的方方案；对对“与”节点，选其子子节点中中一个最最小的得得分作为为父节点点的得分分，这是是为了立立足于最最坏的情情况。这这样计算算出的父父节点的的得分称称为倒

38、推推值。(5)如如果一一个行动动方案能能获得较较大的倒倒推值，则它就就是当前前最好的的行动方方案。3.2极极小极极大分析析法在博弈问问题中，每一个个格局可可供选择择的行动动方案都都有很多多，因此此会生成成十分庞庞大的博博弈树。试图利利用完整整的博弈弈树来进进行极小小极大分分析是困困难的。可行的的办法是是只生成成一定深深度的博博弈树，然后进进行极小小极大分分析,找找出当前前最好的的行动方方案。在在此之后后，再在在已选定定的分支支上扩展展一定深深度，再再选最好好的行动动方案。如此进进行下去去，直到到取得胜胜败的结结果为止止，至于于每次生生成博弈弈树的深深度，当当然是越越大越好好，但由由于受到到计算

39、机机存储空空间的限限制，只只好根据据实际情情况而定定。一字棋游游戏极小小极大分分析法设有九个个空格，由MAX，MIN二二人对弈弈，轮到到谁走棋棋谁就往往空格上上放一只只自己的的棋子，谁先使使自己的的棋子构构成“三三子成一一线”(同一行行或列或或对角线线全是某某人的棋棋子)，谁就取取得了胜胜利。一字棋游游戏极小小极大分分析法用叉号表表示MAX，用用圆圈代代表MIN。比如下图图中就是是MIN取胜的的棋局。为为了不不致于生生成太大大的博弈弈树，假假设每次次仅扩展展两层。估价函函数定义义如下：设棋局为为P，估估价函数数为e(P)。一字棋游游戏极小小极大分分析法(1)若若P对对任何一一方来说说都不是是获

40、胜的的位置，则e(P)=e(那那些仍为为MAX空着的的完全的的行、列列或对角角线的总总数)-e(那那些仍为为MIN空着的的完全的的行、列列或对角角线的总总数)(2)若若P是是MAX必胜的的棋局，则e(P)+。(3)若若P是是B必胜胜的棋局局，则e(P)-。如如右右图示,则e(P)=6-4=2一字棋游游戏极小小极大分分析法要注意利利用棋盘盘位置的的对称性性,在生生成后继继节点的的位置时时，下列列博弈结结局一字棋游游戏极小小极大分分析法都是相同同的棋局局(在博博弈中，一宇棋棋的分枝枝系数比比较小起起初是由由于对称称性，而而后是由由于棋盘盘上未布布子的空空格减少少所致)。图3.15画出了了经过两两层

41、搜索索生成的的博弈树树，静态态估值记记在端节节点下面面，倒推推值记在在圆圈内内。图 3.15应应用于于一字棋棋的极小小极大搜搜索过程程(第一一阶段)一字棋游游戏极小小极大分分析法由于右图图所示位位置具有有最大的的倒推值值，它应应当选取取为MAX的第第一步（正好是是MAX的最好好的优先先走步）。一字棋游游戏极小小极大分分析法现在我们们假设MAX走走了这一一步，而而MIN的回步步是直接接在X上上方的空空格里放放上一个个圆圈(对MAX来说说这是一一步坏棋棋，他一一定没有有采用好好的搜索索策略)。下一一步，MAX又又在新的的格局下下搜索两两层，产产生如图图3.16所示示的搜索索图。图 3.16应应用于

42、于一字棋棋的极小小极大搜搜索过程程(第二二阶段)一字棋游游戏极小小极大分分析法现在图中中MAX有两个个可能“最好的的”优先先走步，假设MAX走走了图上上指明的的那一步步。而MIN为为了避免免立即败败北被迫迫走了另另一步，从而产产生如下下棋局：MAX再次搜搜索，产产生如图图3.17所示示的树。图 3.17应应用于于一字棋棋的极小小极大搜搜索过程程(第三三阶段)一字棋游游戏极小小极大分分析法在这棵树树中某些些端节点点(例如如其中一一个标记记着A)代表MIN获获胜，因因此它们们的估值值为。当这这些估值值被倒推推回去时时，可看看到MAX的最最好的也也是唯一一能使他他避免立立即失败败的一个个走步。现在，MIN可以看看出MAX必然然在他的的下一走走步中获获胜，因因此，MIN只只好认输输。3.3-剪枝技技术首先分析析极小极极大分析析法效率率，上述述的极小小极大分分析法，实际是是先生成成一棵博博弈树，然后再再计算其其倒推值值，至使使极小极极大分析析法效率率较低。于是在在极小极极大分析析法的基基础上提提出了-剪剪枝技术术。-剪枝枝技术的的基本思思想或算算法是，边生成成博弈树树边计算算评估各各节点的的倒推值值，并且