计算机组成原理智能系统24

第8章人工智能8.1什么是人工智能8.2人工智能的研究方法8.3人工智能的研究与应用领域人工智能能的定义义有些事情情计算机机能比人人类做得得更好。。例如，，求100个5位数的的和，虽虽然人用用纸和笔笔也可以以得出计计算结果果，但是是要花费费很长时时间还可可能出错错，而计计算机却却只用不不到1秒秒钟就能能给出准准确无误误的计算算结果；；有些事情情计算机机还远远远达不到到人类的的水平。。例如，，人可以以识别出出各种各各样的桌桌子（即即使是缺缺少一只只桌腿的的破桌子子），人人脑能够够对那些些残缺的的、失真真的、变变形的信信息进行行快速识识别，而而计算机机就很难难做到这这一点。。人工智能能的定义义什么是人人工智能能？人工智能能与人类类智能有有什么关关系？如何判定定机器是是否具有有智能？？人工智能能的定义义1981年，费费根鲍姆姆（E..A.Feigenbaum）认为为：“人人工智能能是计算算机科学学的一个个分支，，涉及到到智能计计算机系系统的设设计，该该系统显显示人类类行为中中与智能能有关的的某些特特征”。。1984年，绍绍特里夫夫（E..A.Shortliffe）认为为：“人人工智能能是计算算机科学学的一个个分支，，它研究究问题求求解的符符号方法法和非算算法方法法”。人工智能能的定义义1992年，温温斯顿（（Winston）认认为：““人工智智能是计计算机科科学的一一个领域域，它主主要解决决如何使使计算机机感觉、、推理和和行为等等问题””。1997年，博博登（M.Boden）认为为：“人人工智能能是利用用计算机机程序和和程序设设计技术术来认识识普通的的智能原原理和具具体的人人类思想想”。人工智能能的定义义2003年，斯斯达特··如塞（（StuartRussell））和皮特特·诺维维志（PeterNorvig））认为：：已有的的人工智智能定义义可以分分成四类类：像人一样样思考的的系统；；像人一样样行动的的系统；；理性思考考的系统统；理性行动动的系统统。人工智能能的起源源和发展展1950年，英英国数学学家图灵灵发表了了一篇具具有里程程碑性质质的论文文《计算算机器和和智能》》，论文文中提出出了一个个问题：：机器可可以思考考吗？开开创了人人工智能能的先河河。1956年夏，，在达特特莫斯大大学召开开了学术术研讨会会，会上上经麦卡卡锡提议议并正式式采用了了“人工工智能””这一术术语，标标志着““人工智智能”学学科的诞诞生。人工智能能的起源源和发展展1956年，纽纽厄尔（（A.Newell）领导导的研究究组研制制出逻辑辑理论机机，证明明了《数数学原理理》第二二章52个定理理中的38条。。1956年，赛赛穆尔（（A.Samuel）研制制成功具具有自学学习能力力的跳棋棋程序，，于1962年年击败了了美国一一个州的的跳棋冠冠军，体体现出人人工智能能的优势势。1960年，麦麦卡锡创创建了面面向人工工智能程程序设计计的表处处理语言言LISP，可可以方便便地处理理各种符符号进行行符号推推演。人工智能能的起源源和发展展20世纪纪50年年代末到到60年年代初，，开始了了人工神神经网络络的研究究。1960年，美美国生产产了第一一批商用用工业机机器人，，20世世纪60年代末末，机器器人的研研究发展展到高潮潮。1964年，费费根鲍姆姆研制了了一个可可以用有有限的自自然语言言进行交交谈的软软件ELIZA，该软软件可以以模仿一一名临床床医生与与心理病病人在终终端上对对话，导导致了自自然语言言理解这这一分支支领域的的出现。。人工智能能的起源源和发展展20世纪纪60年年代到70年代代，专家家系统的的研究有有了很大大的发展展，使人人工智能能开始走走向实际际应用。。1967年，如如森泽格格（Rosengerg）和和伯格勒勒（Bagley）提提出了遗遗传算法法的思想想，1975年年，霍兰兰德（Holland）奠定定了遗传传算法的的理论基基础，导导致了演演化计算算这一研研究方向向的形成成。20世纪纪70年年代初，，英国爱爱丁堡大大学柯瓦瓦斯基（（R.Kowalski））提出以以逻辑为为基础的的程序设设计语言言PROLOG，1986年年，Borland公公司推出出可运行行在个人人计算机机上的TurboPROLOG。。人工智能能的起源源和发展展1977年，费费根鲍姆姆提出了了“知识识工程””，标志志着人工工智能的的研究进进入了实实际应用用的阶段段。20世纪纪80年年代开始始，某些些特定领领域的人人工智能能技术已已经成熟熟，各国国政府纷纷纷投入入巨资用用于人工工智能及及其应用用的研究究。1994年，IEEE召开了了关于神神经网络络、进化化计算和和模糊系系统的首首届计算算智能国国际会议议。20世纪纪90年年代，智智能Agent的研究究开始引引起人工工智能界界的广泛泛关注，，并迅速速成为一一个热门门的研究究领域。。人工智能能的研究究意义现在的普普通计算算机系统统的智能能还相当当低下，，譬如缺缺乏自适适应、自自学习、、自优化化等能力力，只能能被动地地按照人人们为它它事先安安排好的的工作步步骤进行行工作。。智能化是是自动化化发展的的必然趋趋势，自自动化发发展到一一定程度度，再向向前发展展就必然然是智能能化。事事实上，，智能化化是继机机械化、、自动化化之后，，人类生生产和生生活中的的又一个个技术特特征。研究人工工智能对对探索人人类自身身智能的的奥秘也也可提供供有益的的帮助。。人工智能能的研究究方法——符号号智能符号智能能：从人脑的的宏观心心理层面面入手，，以智能能行为的的心理模模型为依依据，主主要通过过逻辑推推演，运运用知识识模拟人人类的思思维过程程。符号智能能的主要要研究内内容包括括知识获获取、知知识组织织与管理理、知识识推理与与运用等等技术，，这些技技术构成成了知识识工程。。符号主义义对机器器是否具具有智能能的判定定是：两两个系统统（人和和计算机机）应该该使用相同的内内部过程程来生成结结果，即即用计算算机来模模拟人类类的智力力活动。。但是这这种方法法至少有有三个关关键问题题很难解解决：（1）许许多人不不知道怎怎样表达达自己如如何做事事，人类类的智能能包含了了下意识识、瞬间间的洞察察力，以以及其他他一些人人类很难难理解或或不能理理解的智智力活动动。人工智能能的研究究方法——符号号智能（2）人人脑的结结构与计计算机的的部件之之间存在在巨大的的差别，，人脑可可以将复复杂的工工作分为为许多细细小、简简单的部部分，并并同时完完成这些些简单的的部分，，这种并并行处理理的能力力，即使使是最强强大的超超级计算算机也不不能完全全具备。。（3）机机器做事事情的最最佳方法法与人类类做这些些事情时时所用的的方法往往往不同同，例如如，在怀怀特兄弟弟之前，，所有的的发明家家都没有有能够制制造出飞飞行器，，因为他他们只是是试图模模拟鸟类类而没有有发挥机机器本身身的特性性。人工智能能的研究究方法——符号号智能人工智能能的研究究方法——计算算智能计算智能能以数值值数据为为基础，，主要通通过数值计算算，运用算法进行问题题求解。。神经计算算是从人脑脑的生理理层面入入手，以以智能行行为的生生理模型型为依据据，采用用数值计计算的方方法，模模拟人脑脑神经网网络的工工作过程程，来研研究和实实现人工工智能。。进化计算算（演化计计算）是是以生物物进化为为基础，，模拟人人与环境境的交互互和控制制过程中中表现出出来的行行为特性性，如反反应、适适应、学学习、寻寻优等，，来研究究和实现现人工智智能。模糊计算算是以模糊糊数学为为基础，，运用数数学手段段，描述述和处理理人的思思维存在在的模糊糊性概念念，来研研究和实实现人工工智能。。人工智能能的研究究方法——智能能AgentAgent是一种具具有智能能的实体体，这种种实体可可以是软软件、设设备、机机器人或或计算机机系统。。Agent的的抽象模模型是具具有传感感器和效效应器，，Agent通通过传感感器感知知环境，，通过效效应器作作用于环环境，并并且能与与其他Agent进行行信息交交流并协协同工作作。基于Agent的计算算；面向Agent的程序序设计；；面向Agent的软件件开发。。人工智能能的研究究与应用用领域机器博弈弈博弈：诸如下下棋、打打牌、竞竞技、战战争等一一类竞争争性智能能活动。。博弈为人人工智能能提供了了一个很很好的实实验领域域，人工工智能中中的许多多概念和和方法都都是从博博弈中提提取出来来的。博弈成果果显著，，如IBM公司司研制的的IBM超级计计算机““深蓝””于1997年年5月与与当时的的国际象象棋世界界冠军卡卡斯帕罗罗夫对弈弈，结果果“深蓝蓝”获胜胜。人工智能能的研究究与应用用领域专家系统统专家系统统是一个智智能的计计算机系系统，它它运用知知识和推推理来解解决只有有专家才才能解决决的复杂杂问题。。世界上第第一个专专家系统统DENDRAL可以以像物理理化学家家一样推推断分子子结构。。美国DEC公司司配置专专家系统统XCON。人工智能能的研究究与应用用领域数据挖掘掘数据挖掘掘是指从大大型数据据库或数数据仓库库中提取取隐含的的、未知知的、非非平凡的的、有潜潜在应用用价值的的信息或或模式的的处理过过程。数据挖掘掘不仅面面向特定定数据库库的检索索，而且且对这些些数据进进行微观观和宏观观的统计计、分析析、综合合及推理理，企图图发现事事件间的的相互联联系，利利用已有有的数据据对未来来的活动动进行预预测。人工智能能的研究究与应用用领域自然语言言理解自然语言言处理（（又称自自然语言言理解））采用人人工智能能的理论论和技术术将自然然语言机机理用计计算机程程序表达达出来，，构造能能够理解解自然语语言的系系统。自然语言言理解在在下列场场合获得得广泛应应用：（1）机机器翻译译。（2）篇篇章理解解。（3）自自然语言言接口。。人工智能能的研究究与应用用领域模式识别别模式是提供模模仿用的的标本，，模式识别别就是识别别出给定定事物和和哪一个个模式相相同或相相似。模式识别别的研究究主要在在以下两两个方面面：（1）图图形和图图像识别别（2）语语音识别别预处理系统识别处理系统待识别事物识别结