人工智能习题解答

人工智能1局部绪论1-1.什么是人工智能？试从学科和力量两方面加以说明。论和技术从力量方面定义：人工智能是智能机器所执行的通常与人类智能有关的智能行为，如推断、推理、证明、识别、感知、理解、通信、设计、思考、规划、学习和问题求解等思维活动。1-2. 在人工智能的进展过程中，有哪些思想和思潮起了重要作用？答：的联系；1956年第一次人工智能研讨会召开，标志着人工智能学科的诞生；掌握论思想把神经系统的工作原理与信息理论影响了很多早期人工智能工作者，并成为他们的指导思想；计算机的制造与进展；专家系统与学问工程；进展。1-3. 为什么能够用机器〔计算机〕仿照人的智能？答：物理符号系统的假设：任何一个系统，假设它能够表现出智能，那么它就必定能执6种功能。反6种功能，那么它就能够表现出智能〔人类所具有的智能。物3个推论。推论一：既然人具有智能，那么他〔她〕就肯定是各物理符号系统；推论二：既然计算机是一个物理符号系统，它就肯定能够表现出智能；用计算机来模拟人的活动。1-4. 人工智能的主要争论内容和应用领域是什么？其中，哪些是的争论热点？答：争论和应用领域：问题求解〔下棋程序，规律推理与定理证明〔四色定理证明，自然语言理解，自动程序设计，专家系统，机器学习，神经网络，机器人学〔星际探究机器人，模式识别〔手写识别，汽车牌照识别，指纹识别，机器视觉〔机器装配，卫星图像处理〔，系统与语言工具。的争论热点：概率图模型〔隐马尔可夫模型、贝叶斯网络，统计学习理论〔ＳＬＴ〕＆支持向量机〔ＳＶＭ，数据挖掘与学问觉察〔超市市场商品数据分析，人工生命。1-5. 人工智能的进展对人类有哪些方面的影响？试结合自己了解的状况和理解，从经济、社会和文化等方面加以说明？出可观的经济效益，专家系统就是一个例子。随着计算机系统价格的继续下降，人工智能技术必将得到更大的推广，产生更大的经济效益。念的变化；心理上的威逼；技术失控的危急.31-6. 试评述人工智能的将来进展。更成熟的应用方法。而在具体的应用方面，我认为主要有以下两个进展方向：1思维掌握自己想看到的，想听到的，使媒体技术中的感官媒体更真实化，对虚拟的事物不仅可以观察听见，更可以摸得，闻得着。同时电脑可以进一步辅DNA2、电脑拥有机器思维：机器学会人类的思维方式，帮助人更好的思考问题。2局部学问表示2-1. 什么是学问？学问的要素有哪些？学问的表示方法有哪些？答：学问是经过消减、塑造、解释和转换的信息。简洁地说，学问是经过加工的信息。学问是由特定领域的描述、关系和过程组成的。有关方面的一种符号表示。学问的要素：事实、规章、掌握和元学问。示法2-2. 谓词规律法、产生式表示法、框架表示法和语义网络表示法的要点是什么？它们有何本质上的联系及异同点?的问题,然后承受消解定理和消解反演来证明一个语句是从的正确语句导出的,从而证明这个语句也是正确的状态空间法是基于解答空间的问题表示和求解方法,是以状态和操作符为根底的。问题归约法是从目标(要解决的问题)动身逆向推理，建立子问题以及子问题的子问题，直至最终把初始问题归约为一个平凡的本原问题集合。谓语规律法是承受谓词合式公式和一阶谓词演算把要解决的问题变为一个有待证明的问题,然后承受消解定理和消解反演来证明一个语句是从的正确语句导出的,从而证明这个语句也是正确的语义网络法是用“节点”代替概念，用节点间的“连接弧”代替概念之间的关系。语义网络表示法的优点：构造性、联想性、自然性。2-3. 如何用谓词规律法表示学问?〔见课本例题〕例题：全部学生都穿彩色制服。任何整数或者为正数或者为负数。自然数都是大于零的整数。解：首先定义谓词如下：Student(x):x是学生Uniform(x,y):x穿yN(x):x是自然数I(x):x是整数P(x):x是正数Q(x):x是负数L(x):x大于零用谓词公式分别表示如下：(∀x)(Student(x)->Uniform(x,color))(∀x)(I(x)->P(x)VQ(x))(∀x)(N(x)->L(x)ΛI(x))2-4. 什么是产生式规章？产生式系统由哪些局部组成？说明各局部的功能。答：产生式规章：确定性和不确定性规章学问的产生式表示确定性规章学问表示方法用产生式的根本形式P→Q 或IFPTHENQ不确定性规章学问表示方法用P→Q〔可信度〕或者IFPTHENQ 〔可信度〕确定性和不确定性事实性学问的产生式表示确定性事实性学问表示方法一般用三元组〔对象，属性，值〕或〔关系，对象1,2〕来表示〔〕或〔12，不确定度量值〕产生式系统组成：产生式系统通常由规章库、数据库和推理机三个根本局部组成。推理机推理机规章库数据库将问题从初始状态转换成解状态的变换规章。规章库是专家系统的核心。结果，数据库中的内容是动态变化的。到执行操作要分三步完成：匹配、冲突解决和操作2-5.说明产生式系统推理机的推理方式及推理过程。答：产生式系统推理机的推理方式有正向推理、反向推理和双向推理三种正向推理是从事实动身，通过规章求得结论，也称数据驱动方式或自底向上的方式，过程如下：规章集中的规章与数据库中的事实进展匹配，得到匹配的规章集合。使用冲突解决算法，从匹配规章集合中选择一条规章作为启用规章。执行启用规章的后件，将该启用规章的后件送入数据库。重复这个过程直至到达目标。反向推理是从目标〔作为假设〕动身，反向使用规章，求得事实，也称目标驱动方式或称自顶向下的方式，过程如下：规章库中的规章后件与目标事实进展匹配，得到匹配的规章集合。使用解决算法，从匹配规章集合中选择一条规章作为启用规章。将启用规章的前件作为子目标。重复这个过程直至各子目标均为事实成功完毕。双向推理某个中间界面上两方向结果相符便成功完毕。2-6. 如何用框架表示法表示学问？如何用语义网络法表示学问？〔见课本例题〕框架表示法表示学问举例：描述“教师”的框架框架名：<教师>类属：<学问分子>工作：范围〔教学，科研〕默认：教学〔男，女〕〔中专，大专〕人ISA我有计算机ISAPC/PIV机ISAPC机ISA计算机人ISA我有计算机ISAPC/PIV机ISAPC机ISA计算机IS A PART OF硬盘显示器CPU 内存IS A PART OF硬盘显示器CPU 内存3-1. 什么是推理？推理的任务是什么？可分为哪几类〔按推理的规律根底划分、所利用的学问划分、推出的结论的单调性划分〕？答：推理：按某种策略由推断推出另一推断的思维过程推理的任务：从一种推断推出另一种推断按推断推出的途径(规律根底〕来划分：演绎推理、归结推理、默认推理按所利用的学问划分：确定性推理、不确定性推理按推出的结论的单调性划分：单调推理、非单调推理3-2. 什么是置换？什么是合一？什么是归结？答：置换是形如{t x,t

,t

x}的有限集合。其中tt

,t

是项，x,x

,,x

1 1t2x2 n nt

1 2 xn1 2 n

是变元；i i

表示用 替换i

，不允t 与i i一样，也不允许变元 x 循环消灭在另一个t 中。合一：设有公式集

,,F}

i，假设存在一个代换 ，FF

1 2F n使得 1 2

n则称 为公式集F的一个合一，FF

,,F

是可合一的。1 2 nC2归结：设C

与 是子句集中的任意两个子句，假设C

1

CL

互补，2C1 C 1 L L 22那么从 和1

中分别消去 和 ，2 1 2并将二个子句中余下的局部析取，构成一个子句C ，则称这一过程为归结，称

CC

12C 的归结式，12 1 2C C称 和 为C1 2 12

的亲本子句。3-3. 什么是子句？把谓词公式化为子句集有哪些步骤?答：任何文字的析取式称为子句。91〕消去蕴涵符号； 2〕削减否认符号的辖域；3〕对变量标准化； 4〕消去存在量词 5〕化为前束形 6〕把母式化为合取范式 7〕消去全称量词3-4.

消去连词符号^更换变量名称把握把谓词公式化为子句集的方法。如把以下句子变换成子句形式：3-5. 简述用归结法证明定理的过程〔消解反演求解过程〔见课本例题〕P941720答：归结法证明定理的过程：否认结论G，得到¬G；将前提条件A₁ΛA₂Λ…ΛAn和¬G化为子句集S；应用归结原理，反复对子句集S进展归结，假设能归结出空子句，则证明子句S的不行满足性，从而证明白公式A₁ΛA₂Λ…ΛAn→G为真。P9517题：证明：先将问题用谓词描述如下：(x)(Pass(x,computer)∧Win(x,prize))→Happy(x))(x)(y)(Study(x)∨Lucky(x)→Pass(x,y))┐Study(zhang)∧Lucky(zhang)(x)(Lucky(x)→Win(x,prize))结论“张是欢快的”的否认┐Happy(zhang)(3将上述公式转化为子句集如下：(1)┐Pass(x,computer)∨┐Win(x,prize)∨Happy(x)┐Study(y)∨Pass(y,z)┐Lucky(u)∨Pass(u,v)┐Study(zhang)Lucky(zhang)┐Lucky(w)∨Win(w,prize)┐Happy(zhang)(3{W/x}┐Happy(zhang)Lucky(zhang)┐Pass(zhang,computer)∨┐Lucky(zhang)┐Pass(zhang,computer)∨Pass(u,v){zhqang/u,computer/v}┐Lucky(zhang)Lucky(zhang)NILP95第20题：设：能阅读的人是识字的；海豚不识字；有些海豚是很聪明的。证明：有些很聪明的人并不识解：第一步，先定义谓词，设R(x)表示x是能阅读的；K(y)表示y是识字的；W(z)表示z是很聪明的；其次步，将事实和目标用谓词公式表示出来能阅读的人是识字的：(∀ x)(R(x))→K(x))海豚不识字：(∀ y)(¬K(y))有些海豚是很聪明的：(∃ z)W(z)有些很聪明的人并不识字：(∃ x)(W(z)∧¬K(x))第三步，将上述事实和目标的否认化成子句集：¬R(x))∨K(x)¬K(y)¬W(z)∨¬W(z)∨K(x))第四步，用归结演绎推理进展证明(43-6. 如何通过归结法求取问题的答案?P951819答：归结法求取问题的步骤如下：把前提条件用谓词公式表示出来，并且化为子句集S；把待求解的问题用谓词公式表示出来，然后将其否认，并与谓词公式ANSWER构成析取式，ANSWER是一个为了求解问题而专设的谓词，并且其変元必需与谓词公式中的変元全都；将2)中的析取式化为子句集，并且将该子句集并入到子句集S中。得到子句集S’;对子句集S’应用归结原理进展归结。P9518题：p〔x〕：x由五个侦察员的话为真，有P〔z〕∨ p〔q〕〔1〕P〔q〕∨ p〔s〕〔2〕P〔s〕∨ p〔l〕〔3〕┐p〔z〕 ∨ ┐p〔s〕〔4〕┐p〔q〕 ∨ ┐p〔l〕〔5〕把结论的否认参加结论的否认的否认的子句中去，得：┐p〔x〕 ∨ ┐P〔x〕〔6〕由于这些全都是子句，所以化为子句集的步骤可以省略了。〔1〕，〔4〕归结得：p〔q〕 ∨ ┐p〔s〕〔7〕〔2〕，〔7〕归结得：p〔q〕〔8〕即：钱是盗窃犯。〔5〕，〔8〕归结得：┐p〔l〕〔9〕李不是盗窃犯。〔3〕，〔9〕归结得：p(s)(10)孙是盗窃犯。〔4〕，〔10〕归结得：┐p〔z〕赵不是盗窃犯。所以，钱和孙是盗窃犯。P9519题：看附件3-7. 与/或形演绎推理有哪几种推理方式?简述推理过程〔见课本例题〕P952122答：与/或形演绎推理分为正向演绎、逆向演绎和双向演绎推理。与/或正向演绎推理过程如下：用与/或树将事实表示出来；F规章的左部和与/F规章参加大与/或树中；重复步骤2与/或逆向演绎推理过程如下：用与/或树将求解目标表示出来；用B规章的右部和与/B规章参加大与/或树中；重复步骤2，直至产生一个含有事实结点的全都解图。P9521题：看附件第5局部搜寻问题求解说明用状态空间法求解问题的过程，根本的求解方法有哪些？答：求解问题过程：将所要求的问题表示成状态空间，问题的解就在状态空间中依据给定的条件，在状态空间中搜寻出目标状态，从而求得问题的解根本的求解方法有：1)状态空间的穷搜寻法a,广度优先搜寻算法b,深度优先搜寻算法。2)启发式搜寻法a,图启发式搜寻算法A、b,图启发式搜寻算法A*什么是盲目搜寻？启发式搜寻法的根本思想是什么？评估函数如何定义？评估函数的作用是什么？所能做的只是可以区分出哪个是目标状态索，没有考虑到问题本身的特性，所以具有很大的盲目性，效率不高，不便于简单问题的求解。启发式搜寻法的根本思想：是在搜寻过程中参加了与被解问题有关的启发性信息〔特征评估函数定义：f(n)=g(n)+h(n)这里个g(n)表示迄今为止搜寻已产生的从初始结点S到结点n的实际代价，h(n)表示从结点n到目标结点的估量代价，h(n)称为启发函数，它表达了搜寻的启发信息。评估函数的作用：估量待扩展各结点在问