人工智能原理

PartI人工智能语言PartII专家系统6/30/20231PartI人工智能语言由于人工智能研究的问题的特点和解决问题的方法的特殊性，为了能方便而有效地建立人工智能系统，需要发展专门的人工智能语言。6/30/20232人工智能语言一般来说，人工智能语言应具备如下特点：

要有符号处理能力（即非数值处理能力）；适合于结构化程序设计，编程容易；要有递归功能和回溯功能；要有人机交互能力；适合于推理；要有把过程与说明式数据结构混合起来的能力，又要有辨别数据、确定控制的模式匹配机制。6/30/20233人工智能语言在人工智能手册中介绍了七种人工智能语言：LISP,PLANNER,CINNIVER,QLISP,POP2,SAIL,FUZZY。近百种人工智能语言中，只有LISP和后起之秀Prolog是人工智能研究和应用中占重要地位的两种人工智能程序设计语言。虽然国内外对这两种AI语言曾有争议，褒贬不一，但LISP和PROLOG的重要性是都不可否认的。

6/30/20234人工智能语言函数型语言LISP和逻辑型语言PROLOG都适合作符号处理，都适合于结构化程序设计(LISP提供了函数定义，prolog提供了谓词定义)，都具有递归功能(prolog还具有自动回溯功能)，都具有人机交互能力(prolog还特别适合于推理)，也都具有把过程与说明式数据结构混合起来的能力以及辨别数据、确定控制的模式匹配机制(LISP将程序与数据均表示为表，因此可以把程序作为数据处理，也可将数据当作程序来执行。Prolog用一致的数据结构“项(term)”来构造数据和程序，事实、规则和询问的表现形式都为Horn子句，执行时作统一的操作匹配。LISP的匹配函数、prolog的合一运算自动匹配、自动搜索都具有很强的模式匹配机制。)因此可以说LISP和prolog是两种较为典型的人工智能语言。6/30/20235人工智能语言谈到LISP和PROLOG两种AI语言的重要性，我们还可以从美国AI界的权威学者、麻省理工学院教授(温斯顿)所说的一段话来体会。6/30/20236人工智能语言概括地说,计算机语言的发展正是一个从HOW型低级语言向WHAT型高级语言进化的过程.在HOW型语言中,程序编制者必须详细说明运算是怎样(HOW)一步一步进行的;而在WHAT型语言中,程序编制者只需简单说明要做的事情是什么(WHAT)。…现代的LISP语言是这些语言的佼佼者,因为采用CommonLisp格式的Lisp具有非凡的表现力,但是如何做某件事情仍然是有待于Lisp程序编制者来表达的东西.相反,Prolog是一种明显地冲破了HOW型语言陈规的语言,它鼓励程序编制者去描述情况和问题,而不是那些用来解决问题的详细步骤。”6/30/20237LISP语言1、BackGround1959年，麦卡锡基于阿隆索.邱奇(AlonzoChurch)的λ-演算和西蒙、纽厄尔首创的"表结构"，开发了著名的LISP语言（LIStProcessinglanguageorLIStProcessor），成为人工智能界第一个最广泛流行的语言。

6/30/20238LISP语言2、LISP语言的特点a、计算用的是符号表达式而不是数；b、具有表处理能力，即用链表形式表示所有的数据；c、控制结构基于函数的复合，以形成更复杂的函数；d、用递归作为描述问题和过程的方法；e、用LISP语言书写的EVAL函数既可作为LISP语言的解释程序，又可以作为语言本身的形式定义；

f、程序本身也同所有其他数据一样用表结构形式表示。

6/30/20239LI伞SP梨语言2、塞LI酒SP爹的符偿号表挽达式①符号慨：以缩慧字母烛开头漏不含跪规定伏的特贤殊字煎符的嚷字符值串，岗相当厨于其架他语沉言中兆的变瓦量。②原子渗：L夕IS距P中支不可振再分挺割的刚对象残，如贪数、程符号含、空袍表。③表：椅若干颠个数巴或符拿号用们括号袜括起祝来就伯构成洗一个恒表，攻表中挪的元镇素用火空格搜分开斩，没呜有元化素的腿表称丑为空辛表，配用(防)土或者膝ni炕l表丝式示。④符号哨表达个式：狱原子昌和表抬的统执称。6/径26锅/2槐02放310LI弓SP喊语言LI蓝SP世的符杏号表征达式腹采用偏前缀迅表示缎形式愤，即尖表中恰第一止个元腹素是源函数蛋符号与名，拜其余蹦的元议素是粒这个革函数伍要求称的运起算或荷处理献的元司素。例如：(槽se懒tq筛y赞(*节2平3应4盟)糖)6/辆26著/2吩02虹311LI绒SP钉语言3、猴LI凝SP秀语言限的基鞠本函命数(1欣)数隔值运邮算函虎数(2尊)求傻值与症赋值的函数(3巷)表有处理勺函数(4榆)逻咱辑函币数(5波)条否件函羞数(6匹)自酬定义记函数每与无煮名函笛数6/自26仅/2铜02死312LI位SP苦语言(1孔)数睡值运乐算函助数a、压算术鹅运算规函数差：+郊-术*融/臂1讨+海1-俯等(s驳et息q甚a萍1格0)(/尖a慰2膨2里)b、朵超越适函数轰：e便xp车ex丧pt砍lo咐g针sq喉rt以a谋bs苏s脸ig滤nu拖mc、矮数的宴逻辑元运算冬函数档：l值og炭io吃r容lo室gx幕or浩l辨og丙an席d息lo榨gn匹ot(l岛og馒no锻t浙1千2)沿?6/龟26向/2损02绳313LI钓SP吐语言6/奥26随/2界02循314LI疑SP聋语言(2群)求为值与患赋值伶函数a、谜禁止雷求值禽函数软qu翻ot急e先’（q披uo围te麦(a灾b铅c)炭)(s顶et恼q泡x午(帝a绕b惊c裁))(s抄et焦q截x蜻‘滚(a餐b槽c孔))b、者赋值尸函数足se畏tqc、丧求值选函数(v液al抵ue节s喊(*桂2镇3悬)桐(+惩4送5盛)恼)6/晚26给/2诞02博315LI苍SP炒语言6/户26校/2睛02浮316LI旅SP孔语言(3状)表盟处理篮函数河:L帝IS姥P的答基本灵数据跟结构学是表天，L方IS状P语宰言最木擅长间的也傍是表牵。a、蛋取表闭部分苏内容还的函送数①c游ar惯函数雾：取赢表的概第一龙个元框素（c盏ar帮‘追(a陕b敏c)答)爱→驰a②c园dr剂函数灶：取吼表中蛋去除吊第一躁个元遥素的读余下阿表（c撤dr者‘穷(a兼b旺c)星)详→奇(b霉c)③c败ar拌和c激dr汁的连值续作痕用(c理ar借(c唯dr绢(c阻dr蜂(c带dr浙‘产(a河b尽c弯d截e认f马)薄))狸))可表搞示为帝(c葱ad虹dd志r离‘(摔a粗b庆c按d孟e屠f纵))Ma撑x=贷46/锡26鲁/2饰02魄317LI彩SP免语言6/浊26甩/2日02倒318LI随SP兴语言b、腰构造桃表的配函数6/停26简/2闪02妄319LI冒SP拆语言c、印其他乓表函猜数6/迎26腐/2同02竹320LI相SP毒语言4、卖逻辑观函数剪:只鸽能返虫回真史t或磨假n皱il①数文据类错型判晋断函介数6/胃26卵/2渠02翻321LI刷SP壶语言②数摩的比灭较函岂数>杰<阁>=马<帜=咏=罢/=③等粒值函铲数匹eq逼ua罚l(e刊qu拨al含(燥)抢ni票l源)盛→踢t(e扫qu映al挤‘(房诚a槐b森c)勺‘(争a碎b映d)衔)稍→代ni桥l④逻卷辑运龟算函槽数an射d哄o期r废n破ot6/工26乒/2副02锯322LI役SP更语言5、恶条件成函数①i期f苗函数(i庄f帽t有es膜t激t幻玉he羊n娘[湾el证se灿])边返回泊：[丑el久se叔]趴or牢n雄il②w乓he猛n函勒数：(w质he阁n思t震es套t税{锁fo理rm浓}*)③u毙nl昏es锤s函衫数(u寒nl芽es坟ste丸st妨{f浩or氏m}剪*)6/佛26浮/2盗02光323LI玩SP宽语言④co队nd茅it沿io些n函嫁数6/苗26善/2碎02雕324LI单SP是语言6、牙自定络义函如数与餐无名蜓函数①自稻定义崖函数6/满26亡/2崭02霉325LI标SP惰语言6、攀自定冷义函街数与食无名安函数②无抬名函径数6/谣26强/2兼02框326LI消SP组语言7、嚷迭代丘与递愁归6/晓26孙/2谣02楼327LI肤SP院语言do盐函数6/顷26减/2善02借328LI灯SP报语言do妥函数6/杏26顿/2雹02贤329LI纤SP箭语言(2指)非欧结构刊化迭叫代6/澡26罪/2誓02克330LI退SP耍语言6/叔26皮/2很02舞331Pr火ol椒ogPr洽ol梯og得语言肉最早明是由姿法国挤马赛脑大学赏的C格ol厚me旨ra座ue析r和妖他的检研究溜小组翁于1券97袍2年栗研制终成功偶。盟Pr葱ol铸og谅是当垫代最记有影侮响的田人工败智能刻语言踢之一咏，由范于该呀语言诉很适臣合表桐达人策的思遣维和伸推理妇规则寄，在拼自然袖语言橡理解思、机端器定据理证董明、摊专家仰系统拉等方汇面得篮到了隔广泛供的应陡用，缓已经亏成为阀人工诉智能律应用务领域裁的强理有力器的开醒发语荒言。贿尽管俗Pr牌ol肆og患语言各有许亲多版巩本，杯但它毕们的第核心膛部分负都是毯一样阿的。逃Pr否ol皱og体的基味本语废句仅蜘有三耻种，毫即事实、规则和目标三种蹈类型改的语摄句，嫂且都乏用谓摧词表魔示，泄因而姓程序饶逻辑借性强槽，文坐法简棒捷，枯清晰薪易懂辛。另隔一方库面，斗Pr小ol夕og尸是陈眨述性魔语言局，一敌旦给沸它提技交必假要的书事实什和规瓶则之缓后，倍Pr膝ol绕og朗就使蓬用内初部的进演绎熔推理评机制幅自动担求解挽程序粉给定失的目累标，北而不披需要祸在程寻序中踪蝶列出塞详细镜的求泛解步斧骤。6/更26喂/2睛02赢332Pr排ol冷ogPr饶ol在og扮语言税接近系于自被然语庆言，沿文法配简捷徐，逻铅辑性印强，反易写败易读存，便形于学闲习和房诚使用缎，易揪于正保确性剖证明嫂，具浩有一法阶逻俊辑的袖推理讽能力可，因仍而被散应用凉于人宜工智菜能多较个研我究领股域中迈。Pr沙ol顿og颜语言努具有船下面薄的特释点：（1袋）在找Pr抵ol付og胞程序榴中，跳仅含够有事古实、眨规则消及询骆问语侄句，崭强调乏的是今它们殿之间爆的逻性辑关毅系，至不要陶求给讲出求才解问肿题的妹步骤乱，因资而P拳ro疫lo咱g被愈看作饥是一爪种描听述性甩的语炒言。（2正）P匹ro瓜lo层g语罩言具胶有自级动实石现搜史索、问模型束匹配则及回花溯的突功能挎，从阀而实在现了棵自动箩逻辑幻玉推理兵。（3昆）P助ro课lo冰g的朴数据给和程念序结忍构统伞一。（4伴）递扁归是织Pr舞ol发og讽的一束个重运要特谊征，余它反翁映在遥程序镇及数弯据结优构中治。由熟于这宗一特竹征，基使得声Pr场ol材og鹊可把甚一个择大的烂数据驳结构肉作为之一个概小的跌程序惭处理腐。6/冷26巧/2筒02刮333Pr边ol刑og１、耳事实票事实塞用来颗说明帐一个叶问题竿中已波知的增对象勉和它道们之粘间的淡关系画。在砖Pr思ol脖og主程序抱中，春事实匙由谓培词名吴及用烟括号握括起餐来的限一个慢或几押个对性象组烫成。扇谓词迷和对胸象可速由用海户自们己定脂义。铲例如怕，谓挎词l努ik似es缺(b龟il箱l，搬bo译ok过).忙是一驱个名泡为l事ik避e的恨关系项，表柏示对秀象b吗il疗l和浩bo姥ok乎之间浑有喜缘瑞欢的会关系坝。6/聪26杨/2例02蝴334Pr葵ol赛og２、桑规则摔规则膛由几豪个互桶相有偷依赖义性的繁简单谁句（疾谓词森）组付成，妙用来伍描述笔事实绣之间警的依坏赖关刷系。呼从形跳式上香看，评规则韵由左徒边表窄示结敬论的拔后件靠谓词留和右捡边表竖示条烛件的执前提京谓词制组成撇。专例幸如，苏规则bi扶rd渐(X富):铲-a宏ni忧ma躲l(钉X)目,h旱as网(X兰,f月ea标th田er展).发表示卵凡是徒动物面并且魔有羽链毛，胳那么离它就芹是鸟唤。6/次26深/2原02殊335Pr占ol朽og３、福目标蹦（问形题）择把事它实和耽规则轻写进纲Pr和ol睡og数程序励中后慨，就呆可以临向P疾ro侄lo乎g询举问有他关问携题的干答案返，询渗问的守问题无就是四程序喜运行悉的目跨标。书目标遇的结停构与埋事实枕或规芬则相正同，蚂可以费是一冒个简午单的拌谓词晚，也乱可以秃是多先个谓锯词的首组合挎。目畅标分直内、俊外两众种，扒内部膏目标福写在脚程序柱中，毕外部只目标种在程梢序运桐行时种由用剩户手包工键将入。岔例如塞问题助?捐-s解tu穿de功nt户(j洪oh启n)丸.重表见示“划jo绒hn直是学季生吗袄？”6/墨26拘/2担02院336Pr梁ol滤ogPr绒ol肾og偏程序博的简嘴单例叨子例1赢谁是岩jo股hn富的朋障友？引pr撒ed补ic汗at冻es润/斧*谓洒词段殖，对龟要用耕的谓酬词名反和参拼数进攻行说裕明*妇/介l销ik柴es驴(s桶ym牌bo芒l,旬s军ym葱bo置l)蹦fr赶ie臂nd析(s僚ym功bo友l,漫s境ym购bo获l)僵cl结au滥se业s盾/*铺子句柱段，低存放雨所有还的事早实和殖规则担*/获li吨ke致s(鸣be过ll爷,s门po四rt歇s)泉.恰/*坑前4这行是劳事实歉*/li述ke涝s(戏ma陵ry宜,m倚us汉ic谷).联li冰ke修s(巨ma哄ry愁,s壁po苏rt死s)餐.假l训ik让es狠(j弊an亦e,斗sm笋it惑h)柏.葛f抖ri牌en背d(沉jo驶hn脑,X头):葬-l货ik非es冒(X疼,s舞po碌rt或s)米,l贿ik尚es膏(X冈,m男us岂ic踢).系/*雁本行趣是规猾则*猪/扎当倡上述遗事实普与规粉则输缸入计贺算机固后，牙运行粒该程仇序，乱用户置就可荒以进绪行询舱问，吩如输战入目产标：部f档ri翻en某d(佛jo摸hn屈,X浊)即询慨问j猴oh弃n的融朋友刷是谁打,,漏这时眼计算伯机的盾运行扛结果差为：稻X=防ma蜜ry健（疼ma局ry岛是j渔oh茂n的萝朋友揭）掩1活S攀ol姓ut蓄io筒n伴（不得到哀了一瓶个结勇果）6/隶26秀/2感02钓337Pr拉ol帅og例2叮汉泡诺塔规问题樱:落该问伐题可档以采疮用递宅归法钩思想馋来求锈解,首其源感程序歉为:传pr退ed终ic帅at贞es熄/通*谓泄词段透*/贩h抚an劝oi岛(i宫nt梨eg孟er发)览mo嘱ve拍(i遍nt南eg酸er爪,s脑ym剖bo桃l,达sy配mb盯ol贤,s叹ym辉bo特l)节i四nf撇or俩m(嗽sy悟mb浅ol寸,s雪ym逗bo捏l)处.纵c邀la映us击es铲/卧*子捞句段祝*/印h辅an脆oi昏(N拼):侮-m旺ov宣e(筝N,侨a,么b,地c)含.请mo哄ve脆(1急,A倾,_神,C张):蔽-i割nf寄or直m(盼A,派C)茄,!钻.宴mo送ve首(N亡,A庭,B困,C将):物-N柳1=阁N-匀1,孤mo妖ve榆(N汤1,披A,恐C,甚B)善,粉i叙nf谦or眉m(句A,敞C)谷,m脑ov乱e(撞N1词,B榴,A嘉,C全).渔i蛾nf牢or疏m(蠢Lo圆c1开,L帆oc它2)危:-糠nl捞,w执ri壤te凤("浴移动姐1个谎盘子扎从柱匙"培,L汇oc筋1,蹄"到终柱"坟,L岗oc笋2)你.该go华al圆/*划目标伸段，结问移藏动3新个盘虽子的挨方法窗*/短h保an郑oi陪(3络).6/蒸26梯/2丛02御338Pr拣ol卡ogPr羞ol宴og睬语言建最早惨是由汉法国驱马赛评大学冰的C比ol亏me唤ra抬ue葱r和助他的姨研究弹小组仿于1剧97蚕2年饱研制含成功肃。早匠期的舟Pr阴ol葡og虾版本膝都是惠解释喜型的暖，自损19惩86饮年美卖国B炎or掀la植nd担公司撑推出游编译尘型P介ro齿lo凝g,舟即T距ur秋bo叶P姿ro劈燕lo撤g以剪后，摄Pr欣ol呈og率便很利快在姻PC拉机上阔流行其起来鱼。后伶来又芝经历巨了P盆DC剑P滤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