人工智能原理及其应用考题总结

人工智能各章小结及习题解答 第一部分 绪论 习题解答： 1．什么是人工智能？发展过程中经历了哪些阶段？ 解：人工智能是计算机科学的一个重要分支，也是一门正在发展中的综合性前沿学科，它是 由计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、哲学、语言学等多种学科相互渗透而发展起 来的，目前正处于发展阶段尚未形成完整体系。 发展过程中经历的阶段有： 第一阶段（40 年代中～50 年代末） 神经元网络时代 第二阶段（50 年代中～60 年代中） 通用方法时代 第三阶段（60 年代中～80 年代初） 知识工程时代 第四阶段（80 年代中～90 年代初） 新的神经元网络时代 第五阶段（90 年代初～现在） 海量信息处理与网络时代 2．人工智能研究的基本内容是什么？ 解：基本内容是：搜索技术、知识表示、规划方法、机器学习、认知科学、自然语言理解与 机器翻译、 专家系统与知识工程、定理证明、博弈、 机器人、数据挖掘与知识发现、 多 Agent 系统、复杂系统、足球机器人、人机交互技术等。 3．人工智能主要有哪几大研究学派？ 解： （１）符号主义学派：由心理学途径产生，符号主义认为人工智能起源于数理逻辑，人 类认识（智能）的基本元素是符号，而智能行为则是符号运算的结果。 （２）连接主义学派：由生理学途径产生，连接主义又称为仿生学派，认为人工智能的基 本元素是神经元， 智能产生于大量神经元的并行分布式联结之中， 而智能行为则是联结计算 的结果。 （３）行为主义学派：由生物演化途径产生，行为主义认为人工智能起源于控制论，提出 智能取决于感知和行为，取决于对外界复杂环境的适应，而不是表示和推理。 ４．人工智能有哪些主要的研究领域？ 解： （１）问题求解 （２）逻辑推理与定理证明 （３）自然语言理解 （４）自动程序设计 （５）专家系统 （６）机器学习 （７）神经网络 （８）机器人学 （９）模式识别 （１０）机器视觉 （１１）智能控制 （１２）智能检索 （１３）智能调度与指挥 （１４）分布式人工智能与Ａｇｅｎｔ （１５）计算智能与进化计算 （１６）数据挖掘与知识发现 （１７）人工生命 （１８）系统与语言工具 第 2 部分 知识与知识表示 本章小结： 习题解答： 1 设有如下问题： （1）有五个相互可直达且距离已知的城市 A、B、C、D、E，如图所示； （2）某人从 A 地出发，去其它四个城市各参观一次后回到 A; （3）找一条最短的旅行路线 请用产生式规则表示旅行过程。 解：①综合数据库（x） (x)中 x 可以是一个字母，也可以是一个字符串。 ②初始状态（A） ③目标状态（Ax1x2x3x4A） ④规则集： r1: IF L(S)=5 THEN GOTO(A) r2: IF L(S)D-E-B-A 总距离为 5+6+8+10+7=36 2 神州大学和东方大学两校篮球队在东方大学进行一场比赛，结局的比分是 85：89，用语 义网络表示。 ( A ) ( AB ) ( AC ) ( AD ) ( AE ) ( A CB) ( A CD) ( ACE ) ( A CDB) ( ACDE ) ( ACDEB ) ( ACDEBA) 7 5 10 10 7 6 9 10 8 10 7 起始 目标 第 3 部分 推理 本章小结： 习题解答： 1 张某被盗，公安局派出五个侦察员去调查。研究案情时，侦察员 A 说“赵与钱中至少有 一人作案” ；侦察员 B 说“钱与孙中至少有一人作案” ；侦察员 C 说“孙与李中至少有一人 作案” ；侦察员 D 说“赵与孙中至少有一人与此案无关” ；侦察员 E 说“钱与李中至少有一 人与此案无关” 。如果这五个侦察员的话都是可信的，试用归结演绎推理求出谁是盗窃犯。 解：第一步：将 5 位侦察员的话表示成谓词公式，为此先定义谓词。 设谓词 P(x)表示是作案者，所以根据题意： A: P(zhao) ∨ P(qian) B: P(qian) ∨ P(sun) C: P(sun) ∨ P(li) D: ﹁P(zhao) ∨ ﹁P(sun) E: ﹁P(qian) ∨ ﹁P(li) 以上每个侦察员的话都是一个子句。 第二步：将待求解的问题表示成谓词。设 y 是盗窃犯，则问题的谓词公式为 P(y)，将 其否定并与 ANSWER(y)做析取： ﹁P(y) ∨ ANSWER(y) 第三步：求前提条件及﹁P(y) ∨ ANSWER(y)的子句集，并将各子句列表如下： （1） P(zhao) ∨ P(qian) （2） P(qian) ∨ P(sun) （3） P(sun) ∨ P(li) （4） ﹁P(zhao) ∨ ﹁P(sun) （5） ﹁P(qian) ∨ ﹁P(li) （6） ﹁P(y) ∨ ANSWER(y) 第四步：应用归结原理进行推理。 推理 经典逻辑推理 不确定与非单调推理 归结演绎推理 与/或形演绎推理 自然演绎推理 （7） P(qian) ∨ ﹁P(sun) (1)与(4)归结 （8） P(zhao) ∨ ﹁P(li) (1)与(5)归结 （9） P(qian) ∨ ﹁P(zhao) (2)与(4)归结 （10） P(sun) ∨﹁P(li) (2)与(5)归结 （11） ﹁P(zhao) ∨ P(li) (3)与(4)归结 （12） P(sun) ∨﹁P(qian) (3)与(5)归结 （13） P(qian) (2)与(7)归结 （14） P(sun) (2)与(12)归结 （15） ANSWER(qian) (6)与(13)归结，σ={qian/y} （16） ANSWER(sun) (6)与(14)归结, σ={sun/y} 所以，本题的盗窃犯是两个人：钱和孙。 2 任何兄弟都有同一个父亲， John 和 Peter 是兄弟， 且 John 的父亲是 David， 问 Peter 的父亲是谁？ 解：第一步：将已知条件用谓词公式表示出来，并化成子句集。那么，要先定义谓 词。 （1） 定义谓词： 设 Father(x,y)表示 x 是 y 的父亲。 设 Brother(x,y)表示 x 和 y 是兄弟。 （2） 将已知事实用谓词公式表示出来： F1: 任何兄弟都有同一个父亲。 ( x)( y)( z)( Brother(x,y)∧Father(z,x)→Father(z,y)) F2: John 和 Peter 是兄弟。 Brother(John, Peter) F3: John 的父亲是 David。 Father(David, John) （3） 将它们化成子句集，得 S1={﹁Brother(x,y)∨﹁Father(z,x)∨Father(z,y), Brother(John, Peter), Father(David, John)} 第二步：把问题用谓词公式表示出来，并将其否定与谓词 ANSWER 做析取。 设 Peter 的