《 人工智能技术导论 》
实验指导书
西北工业大学计算机学院
目 录
一 实验纲要 .................................................................................................................................... 1 二 上机要求 .................................................................................................................................... 2 三 实验内容 .................................................................................................................................... 3
实验一 图搜索与问题求解 ................................................................................................... 3
实验1.1 启发式搜索 ....................................................................................................... 3 实验1.2 A*算法搜索 .................................................................................................... 9 实验1.3 其他应用问题 ................................................................................................. 12 实验二 产生式系统推理 ..................................................................................................... 14 实验三 TSP问题的遗传算法实现 ..................................................................................... 20 四 实验报告模板........................................................................................................................... 27
人工智能实验一实验报告 ..................................................................................................... 27 人工智能实验二实验报告 ..................................................................................................... 28 人工智能实验三实验报告 ..................................................................................................... 29 附件1 TSP问题的遗传算法程序模板 ...................................................................................... 30 附件2 学生作业作品展示 .......................................................................................................... 35
一 实验纲要
一 实验教学的目的、任务与要求
将人工智能基础理论应用于实际问题的解决当中,加深学生对所学知识的理解,提高学生的实际动手能力。
二 实验项目内容
1图搜索策略实验
用启发式搜索方法/A算法求解重排九宫问题/八数码问题。 2产生式系统的推理
以动物识别系统为例,实现基于产生式规则的推理系统。 3 TSP问题的遗传算法实现
以N个结点的TSP问题为例,用遗传算法加以求解。
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三 参考教材
人工智能技术导论-第3版，廉师友编著，西安电子科技大学出版社，2007。
四 使用主要仪器设备说明
在Windows2000/XP上，选用Java/C/C++/Matlab等语言进行实现。
五 实验考核
实验为12学时，分4次课完成。
每个实验题目在课堂上分别按百分制给出。其中包括课堂纪律、程序运行结果、课堂回答问题及实验报告成绩等。实验课总成绩为3个实验题目的平均成绩。
实验课要求学生提前预习，上课时需向辅导老师提交预习报告，报告格式和内容不作过多要求，只需简要说明自己本次实验的大体思想。预习报告形式不限，电子版或手写版均可。 1 考核方法
由各班辅导老师当堂检查源程序和运行结果，并提问相关问题，课堂上给出成绩并记
录。每个题目完成后把源代码和实验报告提交，由辅导老师检查实验报告并给出报告成绩。 2 评分标准
每个实验题目根据以下标准进行考核：
1) 考勤分20分。按时到课，无违纪现象 20分；迟到或事假扣5分；无故缺勤，0分； 2) 预习情况10分。认真完成课前预习者10分；不预习，0分；其他情况酌情给分。 3) 程序内容成绩30分。程序运行正确，达到规定要求，20分；能在规定的要求上完成更完善的功能，或具有一定的界面效果，25分；特别优秀者，30。具体在此基础上酌情给分。
4) 实验报告成绩30分。实验报告达到要求，最高分为30分。互相抄袭，记0分；其他情况酌情给分。
5) 回答问题成绩10分。回答问题正确最高分为10分；回答问题均不正确，0分；其他情况酌情给分。
6) 第一次实验课只记考勤，无故缺勤者总成绩中扣5分。
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3 实验报告
在每个实验完成后，在规定时间内提交实验报告。 实验报告格式，参见 实验报告模板。 提交内容：1) 实验报告 2) 源代码
提交形式：将实验报告和源代码压缩成zip文件，命名为AI-班号-学号-姓名.zip
二 上机要求
1 上机之前
上机之前做好相关知识复习，上课时捎带课本或参考书。 提前了解实验内容，并准备好自己的算法。
2 上机过程
1. 根据提前设计的算法，进行上机验证并调试，遇到问题及时解决； 2. 上机时间，遵守实验室纪律； 3. 在规定的时间内向指导教师提交作业。
各自保存好每次实验的源代码，并在规定时间内将源代码和实验报告压缩后提交。
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三 实验内容
实验一 图搜索与问题求解
本次实验主要用来熟悉图搜索技术在具体问题中的求解过程，下面主要以八数码问题展开，也可以以其它题目展开实验。
实验1.1 启发式搜索
一 实验目的
1 熟悉和掌握启发式搜索的定义、估价函数和算法过程；
2 理解和掌握启发式搜索过程，能够用选定的编程语言求解八数码问题，理解求解流程和搜索顺序；
3 比较并分析图搜索策略的实质，通过实验理解启发式搜索的意义。
二 实验内容
以重排九宫问题/八数码问题为例，以启发式搜索方法求解给定初始状态和目标状态的最优搜索路径。 1重排九宫问题
在一个3*3的方格棋盘上放置8个标有1、2、3、4、5、6、7、8数字的将牌，留下一个空格（一般用0表示），规定与空格上下左右相邻的将牌可以移入空格。问题的解是要求寻找一条从某初始状态S0到目标状态Sg的将牌移动路线。 下面给出初始状态和目标状态，如：
2 1 7 8 6 3 4 5 1 8 7 2 6 3 4 5 初始棋局 目标棋局 图 1 八数码问题示例 2 问题描述
要求用某种启发式搜索方法求解从给定的初始状态到目标状态的移动路线。
三 实验要求
1 自己定义启发式函数,能正确求解出从初始状态到目标状态的移动路线； 2 要求界面显示初始状态、目标状态和中间搜索步骤； 3 对不可达状态能进行正确识别； 4 对所采用的启发式函数做出性能分析。
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