第一章
1.3 什么是人工智能?它的研究目标是什么?
人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。
研究目标:人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。
1.7 人工智能有哪几个主要学派?各自的特点是什么?
主要学派:符号主义,联结主义和行为主义。
1. 符号主义:认为人类智能的基本单元是符号,认识过程就是符号表示下的符号计算,从
而思维就是符号计算; 2. 联结主义:认为人类智能的基本单元是神经元,认识过程是由神经元构成的网络的信息
传递,这种传递是并行分布进行的。
3. 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动,取决于对外界
复杂环境的适应,它不需要只是,不需要表示,不需要推理。
1.8 人工智能有哪些主要研究和应用领域?其中有哪些是新的研究热点?
1.研究领域:问题求解,逻辑推理与定理证明,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,数据挖掘与知识发现,人工生命,系统与语言工具。
2.研究热点:专家系统,机器学习,神经网络,分布式人工智能与Agent,数据挖掘与知识发现。
第二章
2.8 用谓词逻辑知识表示方法表示如下知识:
(1) 有人喜欢梅花,有人喜欢菊花,有人既喜欢梅花又喜欢菊花。 三步走:定义谓词,定义个体域,谓词表示
定义谓词 P(x):x是人 L(x,y):x喜欢y y的个体域:{梅花,菊花}。 将知识用谓词表示为:
(?x)(P(x)→L(x, 梅花)∨L(x, 菊花)∨L(x, 梅花)∧L(x, 菊花))
(2) 不是每个计算机系的学生都喜欢在计算机上编程序。
定义谓词
S(x):x是计算机系学生
L(x, pragramming):x喜欢编程序 U(x,computer):x使用计算机 将知识用谓词表示为:
? (?x) (S(x)→L(x, pragramming)∧U(x,computer))
2.18 请用语义网络表示如下知识:
高老师从3月到7月给计算机系的学生讲“计算机网络”课。
(天气预报框架)
例如有以下一段天气预报:“哈尔滨地区今天白天多云,雾霾,偏北风≤3 级,最高气 温9o,最低气温0o,降水概率25%。”。
Frame<天气预报> 地域:哈尔并 时段:今天 天气:多云 风向:北风 风力:<3级 气温:0-9° 降水概率:25%
第三章
3.13 (6) 判断以下子句是否为不可满足
{P(x)∨Q(x )∨R(x), ﹁P(y)∨R(y), ﹁ Q(a), ﹁R(b)}
采用归结反演,存在如下归结树,故该子句集为不可满足。
3.14 (3) 证明G是F的逻辑结论
F: (?x)(?y)(P(f(x))∧(Q(f(b)))
G: P(f(a))∧P(y)∧Q(y) 先将F和?G化成子句集: S={P(a,b), ?P(x,b)} 再对S进行归结:
P(a,b) ?P(x,b)
{a/x} NIL
所以,G是F的逻辑结论
3.18 设有子句集
{P(x)∨Q(x, b), P(a)∨﹁Q(a, b),﹁Q(a, f(a)), ﹁P(x)∨Q(x, b)}
请用祖先过滤策略求出其归结式 解:支持集策略不可用,原因是没有指明哪个子句是由目标公式的否定化简来的。 删除策略不可用,原因是子句集中没有没有重言式和具有包孕关系的子句。 单文字子句策略的归结过程如下:
?Q(a, f(a)) P(x)∨Q(a, b)
{b/f(a)} ?P(x)∨Q(x, b) P(a)
{a/x} ?Q(a, f(a)) Q(a, b)
{b/f(a)}
Q(a, b)
用线性输入策略(同时满足祖先过滤策略)的归结过程如下:
P(x)∨Q(a, b) P(a)∨? Q(a, b)
{a/x}
P(a) {a/x} ?P(x)∨Q(x, b)
Q(a,b)
{b/f(a)}
?Q(a, f(a)) NIL 第四章
4.10 何谓估价函数,在估价函数中,g(n)和h(n)各起什么作用?
1.估价函数是用来估计节点重要性的函数。
f(n)?g(n)?h(n)。
3.g(n)是从初始节点
S0到节点n的实际代价;
Sg4.h(n)是从节点n到目标节点
的最优路径的估价代价。
4.11 设有如下结构的移动将牌游戏:
其中,B表示黑色将牌,W表是白色将牌,E表示空格。游戏的规定走法是: (1) 任意一个将牌可移入相邻的空格,规定其代价为1;
(2) 任何一个将牌可相隔1个其它的将牌跳入空格,其代价为跳过将牌的数目加1。
游戏要达到的目标什是把所有W都移到B的左边。对这个问题,请定义一个启发函数h(n),并给出用这个启发函数产生的搜索树。你能否判别这个启发函数是否满足下界要求?在求出的搜索树中,对所有节点是否满足单调限制?
解:设h(x)=每个W左边的B的个数,f(x)=d(x)+3*h(x),其搜索树如下:
第五章
5-15 用遗传算法求f(x)=x﹒sin(10π﹒x)+1.0的最大值,其中x∈[-1,2]。(选作)
U={u1, u2, u3, u4, u5}
并设F、G是U上的两个模糊集,且有
F=0.9/u1+0.7/u2+0.5/u3+0.3/u4 G=0.6/u3+0.8/u4+1/u5
请分别计算 F∩G,F∪G,﹁F。
解:F∩G=(0.9∧0)/ u1+(0.7∧0)/ u2+(0.5∧0.6)/u3+(0.3∧0.8)/u4+(0∧1)/u5 =0/ u1+0/ u2+0.5/u3+0.3/u4+0/u5 =0.5/u3+0.3/u4
F∪G=(0.9∨0)/ u1+(0.7∨0)/ u2+(0.5∨0.6)/u3+(0.3∨0.8)/u4+(0∨1)/u5
=0.9/ u1+0.7/ u2+0.6/u3+0.8/u4+1/u5
﹁F=(1-0.9)/ u1+(1-0.7)/ u2+(1-0.5)/u3+(1-0.3)/u4+(1-0)/u5
=0.1/ u1+0.3/ u2+0.5/u3+0.7/u4+1/u5
5-19 设有论域