《人工智能》基礎(chǔ)知識(shí)(共12頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 人工智能需要掌握的基本知識(shí)和基本方法第一章：1.人工智能的定義：P5人工智能是一門研究如何構(gòu)造智能機(jī)器（智能計(jì)算機(jī)）或智能系統(tǒng)，使它能模擬、延伸、擴(kuò)展人類智能的學(xué)科。2、人工智能研究的基本內(nèi)容：P10-P11 （1） 知識(shí)表示（2） 機(jī)器感知（3） 機(jī)器思維（4） 機(jī)器學(xué)習(xí)（5） 機(jī)器行為3. .當(dāng)前人工智能有哪些學(xué)派？（自己查資料）答：目前的主要學(xué)派有下面三家：(1)符號(hào)主義(symbolicism)，又稱為邏輯主義(logicism)、心理學(xué)派(psychologism)或計(jì)算機(jī)學(xué)派(computerism)，其原理主要為物理符號(hào)系統(tǒng)(即符號(hào)操作系統(tǒng))假設(shè)和有限

2、合理性原理。(2)連接主義(connectionism)，又稱為派(bionicsism)或派(physiologism)，其主要原理為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)間的連接機(jī)制與學(xué)習(xí)算法。(3)(actionism)，又稱為進(jìn)化主義(evolutionism)或?qū)W派(cyberneticsism)，其原理為及感知-動(dòng)作型控制系統(tǒng)。4、他們對(duì)人工智能在理論上有何不同觀？（自己查資料）答：（1）認(rèn)為人工智能源于數(shù)理邏輯（2） 認(rèn)為人工智能源于仿生學(xué)（3） 認(rèn)為人工智能源于控制論第二章1. 掌握一階邏輯謂詞的表示方法：用于求解將謂詞公式化為子句集2. 產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，各部分的功能以及主要工作過(guò)程。P38

3、-P39（1） 規(guī)則庫(kù) 規(guī)則庫(kù)是產(chǎn)生式系統(tǒng)求解問(wèn)題的基礎(chǔ)，其知識(shí)是否完整、一致，表達(dá)是否準(zhǔn)確、靈活，對(duì)知識(shí)的組織是否合理等，將直接到系統(tǒng)的性能。（2）綜合數(shù)據(jù)庫(kù) 綜合數(shù)據(jù)庫(kù)又稱為事實(shí)庫(kù)、上下文、黑板等。 它是一個(gè)用于存放問(wèn)題求解過(guò)程中各種當(dāng)前信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。（3）控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)又稱為推理機(jī)構(gòu)，由一組程序組成，負(fù)責(zé)整個(gè)產(chǎn)生式系統(tǒng)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)問(wèn)題的求解。 工作過(guò)程：(a) 從規(guī)則庫(kù)中選擇與綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中的已知事實(shí)進(jìn)行匹配。 （b）匹配成功的規(guī)則可能不止一條，進(jìn)行沖突消解。 （c）執(zhí)行某一規(guī)則時(shí)，如果其右部是一個(gè)或多個(gè)結(jié)論，則把這些 結(jié)論加入到綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中：如果其右部是一個(gè)或多個(gè)操作，則執(zhí)行這些

4、操作。 （d）對(duì)于不確定性知識(shí)，在執(zhí)行每一條規(guī)則時(shí)還要按一定的算法計(jì)算結(jié)論的不確定性。 （e）檢查綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中是否包含了最終結(jié)論，決定是否停止系統(tǒng)的運(yùn)行。 3. 框架表示的結(jié)構(gòu)組成（1）框架（frame）：一種描述所論對(duì)象（一個(gè)事物、事件或概念）屬性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。（2）一個(gè)框架由若干個(gè)被稱為“槽”（slot）的結(jié)構(gòu)組成，每一個(gè)槽又可根據(jù)實(shí)際情況劃分為若干個(gè)“側(cè)面”（faced）。（3）一個(gè)槽用于描述所論對(duì)象某一方面的屬性。（4）一個(gè)側(cè)面用于描述相應(yīng)屬性的一個(gè)方面。（5）槽和側(cè)面所具有的屬性值分別被稱為槽值和側(cè)面值。4. 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)組成第3章 課件里的全部例題第一題：5個(gè)不同顏色的房間，每

5、間有個(gè)不同國(guó)籍的人，每人有自己喜歡的飲料，香煙和寵物，已知信息：1.英國(guó)人住在紅房間里；2.西班牙人有一條狗；3.挪威人住在左邊第一個(gè)房間里；4.黃房間的人在抽庫(kù)爾斯牌香煙；5.抽切斯菲爾德牌香煙的人是養(yǎng)了一只狐貍的人的鄰居；6.挪威人住在藍(lán)房間隔壁；7.抽溫斯頓牌香煙的人有一只蝸牛；8.抽幸運(yùn)牌香煙的人喝橘子汁；9.烏克蘭人喝茶；10.日本人抽國(guó)會(huì)牌香煙；11.抽庫(kù)爾斯牌香煙的人的房間在有匹馬的房間隔壁；12.綠房間的人喝咖啡；13.中間房間的人喝牛奶14.綠房間的人在白房間的隔壁問(wèn)題： 哪個(gè)房間的人喝水？斑馬在哪個(gè)房間？第二題：例1 已知事實(shí)： （1）凡是容易的課程小王( Wang )都喜

6、歡； （2）C 班的課程都是容易的； （3）ds 是 C 班的一門課程。 求證：小王喜歡 ds 這門課程。證明：定義謂詞： EASY ( x )：x 是容易的 LIKE ( x, y )：x 喜歡 y C ( x )：x 是 C 班的一門課程 已知事實(shí)和結(jié)論用謂詞公式表示： ("x) ( EASY ( x ) LIKE ( Wang, x ) ) ("x) ( C ( x ) EASY ( x ) C ( ds ) LIKE ( Wang, ds )第三題：將謂詞公式化為子句集（1） 消去謂詞公式中的“ >®”和“<-> «”符號(hào)（2）

7、 把否定符號(hào)”Ø” 移到緊靠謂詞的位置上（3） 變量標(biāo)準(zhǔn)化換元（4） 消去存在量詞 a. 存在量詞不出現(xiàn)在全稱量詞的轄域內(nèi)換元就可b. 存在量詞出現(xiàn)在一個(gè)或者多個(gè)全稱量詞的轄域內(nèi)（5） 化為前束形前束形=（前綴）母式（前綴）：全稱量詞串。 母式：不含量詞的謂詞公式。 （6） 化為Skolem標(biāo)準(zhǔn)形Skolem 標(biāo)準(zhǔn)形：M：子句的合取式，稱為Skolem標(biāo)準(zhǔn)形的母式。（7） 略去全稱量詞由于公式中所有變量都是全稱量詞量化的變量，因此，可以省略全稱量詞（8） 消去合取詞，把母子用子句集表示（9） 子句變量標(biāo)準(zhǔn)化，即使每個(gè)子句中的變量符號(hào)不同句子中變量要有所區(qū)別第四章1.主觀Bayes方法

8、的主要優(yōu)缺點(diǎn)（P109）主觀Bayes方法的主要優(yōu)點(diǎn)： （1）具有較堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。（2）知識(shí)的靜態(tài)強(qiáng)度 LS 及LN 是由領(lǐng)域?qū)＜腋鶕?jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 給出的，推出的結(jié)論有較準(zhǔn)確的確定性。（3）主觀Bayes方法是一種比較實(shí)用且較靈活的不確定性推 理方法。主觀Bayes方法的主要缺點(diǎn) ： （1）要求領(lǐng)域?qū)＜以诮o出知識(shí)時(shí)，同時(shí)給出H的先驗(yàn)概率。 （2）Bayes定理中關(guān)于事件獨(dú)立性的要求使主觀Bayes 方法 的應(yīng)用受到了限制。 2.證據(jù)理論的概率分配函數(shù)的作用（P115）；信任函數(shù)和似然函數(shù)的關(guān)系（P118）（1）設(shè)樣本空間D中有n個(gè)元素，則D中子集的個(gè)數(shù)為2 個(gè)。 ： D的所有子集。（2）概率分配

9、函數(shù)：把D的任意一個(gè)子集A都映射為0，1上的一個(gè)數(shù)M（A）。 3.模糊推理：給兩個(gè)模糊集合，會(huì)計(jì)算模糊關(guān)系（P129例4.11，例4.12）求A到B的模糊關(guān)系R第五章：1.搜索的方向正向搜索（數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)）：從初始狀態(tài)出發(fā)的正向搜索，也稱為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)逆向搜索（目的驅(qū)動(dòng)）：從目的狀態(tài)出發(fā)的逆向搜索，也稱為目的驅(qū)動(dòng)雙向搜索： 綜合上述兩種方式的搜索為雙向搜索2、 狀態(tài)空間表示法的四元組 3、 .深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索的關(guān)系和區(qū)別（1） 寬度優(yōu)先搜索：以接近起始結(jié)點(diǎn)的程度為依據(jù)進(jìn)行逐層擴(kuò)展的搜索方法。（用隊(duì)列 的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，類似于樹(shù)的按層次遍歷的過(guò)程。 特點(diǎn)：逐層搜索；高價(jià)搜索：若解存在，必能找到。（2

10、） 深度優(yōu)先搜索：首先擴(kuò)展最新產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)，深度相等的節(jié)點(diǎn)可以任意排列的搜索方法。 （用堆棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）特點(diǎn)：搜索沿著狀態(tài)空間的某單一路徑沿著起始點(diǎn)向下進(jìn)行下去，僅當(dāng)搜索到達(dá)一個(gè)沒(méi)有后裔的狀態(tài)時(shí)，才選擇另一條替代路徑。4、 OPEN表和CLOSE表的變化；寬度優(yōu)先搜索open表（NPS表）：已經(jīng)生成出來(lái)但其子狀態(tài)未被搜索的狀態(tài)。closed表（ PS表和NSS表的合并）：記錄了已被生成擴(kuò)展過(guò)的狀態(tài)。例題：3. 啟發(fā)式搜索的A*算法的優(yōu)點(diǎn)。 OPEN表和CLOSE表的變化OPEN表中的節(jié)點(diǎn)按著估價(jià)函數(shù)f（n）=g（n）+h（n）的值從小到大排序例：對(duì)于八數(shù)碼難題按下式定義估價(jià)函數(shù)：f(x)=d(x

11、)+h(x)其中，d(x)為節(jié)點(diǎn)x的深度；h(x)是所有棋子偏離目標(biāo)位置的曼哈頓距離（棋子偏離目標(biāo)位置的水平距離和垂直距離和），例如下圖所示的初始狀態(tài)S0：8的曼哈頓距離為2；2的曼哈頓距離為1；1的曼哈頓距離為1；6的曼哈頓距離為1；h(S0)= 5。1 2 38 47 6 52 8 31 6 47 5初始狀態(tài)（S0）：目標(biāo)狀態(tài)：（1） 用A*搜索法搜索目標(biāo)，列出頭三步搜索中的OPEN、CLOSED表的內(nèi)容和當(dāng)前擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)的f值。（2）畫出搜索樹(shù)和當(dāng)前擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)的f值。第六章 專家系統(tǒng)包括那些基本部份?P（181-183）（1） 知識(shí)庫(kù)（2） 推理機(jī)（3） 數(shù)據(jù)庫(kù)（4） 知識(shí)獲取機(jī)構(gòu)（5） 人機(jī)

12、接口（6） 解釋機(jī)構(gòu)每一部分的主要功能是什么?（1）知識(shí)庫(kù)：主要用來(lái)存放領(lǐng)域?qū)＜姨峁┑膶ｉT知識(shí)（2）推理機(jī)：模擬領(lǐng)域?qū)＜业乃季S過(guò)程，控制并執(zhí)行對(duì)問(wèn)題的求解。（3）數(shù)據(jù)庫(kù)：主要用于存放初始事實(shí)、問(wèn)題描述及系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中得到的中間結(jié)果、最終結(jié)果等信息。（4）知識(shí)獲取機(jī)構(gòu)：基本任務(wù)是為專家系統(tǒng)獲取知識(shí)，建立起健全、完善、有效的知識(shí)庫(kù)，以滿足求解領(lǐng)域問(wèn)題的需要。（5）人機(jī)接口：專家系統(tǒng)與領(lǐng)域?qū)＜?、知識(shí)工程師、一般用戶之間進(jìn)行交互的界面，由一組程序及相應(yīng)的硬件組成，用于完成輸入輸出工作。（6）解釋機(jī)構(gòu)：回答用戶提出的問(wèn)題，解釋系統(tǒng)的推理過(guò)程。 （解釋機(jī)構(gòu)由一組程序組成）最后：你認(rèn)為人工智能課程的哪一部分

13、內(nèi)容對(duì)您的畢業(yè)設(shè)計(jì)或者您以后的工作特別有用？如果有，請(qǐng)敘述其原理；如果沒(méi)有，請(qǐng)談?wù)勅斯ぶ悄艿陌l(fā)展對(duì)人類有哪些的影響？（自己查資料）答：人工智能對(duì)人類的影響人工智能的發(fā)展已對(duì)人類及其未來(lái)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，這些影響涉及人類的經(jīng)濟(jì)利益、社會(huì)作用和文化生活等方面。1、 人工智能對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響人工智能系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，已為人類創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)效益，專家系統(tǒng)就是一個(gè)例子。隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)價(jià)格的繼續(xù)下降，人工智能技術(shù)必將得到更大的推廣，產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。（1） 專家系統(tǒng)的效益成功的專家系統(tǒng)能為它的建造者、擁有者和用戶帶來(lái)明顯的經(jīng)濟(jì)效益。用比較經(jīng)濟(jì)的方法執(zhí)行任務(wù)而不需要有經(jīng)驗(yàn)的專家，可以極大地減少勞務(wù)開(kāi)支和培養(yǎng)費(fèi)用

14、。由于軟件易于復(fù)制，所以專家系統(tǒng)能夠廣泛傳播專家知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，推廣應(yīng)用數(shù)量有限的和昂貴的專業(yè)人員及其知識(shí)。 如果保護(hù)得當(dāng)，軟件能被長(zhǎng)期地和完整地保存。 領(lǐng)域?qū)I(yè)人員(如醫(yī)生)難以同時(shí)保持最新的實(shí)際建議(如治療方案和方法)，而專家系統(tǒng)卻能迅速地更新和保存這類建議，使終端用戶(如病人)從中受益。 （2） 人工智能推動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展人工智能研究已經(jīng)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的各個(gè)方面產(chǎn)生并將繼續(xù)產(chǎn)生較大影響。人工智能應(yīng)用要求繁重的計(jì)算，促進(jìn)了并行處理和專用集成片的開(kāi)發(fā)。算法發(fā)生器和靈巧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)獲得應(yīng)用，自動(dòng)程序設(shè)計(jì)技術(shù)將開(kāi)始對(duì)軟件開(kāi)發(fā)產(chǎn)生積極影響。所有這些在研究人工智能時(shí)開(kāi)發(fā)出來(lái)的新技術(shù)，推動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，

15、進(jìn)而使計(jì)算機(jī)為人類創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。 2、 人工智能對(duì)社會(huì)的影響（1）勞務(wù)就業(yè)問(wèn)題 由于人工智能能夠代替人類進(jìn)行各種腦力勞動(dòng)，將會(huì)使一部分人不得不改變他們的工種，甚至造成失業(yè)。人工智能在科技和工程中的應(yīng)用，會(huì)使一些人失去介入信息處理活動(dòng)(如規(guī)劃、診斷、理解和決策等)的機(jī)會(huì)，甚至不得不改變自己的工作方式。 （2）.社會(huì)結(jié)構(gòu)變化 人們一方面希望人工智能和智能機(jī)器能夠代替人類從事各種勞動(dòng)，另一方面又擔(dān)心它們的發(fā)展會(huì)引起新的社會(huì)問(wèn)題。實(shí)際上，近十多年來(lái)，社會(huì)結(jié)構(gòu)正在發(fā)生一種靜悄悄的變化。"人-機(jī)器"的社會(huì)結(jié)構(gòu)，終將為"人-智能機(jī)器-機(jī)器"的社會(huì)結(jié)構(gòu)所取代。智能

16、機(jī)器人就是智能機(jī)器之一。現(xiàn)在和將來(lái)的很多本來(lái)是由人承擔(dān)的工作將由機(jī)器人來(lái)?yè)?dān)任，因此，人們將不得不學(xué)會(huì)與有智能的機(jī)器相處，并適應(yīng)這種變化了的社會(huì)結(jié)構(gòu)。 （3）.思維方式與觀念的變化 人工智能的發(fā)展與推廣應(yīng)用，將影響到人類的思維方式和傳統(tǒng)觀念，并使它們發(fā)生改變。例如，傳統(tǒng)知識(shí)一般印在書本報(bào)刊或雜志上，因而是固定不變的，而人工智能系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)的知識(shí)卻是可以不斷修改、擴(kuò)充和更新的。又如，一旦專家系統(tǒng)的用戶開(kāi)始相信系統(tǒng)(智能機(jī)器)的判斷和決定，那么他們就可能不愿多動(dòng)腦筋，變得懶惰，并失去對(duì)許多問(wèn)題及其求解任務(wù)的責(zé)任感和敏感性。那些過(guò)分依賴計(jì)算器的學(xué)生，他們的主動(dòng)思維能力和計(jì)算能力也會(huì)明顯下降。過(guò)分地依賴

17、計(jì)算機(jī)的建議而不加分析地接受，將會(huì)使智能機(jī)器用戶的認(rèn)知能力下降，并增加誤解。在設(shè)計(jì)和研制智能系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮到上述問(wèn)題，盡量鼓勵(lì)用戶在問(wèn)題求解中的主動(dòng)性，讓他們的智力積極參與問(wèn)題求解過(guò)程。 （4）.心理上的威脅 人工智能還使一部分社會(huì)成員感到心理上的威脅，或叫做精神威脅。人們一般認(rèn)為，只有人類才具有感知精神，而且以此與機(jī)器相別。如果有一天，這些人開(kāi)始相信機(jī)器也能夠思維和創(chuàng)作，那么他們可能會(huì)感到失望，甚至感到威脅。他們擔(dān)心：有朝一日，智能機(jī)器的人工智能會(huì)超過(guò)人類的自然智能，使人類淪為智能機(jī)器和智能系統(tǒng)的奴隸。對(duì)于人的觀念(更具體地指人的精神)和機(jī)器的觀念(更具體地指人工智能)之間的關(guān)系問(wèn)題，哲學(xué)家

18、、神學(xué)家和其它人們之間一直存在著爭(zhēng)論。按照人工智能的觀點(diǎn)，人類有可能用機(jī)器來(lái)規(guī)劃自己的未來(lái)，甚至可以把這個(gè)規(guī)劃問(wèn)題想象為一類狀態(tài)空間搜索。當(dāng)社會(huì)上一部分人歡迎這種新觀念時(shí)，另一部分人則發(fā)現(xiàn)這些新觀念是惹人煩惱的和無(wú)法接受的，尤其是當(dāng)這些觀念與他們鐘愛(ài)的信仰和觀念背道而馳時(shí)。 （5）.技術(shù)失控的危險(xiǎn) 任何新技術(shù)最大危險(xiǎn)莫過(guò)于人類對(duì)它失去了控制，或者是它落入那些企圖利用新技術(shù)反對(duì)人類的人手中。有人擔(dān)心機(jī)器人和人工智能的其它制品威脅人類的安全。為此，著名的美國(guó)科幻作家阿西莫夫(I.Asimov)提出了"機(jī)器人三守則"： (1) 機(jī)器人必須不危害人類，也不允許它眼看人類受害而袖手旁

19、觀。 (2) 機(jī)器人必須絕對(duì)服從人類，除非這種服從有害于人類。 (3) 機(jī)器人必須保護(hù)自身不受傷害，除非為了保護(hù)人類或者是人類命令它作出犧牲。 我們認(rèn)為，如果把這個(gè)"機(jī)器人三守則"推廣到整個(gè)智能機(jī)器，成為"智能機(jī)器三守則"，那么，人類社會(huì)就會(huì)更容易接受智能機(jī)器和人工智能。 人工智能技術(shù)是一種信息技術(shù)，能夠極快地傳遞。我們必須保持高度警惕,防止人工智能技術(shù)被用于反對(duì)人類和危害社會(huì)的犯罪(有的人稱之為"智能犯罪")。同時(shí)，人類有足夠的智慧和信心，能夠研制出防范、檢測(cè)和偵破各種智能犯罪活動(dòng)的智能手段。 （6）.引起的法律問(wèn)題 人工智能的應(yīng)用技術(shù)不僅代替了人的一些體力勞動(dòng)，也代替了人的某些腦力勞動(dòng)，有時(shí)甚至行使著本應(yīng)由人擔(dān)任的職能，免不了引起法律糾紛。比如醫(yī)療診斷專家系統(tǒng)萬(wàn)一出現(xiàn)失誤，導(dǎo)致醫(yī)療事故，怎么樣來(lái)處理，開(kāi)發(fā)專家系統(tǒng)者是否要負(fù)責(zé)任，使用專家系統(tǒng)者應(yīng)負(fù)什么責(zé)任，等等。 人工智能的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越普及，正在逐步進(jìn)入家庭，使用"機(jī)頂盒"技術(shù)的智能化電器已問(wèn)世?？梢灶A(yù)料，將會(huì)出現(xiàn)更多的與人工智能的應(yīng)用有關(guān)的法律問(wèn)題，需要社會(huì)在實(shí)踐的基礎(chǔ)上從法律角度作出對(duì)這些問(wèn)題的解決方案。 要通過(guò)法律手段，對(duì)利用