蔡自兴人工智能课后参考答案.doc

人工智能作业题1 1 什么是人工智能？试从学科和能力两方面加以说明。 1 4 现在人工智能有哪些学派？它们的任知观是什么？ 1 6 人工智能的主要研究和应用领域是什么？其中，哪些是新的研究热点？ 2 6 用谓词演算公式表示下列英文句子 ( 多用而不是省用不同谓词和项。例如不要用单一的谓词字母来表示每个句子 ) 。 A computer system is intelligent if it can perform a task which,if performed by a human, requires intelligence. 2 7 把下列语句表示成语义网络描述： (1) All man are mortal. (2) Every cloud has a silver liming. (3) All branch managers of DEC participate in a profit-sharing plan. 2 9 试构造一个描述你的寝室或办公室的框架系统。 补充题： 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。 3 4 如何通过消解反演求取问题的答案？ 3 11 规则演绎系统和产生式系统有哪几种推理方式？各自的特点为何？ 3 6 下列语句是一些几何定理，把这些语句表示为基于规则的几何证明系统的产生式规则： (1) 两个全等三角形的各对应角相等。 (2) 两个全等三角形的各对应边相等。 3 17 把下列句子变换成子句形式：4 1 计算智能的含义是什么？它涉及哪些研究分支？ 4 6 构作一个神经网络，用于计算含有两个输入的 XOP 函数。指定所用神经网络单元的种类。 4 16 设有下列两个模糊关系 试求出 R 1 和 R 2 的复合关系 R 1 。 R 2。 5 1 什么是进化计算？它包括哪些内容？它们的出发点是什么？ 5 2 试述遗传算法的基本原理，并说明遗传算法的求解步骤。 5 9 什么是人工生命？请按你的理解用自己的语言给人工生命下个定义。 6 1 什么叫做专家系统？它具有哪些特点与优点？ 补充习题 补充习题： 1 、能根据学生的特点、弱点和基础知识，以最适当的教案和教学方法对学生进行教学和辅导的专家系统是： A 解释专家系统 B 调试专家系统 C 监视专家系统 D 教学专家系统 2 、用于寻找出某个能够达到给定目标的动作序列或步骤的专家系统是： A 设计专家系统 B 诊断专家系统 C 预测专家系统 D 规划专家系统 3 、能对发生故障的对象（系统或设备）进行处理，使其恢复正常工作的专家系统是： A 修理专家系统 B 诊断专家系统 C 调试专家系统 D 规划专家系统 4 、能通过对过去和现在已知状况的分析，推断未来可能发生的情况的专家系统是： A 修理专家系统 B 预测专家系统 C 调试专家系统 D 规划专家系统 5 、一般应用程序与专家系统有何区别？答案 第章 什么是人工智能？试从学科和能力两方面加以说明。 答：定义 1.2 和定义 1.3 现在人工智能有哪些学派？它们的任知观是什么？答：人工智能的学派及其认知观如下： （）符号主义 认为人工智能起源于数理逻辑； （）连接主义 认为人工智能起源于仿生学，特别是对人脑模型的研究； （）行为主义 认为人工智能源于控制论。 人工智能的主要研究和应用领域是什么？其中，哪些是新的研究热点？ 答：人工智能的应用领域有：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、模式识别、 机器人视觉、智能控制、智能检索、智能调度与指挥、分布式人工智能与 Agent 、计算智能与进化计算、数据挖掘与知识发现、人工生命 。其中新的研究热点为：分布式人工智能与 Agent 、计算智能与进化计算、数据挖掘与知识发现、人工生命。 第章 2 6 答：定义如下谓词： P(x,y) ： x performs y task （ x 完成 y 任务）； Q(y) ： y requires intelligence(y 需要智能 ) C(x) ： x is a computer system(x 是一个计算机系统 ) I(x) ： x is intelligent(x 是智能的 ) 2 7 答： （）（）（）2-9 以办公室框架为例： 办公室 名称：教务办 电话： 1234567 工作人员：工作人员 _1 、工作人员 _2 设备：电脑 2 台、复印机 3 台 工作人员 _1 姓名：张三 出生年月： 1965 年 9 月 岗位：办公室主任 职称：副教授 工作人员 _2 姓名：李四 出生年月： 1984 年 9 月 岗位：普通办公员 职称：助教 补充题： 1 设有下列语句，请用相应的谓词公式把它们表示出来： （ 1 ）有的人喜欢梅花，有的人喜欢菊花，有的人既喜欢梅花又喜欢菊花。 （ 2 ）他每天下午都去打篮球。 （ 3 ）西安市的夏天既干燥又炎热。 （ 4 ）并不是每一个人都喜欢吃臭豆腐。 （ 5 ）喜欢读三国演义的人必读水浒。 （ 6 ）欲穷千里目，更上一层楼。2 请对下列命题分别写出它的语义网络： （ 1 ）每个学生都有一支笔。 （ 2 ） 钱 老师从 6 月至 8 月给会计班讲市场经济学课程。 （ 3 ）雪地上留下一串串脚印，有的大，有的小，有的深，有的浅。 （ 4 ）张三是大发电脑公司的经理，他 35 岁，住在飞天胡同 68 号。 （ 5 ）甲队与乙队进行蓝球比赛，最后以 89 ： 102 的比分结束。 答：（ 1 ） （）（）（）（）第章 3 4 如何通过消解反演求取问题的答案？ 答： P74 “ 从反演树求取对某个问题的答案，其过程如下： （ 3 ）用根部的子句作为一个回答语句。 ” 3 11 规则演绎系统和产生式系统有哪几种推理方式？各自的特点为何？ 答：规则演绎系统和产生式系统有正向推理、逆向推理和双向推理三种推理方式。 正向推理的推理方向是从事实向目标进行；逆向推理的推理方向是从目标向事实进行；双向推理综合了正向推理和反向推理，当正向推理所得中间结论恰好是逆向推理所需的事实时目标得证。补充题 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。 定义谓词： p （ x ）： x 作案。 由五个侦察员的话为真，有 P （ z ） p （ q ）（ 1 ） P （ q ） p （ s ）（ 2 ） P （ s ） p （ l ）（ 3 ） p （ z ）p （ s ）（ 4 ） p （ q ）p （ l ）（ 5 ） 把结论的否定加入结论的否定的否定的子句中去，得： p （ x ） P （ x ）（ 6 ） 因为这些全都是子句，所以化为子句集的步骤可以省略了。 （ 1 ），（ 4 ）归结得： p （ q ） p （ s ）（ 7 ） （ 2 ），（ 7 ）归结得： p （ q ） （ 8 ） 即：钱是盗窃犯。 （ 5 ），（ 8 ）归结得：p （ l ）（ 9 ） 李不是盗窃犯。 （ 3 ），（ 9 ）归结得： p(s) (10) 孙是盗窃犯。（ 4 ），（ 10 ）归结得：p （ z ） 赵不是盗窃犯。 所以，钱和孙是盗窃犯。 第章 4-1 答：计算智能是一种智力方式的低层认知，它取决于制造者提供的数值数据，而不依赖于知识。它与人工智能的主要区别在于它不含知识精品。 计算智能涉及神经计算、模糊计算、进化计算和人工生命等领域。 4-6 答：答案见第四章课件，如下图所示4-14 答：通过模糊推理得到的结果是一个模糊集合或者隶属函数，但实际应用中只有一个确定的值才能用于控制伺服机构。在推理得到的模糊集合中取一个相对最能代表这个模糊集合的单值的过程就称为模糊判决。模糊判决的方法有：重心法、最大隶属度法、系数加权评价法和隶属度限幅元素平均法。 4 16 答：第章 5-1 什么是进化计算？它包括哪些内容？它们的出发点是什么？ 答：进化计算即模仿生物来建立功能强大的算法，进而将它们运用于复杂的优化问题。进化计算包括遗传算法、进化策略 、进化编程 、遗传编程和人工生命。 遗传算法是模仿生物遗传学和自然选择机理，通过人工方式构造的一类优化搜索算法，是对生物进化过程进行的一种数学仿真，是进化计算的一种最重要形式。 进化策略是一类模仿自然进化原理以求解参数优化问题的算法。 进化编程的过程，可理解为从所有可能的计算机程序形成的空间中，搜索具有高的适应度的计算机程序个体。 人工生命试图通过人工方法建造具有自然生命特征的人造系统。 5 2 试述遗传算法的基本原理，并说明遗传算法的求解步骤。 答：遗传算法的基本原理如下：通过适当的编码方式把问题结构变为位串形式（染色体），在解空间中取一群点作为遗传开始的第一代，染色体的优劣程度用一个适应度函数来衡量，每一代在上一代的基础上随机地通过复制、遗传、变异来产生新的个体，不断迭代直至产生符合条件的个体为止。迭代结束时，一般将适应度最高的个体作为问题的解。 一般遗传算法的主要步骤如下： (1) 随机产生一个由确定长度的特征字符串组成的初始群体。 (2) 对该字符串群体迭代的执行下面的步 (a) 和 (b) ，直到满足停止标准： (a) 计算群体中每个个体字符串的适应值； (b) 应用复制、交叉和变异等遗传算子产生下一代群体。 (3) 把在后代中出现的最好的个体字符串指定为遗传算法的执行结果，这个结果可以表示问题的一个解。 5 9 什么是人工生命？请按你的理解用自己的语言给人工生命下个定义。 答：人工生命是通过人工方法建造的具有自然生命特征的人造系统。 第章 6 1 答：专家系统是一个含有大量的某个领域专家水平的知识与经验智能计算机程序系统，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。简而言之，专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。 专家系统特点如下： 启发性：专家系统能运用专家的知识与经验进行推理、判断和决策。 透明性：专家系统能够解释本身的推理过程和回答用户提出的问题，以便让用户能够了解推理过程，提高对专家系统的信赖感。 灵活性：专家系统能不断地增长知识，修改原有知识，不断更新。 专家系统的优点具体地说，包括下列八个方面： (1) 专家系统能够高效率、准确、周到、迅速和不知疲倦地进行工作。 (2) 专家系统解决实际问题时不受周围环境的影响，也不可能遗漏忘记。 (3) 可以使专家的专长不受时间和空间的限制，以便推广珍贵和稀缺的专家知识与经验。 (4) 专家系统能促进各领域的发展。 (5) 专家系统能汇集多领域专家的知识和经验以及他们协作解决重大问题的能力。 （ 6 ）军事专家系统的水平是一个国家国防现代化的重要标志之一。 (7) 专家系统的研制和应用，具有巨大的经济效益和社会效益。 (8) 研究专家系统能够促进整个科学技术的发展。 补充习题： 1 能根据学生的特点、弱点和基础知识，以最适当的教案和教学方法对学生进行教学和辅导的专家系统是：A 解释专家系统 B 调试专家系统 C 监视专家系统 D 教学专家系统 答案： D 2 用于寻找出某个能够达到给定目标的动作序列或步骤的专家系统是： A 设计专家系统 B 诊断专家系统 C 预测专家系统 D 规划专家系统 答案： D 3 能对发生故障的对象（系统或设备）进行处理，使其恢复正常工作的专家系统是： A 修理专家系统 B 诊断专家系统 C 调试专家系统 D 规划专家系统 答案： A 4 能通过对过去和现在已知状况的分析，推断未来可能发生的情况的专家系统是： A 修理专家系统 B 预测专家系统 C 调试专家系统 D 规划专家系统 答案： B 5 一般应用程序与专家系统有何区别？ 前者把问题求解的知识隐含地编入程序，而后者则把其应用领域的问题求解知识单独组成一个实体，即为知识库。知识库的处理是通过与知识库分开的控制策略进行的。更明确地说，一般应用程序把知识组织为两级：数据级和程序级；大多数专家系统则将知识组织成三级；数据、知识库和控制。14 / 14