人工智慧複習1204

2022-12-01 12:06:03 字數 4870 閱讀 5803

人工智慧:電腦科學中涉及研究、設計和應用智慧型機器的乙個分支,是智慧型機器所執行的與人類智慧型有關的各種功能。

研究目標:近期:實現機器智慧型遠期:製造智慧型機器

本質:研究如何製造出人造的智慧型機器或智慧型系統,來模擬人類的智慧型活動,以延伸人們智慧型的科學。

研究內容:機器感知、機器思維、機器推理、機器學習、機器理解、機器行為。

研究途徑:符號主義和連線主義

命題:具有真假意義的語句。

沒有真假意義的語句不是命題。

謂詞分為:謂詞名與個體。個體可以是常量、變元、函式。

在用謂詞表示客觀事物時,謂詞的語義是由使用者根據需要人為地定義的。

命題公式的乙個解釋:在命題邏輯中,對命題公式中各個命題變元的一次真假指派稱為命題公式的乙個解釋。乙個謂詞公式的解釋可能有多個。對每乙個解釋,謂詞公式都可以求出乙個真值。

知識:是人類對客觀世界及其內部執行規律的認識與經驗。

知識表示有多種方法:產生式表示法、框架表示法、語義網路表示法、過程表示法、指令碼表示物件導向表示法、petri網表示法。

知識的特徵:相對正確性、不確定性、可表示性、可利用性。

知識的分類:按內容:原理性知識(客觀知識),方法性知識(主觀知識);

按形式:顯式,隱式;按範圍:常識性和專業性;

按作用和表示:事實性和過程性;按確定性:確定性和不確定性。

謂詞:帶有變數的命題。在謂詞邏輯中表示n元謂詞,當n取1時便是一元謂詞。

表示式:p(x1,x2...)

一階謂詞表示法的特點:自然性、精確性、嚴密性、容易實現性。適合計算機儲存、計算和處理。

缺點:1.對智慧型行為的描述依賴描述條件,若描述有偏差,則結果可能出錯。

2.不適用於對不確定性知識的描述。3.在推理過程中無限次使用規則問題,導致規則組合**,推理過程長,系統效率低。

什麼是產生式?產生式的語義規則?

答:產生式規則的基本形式:p-q 或者 if p then q

p是產生式的前提,用於指出該產生式是否可用的條件。

q是一組結論或者操作,用於指出當前提p所指示的條件滿足時,應該得出的結論或者應該執行的操作。

產生式的語義規則:如果前提p被滿足,則可推出結論q或者執行q所規定的操作

產生式:模型中的每一條規則就是乙個產生式

產生式表示法:又稱為產生式系統,用於描述表示事物之間的因果關係的知識。a->b。

產生式系統的組成:1)產生式規則庫:描述相應領域知識的產生式規則集2)資料庫:

(事實的集合)存放問題求解過程中當前資訊的資料結構(初始事實、外部資料庫輸入的事實、中間結果事實和最後結果事實)3)推理機:(控制系統)是乙個程式,控制協調規則庫與資料庫的執行,包含推理方式和控制策略。

產生式系統的控制策略:不可撤回測略和試探性策略。試探性策略又分為:回溯策略和圖搜尋策略。

產生式系統推理過程:前向推理、後向推理和雙向推理產生式系統。

產生式系統的優點:自然性,模組性,有效性,清晰性,缺點:效率不高,不能表達結構性知識。

產生式與謂詞邏輯中的蘊含式有什麼共同及不同之處。

乙個產生式式系統由規則庫、資料庫和推理機三個基本部分組成。

規則庫由一組產生式規則組成,反映領域知識。

資料又稱為事實庫、上下文、黑板等,是乙個類似於緩衝器的資料結構,用於存放問題求解過程中的各種當前資訊。

推理機是一種軟體程式,負責整個產生式系統的執行。它的工作:匹配、衝突解決、操作。

框架表示法:是以框架理論為基礎凡人一種結構化知識表示方法。

框架是一種描述事件屬性的資料結構,一種模式。

框架比較適合表示具有結構性的知識,像概念、物件

框架表示法的特點:結構性、自然性、和繼承性(實現繼承的操作有匹配,搜尋,填槽)。

語義網路:通過概念及其語義關係來表示知識的一種網路圖。這種網路圖由節點和有向弧構成。適合概念性或定義性知識表示。

語義網路分為5個級別:執行級,邏輯級,認識論級,概念級,語言學級。

語義網路有七種型別:(命題、資料、語言、結構、分類、推理和框架)語義網。

語義網路表示法的優點:

結構性、聯想性、自然性。缺點:不嚴格性和處理上比較複雜。

語義網路推理過程通過繼承和匹配實現。

petri網:有三種基本元素:位置、轉換、標記。

歸結原理是以子句集為背景展開的研究,因此,在討論歸結原理及其方法之前,先討論關於子句或子句集的概念。

子句:任何文字的析取式稱為子句。

不包含任何文字的子句稱為空子句。

子句集:由子句構成的集合。

求子句集:消去->,<->;讓非~作用於原子式;重新命名,消去存在量詞,變元替換(存在量詞在全稱量詞轄域內用函式替換,在轄域外用常量符合);消去全稱量詞,消^。

a->b ==~a v b;a<-->b ==(~a v b)^ (a v ~b);~(a^b)==~a v ~b;

~(a v b)==~a ^ ~b;~(任x)p(x)==(存x)~p(x);~(存x)p(x)==(任x)~p(x);

a v (b^c)==(a v b)^ (a v c);;(a ^ b)v c==(a v c)^(b v c);

基於歸結問題的求解方法:

用謂詞公式表示已知前提,化為子句集;否定待求解問題並與謂詞answer構成析取式;

把析取式化為子句集;併入子句集s,得到s』;用歸結原理歸結。

歸結策略:解決子句集歸結問題的方法。分類:刪除策略(刪除無用子句來縮小歸結範圍),限制策略(限制子句來減小歸結的盲目性)。

刪除策略:(1)純文字刪除(2)重言式刪除發(3)包孕刪除法

第7章:

人工智慧研究的四個核心問題:知識模型化和表示;常識性推理、演繹和問題求解,啟發式搜尋,人工智慧系統和語言。

搜尋的概念:根據問題的實際情況不斷尋找可利用的知識,從而構造一條代價較少的推理路線,使問題得到圓滿解決的過程。

搜尋的分類:非啟發式搜尋和啟發式搜尋。

狀態圖表示法:用「狀態」和「操作」組成的「狀態空間」來表示問題求解的一種方法。

狀態圖:一種描述問題的有向圖。

狀態圖求解:尋找從初始節點到目標節點的路徑。

狀態空間的一般搜尋過程。open與closed表的作用與區別?

1,定義狀態描述形式,2.定義一組操作,3.不斷把操作應用與狀態,由初始狀態到目標狀態。

open表用於存放剛生成的節點,對於不同的搜尋策略,節點在open表中的排序是不同的。

closed表用於存放將要擴充套件或者已擴充套件的節點。

open表是乙個有進有出的動態資料結構;closed表是乙個有進無出的動態資料結構。

什麼是與或樹?什麼是可解節點? 什麼是解樹?

答:一棵樹中的弧線表示所連樹枝為「與」關係,不帶弧線的樹枝為或關係。這棵樹中既有與關係又有或關係,因此被稱為與或樹。

滿足下列條件的節點為可解節點。 ①終止節點是可解節點;②乙個與節點可解,當且僅當其子節點全都可解;③乙個或節點可解,只要其子節點至少有乙個可解。解樹實際上是由可解節點形成的一棵子樹,這棵子樹的根為初始節點,葉為終止節點,且這棵子樹一定是與樹。

博弈樹:用與或樹對博弈過程的知識表達,這種表達形式稱為博弈樹。博弈樹是一種與或節點交替的與或樹。

博弈樹主要特點:a、與或節點逐級交替出現,敵我雙方輪流擴充套件節點。b、所有敵方節點都是與節點,所有我方節點都是或節點。

c、所有能使我方勝利的終局都是本源問題,端節點是可解節點,所有使敵方勝利的結局都是不可解節點。d、先走的一方的初始狀態相應於根節點。

寬度優先搜尋基本思想:

寬度優先搜尋是指從初始節點s0開始,向下逐層搜尋,在n層節點未搜尋完之前,不進入n+1層搜尋。同層節點的搜尋次序可以任意。即先按生成規則生成第一層節點,在該層全部節點中沿著寬度進行橫向掃瞄,檢查目標節點sg是否在想、這些子節點中。

若沒有,則再將所有第一層節點逐一展開,得到第二層節點,並逐一檢查第二層節點中是否包含有sg,如此依次按照先生成,先檢查、先擴充套件的原則進行下去,知道發現sg為止。

深度優先搜尋基本思想:

它從初始節點s0開始,按生成規則生成下一級各子節點,檢查是否出現目標節點sg;若未出現,則按「最晚生成的子節點優先擴充套件」的原則,再用生成規則生成下一規則的子節點,再檢查是否出現sg;若任未出現,則再擴充套件最晚生成的子節點,如此下去,沿著最晚才、生成的子節點分支,逐級「縱向」深入搜尋。

專家系統的概念:專家系統是一種模擬人類專家解決領域問題的電腦程式系統。

專家系統特點:啟發性、靈活性、透明性、不穩定性、高效能、實用性。

存放知識和使用知識是專家系統的兩個基本功能,用於分別實現這兩個基本功能的知識庫和推理機構成了專家系統的兩個核心部件。

專家系統理想結構包括六部分:知識庫、推理機、綜合資料庫、人機介面、解釋機器和知識獲取機構。

專家系統的一般結構應具有的功能:a、儲存求解問題所需知識;b、儲存具體領域內的初始資料和推理過程正涉及的資訊;c、根據輸入的資料,利用已有知識按一定的推理策略去解決問題;d、對推理過程,結論或系統自身作出必要的解釋e、提供知識獲取、機器學習等維護手段;f、提供一種人機介面,既便於使用者使用又能分析理解使用者需求。

專家系統的工作原理:一般的專家系統是通過推理機與知識庫的綜合資料庫的互動作用來求解領域問題。步驟如下:

(1)根據使用者問題搜尋知識庫;(2)形成解決問題途徑;(3)對假設方案排序,挑選最優方案;(4)根據方案求解問題;(5)若該方案不能解決問題,回去重新選擇假設方案,重複求解問題;(6)迴圈上述步驟直至問題解決。

各部分功能:(1)知識庫:儲存和管理專家系統中的知識。

(2)推理機:協調控制整個系統,其任務是模擬領域專家的思維過程,控制並執行對問題的求解。

(3)綜合資料庫:用於存放專家系統工作過程中所需領域或問題的初始資料、系統推理過程中得到的中間結果、最終結果和控制執行的一些描述資訊的儲存集合。

(4)解釋模組:負責回答使用者提出的各種問題。

(5)知識獲取模組:。同時也負責知識庫中知識的修改、刪除和更新,並對知識庫的完整性和一致性進行維護。

(6)人機介面:負責把領域專家、知識工程師或一般使用者輸入的資訊轉化為系統內規範化的表示形式,然後把這些內部表示交給相應的模組去處理。

人工智慧考試複習

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