人工智能算法实现

人工智能算法实现：[1]A*算法c语言

?

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A*算法，A*（A-Star)算法是一种静态路网中求解最短路最有效的方法。估价值与实际值越接近，估价函数取得就越好。

A*[1]（A-Star)算法是一种静态路网中求解最短路最有效的方法。

公式表示为：f(n)=g(n)+h(n),

其中f(n) 是从初始点经由节点n到目标点的估价函数，

g(n) 是在状态空间中从初始节点到n节点的实际代价，

h(n) 是从n到目标节点最佳路径的估计代价。

保证找到最短路径（最优解的）条件，关键在于估价函数h(n)的选取：

估价值h(n)<= n到目标节点的距离实际值，这种情况下，搜索的点数多，搜索范围大，效率低。但能得到最优解。

如果估价值>实际值,搜索的点数少，搜索范围小，效率高，但不能保证得到最优解。

工具/原料

?DEVC++或VC 6.0

方法/步骤

1.估价值与实际值越接近，估价函数取得就越好

例如对于几何路网来说，可以取两节点间欧几理德距离（直线距离）做为估价值，即f=g(n)+sqrt((dx-nx)*(dx-nx)+(dy-ny)*(dy-ny))；这样估价函数f在g值一定的情况下，会或多或少的受估价值h的制约，节点距目标点近，h值小，f 值相对就小，能保证最短路的搜索向终点的方向进行。明显优于Dijkstra算法的毫无方向的向四周搜索。

conditions of heuristic

Optimistic (must be less than or equal to the real cost)

As close to the real cost as possible

详细内容：

创建两个表，OPEN表保存所有已生成而未考察的节点，CLOSED表中记录已访问过的节点。

算起点的估价值;

将起点放入OPEN表;

2. A star算法在静态路网中的应用，以在地图中找从开始点s 到e点的最短

行走路径为例：

首先定义数据结构

#define MAPMAXSIZE 100 //地图面积最大为100x100

#define MAXINT 8192 //定义一个最大整数, 地图上任意两点距离不会超过它#define STACKSIZE 65536 //保存搜索节点的堆栈大小

#define tile_num(x,y) ((y)*map_w+(x)) //将x,y 坐标转换为地图上块的编号#define tile_x(n) ((n)%map_w) //由块编号得出x,y 坐标

#define tile_y(n) ((n)/map_w)

// 树结构, 比较特殊, 是从叶节点向根节点反向链接

typedef struct node *TREE;

struct node {

int h;

int tile;

TREE father;

};

typedef struct node2 *LINK;

struct node2 {

TREE node;

int f;

LINK next;

};

LINK queue; // 保存没有处理的行走方法的节点

TREE stack[STACKSIZE]; // 保存已经处理过的节点(搜索完后释放)

int stacktop;

char map[][6]={{'x','x','x','x','x','x'},

{'x','e',' ',' ',' ','x'},

{'x','x',' ','x',' ','x'},

{'x','x',' ',' ',' ','x'},

{'x','x','x','x','s','x'},

{'x','x','x','x','x','x'} };//地图数据

int dis_map[MAPMAXSIZE][MAPMAXSIZE];//保存搜索路径时,中间目标地最优解

int map_w,map_h;//地图宽和高

int start_x,start_y,end_x,end_y; //地点,终点坐标

// 路径寻找主函数

void findpath(int *path)

{

//printf("%d,%d,%d,%d",start_x,start_y,end_x,end_y);

TREE root;

int i,j;

stacktop=0;

for (i=0;i

for (j=0;j

dis_map[i][j]=MAXINT;

init_queue();

root=(TREE)malloc(sizeof(*root));

root->tile=tile_num(start_x,start_y);

root->h=0;

root->father=NULL;

enter_queue(root,judge(start_x,start_y));

for (;;) {

int x,y,child;

TREE p;

root=get_from_queue();

if (root==NULL) {

*path=-1;

return;

}

x=tile_x(root->tile);

y=tile_y(root->tile);

if (x==end_x && y==end_y) break;// 达到目的地成功返回child=trytile(x,y-1,root);//尝试向上移动

child&=trytile(x,y+1,root);//尝试向下移动

child&=trytile(x-1,y,root);//尝试向左移动

child&=trytile(x+1,y,root);//尝试向右移动

if (child!=0)

pop_stack();// 如果四个方向均不能移动,释放这个死节点}

// 回溯树，将求出的最佳路径保存在path[] 中

for (i=0;root;i++) {

path[i]=root->tile;

root=root->father;

//printf("pathis %d",path[i]);

}

path[i]=-1;

freetree();

}

// 估价函数,估价x,y 到目的地的距离,估计值必须保证比实际值小

int judge(int x,int y)

{

int distance;

distance=abs(end_x-x)+abs(end_y-y);

return distance;

}

// 尝试下一步移动到x,y 可行否

int trytile(int x,int y,TREE father)

{

TREE p=father;

int h;

if (map[y][x]=='x') return 1; // 如果(x,y) 处是障碍,失败

while (p) {

if (x==tile_x(p->tile) && y==tile_y(p->tile)) return 1; //如果(x,y) 曾经经过,失败

p=p->father;

}

h=father->h+1;

if (h>=dis_map[y][x]) return 1;// 如果曾经有更好的方案移动到(x,y) 失败

dis_map[y][x]=h;// 记录这次到(x,y) 的距离为历史最佳距离

// 将这步方案记入待处理队列

p=(TREE)malloc(sizeof(*p));

p->father=father;

p->h=father->h+1;

p->tile=tile_num(x,y);

enter_queue(p,p->h+judge(x,y));

return 0;

}

3.打开c语言编译器，输入我们的运行代码，编译，运行如下，打印出地图

如下图：

4.点任意键进行运行找静态路网

5.说明：找到路后会存到一个数组中去，我们为了显示这个过程可以运用打

印函数打印出来代码如下

void printpath(int *path)

{

int i;

//printf("-44444444444444");

for (i=0;path[i]>=0;i++) {

gotoxy(tile_x(path[i])+1,tile_y(path[i])+1);

printf("-");

Sleep(2000);

}

printf("\n");

printf("\n");

printf("走迷宫完成");

}

6.整个程序的代码如下：

#include

#include"stdio.h"

#include

#include"assert.h"

#include"stdlib.h"

#define MAPMAXSIZE 100 //地图面积最大为100x100

#define MAXINT 8192 //定义一个最大整数, 地图上任意两点距离不会超过它#define STACKSIZE 65536 //保存搜索节点的堆栈大小

#define tile_num(x,y) ((y)*map_w+(x)) //将x,y 坐标转换为地图上块的编号

#define tile_x(n) ((n)%map_w) //由块编号得出x,y 坐标

#define tile_y(n) ((n)/map_w)

// 树结构, 比较特殊, 是从叶节点向根节点反向链接

typedef struct node *TREE;

struct/*designde by 1wangxiaobo@https://www.doczj.com/doc/5a14630439.html,*/ node {

int h;

int tile;

TREE father;

};

typedef struct /*designde by 1wangxiaobo@https://www.doczj.com/doc/5a14630439.html,*/node2 *LINK;

struct node2 {

TREE node;

int f;/*designde by 1wangxiaobo@https://www.doczj.com/doc/5a14630439.html,*/

LINK next;

};

LINK queue; // 保存没有处理的行走方法的节点

TREE stack[STACKSIZE]; // 保存已经处理过的节点(搜索完后释放)

int stacktop;

char map[][6]={{'x','x','x','x','x','x'},

{'x','e',' ',' ',' ','x'},

{'x','x',' ','x',' ','x'},

{'x','x',' ',' ',' ','x'},

{'x','x','x','x','s','x'},

{'x','x','x','x','x','x'} };//地图数据

int dis_map/*designde by 1wangxiaobo@https://www.doczj.com/doc/5a14630439.html,*/[MAPMAXSIZE][MAPMAXSIZE];//保存搜索路径时,中间目标地最优解

int map_w,map_h;//地图宽和高

int start_x,start_y,end_x,end_y; //地点,终点坐标

void gotoxy(int x ,int y)

{

HANDLE a;

COORD zb;

zb.X =x-1;

zb.Y =y-1;

a= GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE/*designde by 1wangxiaobo@https://www.doczj.com/doc/5a14630439.html,*/);

SetConsoleCursorPosition(a,zb);

}

// 初始化队列

void init_queue()

{

queue=(LINK)malloc(sizeof(*queue));

queue->node=NULL;

queue->f=-1;

queue->next=(LINK)/*designde by 1wangxiaobo@https://www.doczj.com/doc/5a14630439.html,*/malloc(sizeof(*queue));

queue->next->f=MAXINT;

queue->next->node=NULL;

queue->next->next=NULL;

}

// 待处理节点入队列, 依靠对目的地估价距离插入排序

void enter_queue(TREE node,int f)

{

LINK p=queue,father,q;

while(f>p->f) {

father=p;

p=p->next/*designde by 1wangxiaobo@https://www.doczj.com/doc/5a14630439.html,*/;

assert(p);

}

q=(LINK)malloc(sizeof(*q));

assert(queue);

q->f=f,q->node=node,q->next=p;

father->next=q;

}

// 将离目的地估计最近的方案出队列

TREE get_from_queue()

{

TREE bestchoice=queue->next->node;

LINK next=queue->next->next;

/*designde by 1wangxiaobo@https://www.doczj.com/doc/5a14630439.html,*/free(queue->next); queue->next=next;

stack[stacktop++]=bestchoice;

assert(stacktop

return /*designde by 1wangxiaobo@https://www.doczj.com/doc/5a14630439.html,*/bestchoice; }

// 释放栈顶节点

void pop_stack()

{

free(stack[--stacktop]);

}

// 释放申请过的所有节点

void freetree()

{

int i;

LINK p;

for (i=0;i

free(stack);

while /*designde by 1wangxiaobo@https://www.doczj.com/doc/5a14630439.html,*/(queue) {

p=queue;

free(p->node);

queue=queue->next;

free(p);

}

// 估价函数,估价x,y 到目的地的距离,估计值必须保证比实际值小

int judge(int x,int y)

{

int distance;

distance=abs(end_x-x)+abs(end_y-y);

return distance;

}

// 尝试下一步移动到x,y 可行否

int trytile(int/*designde by 1wangxiaobo@https://www.doczj.com/doc/5a14630439.html,*/ x,int y,TREE father)

{

TREE p=father;

int h;

if (map[y][x]=='x') return 1; // 如果(x,y) 处是障碍,失败

while (p) {

/*designde by 1wangxiaobo@https://www.doczj.com/doc/5a14630439.html,*/if (x==tile_x(p->tile) && y==tile_y(p->tile)) return 1; //如果(x,y) 曾经经过,失败

p=p->father;

}

h=father->h+1;

if (h>=dis_map[y][x]) return 1;// 如果曾经有更好的方案移动到(x,y) 失败

dis_map[y][x]=h;// 记录这次到(x,y) 的距离为历史最佳距离

// 将这步方案记入待处理队列

p=(TREE)malloc(sizeof(*p));

p->father=father;

p->h=father->h+1;

p->tile=tile_num(x,y);

enter_queue(p,p->h+judge(x,y));

return 0;

}

// 路径寻找主函数

void findpath(int *path)

//printf("%d,%d,%d,%d",start_x,start_y,end_x,end_y);

TREE root;

int i,j;

stacktop=0;

for (i=0;i

for (j=0;j

dis_map[i][j/*designde by 1wangxiaobo@https://www.doczj.com/doc/5a14630439.html,*/]=MAXINT; init_queue();

root=(TREE)malloc(sizeof(*root));

root->tile=tile_num(start_x,start_y);

root->h=0;

root->father=NULL;

enter_queue(root,judge(start_x,start_y));

for (;;) {

int x,y,child;

TREE p;

root=get_from_queue();

if (root==NULL) {

*path=-1;

return;

}

x=tile_x(root->tile);

y=tile_y(root->tile);

if (x==end_x && y==end_y) break;// 达到目的地成功返回child=trytile(x,y-1,root);//尝试向上移动

child&=trytile(x,y+1,root);//尝试向下移动

child&=trytile(x-1,y,root);//尝试向左移动

child&=trytile(x+1,y,root);//尝试向右移动

if (child!=0)

pop_stack();// 如果四个方向均不能移动,释放这个死节点

}

// 回溯树，将求出的最佳路径保存在path[] 中

for (i=0;root;i++) {

path[i]=root->tile;

root=root->father;

//printf("pathis %d",path[i]/*designde by 1wangxiaobo@https://www.doczj.com/doc/5a14630439.html,*/); }

path[i]=-1;

freetree();

}

void printpath(int *path)

{

int i;

//printf("-44444444444444");

for (i=0;path[i]>=0;i++) {

gotoxy(tile_x(path[i])+1,tile_y(path[i])+1);

printf("-");

Sleep(2000);

}

printf("\n");

printf("\n");

printf("走迷宫完成");

}

void readmap()

{ printf("走迷宫，s是起始点e是终点按任意键开始"); getchar();

//FILE *f;

int i,j;

//f=fopen("2.c","r");

//assert(f);

//scanf("%d%d",&map_w,&map_h);

map_w=map_h=6;

for (i=0;i

//fgets(&map[i][0],map_w+1,f);

//fclose(f);

start_x=-1,end_x=-1;

for (i=0;i

for (j=0;j/*designde by 1wangxiaobo@https://www.doczj.com/doc/5a14630439.html,*/

if (map[i][j]=='s') map[i][j]=' ',start_x=j,start_y=i;

if (map[i][j]=='e') map[i][j]=' ',end_x=j,end_y=i;

}

assert(start_x>=0 && end_x>=0);

//printf("%d,%d,%d,%d",start_x,start_y,end_x,end_y);

}

void showmap()

{

int i,j;

system("cls");

for (i=0;i

gotoxy(1,i+1);

for (j=0;j

if (map[i][j]!=' ') printf("x");

else printf(" ");

}

gotoxy(end_x+1,end_y+1);

printf("e");

gotoxy(start_x+1,start_y+1);

printf("s");

}

int main()

{

system("title 晓博A*算法试验程序");//设置cmd窗口标题

printf("…………欢迎使用晓博A*算法试验程序，Designed by 1wangxiaobo@https://www.doczj.com/doc/5a14630439.html, 河南财经政法大学…………");

int path[MAXINT];

readmap();

showmap();

Sleep(2000);

findpath(path);

printpath(path);

getchar();

system("pause");

return 0;

}

END

注意事项

为了使的程序可以慢慢的打印出来动态的运行效果加了Sleep(2000);

人工智能的主要内容和方法

人工智能的主要内容和方法 人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）是50年代兴起的一门新兴边缘学科，二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一（空间技术、能源技术、人工智能），也被认为是二十一世纪三大尖端技术之一（基因工程、纳米科学、人工智能）。广义的讲，人工智能是关于人造物的智能行为，而智能行为包括知觉、推理、学习、交流和在复杂环境中的行为。人工智能的一个长期目标是发明出可以像人类一样或能更好地完成以上行为的机器；另一个目标是理解这种智能行为是否存在于机器、人类或其他动物中。目前能够用来研究人工智能的主要物质手段以及能够实现人工智能技术的机器就是计算机, 人工智能的发展历史是和计算机科学与技术的发展史联系在一起的。除了计算机科学以外, 人工智能还涉及信息论、控制论、自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学等多门学科。 一、AI的主要内容 人工智能研究的主要内容包括：知识表示、自动推理和搜索方法、机器学习和知识获取、知识处理系统、自然语言理解、计算机视觉、智能机器人、自动程序设计等方面。 知识表示是人工智能的基本问题之一，推理和搜索都与表示方法密切相关。常用的知识表示方法有：逻辑表示法、产生式表示法、语义网络表示法和框架表示法等。 常识，自然为人们所关注，已提出多种方法，如非单调推理、定性推理就是从不同角度来表达常识和处理常识的。

问题求解中的自动推理是知识的使用过程，由于有多种知识表示方法，相应地有多种推理方法。推理过程一般可分为演绎推理和非演绎推理。谓词逻辑是演绎推理的基础。结构化表示下的继承性能推理是非演绎性的。由于知识处理的需要，近几年来提出了多种非演绎的推理方法，如连接机制推理、类比推理、基于示例的推理、反绎推理和受限推理等。 搜索是人工智能的一种问题求解方法，搜索策略决定着问题求解的一个推理步骤中知识被使用的优先关系。可分为无信息导引的盲目搜索和利用经验知识导引的启发式搜索。启发式知识常由启发式函数来表示，启发式知识利用得越充分，求解问题的搜索空间就越小。典型的启发式搜索方法有A*、AO*算法等。近几年搜索方法研究开始注意那些具有百万节点的超大规模的搜索问题。 机器学习是人工智能的另一重要课题。机器学习是指在一定的知识表示意义下获取新知识的过程，按照学习机制的不同，主要有归纳学习、分析学习、连接机制学习和遗传学习等。 知识处理系统主要由知识库和推理机组成。知识库存储系统所需要的知识，当知识量较大而又有多种表示方法时，知识的合理组织与管理是重要的。推理机在问题求解时，规定使用知识的基本方法和策略，推理过程中为记录结果或通信需设数据库或采用黑板机制。如果在知识库中存储的是某一领域(如医疗诊断)的专家知识，则这样的知识系统称为专家系统。为适应复杂问题的求解需要，单一的专家系统向多主体的分布式人工智能系统发展，这时知识共享、主体间的协作、矛盾的出现和处理将是研究的关键问题。 二、AI的研究方法

人工智能研究方法的文献综述

人工智能研究方法的文献综述 1、前言 本文综述了人工智能的主要研究方法，并对各方法进行分析和总结，并阐述了目前人工智能研究方法日趋多样化的研究现状。 2、主题 研究方法，对一个问题的研究方法从根本上说分为两种：其一，对要解决的问题扩展到他所隶属的领域，对该领域做一广泛了解，研究该领域从而实现对该领域的研究，讲究广度，从对该领域的广泛研究收缩到问题本身；其二，把研究的问题特殊化，提炼出要研究问题的典型子问题或实例，从一个更具体的问题出发，做深刻的分析，研究透彻该问题，再一般化扩展到要解决的问题，讲究研究深度，从更具体的问题入手研究扩展到问题本身。 人工智能的研究方法主要可以分为三类：一、结构模拟，神经计算，就是根据人脑的生理结构和工作机理，实现计算机的智能，即人工智能。结构模拟法也就是基于人脑的生理模型，采用数值计算的方法，从微观上来模拟人脑，实现机器智能。采用结构模拟，运用神经网络和神经计算的方法研究人工智能者，被称为生理学派、连接主义。二、功能模拟，符号推演，就是在当前数字计算机上，对人脑从功能上进行模拟，实现人工智能。功能模拟法就是以人脑的心理模型，将问题或知识表示成某种逻辑网络，采用符号推演的方法，实现搜索、推理、学习等功能，从宏观上来模拟人脑的思维，实现机器智能。以功能模拟和符号推演研究人工智能者，被称为心理学派、逻辑学派、符号主义。三、行为模拟，控制进化，就是模拟人在控制过程中的智能活动和行为特性。以行为模拟方法研究人工智能者，被称为行为主义、进化主义、控制论学派。 人工智能的研究方法，已从“一枝独秀”的符号主义发展到多学派的“百花争艳”，除了上面提到的三种方法，又提出了“群体模拟，仿生计算”“博采广鉴，自然计算”“原理分析，数学建模”等方法。人工智能的目标是理解包括人在内的自然智能系统及行为，而这样的系统在实在世界中是以分层进化的方式形成了一个谱系，而智能作为系统的整体属性，其表现形式又具有多样性，人工智能的谱系及其多样性的行为注定了研究的具体目标和对象的多样性。人工智能与前沿技术的结合，使人工智能的研究日趋多样化。 3、总结 人工智能的研究方法会随着技术的进步而不断丰富，很多新名词还会被提出，但研究的目的基本不变，日趋多样化的研究方法追根溯源也就是研究问题的两种方法的演变。对人工智能中尚未解决的众多问题，运用基本的研究问题的方法，结合先进的技术，不断实现智能化。人工智能与前沿技术密切联系，人工智能的研究方法必然日趋多样化。 4、参考文献 （1）人工智能技术导论廉师友西安电子科技大学出版社2007.8 （2）人工智能研究方法及途径熊才权2005年第三期 （3）人工智能学派及其在理论、方法上的观点蔡自兴1995.5 （4）人工智能研究的主要学派及特点黄伟聂东陈英俊2001第三期 （5）人工智能研究对思维学的方法论启示尹鑫苏国辉2002.10第四期

人工智能复习题目

2016 人工智能复习重点 题型：选择、填空、简答、推理、计算。各20分 主要内容： AI三大学派、 AI应用领域、 图灵测试、 谓词逻辑表示法 语义网络表示法 产生式表示法 与或树，解树，可解节点的含义及解释、 归结\子句、置换、合一 状态空间\产生式系统 盲目搜索、启发式搜索(求解城市最短路径相关例题要着重看) 演绎推理和归结推理 可信度算法和bayse算法 ID3算法 【第一章绪论】 1、三大学派及其对人工智能发展历史的不同看法 符号主义：认为人工智能源于数理逻辑。符号主义仍然是人工智能的主流派。这个学派的代表有纽厄尔、肖、西蒙和尼尔逊(Nilsson)等。 联结主义：认为人工智能源于仿生学，特别是人脑模型的研究。 行为主义：认为人工智能源于控制论。这一学派的代表作首推布鲁克斯(Brooks)的六足行走机器人，它被看做新一代的“控制论动物”，是一个基于感知－动作模式的模拟昆虫行为的控制系统。 2.人工智能的研究及应用领域 人工智能研究及应用领域很多，主要研究领域包括问题求解、机器学习、专家系统、模式识别、自动定理证明、自然语言理解等。 问题求解：人工智能的第一个大成就是发展了能够求解难题的下棋(如国际象棋)程序，它包含问题的表示、分解、搜索与归约等。 机器学习：学习是人类智能的主要标志和获得知识的基本手段；机器学习(自动获取新的事实及新的推理算法)是使计算机具有智能的根本途径；机器学习还有助于发现人类学习的机理和揭示人脑的奥秘。学习是一个有特定目的的知识获取过程，其内部表现为新知识结构的不断建立和修改，而外部表现为性能的改善。 专家系统：一般地说，专家系统是一个智能计算机程序系统，其内部具有大量专家水平的某个领域知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来解决该领域的问题。发展

《人工智能》详细教学大纲

《人工智能》详细教学大纲 《人工智能》教学大纲 课程代码：130234 课程性质：专业必修 学分学时数： 5/80 适用专业：计算机应用技术 一、课程的性质和目的 （一）课程性质 人工智能是计算机科学理论基础研究的重要组成部分，人工智能课程是计算机科学技术专业的专业拓展选修课。通过本课程的学习使学生了解人工智能的提出、几种智能观、重要研究领域，掌握人工智能求解方法的特点。掌握人工智能的基本概念、基本方法，会用知识表示方法、推理方法和机器学习等方法求解简单问题等。 （二）课程目的 1、基本理论要求： 课程介绍人工智能的主要思想和基本技术、方法以及有关问题的入门知识。要求学生了解人工智能的主要思想和方法。 2、基本技能要求： 学生在较坚实打好的人工智能数学基础（数理逻辑、概率论、模糊理论、数值分析）上，能够利用这些数学手段对确定性和不确定性的知识完成推理；在理解Herbrand 域概念和Horn 子句的基础上，应用Robinson 归结原理进行定理证明；应掌握问题求解（GPS ）的状态空间法，能应用几种主要的盲目搜索和启发式搜索算法（宽度优先、深度优先、有代价的搜索、A 算法、A*算法、博弈数的极大—极小法、α―β剪枝技术）完成问题求解；并能熟悉几种重要的不确定推理方法，如确定因子法、主观Bayes 方法、D —S 证据理论等，利用数值分析中常用方法进行正确计算。 3、职业素质要求：结合实战，初步理解和掌握人工智能的相关技术。 二、教学内容、重（难）点、教学要求及学时分配 第一章：人工智能概述（2学时） 1、讲授内容： （1） 人工智能的概念 （2） 人工智能的研究途径和方法 ………………………………………………

人工智能的主要内容和方法

人工智能的主要内容和方法 人工智能（ Artificial Intelligence，简称 AI）是 50 年代兴起的一门新兴边缘学科，二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一（空间技术、能源技术、人工智能），也被认为是二十一世纪三大尖端技术之一（基因工程、纳米科学、人工智能）。广义的讲，人工智能是关于人造物的智能行为，而智能行为包括知觉、推理、学习、交流和在复杂环境中的行为。人工智能的一个长期目标是发明出可以像人类一样或能更好地完成以上行为的机器；另一个目标是理解这种智能行为是否存在于机器、人类或其他动物中。目前能够用来研究人工智能的主要物质手段以及能够实现人工智能技术的机器就是计算机 , 人工智能的发展历史是和计算机科学与技术的发展史联系在一起的。除了计算机科学以外 , 人工智能还涉及信息论、控制论、自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学等多门学科。 一、 AI 的主要内容人工智能研究的主要内容包括：知识表示、自动推理和搜索方法、机器学习和知识获取、知识处理系统、自然语言理解、计算机视觉、智能机器人、自动程序设计等方面。 知识表示是人工智能的基本问题之一，推理和搜索都与表示方法密切相关。常用的知识表示方法有：逻辑表示法、产生式表示法、语义网络表示法和框架表示法等。 常识，自然为人们所关注，已提出多种方法，如非单调推理、定性推理就是从不同角度来表达常识和处理常识的。 问题求解中的自动推理是知识的使用过程，由于有多种知识表示方法，

相应地有多种推理方法。推理过程一般可分为演绎推理和非演绎推理。谓词逻辑是演绎推理的基础。结构化表示下的继承性能推理是非演绎性的。由于知识处理的需要，近几年来提出了多种非演绎的推理方法，如连接机制推理、类比推理、基于示例的推理、反绎推理和受限推理等。 搜索是人工智能的一种问题求解方法，搜索策略决定着问题求解的一个推理步骤中知识被使用的优先关系。可分为无信息导引的盲目搜索和利用经验知识导引的启发式搜索。启发式知识常由启发式函数来表示，启发式知识利用得越充分，求解问题的搜索空间就越小。典型的启发式搜索方法有 A* 、AO* 算法等。近几年搜索方法研究开始注意那些具有百万节点的超大规模的搜索问题。 机器学习是人工智能的另一重要课题。机器学习是指在一定的知识表示意义下获取新知识的过程，按照学习机制的不同，主要有归纳学习、分析学习、连接机制学习和遗传学习等。 知识处理系统主要由知识库和推理机组成。知识库存储系统所需要的知识，当知识量较大而又有多种表示方法时，知识的合理组织与管理是重要的。推理机在问题求解时，规定使用知识的基本方法和策略，推理过程中为记录结果或通信需设数据库或采用黑板机制。如果在知识库中存储的是某一领域（如医疗诊断）的专家知识，则这样的知识系统称为专家系统。为适应复杂问题的求解需要，单一的专家系统向多主体的分布式人工智能系统发展，这时知识共享、主体间的协作、矛盾的出现和处理将是研究的关键问题。 二、 AI 的研究方法

人工智能方法故障诊断

人工智能方法故障诊断。 2基于人工智能的故障诊断方法的应用现状基于人工智能的故障诊断方法不需要知道被控对象的精确模型，能很好的应对不确定性和模糊性的随机故障。目前基于人工智能的故障诊断方法主要有以下几个方向：基于模糊的方法、基于神经网络的方法、专家系统故障诊断方法、基于遗传算法、支持向量机的方法、基于数据挖掘的方法、基于图论的模型推理方法等，以下是对几种故障诊断方法的具体论述。 2.1基于模糊的故障诊断方法 在模糊诊断中，各种故障征兆和故障成因之间都存在不同程度的因果关系，但表现在故障与征兆之间并非存在一一对应的关系，故障征兆信息的随机性、模糊性加上某些信息的不确定性，造成了故障形式复杂多样性。这种模糊性和随机性往往不能用精确的数学公式来描述，然而用模糊逻辑、模糊诊断矩阵等模糊理论来分析其故障与现象之间的不确定性关系是可行的，从模糊数学的角度看，故障诊断是一个模糊推理问题。因而基于模糊的诊断方法得到了长足的发展［2-4］。 故障诊断通常是基于一定的征兆，做出可能引起这些征兆的故障判别，而模糊逻辑系统是应用模糊理论解决问题的重要形式。研究表明，通过建立模糊逻辑系统，采用模糊推理的方法能够实现故障诊断。不过，成熟地应用基于模糊逻辑系统的故障诊断方法，需要解决好如何建立模糊诊断规则库等关键问题。 常用的模糊逻辑诊断方法一般步骤是检测信号经过模糊化单元处理后，输入到模糊推理规则库中进行分析，其输出即为故障信息的模糊输出，经过解模糊单元处理后即可得出故障原因。 另外一种基于模糊理论的诊断方法是用模糊诊断矩阵来描述故障原因和故障征兆之间关系的方法。其模糊关系矩阵的数学模型为［3］: T T Y 二RX 丫…y「— X :=(P X]-4，) -r 1 1r 1 2 r 1 …1 1 m R =r1 2 「2 2…r 2 m =(r ij ) n xm 「1r n2…r n m _ 1 式中 :丫为诊断矩 阵, 'yi 为对象具有故障丫，的 隶属度（i= 1,2,…,n). X为起因矩阵, u Xj为对象 具有症状X j的隶属度（j =1,2,…，m）；R为征兆矩 阵，描述了故障征兆与故障原因之间的关系。 m 乞= 1 i 4 ij（0乞乞1;1乞i空n;1乞j空m） 。 基于模糊的故障诊断方法的优点在于：可将人类的 语言化的知识嵌入系统；可模拟人类的近似推理能力， 且通用性好，只要针对不同的故障类型对推理规则进行 修改就可以应当不同的故障诊断。但与传统的故障诊断 理论和方法相比，仍有不成熟之处：基于模糊逻辑的故 障诊断方法缺少在线学习能力，不适应被控对象变化的 需要；模糊隶属函数和模糊推理规则无法保证任何情况 下都为最优；尚未建立起有效的方法来分析和设计模糊 系统，主要还是依赖专家经验和试凑。 2.2基于人工神经网络的故障诊断方法 从故障诊断的过程来讲，故障诊断实质上也是一类 模式分类问题，而人工神经网络（ANN）作为一 种自适应的模式识别技术，非常适合用于建立大型复杂 系统的智能化故障诊断系统。神经网络通过输入层、隐 含层和输出层来建立故障类型和故障原因之间复杂的映 射关系。基于神经网络的故障诊断 方法具有强大的自学习和数据处理能力，其分类方式通 过网络学习来确定系统参数和结构来完成训练过程。将 样本库的知识以网络的形式存储在神经网络的连接权中 是神经网络的独特之处。待检测故障信息经已训练好的 网络处理后可自动对被识别对象进行分类。故障诊断中 神经网络所采用的模型大多为BP网络，这主要由于对 BP模型的研究比 较成熟［5-6］。神经网络故障诊断技术被广泛应用于

人工智能中的知识表示方法

人工智能中的知识表示方法 1.一阶谓词逻辑表示方法 2.产生式表示方法 3.语义网络表示方法 4.框架表示方法、 5.过程表示方法 除了以上五种表示方法，比较常用的还有以下几种表示方法：6.面向对象表示方法： 对象是有一组数据和该数据相关的操作构成的实体。 类由一组变量和一组操作组成，它描述了一组具有相同属性和操作的对象。每个对象都属于某一个类，每个对象都可由相关的类生成，类的生成过程就是例化。 面向对象的基本特征主要体现在模块性、封装性、继承性、多态性、易维护性等。 7.状态空间表示方法： 状态空间表示法是以状态和运算符为基础来表示和求解问题的一种方法。 （1）状态 描述问题求解过程中任一时刻状况的数据结构，一般用一组变量的有序组合表示。 （2）算符

引起状态中某些分量发生变化，从而使问题由一个状态变为另一个状态的操作称为算符。 （3）状态空间 由问题的全部状态以及一切可用算符所构成的集合称为问题的状态空间。 空间状态表示方法的应用举例： 猴子与香蕉的问题 状态空间表示用四元组（W，x,y,z）其中：W-猴子的水平问题；x-当猴子在箱子顶上时取x=1；否则x=0；y-箱子的水平位置；z-当猴子摘到香蕉时取1，否则取0。 算符 （1）g oto(U)猴子走到水平位置U； （2）p ushbox(V)猴子把箱子推到水平位置V； （3）c limbbox猴子爬上箱顶； （4）g rasp猴子摘到香蕉。 求解过程令初始状态为（a,0,b,0）。这时，goto(U)是唯一使用的操作，并导致下一状态（U，0，b，0）。现在有三个适用的操作，若把所有适用操作继续应用于每个状态，就能得到状态空间图。8.问题归约表示法： 问题归约法的基本思想是从目标出发进行逆向推理，通过一系列变换把初始问题变换为子问题集合和子-子问题集合，直至最后归约为一个平凡的本原问题集合。

快速学习人工智能的方法

快速学习人工智能的方法 毫无疑问，人类当前正处于人工智能黄金时代来临前的黎明，2017年，阿尔法狗战胜人类围棋世界冠军、无人超市开店以及无人驾驶汽车上路，标志着人工智能时代的即将到来！ 随着互联网与移动终端的普及、传感网的渗透、大数据的涌现和网上社区等新的信息环境兴起，智能城市、经济、制造、医疗、家居、驾驶等智能化需求也在不断的诞生，与此相对应，政府机构也不断出台相应人工智能发展规划政策，推动人工智能的快速发展与应用！ 人工智能神秘面纱以及良好的发展前景，吸引着一大批想要进入该领域的有志之士，那么，人工智能难学吗？需要如何学习？ 任何一门知识，只要您感兴趣，能够坚持不懈的去学习，就一定是能够学好的！对于人工智能的学习，需要具有良好的数学基础，主要包括高等数学、线性代数、概率论数理统计和随机过程、离散数学以及数值分析等知识，如果您想学好人工智能，最好是能够打牢以上数学基础！ 人工智能采用的编程语言主要是Python，因此需要掌握Python基础知识，以下是老男孩教育Python全栈开发与人工智能学习内容： 阶段一：Python开发基础 Python全栈开发与人工智能之Python开发基础知识学习内容包括：Python 基础语法、数据类型、字符编码、文件操作、函数、装饰器、迭代器、内置方法、常用模块等。 阶段二：Python高级编程和数据库开发

Python全栈开发与人工智能之Python高级编程和数据库开发知识学习内容包括：面向对象开发、Socket网络编程、线程、进程、队列、IO多路模型、Mysql 数据库开发等。 阶段三：前端开发 Python全栈开发与人工智能之前端开发知识学习内容包括：Html、CSS、JavaScript开发、Jquery&bootstrap开发、前端框架VUE开发等。 阶段四：WEB框架开发 Python全栈开发与人工智能之WEB框架开发学习内容包括：Django框架基础、Django框架进阶、BBS+Blog实战项目开发、缓存和队列中间件、Flask框架学习、Tornado框架学习、Restful API等。 阶段五：爬虫开发 Python全栈开发与人工智能之爬虫开发学习内容包括：爬虫开发实战。 阶段六：全栈项目实战 Python全栈开发与人工智能之全栈项目实战学习内容包括：企业应用工具学习、CRM客户关系管理系统开发、路飞学城在线教育平台开发等。 阶段七：数据分析 Python全栈开发与人工智能之数据分析学习内容包括：金融量化分析。 阶段八：人工智能 Python全栈开发与人工智能之人工智能学习内容包括：机器学习、图形识别、无人机开发、无人驾驶等。 阶段九：自动化运维&开发 Python全栈开发与人工智能之自动化运维&开发学习内容包括：CMDB资产管