人工智能第二章49

问题：指事件或事物的已知或当前状态与目标状态之间的有差异。

问题求解：指在一定的控制策略下，通过一系列的操作或运算来改变问题的状态，使之与目标状态接近或一直。

问题求解所需的知识（求解框架）：叙述性知识、描述客观事物的特点及关系。

过程性知识、通常是解决问题的操作步骤和过程的知识，也称为操作性知识。

控制性知识、求解问题的方法和技巧的知识，确定解决问题的策略。

知识表示:研究在计算机中如何用最合适的形式表示问题求解过程中所需要的各种知识，包括构成问题求解框架的全部知识。

常用的知识表示形式:状态空间图，与或图，谓词逻辑，产生式，框架，语义网络盲目搜索：无向导的搜索，也称穷举搜素。

在搜索过程中，没有任何背景知识作指导，不考虑任何与解有关的信息，随机地或按预先规定的顺序（如广度优先和深度优先）机械地生成树的节点，并判断是否为解，直到找到解或证明问题无解为止。

特点：搜索效率太低，所以在实际中往往是不可行的。

启发函数：通过函数计算来评价每种选择的价值大小，用以指导搜索过程。

启发式搜索：利用问题本身的“启发性信息”不断地改变或调整搜索的方向，使搜索朝着问题本身最希望的方向进行，加速问题的求解并找到最优解。

特点：重排OPEN表，选择最有希望的节点加以扩展。

启发式搜索—全局择优算法：也叫做最好优先搜索，在启发性知识导航下的广度优先搜索，在OPEN表中保留所有已生成而为考察的节点，对其中的每个节点x计算启发函数h（x）,从全部节点中选出最优节点进行扩展，而不管这个结点出现的搜索树的什么地方。

步1、把初始几点S。

放入OPEN表中，计算h(S。

)；步2、若OPEN表为空，则搜索失败，退出。

步3、否则，移出OPEN表中第一节点N放入CLOSED表中，并冠以序号n;步4、若目标结点S。

=N，则搜索成功，利用CLOSED表中的返回指针找出S。

到N的路径即为所求解，退出。

步5、若N不可扩展，则转步2；步6、否则，扩展N，计算N的每个子节点x的启发函数h(x)，并将N所有子节点x配以指向N的返回指针后放入OPEN表中，依据启发函数值h(x)对节点的计算，对OPEN表中所有节点按其启发函数值的大小以升序排列，转步2.局部择优：是启发性知识导航下的深度优先搜索，在OPEN表中保留所有已生成为为考察的节点，对其中新生成的每个子节点x计算启发函数h(x),从全部子节点中选出最优节点进行扩展，其选择下一个要考察的结点的范围是刚刚生成的全部子节点。

第2章知识表示方法参考答案2.8设有如下语句，请用相应的谓词公式分别把他们表示出来：(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。

解：定义谓词P(x)：x是人L(x,y)：x喜欢y其中，y的个体域是{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) 有人每天下午都去打篮球。

解：定义谓词P(x)：x是人B(x)：x打篮球A(y)：y是下午将知识用谓词表示为：(∃x )(∀y) (A(y)→B(x)∧P(x))(3)新型计算机速度又快，存储容量又大。

解：定义谓词NC(x)：x是新型计算机F(x)：x速度快B(x)：x容量大将知识用谓词表示为：(∀x) (NC(x)→F(x)∧B(x))(4) 不是每个计算机系的学生都喜欢在计算机上编程序。

解：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))(5)凡是喜欢编程序的人都喜欢计算机。

解：定义谓词P(x)：x是人L(x, y)：x喜欢y将知识用谓词表示为：(∀x) (P(x)∧L(x,pragramming)→L(x, computer))2.9用谓词表示法求解机器人摞积木问题。

设机器人有一只机械手，要处理的世界有一张桌子，桌上可堆放若干相同的方积木块。

机械手有4个操作积木的典型动作：从桌上拣起一块积木；将手中的积木放到桌之上；在积木上再摞上一块积木；从积木上面拣起一块积木。

积木世界的布局如下图所示。

图机器人摞积木问题解：(1) 先定义描述状态的谓词CLEAR(x)：积木x上面是空的。

ON(x, y)：积木x在积木y的上面。

ONTABLE(x)：积木x在桌子上。

HOLDING(x)：机械手抓住x。

第2章知识表示方法部分参考答案2.8设有如下语句，请用相应的谓词公式分别把他们表示出来：(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。

解：定义谓词P(x)：x是人L(x,y)：x喜欢y其中，y的个体域是{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) 有人每天下午都去打篮球。

解：定义谓词P(x)：x是人B(x)：x打篮球A(y)：y是下午将知识用谓词表示为：(∃x )(∀y) (A(y)→B(x)∧P(x))(3)新型计算机速度又快，存储容量又大。

解：定义谓词NC(x)：x是新型计算机F(x)：x速度快B(x)：x容量大将知识用谓词表示为：(∀x) (NC(x)→F(x)∧B(x))(4) 不是每个计算机系的学生都喜欢在计算机上编程序。

解：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))(5)凡是喜欢编程序的人都喜欢计算机。

解：定义谓词P(x)：x是人L(x, y)：x喜欢y将知识用谓词表示为：(∀x) (P(x)∧L(x,pragramming)→L(x, computer))2.9 用谓词表示法求解机器人摞积木问题。

设机器人有一只机械手，要处理的世界有一张桌子，桌上可堆放若干相同的方积木块。

机械手有4个操作积木的典型动作：从桌上拣起一块积木；将手中的积木放到桌之上；在积木上再摞上一块积木；从积木上面拣起一块积木。

积木世界的布局如下图所示。

解：(1) 先定义描述状态的谓词CLEAR(x)：积木x 上面是空的。

ON(x, y)：积木x 在积木y 的上面。

ONTABLE(x)：积木x 在桌子上。

HOLDING(x)：机械手抓住x 。

初识人工智能知到章节测试答案智慧树2023年最新海南软件职业技术学院第一章测试1.人类一直在利用计算工具帮助自己思考。

最原始的计算工具可以追溯到（）。

参考答案:小鹅卵石2.一般认为，地处因格兰威尔特郡索尔兹伯里平原上的史前时代文化神庙遗址——巨石阵是古人用于的设施（）。

参考答案:预测天文事件3.1900年，人们在希腊安提基特拉岛附近的罗马船只残骸上找到的机械残片被认为是（）。

参考答案:天体观测仪的残片4.据说在13世纪左右，想学加法和减法上德国的学校就足够了，但如果还想学乘法和除法，就必须去意大利才行。

这是因为当时（）。

参考答案:所有的数字都是用罗马数字写成的，使计算变得很复杂5.1821年，英国数学家兼发明家查尔斯•巴贝奇开始了第数学机器的研究，他研制的第一台数学机器叫（）。

参考答案:差分机6.1842年，巴贝奇请求艾达帮他将一篇与机器相关的法文文章翻译成英文。

艾达在翻译注释中阐述了关于一套机器编程系统的构想。

由此，艾达被后人誉为第一位（）。

参考答案:计算机程序员7.用来表示机器的robot一词源于（）。

参考答案:1920年卡雷尔•恰佩克的一出舞台剧8.最初，computer一词指的是（）。

参考答案:进行计算的人9.世界上第一台通用电子数字计算机是（）。

参考答案:ENIAC10.计算机科学家常常会谈及建立某个过程或物体的模型，“模型”指的是（）。

参考答案:能够表达事件运作的方式或规律的方程式第二章测试1.作为计算机科学分支的人工智能的英文缩写是（）。

参考答案:AI2.人工智能是研究、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交叉学科，它涉及（）。

参考答案:自然科学、社会科学和技术科学3.人工智能定义中的“智能”涉及诸如等问题（）。

参考答案:意识4.下列关于人工智能的说法不正确的是（）。

参考答案:自1046年以来，人工智能学科经过多年的发展，已经趋于成熟，得到充分应用5.下列说法中错误的是（）。

人工智能导论课参考答案第2章本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March第2章知识表示方法部分参考答案设有如下语句，请用相应的谓词公式分别把他们表示出来：(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。

解：定义谓词P(x)：x是人L(x,y)：x喜欢y其中，y的个体域是{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) 有人每天下午都去打篮球。

解：定义谓词P(x)：x是人B(x)：x打篮球A(y)：y是下午将知识用谓词表示为：(∃x )(∀y) (A(y)→B(x)∧P(x))(3)新型计算机速度又快，存储容量又大。

解：定义谓词NC(x)：x是新型计算机F(x)：x速度快B(x)：x容量大将知识用谓词表示为：(∀x) (NC(x)→F(x)∧B(x))(4) 不是每个计算机系的学生都喜欢在计算机上编程序。

解：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))(5)凡是喜欢编程序的人都喜欢计算机。

解：定义谓词P(x)：x是人L(x, y)：x喜欢y将知识用谓词表示为：(∀x) (P(x)∧L(x,pragramming)→L(x, computer))用谓词表示法求解机器人摞积木问题。

设机器人有一只机械手，要处理的世界有一张桌子，桌上可堆放若干相同的方积木块。

机械手有4个操作积木的典型动作：从桌上拣起一块积木；将手中的积木放到桌之上；在积木上再摞上一块积木；从积木上面拣起一块积木。

积木世界的布局如下图所示。

图机器人摞积木问题解：(1) 先定义描述状态的谓词CLEAR(x)：积木x上面是空的。

第2章知识表示方法局部参考答案2.8设有如下语句，请用相应的谓词公式分别把他们表示出来：(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。

解：定义谓词P(x)：x是人L(x,y)：x喜欢y其中，y的个体域是{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) 有人每天下午都去打篮球。

解：定义谓词P(x)：x是人B(x)：x打篮球A(y)：y是下午将知识用谓词表示为：(∃x )(∀y) (A(y)→B(x)∧P(x))(3)新型计算机速度又快，存储容量又大。

解：定义谓词NC(x)：x是新型计算机F(x)：x速度快B(x)：x容量大将知识用谓词表示为：(∀x) (NC(x)→F(x)∧B(x))(4) 不是每个计算机系的学生都喜欢在计算机上编程序。

解：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))(5)但凡喜欢编程序的人都喜欢计算机。

解：定义谓词P(x)：x是人L(x, y)：x喜欢y将知识用谓词表示为：(∀x) (P(x)∧L(x,pragramming)→L(x, computer))2.9用谓词表示法求解机器人摞积木问题。

设机器人有一只机械手，要处理的世界有一张桌子，桌上可堆放假设干相同的方积木块。

机械手有4个操作积木的典型动作：从桌上拣起一块积木；将手中的积木放到桌之上；在积木上再摞上一块积木；从积木上面拣起一块积木。

积木世界的布局如以下图所示。

图机器人摞积木问题解：(1) 先定义描述状态的谓词CLEAR(x)：积木x上面是空的。

ON(x, y)：积木x在积木y的上面。

ONTABLE(x)：积木x在桌子上。

⼈⼯智能答案第⼆章1.树式搜索：a,盲⽬搜索（穷举式搜索）{ ⼴度优先深度优先}b,启发式搜索{全局择优、局部择优，分⽀界限、最近择优、A算法、A*算法}线式搜索：a,盲⽬搜索{随即碰撞、回溯穷举}b,启发式搜索{不回溯、智能回溯}6.盲⽬搜索，也就是⽆导向搜索。

在搜索过程中，没有任何背景知识作指导不考虑任何与解有关的信息，随机的或按预定顺序机械地搜索，并判断是否为所求的解，直到找到解或是证明问题⽆解为⽌。

盲⽬搜索效率太低，⼀般只适⽤于求解⽐较简单的问题。

7.启发式搜索，即为有导向的搜索，利⽤“启发性信息”引导搜索。

所谓的启发性信息就是与问题有关的有利于找到问题解的信息或知识。

启发函数，是⽤来估计搜索树上节点与⽬标节点接近程度的⼀种函数，通常即为h(x)。

8. OPEN表：动态数据结构，登记记录当前待考察的节点。

CLOSED表：动态数据结构，记录考察过得节点。

9.深度优先搜索算法的特点是①般不能保证找到最优解；②当深度限制不合理时，可能找不到解，可以将算法改为可变深度限制；③法与问题⽆关，具有通⽤性；④于图搜索⽅法⼴度优先搜索算法的特点是问题有解时，⼀定能找到解；②当问题为单位耗散值，并且问题有解时，⼀定能找到最优解；③效率低；④⽅法与问题⽆关，具有通⽤性；⑤属于图搜索⽅法。

6.解：⽤四元组(f、w、s、g)表⽰状态， f 代表农夫，w 代表狼，s代表⽺，g 代表菜，其中每个元素都可为0或1，⽤0表⽰在左岸，⽤1表⽰在右岸。

初始状态S0：(0,0,0,0) ⽬标状态：(1,1,1,1)不合法的状态:(1,0,0,*),(1,*,0,0),(0,1,1,*),(0,*,1,1)操作集F={P1，P2，P3，P4，Q1，Q2，Q3，Q4} 操作符条件动作p1 f=0，w=0，s 和g 相异 f=1，w=1 p2 f=0，s=0，f=1，s=1p3 f=0，g=0，w 和s 相异 f=1，g=1 q0f=1，s 和g 相异，w 和s 相异f=0q1 f=1，w ＝1，s 和g 相异 f=0，w ＝0 q2 f=1，s ＝1，f=0，s ＝0q3f=1，g ＝1，w 和s 相异 f=0，g ＝0(0,0,0,0)(1,0,1,0)p 2q 2(0,0,1,0)(1,1,1,0)p 1q 1(1,0,1,1)(0,0,0,1)q 0p 3q 3(0,1,0,0)q 2p 2(1,1,0,1)p 3q 3q 2p 2p 2q 2(0,1,0,1)(1,1,1,1)p 2q 2q 0⽅案有两种：p2→ q0 → p3→ q2 → p2 → q0 → p2 p2→ q0 → p1→ q2 → p3→ q0→ p2 7题和9题参考第8题。

1.树式搜索：a,盲目搜索（穷举式搜索）{ 广度优先深度优先}b,启发式搜索{全局择优、局部择优，分支界限、最近择优、A算法、A*算法}线式搜索：a,盲目搜索{随即碰撞、回溯穷举}b,启发式搜索{不回溯、智能回溯}2.盲目搜索，也确实是无导向搜索。

在搜索进程中，没有任何背景知识作指导不考虑任何与解有关的信息，随机的或按预定顺序机械地搜索，并判定是不是为所求的解，直到找到解或是证明问题无解为止。

盲目搜索效率太低，一样只适用于求解比较简单的问题。

3.启发式搜索，即为有导向的搜索，利用“启发性信息”引导搜索。

所谓的启发性信息确实是与问题有关的有利于找到问题解的信息或知识。

启发函数，是用来估量搜索树上节点与目标节点接近程度的一种函数，通常即为h(x)。

4. OPEN表：动态数据结构，记录记录当前待考察的节点。

CLOSED表：动态数据结构，记录考察过得节点。

5.深度优先搜索算法的特点是①般不能保证找到最优解；②当深度限制不合理时，可能找不到解，能够将算法改成可变深度限制；③法与问题无关，具有通用性；④于图搜索方式广度优先搜索算法的特点是问题有解时，必然能找到解；②当问题为单位耗散值，而且问题有解时，必然能找到最优解；③效率低；④方式与问题无关，具有通用性；⑤属于图搜索方式。

6.解：用四元组(f、w、s、g)表示状态， f 代表农夫，w 代表狼，s代表羊，g 代表菜，其中每一个元素都可为0或1，用0表示在左岸，用1表示在右岸。

初始状态S0：(0,0,0,0) 目标状态：(1,1,1,1)不合法的状态:(1,0,0,*),(1,*,0,0),(0,1,1,*),(0,*,1,1)操作集F={P1，P2，P3，P4，Q1，Q2，Q3，Q4}方案有两种：p2→q0 →p3→q2 →p2 →q0 →p2p2→q0 →p1→q2 →p3→q0→p2 7题和9题参考第8题。

8.琴键翻动（供参考）解：引入一个三元组(q0,q1,q2)来描述总状态，开状态为0，关状态为1，全数可能的状态为：Q0=(0,0,0) ; Q1=(0,0,1); Q2=(0,1,0)Q3=(0,1,1) ; Q4=(1,0,0); Q5=(1,0,1)Q6=(1,1,0) ; Q7=(1,1,1)。