人工智能及其应用(蔡自兴)研究生用书(第三版)
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第五章机器学习7-1 什么是学习和机器学习?为什么要研究机器学习?按照人工智能大师西蒙的观点,学习就是系统在不断重复的工作中对本身能力的增强或者改进,使得系统在下一次执行同样任务或类似任务时,会比现在做得更好或效率更高。
机器学习是研究如何使用机器来模拟人类学习活动的一门学科,是机器学习是一门研究机器获取新知识和新技能,并识别现有知识的学问。
这里所说的“机器”,指的就是计算机。
现有的计算机系统和人工智能系统没有什么学习能力,至多也只有非常有限的学习能力,因而不能满足科技和生产提出的新要求。
7-2 试述机器学习系统的基本结构,并说明各部分的作用。
环境向系统的学习部分提供某些信息,学习部分利用这些信息修改知识库,以增进系统执行部分完成任务的效能,执行部分根据知识库完成任务,同时把获得的信息反馈给学习部分。
影响学习系统设计的最重要的因素是环境向系统提供的信息。
更具体地说是信息的质量。
7-3 试解释机械学习的模式。
机械学习有哪些重要问题需要加以研究?机械学习是最简单的机器学习方法。
机械学习就是记忆,即把新的知识存储起来,供需要时检索调用,而不需要计算和推理。
是最基本的学习过程。
任何学习系统都必须记住它们获取的知识。
在机械学习系统中,知识的获取是以较为稳定和直接的方式进行的,不需要系统进行过多的加工。
要研究的问题:(1) 存储组织信息只有当检索一个项目的时间比重新计算一个项目的时间短时,机械学习才有意义,检索的越快,其意义也就越大。
因此,采用适当的存储方式,使检索速度尽可能地快,是机械学习中的重要问题。
(2) 环境的稳定性与存储信息的适用性问题机械学习基础的一个重要假定是在某一时刻存储的信息必须适用于后来的情况(3) 存储与计算之间的权衡如果检索一个数据比重新计算一个数据所花的时间还要多,那么机械学习就失去了意义。
7-4 试说明归纳学习的模式和学习方法。
归纳是一种从个别到一般,从部分到整体的推理行为。
归纳学习的一般模式为:给定:观察陈述(事实)F,假定的初始归纳断言(可能为空),及背景知识求:归纳断言(假设)H,能重言蕴涵或弱蕴涵观察陈述,并满足背景知识。
For personal use only in study and research;not for commercial use第二章知识表示方法2-1 状态空间法、问题归约法、谓词逻辑法和语义网络法的要点是什么?它们有何本质上的联系及异同点?答:状态空间法:基于解答空间的问题表示和求解方法,它是以状态和算符为基础来表示和求解问题的。
一般用状态空间法来表示下述方法:从某个初始状态开始,每次加一个操作符,递增的建立起操作符的试验序列,直到达到目标状态为止。
问题规约法:已知问题的描述,通过一系列变换把此问题最终变成一个子问题集合:这些子问题的解可以直接得到,从而解决了初始问题。
问题规约的实质:从目标(要解决的问题)出发逆向推理,建立子问题以及子问题的子问题,直至最后把出示问题规约为一个平凡的本原问题集合。
谓词逻辑法:采用谓词合式公式和一阶谓词算法。
要解决的问题变为一个有待证明的问题,然后采用消解定理和消解反演莱证明一个新语句是从已知的正确语句导出的,从而证明这个新语句也是正确的。
语义网络法:是一种结构化表示方法,它由节点和弧线或链组成。
节点用于表示物体、概念和状态,弧线用于表示节点间的关系。
语义网络的解答是一个经过推理和匹配而得到的具有明确结果的新的语义网络。
语义网络可用于表示多元关系,扩展后可以表示更复杂的问题2-2 设有3个传教士和3个野人来到河边,打算乘一只船从右岸渡到左岸去。
该船的负载能力为两人。
在任何时候,如果野人人数超过传教士人数,那么野人就会把传教士吃掉。
他们怎样才能用这条船安全地把所有人都渡过河去?用S i(nC, nY) 表示第i次渡河后,河对岸的状态,nC表示传教士的数目,nY表示野人的数目,由于总人数的确定的,河对岸的状态确定了,河这边的状态也即确定了。
考虑到题目的限制条件,要同时保证,河两岸的传教士数目不少于野人数目,故在整个渡河的过程中,允许出现的状态为以下3种情况:1. nC=02. nC=33. nC=nY>=0 (当nC不等于0或3)用d i(dC, dY)表示渡河过程中,对岸状态的变化,dC表示,第i次渡河后,对岸传教士数目的变化,dY 表示,第i 次渡河后,对岸野人数目的变化。
北京邮电大学考研复试参照书目
北京邮电大学研究生研究生入学考试复试笔试内容
院系:001信息与通信工程学院
院系:002电子工程学院
院系:003计算机学院
院系:004自动化学院
院系:005软件学院
院系:006数字媒体与艺术设计学院
院系:007理学院
院系:008经济管理学院
院系:009公共管理学院
院系:010人文学院
院系:011教育技术研究所
院系:012马克思主义学院
院系:013网络技术研究院
院系:014信息光子学与光通信研究院
(责任编辑:田学江)
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工学硕士研究生课程教学大纲1、课程编号:063301 课程中文名称:组合数学32学时/ 2学分英文译名:Combinatorics适用领域:计算机应用技术、计算机软件理论、计算机系统结构及通信、交通运输、实验设计、排程等方面任课教师:钱真、沈晶教学目的:组合数学是现代数学中发展最快的数学分支。
组合数学的研究对象是排列、模式、设计、调度和布局等。
高速计算机使得各领域中实际组合问题的求解成为可能,而计算机科学的发展本身有带来了大量具有挑战性的组合问题。
本课程的教学目的是:1.使学生掌握计数的基本原理和方法。
2.使学生了解组合设计的基础知识。
3.使学生了解一些优化问题和模型。
4.培养学生的组合思维方法和组合技巧。
教学方式及学时分配:1.教学方式为课堂授课。
2.学时分配:第一章排列与组合,8学时第二章母函数与递推关系,8学时第三章容错原理和鸽巢原理,8学时第四章Polya定理,4学时第五章组合设计,2学时第六章线性规划,2学时教学主要内容及对学生的要求:1.教学主要内容:介绍组合数学的基本工具;围绕组合数学的基本问题,重点介绍组合计数问题、简介组合数学求解中的存在问题和组合优化问题。
2.要求:学生学习本课程应具备的先修知识是高等数学(I)、(II)、离散数学。
内容摘要:在第一章中主要介绍组合数学的基本工具,包括加法规则、乘法规则、一一对应规则;线排列和圆排列、不可重组合与可重组合、二项式及多项式定理、排列和组合的生成算法;在第二章至第四章中重点介绍组合计数问题,包括递推关系及其求解;用母函数求解递推关系,母函数在排列组合中的应用;物件性质的组合,特定、全非、恰K性质型容斥原理;鸽巢原理,Ramsey原理;Burnside引理,polya定理,母函数型的Polya定理;在第五章中简介存在问题,包括拉丁方设计,均衡不完全的区组设计,Hadamard矩阵;第六章简介组合优化问题,包括搜索与优化,动态规划法,分支定界法,背包问题、调度问题、最大流量问题的求解,匹配问题。
第二章知识表示方法2-1 状态空间法、问题归约法、谓词逻辑法和语义网络法的要点是什么?它们有何本质上的联系及异同点?答:状态空间法:基于解答空间的问题表示和求解方法,它是以状态和算符为基础来表示和求解问题的。
一般用状态空间法来表示下述方法:从某个初始状态开始,每次加一个操作符,递增的建立起操作符的试验序列,直到达到目标状态为止。
问题规约法:已知问题的描述,通过一系列变换把此问题最终变成一个子问题集合:这些子问题的解可以直接得到,从而解决了初始问题。
问题规约的实质:从目标(要解决的问题)出发逆向推理,建立子问题以及子问题的子问题,直至最后把出示问题规约为一个平凡的本原问题集合。
谓词逻辑法:采用谓词合式公式和一阶谓词算法。
要解决的问题变为一个有待证明的问题,然后采用消解定理和消解反演莱证明一个新语句是从已知的正确语句导出的,从而证明这个新语句也是正确的。
语义网络法:是一种结构化表示方法,它由节点和弧线或链组成。
节点用于表示物体、概念和状态,弧线用于表示节点间的关系。
语义网络的解答是一个经过推理和匹配而得到的具有明确结果的新的语义网络。
语义网络可用于表示多元关系,扩展后可以表示更复杂的问题2-2 设有3个传教士和3个野人来到河边,打算乘一只船从右岸渡到左岸去。
该船的负载能力为两人。
在任何时候,如果野人人数超过传教士人数,那么野人就会把传教士吃掉。
他们怎样才能用这条船安全地把所有人都渡过河去?用S i(nC, nY) 表示第i次渡河后,河对岸的状态,nC表示传教士的数目,nY表示野人的数目,由于总人数的确定的,河对岸的状态确定了,河这边的状态也即确定了。
考虑到题目的限制条件,要同时保证,河两岸的传教士数目不少于野人数目,故在整个渡河的过程中,允许出现的状态为以下3种情况:1. nC=02. nC=33. nC=nY>=0 (当nC不等于0或3)用d i(dC, dY)表示渡河过程中,对岸状态的变化,dC表示,第i次渡河后,对岸传教士数目的变化,dY表示,第i次渡河后,对岸野人数目的变化。
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院系:001信息与通信工程学院
院系:002电子工程学院
院系:003计算机学院
院系:004自动化学院
院系:005软件学院
院系:006数字媒体与艺术设计学院
院系:007理学院
院系:008经济管理学院
院系:009公共管理学院
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院系:011教诲技术研究所
院系:012马克思主义学院
院系:013网络技术研究院
院系:014信息光子学与光通信研究院
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《人工智能》课程教学大纲课程代码:H0404X课程名称:人工智能适用专业:计算机科学与技术专业及有关专业课程性质:本科生专业基础课﹙学位课﹚主讲教师:中南大学信息科学与工程学院智能系统与智能软件研究所蔡自兴教授总学时:40学时﹙课堂讲授36学时,实验教学4学时﹚课程学分:2学分预修课程:离散数学,数据结构一.教学目的和要求:通过本课程学习,使学生对人工智能的发展概况、基本原理和应用领域有初步了解,对主要技术及应用有一定掌握,启发学生对人工智能的兴趣,培养知识创新和技术创新能力。
人工智能涉及自主智能系统的设计和分析,与软件系统、物理机器、传感器和驱动器有关,常以机器人或自主飞行器作为例子加以介绍。
一个智能系统必须感知它的环境,与其它Agent和人类交互作用,并作用于环境,以完成指定的任务。
人工智能的研究论题包括计算机视觉、规划与行动、多Agent系统、语音识别、自动语言理解、专家系统和机器学习等。
这些研究论题的基础是通用和专用的知识表示和推理机制、问题求解和搜索算法,以及计算智能技术等。
此外,人工智能还提供一套工具以解决那些用其它方法难以解决甚至无法解决的问题。
这些工具包括启发式搜索和规划算法,知识表示和推理形式,机器学习技术,语音和语言理解方法,计算机视觉和机器人学等。
通过学习,学生能够知道什么时候需要某种合适的人工智能方法用于给定的问题,并能够选择适当的实现方法。
二.课程内容简介人工智能的主要讲授内容如下:1.叙述人工智能和智能系统的概况,列举出人工智能的研究与应用领域。
2.研究传统人工智能的知识表示方法和搜索推理技术,包括状态空间法、问题归约法谓词逻辑法、语义网络法、盲目搜索、启发式搜索、规则演绎算法和产生式系统等。
3.讨论高级知识推理,涉及非单调推理、时序推理、和各种不确定推理方法。
4.探讨人工智能的新研究领域,初步阐述计算智能的基本知识,包含神经计算、模糊计算、进化计算和人工生命诸内容。
第三章搜索推理技术3-1什么是图搜索过程?其中,重排OPEN表意味着什么,重排的原则是什么?图搜索的一般过程如下:(1) 建立一个搜索图G(初始只含有起始节点S),把S放到未扩展节点表中(OPEN表)中。
(2) 建立一个已扩展节点表(CLOSED表),其初始为空表。
(3) LOOP:若OPEN表是空表,则失败退出。
(4) 选择OPEN表上的第一个节点,把它从OPEN表移出并放进CLOSED表中。
称此节点为节点n,它是CLOSED表中节点的编号(5) 若n为一目标节点,则有解并成功退出。
此解是追踪图G中沿着指针从n到S这条路径而得到的(指针将在第7步中设置)(6) 扩展节点n,生成不是n的祖先的那些后继节点的集合M。
将M添入图G中。
(7) 对那些未曾在G中出现过的(既未曾在OPEN表上或CLOSED表上出现过的)M成员设置一个通向n的指针,并将它们加进OPEN表。
对已经在OPEN或CLOSED表上的每个M成员,确定是否需要更改通到n的指针方向。
对已在CLOSED表上的每个M成员,确定是否需要更改图G中通向它的每个后裔节点的指针方向。
(8) 按某一任意方式或按某个探试值,重排OPEN表。
(9) GO LOOP。
重排OPEN表意味着,在第(6)步中,将优先扩展哪个节点,不同的排序标准对应着不同的搜索策略。
重排的原则当视具体需求而定,不同的原则对应着不同的搜索策略,如果想尽快地找到一个解,则应当将最有可能达到目标节点的那些节点排在OPEN表的前面部分,如果想找到代价最小的解,则应当按代价从小到大的顺序重排OPEN表。
3-2 试举例比较各种搜索方法的效率。
宽度优先搜索(1) 把起始节点放到OPEN表中(如果该起始节点为一目标节点,则求得一个解答)。
(2) 如果OPEN是个空表,则没有解,失败退出;否则继续。
(3) 把第一个节点(节点n)从OPEN表移出,并把它放入CLOSED扩展节点表中。
(4) 扩展节点n。
《人工智能》课程教学大纲课程代码:H0404X课程名称:人工智能有用专业:运算机科学与技巧专业及有关专业课程性质:本科生专业差不多课﹙学位课﹚主讲教师:中南大年夜学信息科学与工程学院智能体系与智能软件研究所蔡自兴传授总学时:40学时﹙教室讲解36学时,实验教授教化4学时﹚课程学分:2学分预修课程:离散数学,数据构造一.教授教化目标和要求:经由过程本课程进修,使学生对人工智能的成长概况、基来源差不多理和应用范畴有初步明白得,对重要技巧及应用有必定操纵,启发学生对人工智能的爱好,培养常识立异和技巧立异才能。
人工智能涉及自立智能体系的设计和分析,与软件体系、物理机械、传感器和驱动器有关,常以机械人或自立翱翔器作为例子加以介绍。
一个智能体系必须感知它的情形,与其它Agent和人类交互感化,并感化于情形,以完成指定的义务。
人工智能的研究论题包含运算机视觉、筹划与行动、多Agent体系、语音辨认、主动说话明白得、专家体系和机械进修等。
这些研究论题的差不多是通用和专用的常识表示和推理机制、问题求解和搜刮算法,以及运算智能技巧等。
此外,人工智能还供给一套对象以解决那些用其它方法难以解决甚至无法解决的问题。
这些对象包含启发式搜刮和筹划算法,常识表示和推理情势,机械进修技巧,语音和说话明白得方法,运算机视觉和机械人学等。
经由过程进修,学生能够或许明白什么时刻须要某种合适的人工智能方法用于给定的问题,并能够或许选择恰当的实现方法。
二.课程内容简介人工智能的重要讲解内容如下:1.论述人工智能和智能体系的概况,列举出人工智能的研究与应用范畴。
2.研究传统人工智能的常识表示方法和搜刮推理技巧,包含状况空间法、问题归约法谓词逻辑法、语义收集法、盲目搜刮、启发式搜刮、规矩演绎算法和产生式体系等。
3.评论辩论高等常识推理,涉及非单调推理、时序推理、和各类不确信推理方法。
4.商量人工智能的新研究范畴,初步阐述运算智能的全然常识,包含神经运算、模糊运算、进化运算和人工生命诸内容。
人工智能及其应用(蔡自兴)课后答案第二章知识表示方法2-1 状态空间法、问题归约法、谓词逻辑法和语义网络法的要点是什么?它们有何本质上的联系及异同点?答:状态空间法:基于解答空间的问题表示和求解方法,它是以状态和算符为基础来表示和求解问题的。
一般用状态空间法来表示下述方法:从某个初始状态开始,每次加一个操作符,递增的建立起操作符的试验序列,直到达到目标状态为止。
问题规约法:已知问题的描述,通过一系列变换把此问题最终变成一个子问题集合:这些子问题的解可以直接得到,从而解决了初始问题。
问题规约的实质:从目标(要解决的问题)出发逆向推理,建立子问题以及子问题的子问题,直至最后把出示问题规约为一个平凡的本原问题集合。
谓词逻辑法:采用谓词合式公式和一阶谓词算法。
要解决的问题变为一个有待证明的问题,然后采用消解定理和消解反演莱证明一个新语句是从已知的正确语句导出的,从而证明这个新语句也是正确的。
语义网络法:是一种结构化表示方法,它由节点和弧线或链组成。
节点用于表示物体、概念和状态,弧线用于表示节点间的关系。
语义网络的解答是一个经过推理和匹配而得到的具有明确结果的新的语义网络。
语义网络可用于表示多元关系,扩展后可以表示更复杂的问题2-2 设有3个传教士和3个野人来到河边,打算乘一只船从右岸渡到左岸去。
该船的负载能力为两人。
在任何时候,如果野人人数超过传教士人数,那么野人就会把传教士吃掉。
他们怎样才能用这条船安全地把所有人都渡过河去?用S i(nC, nY) 表示第i次渡河后,河对岸的状态,nC表示传教士的数目,nY表示野人的数目,由于总人数的确定的,河对岸的状态确定了,河这边的状态也即确定了。
考虑到题目的限制条件,要同时保证,河两岸的传教士数目不少于野人数目,故在整个渡河的过程中,允许出现的状态为以下3种情况:1. nC=02. nC=33. nC=nY>=0 (当nC不等于0或3)用d i(dC, dY)表示渡河过程中,对岸状态的变化,dC表示,第i次渡河后,对岸传教士数目的变化,dY表示,第i次渡河后,对岸野人数目的变化。
自动化技术、计算机技术类
软件学报
计算机学报
计算机研究与发展
计算机辅助设计与图形学学报
自动化学报
中国图像图形学报
计算机工程与应用
系统仿真学报
计算机工程
计算机集成制造系统
控制与决策
小型微型计算机系统
控制理论与应用
计算机应用研究
机器人
中文信息学报
计算机应用
信息与控制
计算机科学
计算机测量与控制
模式识别与人工智能
计算机仿真
计算机工程与科学
遥感技术与应用
传感器技术(改名为:传感器与微系统)
计算机工程与设计
测控技术
传感技术学报
控制工程
微电子学与计算机
化工自动化及仪表
数据结构》,严蔚敏主编,清华大学出版社(任一版本)
《人工智能及其应用》(第三版),蔡自兴、徐光祐编著,清华大学出版社,2003年
《软件工程》,陈松乔等编著,电子工业出版社,2001年
人工智能:蔡自兴编著的《人工智能及其应用》(研究生用书,第三版),清华大学出版社,2003 年版
程序设计:钱能主编的《C++ 程序设计教程》,清华大学出版社,1999 年版严蔚敏编著的《数据结构》,清华大学出版社。