第一章——人工智能(1)绪论

《人工智能》课后习题答案第一章绪论1.1答：人工智能就是让机器完成那些如果由人来做则需要智能的事情的科学。

人工智能是相对于人的自然智能而言，即用人工的方法和技术，研制智能机器或智能系统来模仿延伸和扩展人的智能，实现智能行为和“机器思维”，解决需要人类专家才能处理的问题。

1.2答：“智能"一词源于拉丁“Legere”，意思是收集、汇集，智能通常用来表示从中进行选择、理解和感觉。

所谓自然智能就是人类和一些动物所具有的智力和行为能力。

智力是针对具体情况的，根据不同的情况有不同的含义。

“智力”是指学会某种技能的能力，而不是指技能本身。

1。

3答：专家系统是一个智能的计算机程序，他运用知识和推理步骤来解决只有专家才能解决的复杂问题。

即任何解题能力达到了同领域人类专家水平的计算机程序度可以称为专家系统.1。

4答:自然语言处理—语言翻译系统，金山词霸系列机器人-足球机器人模式识别—Microsoft Cartoon Maker博弈—围棋和跳棋第二章知识表达技术2。

1解答：（1）状态空间（State Space）是利用状态变量和操作符号,表示系统或问题的有关知识的符号体系,状态空间是一个四元组(S，O，S0，G）：S-状态集合；O—操作算子集合;S0—初始状态，S0⊂S；G—目的状态，G⊂S,(G可若干具体状态，也可满足某些性质的路径信息描述)从S0结点到G结点的路径被称为求解路径。

状态空间一解是一有限操作算子序列,它使初始状态转换为目标状态:O1 O2 O3 OkS0→−−−S1→−−−S2→−−−……→−−−G其中O1，…，Ok即为状态空间的一个解(解往往不是唯一的)(2）谓词逻辑是命题逻辑的扩充和发展，它将原子命题分解成客体和谓词两个部分.与命题逻辑中命题公式相对应，谓词逻辑中也有谓词（命题函数）公式、原子谓词公式、复合谓词公式等概念.一阶谓词逻辑是谓词逻辑中最直观的一种逻辑。

（3)语义网络是一种采用网络形式表示人类知识的方法.即用一个有向图表示概念和概念之间的关系，其中节点代表概念，节点之间的连接弧(也称联想弧)代表概念之间的关系。

Introduction of Artificial Intelligence人工智能导论教材：王万良《人工智能导论》（第4版）高等教育出版社，2017.7第1 章绪论教材：王万良《人工智能导论》（第4版）高等教育出版社，2017. 7人工智能导论第1章绪论☐1956年正式提出人工智能（artificial intelligence,AI）这个术语并把它作为一门新兴科学的名称。

☐20世纪三大科学技术成就：空间技术原子能技术人工智能☐1.1 人工智能的基本概念☐1.2 人工智能的发展简史☐1.3 人工智能研究的基本内容☐1.4 人工智能的主要研究领域✓1.1 人工智能的基本概念☐1.2 人工智能的发展简史☐1.3 人工智能研究的基本内容☐1.4 人工智能的主要研究领域▪自然界四大奥秘：物质的本质、宇宙的起源、生命的本质、智能的发生。

▪对智能还没有确切的定义，主要流派有：（1）思维理论：智能的核心是思维（2）知识阈值理论：智能取决于知识的数量及一般化程度（3）进化理论：用控制取代知识的表示▪智能是知识与智力的总和知识是一切智能行为的基础获取知识并应用知识求解问题的能力1.感知能力：通过视觉、听觉、触觉、嗅觉等感觉器官感知外部世界的能力。

80%以上信息通过视觉得到，10%信息通过听觉得到。

存储由感知器官感知到的外部信息以及由思维所产生的知识对记忆的信息进行处理2.记忆与思维能力（1）逻辑思维（抽象思维）依靠逻辑进行思维。

思维过程是串行的。

容易形式化。

思维过程具有严密性、可靠性。

（2）形象思维（直感思维）o依据直觉。

o思维过程是并行协同式的。

o形式化困难。

o在信息变形或缺少的情况下仍有可能得到比较满意的结果。

4. 行为能力（表达能力）（3）顿悟思维（灵感思维）不定期的突发性。

非线性的独创性及模糊性。

穿插于形象思维与逻辑思维之中。

3. 学习能力学习既可能是自觉的、有意识的，也可能是不自觉的、无意识的；既可以是有教师指导的，也可以是通过自己实践的。

（完整版）人工智能课后习题第一章绪论1、什么是人工智能？试从学科和能力两方面加以说明。

答：学科：是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个分支，他的近期主要目标在于研究用机器来模仿和执行人脑的某些智力功能，并开发相关理论和技术。

能力：是智能机器所执行的通常与人类智能有关的智能行为，这些智能行为涉及学习、感知、思考、理解、识别、判断、推理、证明、通信、设计、规划、行为和问题求解等活动。

2、为什么能够用机器模仿人的智能？答：物理符号系统的假设：任何一个系统，如果它能够表现出智能，那么它就必定能执行输入符号、输出符号、存储符号、复制符号、建立符号结构、条件性迁移6种功能。

反之，任何系统如果具有这6种功能，那么它就能够表现出智能(人类所具有的智能)。

物理符号系统的假设伴随有3个推论。

推论一: 既然人具有智能，那么他(她)就一定是个物理符号系统。

推论二: 既然计算机是一个物理符号系统，它就一定能够表现出智能。

推论三: 既然人是一个物理符号系统，计算机也是一个物理符号系统，那么我们就能够用计算机来模拟人的活动。

3、人工智能研究包括哪些内容？这些内容的重要性如何？答：1）认识建模。

认识科学是人工智能的重要理论基础，涉及非常广泛的研究课题。

2）知识表示。

知识表示、知识推理和知识应用是传统人工智髓的三大核心研究内容其中，知识表示是基础，知识推理实现问題求解，而知识应用是目的。

知识表示是把人类知识概念化、形式化或模型化。

3）知识推理。

知识推理，包括不确定性推理和非经典推理等，似乎已是人工智能的一个永恒研究课题，仍有很多尚未发現和解决的问题值得研究。

4）知识应用。

人工智能能否获得广泛应用是衡量其生命力和检验其生存力的重要标志。

5）机器感知。

机器感知是机器获吹外部信息的基本途径。

6）机器思维。

机器思维是对传感信息和机器内部的工作信息进行有目的的处理。

7）机器学习。

机器学习是继专家系统之后人工智能应用的又一重要研究领域，也是人工智能和神经计算的核心研究课題。

⼈⼯智能课程习题与部分解答《⼈⼯智能》课程习题与部分解答第1章绪论1.1 什么是⼈⼯智能? 它的研究⽬标是什么?1.2 什么是图灵测试?简述图灵测试的基本过程及其重要特征.1.3 在⼈⼯智能的发展过程中，有哪些思想和思潮起了重要作⽤？ 1.5 在⼈⼯智能的发展过程中，有哪些思想和思潮起了重要作⽤？1.7 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？第2章知识表⽰⽅法2.1 什么是知识？分类情况如何？2.2 什么是知识表⽰？不同的知识表⽰⽅法各有什么优缺点? 2.4 ⼈⼯智能对知识表⽰有什么要求? 2.5 ⽤谓词公式表⽰下列规则性知识：⾃然数都是⼤于零的整数。

任何⼈都会死的。

[解] 定义谓词如下:N(x): “x 是⾃然数”, I(x): “x 是整数”, L(x): “x ⼤于0”, D(x): “x 会死的”, M(x): “x 是⼈”,则上述知识可⽤谓词分别表⽰为: )]()()()[(x I x L x N x ∨→? )]()()[(x D x M x →?2.6 ⽤谓词公式表⽰下列事实性知识：⼩明是计算机系的学⽣，但他不喜欢编程。

李晓新⽐他⽗亲长得⾼。

2.8 产⽣式系统由哪⼏个部分组成? 它们各⾃的作⽤是什么?2.9 可以从哪些⾓度对产⽣式系统进⾏分类? 阐述各类产⽣式系统的特点。

2.10简述产⽣式系统的优缺点。

2.11 简述框架表⽰的基本构成，并给出框架的⼀般结构 2.12框架表⽰法有什么特点？2.13试构造⼀个描述你的卧室的框架系统。

2.14 试描述⼀个具体的⼤学教师的框架系统。

[解] ⼀个具体⼤学教师的框架系统为：框架名：<教师-1> 类属：<⼤学教师>姓名：张宇性别：男年龄：32职业：<教师>职称：副教授部门：计算机系研究⽅向：计算机软件与理论⼯作：参加时间：2000年7⽉⼯龄：当前年份-2000⼯资：<⼯资单>2.16把下列命题⽤⼀个语义⽹络表⽰出来(1)树和草都是植物；(2)树和草都是有根有叶的；(3)⽔草是草，且⽣长在⽔中；(4)果树是树，且会结果；(5)苹果树是果树的⼀种，它结苹果。

⼈⼯智能考点整理第⼀章绪论1、⼈⼯智能概念⼈⼯智能就是让机器来完成那些如果由⼈来做则需要智能的事情的科学2、智能有哪些具体特征？●具有感知能⼒（系统输⼊）: 机器视觉，机器听觉，图像语⾳识别……●具有记忆与思维能⼒：思维是智能的根本原因，思维是⼀个动态的过程。

思维分为：逻辑思维，形象思维和顿悟思维。

●具有学习能⼒及⾃适应能⼒：适应环境的变换、积累经验的能⼒●具有⾏为能⼒（系统输出）：对外界的智能化反应3、AI的本质研究如何制造出⼈造的智能机器或系统，来模拟⼈类智能活动的能⼒，以延伸⼈们智能的科学。

4、⼈⼯智能系统的三⼤基本问题知识获取、知识表⽰和知识利⽤5、⼈⼯智能研究形成了三⼤学派●符号主义，认为符号是⼈类的认识基元，同时⼈的认识过程即是对符号的计算推理的过程。

其研究内容是基于逻辑的知识表⽰和推理技术。

●联结主义，认为⼈的认识基元是神经元，认识的过程就是⼈脑进⾏信息处理的过程。

主要研究内容是神经⽹络。

●⾏为主义，其主要原理是智能取决于感知和⾏为，它不需要知识，不需要表⽰，不需要推理，智能⾏为是通过与现实外界环境的交互作⽤体现出来的。

研究重点是模拟⼈的各种控制⾏为。

三个学派各有所长，各有所短，应相互结合、取长补短，综合集成。

不同学派间的争论进⼀步促进了⼈⼯智能的发展。

6、⼈⼯智能的⽬的●通过计算机技术模拟⼈脑智能，替代⼈类解决⽣产、⽣活中的具体问题。

●通过计算机技术延伸⼈类智⼒，提⾼⼈类解决⽣产、⽣活中的具体问题的能⼒。

●通过计算机技术研究推动⼈类智⼒发展7、⼈⼯智能的⽬标⼈⼯智能是电脑科学的⼀个重要分⽀，它的近期⽬标是让电脑更聪明、更有⽤，它的远期⽬标是使电脑变成“像⼈⼀样具有智能的机器”。

8、⼈⼯智能研究的基本内容Cognition modeling (认知建模)Knowledge Representation(知识表⽰)Knowledge Reasoning(知识推理)Knowledge Application(知识应⽤)Machine Perception(机器感知)Machine thinking(机器思维)Machine learning(机器学习)Machine behavior(机器⾏为)Intelligent system constructing(智能系统构建)9、⼈⼯智能研究的主要⽅法Function simulation (功能模拟法)Construction simulation (结构模拟法)Behavior simulation (⾏为模拟法)Integration simulation (集成模拟法)Mechanism simulation（机制模拟法）10、⼈⼯智能的研究与应⽤领域Problem Solving 问题求解Logic Reasoning & Automatic Theorem Proving 逻辑推理与⾃动定理证明Natural Language Understanding ⾃然语⾔理解Automatic Programming ⾃动定理证明Machine Learning 机器学习Expert System (ES) 专家系统Artificial Neural Network (ANN) ⼈⼯神经⽹络Robotics 机器⼈学Pattern Recognition 模式识别Computer Vision 计算机视觉Intelligent Control（智能控制）第⼆章知识和知识表⽰⽅法1、什么是知识把有关的信息关联在⼀起的信息结构，就是知识。

初中人工智能知识点梳理
一：人工智能绪论
1、什么是人工智能
人工智能（Artificial Intelligence，AI）是一门探索、分析、设计和实现智能系统的科学。

它是一种复杂的研究，它涉及计算机科学，认知科学，数学，神经科学，系统建模，机器学习等其他相关技术。

它旨在尽可能模拟人类智力的方式来计算机系统中建立，理解和处理复杂问题。

2、主要技术原理
（1）概念演绎：它是通过从已知的个体/概念进行推理来推导新的概念。

（2）定理证明：它是一种确定有解的知识库或算法，用于证明一些定理或结论是否正确。

（3）知识表示：它是指表达/组织知识的形式，例如符号系统，逻辑表达，框架，机器可读的表示，图形表示等。

（4）机器学习：机器学习是研究计算机程序如何自动改变其输入的技术，它可以使用经验来改变系统的行为，从而使其更有效，更准确地完成其中一种任务。

3、人工智能的应用
（1）自动驾驶：自动驾驶是基于传感器，系统自我学习，以及机器学习等人工智能技术，为汽车提供全面自动化操作的技术。

（2）虚拟助手：虚拟助手是基于语音识别、语言理解和自然语言处理等技术。

《人工智能导论》重难点索引第1章绪论重点:1. 人工智能的定义智能机器: 能够在各类环境中自主地或交互地执行各种拟人任务(anthropomorphic tasks)的机器。

人工智能(学科): 人工智能(学科)是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个分支。

它的近期主要目标在于研究用机器来模仿和执行人脑的某些智力功能, 并开发相关理论和技术。

人工智能(能力)：人工智能(能力)是智能机器所执行的通常与人类智能有关的智能行为, 如判断、推理、证明、识别、感知、理解、通信、设计、思考、规划、学习和问题求解等思维活动。

2. 人工智能的起源与发展过程了解人工智能的发展历史。

3. 人工智能与人类智能的关系4. 简介目前人工智能的主要学派符号主义(Symbolicism), 联结主义(Connectionism), 行为主义(Actionism)。

第2章数理逻辑基础重点:1. 数理逻辑概述了解数理逻辑的相关概念。

2. 命题逻辑理解命题逻辑的概念及物理意义, 掌握命题公式及其解释。

3. 谓词与量词理解谓词与量词的概念, 约束变元、自由变元、改名规则。

4. 谓词公式及其解释谓词公式的定义, 解释的定义及应用。

5. 谓词公式的等价与蕴涵等价与蕴涵的概念。

6. 谓词公式的标准形式范式的概念与类型, 各类范式的获取。

难点:1. 谓词公式的解释2. 谓词公式等价与蕴涵的区别3. 范式的计算第3章归结推理方法重点:1. 子句集的海伯伦域与海伯伦定理原子集的定义, 海伯伦域定义与海伯伦解释, 海伯伦定理的应用。

2. 置换与合一算法置换的定义与特征, 最一般合一算法（mgu算法）的定义与计算。

3. 归结原理与归结反演归结的概念, 命题逻辑与谓词逻辑中的归结原理, 归结反演的物理意义及其应用。

4. 归结控制策略归结的一般过程, 几种归结控制策略的概念及应用。

难点:1. 海伯伦域的求解2. 最一般合一算法的应用3. 归结反演的物理意义及其实际应用第4章知识表示方法重点:1. 知识的基本概念把有关信息关联在一起所形成的信息结构称为知识。

⼈⼯智能考试复习资料⼈⼯智能第⼀章绪论1、智能（intelligence ）⼈的智能是他们理解和学习事物的能⼒，或者说，智能是思考和理解能⼒⽽不是本能做事能⼒。

2、⼈⼯智能（学科）⼈⼯智能研究者们认为：⼈⼯智能（学科）是计算机科学中涉及研究、设计和应⽤智能机器的⼀个分⽀。

它的近期主要⽬标在于研究⽤机器来模仿和执⾏⼈脑的某些智⼒功能，并开发相关理论和技术。

3、⼈⼯智能（能⼒）⼈⼯智能（能⼒）是智能机器所执⾏的通常与⼈类智能有关的智能⾏为，这些智能⾏为涉及学习、感知、思考、理解、识别、判断、推理、证明、通信、设计、规划、⾏动和问题求解等活动。

4、⼈⼯智能：就是⽤⼈⼯的⽅法在机器上实现的智能，或者说，是⼈们使⽤机器模拟⼈类的智能。

5、⼈⼯智能的主要学派：符号主义：⼜称逻辑主义、⼼理学派或计算机学派，其原理主要为物理符号系统（即符号操作系统）假设和有限合理性原理。

代表⼈物有纽厄尔、肖、西蒙和尼尔逊等。

连接主义：⼜称仿⽣学派或⽣理学派，其原理主要为神经⽹络及神经⽹络间的连接机制与学习算法。

⾏为主义：⼜称进化主义或控制论学派，其原理为控制论及感知—动作模式控制系统。

6、⼈类认知活动具有不同的层次，它可以与计算机的层次相⽐较，见图⼈类计算机认知活动的最⾼层级是思维策略，中间⼀层是初级信息处理，最低层级是⽣理过程，即中枢神经系统、神经元和⼤脑的活动，与此相对应的是计算机程序、语⾔和硬件。

研究认知过程的主要任务是探求⾼层次思维决策与初级信息处理的关系，并⽤计算机程序来模拟⼈的思维策略⽔平，⽽⽤计算机语⾔模拟⼈的初级信息处理过程。

7、⼈⼯智能研究⽬标为：1、更好的理解⼈类智能，通过编写程序来模仿和检验的关⼈类智能的理论。

思维策略初级信息处理⽣理过程计算机程序计算机语⾔计算机硬件图：⼈类认知活动与计算机的⽐2、创造有⽤和程序，该程序能够执⾏⼀般需要⼈类专家才能实现的任务。

⼀般来说，⼈⼯智能的研究⽬标⼜可分为近期研究⽬标和远期研究⽬标两种。