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第六章机器学习习题参考解答6.1练习题6.1 什么是学习？有哪几种主要观点?6.2 什么是机器学习? 机器学习研究的目标是什么？研究机器学习的意义何在?6.3 机器学习的研究经历了哪几个阶段？6.4 机器学习有哪些主要学习策略？6.5 试述机器学习系统的基本结构，并说明各部分的作用。
6.6 机械学习的基本思想是什么？在设计机械学习系统时，要考虑哪些问题？6.7 什么是传授式学习？传授式学习的学习过程包括哪些步骤？6.8 简述类比学习的基本思想。
利用类比学习可以学习哪些东西？利用类比学习策略学习新概念的步骤是什么？6.9 利用类比学习策略学习问题的求解方法时，一般有几种类比法？简述变换类比法的思想。
6.10 什么是归纳学习？归纳学习一般又可分为哪两种学习形式？6.11 实例学习的基本思想是什么？在实例学习中提供正、反例的信息源有哪些？简述实例学习的两个空间模型，这两个空间之间的关系如何？在设计例子空间和规则空间时要考虑哪些问题？6.12 对规则空间进行搜索的方法有几种？变形空间法的基本原理是什么？它有什么优点？6.13 观察与发现学习策略可以学习哪些方面的知识？6.14 什么是解释学习？其学习过程是什么?6.15请用ID3学习算法完成判断决策树的构建过程。
6.16 论述你对深度学习本质的认识，如何理解机器学习的两次跨越式发展？6.2习题参考解答6.1 什么是学习？有哪几种主要观点?答:（略）6.2 什么是机器学习? 机器学习研究的目标是什么？研究机器学习的意义何在?答:机器学习是研究如何使用计算机来模拟人类学习活动的一门学科。
更严格地说，就是研究计算机获取新知识和新技能、识别现有知识、不断改善性能、实现自我完善的方法。
机器学习研究的目标有三个：人类学习过程的认知模型；通用学习算法；构造面向任务的专用学习系统的方法。
（a）人类学习过程的认知模型。
这一方向是对人类学习机理的研究。
这种研究不仅对人类的教育，而且对开发机器学习系统都有重要的意义。
⼈⼯智能习题答案-第6章-专家系统第六章专家系统6-1 什么叫做专家系统?它具有哪些特点与优点?专家系统是⼀种模拟⼈类专家解决领域问题的智能计算机程序系统，其内部含有⼤量的某个领域专家⽔平的知识与经验，能够利⽤⼈类专家的知识和解决问题的⽅法来处理该领域问题。
也就是说，专家系统是⼀个具有⼤量的专门知识与经验的程序系统，它应⽤⼈⼯智能技术和计算机技术，根据某领域⼀个或多个专家提供的知识和经验，进⾏推理和判断，模拟⼈类专家的决策过程，以便解决那些需要⼈类专家处理的复杂问题。
特点：(1)启发性专家系统能运⽤专家的知识与经验进⾏推理、判断和决策(2)透明性专家系统能够解释本⾝的推理过程和回答⽤户提出的问题，以便让⽤户能够了解推理过程，提⾼对专家系统的信赖感。
(3) 灵活性专家系统能不断地增长知识，修改原有知识，不断更新。
优点：(1) 专家系统能够⾼效率、准确、周到、迅速和不知疲倦地进⾏⼯作。
(2) 专家系统解决实际问题时不受周围环境的影响，也不可能遗漏忘记。
(3) 可以使专家的专长不受时间和空间的限制，以便推⼴珍贵和稀缺的专家知识与经验。
(4) 专家系统能促进各领域的发展，它使各领域专家的专业知识和经验得到总结和精炼，能够⼴泛有⼒地传播专家的知识、经验和能⼒。
(5) 专家系统能汇集多领域专家的知识和经验以及他们协作解决重⼤问题的能⼒，它拥有更渊博的知识、更丰富的经验和更强的⼯作能⼒。
(6) 军事专家系统的⽔平是⼀个国家国防现代化的重要标志之⼀。
(7) 专家系统的研制和应⽤，具有巨⼤的经济效益和社会效益。
(8) 研究专家系统能够促进整个科学技术的发展。
专家系统对⼈⼯智能的各个领域的发展起了很⼤的促进作⽤，并将对科技、经济、国防、教育、社会和⼈民⽣活产⽣极其深远的影响。
6-2 专家系统由哪些部分构成?各部分的作⽤为何?(1) 知识库(knowledge base)知识库⽤于存储某领域专家系统的专门知识，包括事实、可⾏操作与规则等。
第六章人工智能及其应用知识点梳理一、知识框架二、知识点归纳（一）认识人工智能1、人工智能的概念：是计算机科学的一个分支，是研究计算机模拟人的某些感知能力、思维过程和智能行为（如学习，推理，思考、规划等)的学科。
2、人工智能的影响：（1）积极影响：有利于人类生产、生活、学习等方式。
（例如：灭火机器人、机械臂操作、疲劳检测&驾驶行为识别预警系统、智慧校园等）（2）消极影响：容易泄露隐私、黑客容易入侵、导致人失业，人与机器人相处有危险、容易引发战争。
3、面对人工智能的消极影响，我们的做法：（1）保持对人工智能控制能力（2）防范人工智能失控风险（3）防范人工智能对人类社会未来发展的潜在威胁3、人工智能研究领域：（1）模式识别（特征提取、特征匹配）：①语音识别②人脸识别③指纹识别④光电字符识别（扫描）OCR⑤手写识别⑥眼膜识别⑦步态识别⑧声音识别（2）自然语言理解：①搜索引擎②人机对话③机器翻译MT（3）其他：①机器人灭火②机器人踢足球③专家交流④机器证明4、剖析领域知识智能问答机器人1、概念：某一领域知识范围内实现人机自动问答的智能信息系统，是一种新颖的信息检索系统。
2、技术手段：自然语言处理技术3、五大模块介绍：（1）常见问题解答模块：在FAQ库中寻找是否有用户问题。
①主要技术：问句相似度计算和候选问句的选择。
②Jaccard相似度系数表示两级和的交集元素个数之比。
系数越高，两集合的相似度越高。
③Jaccard相似度系数计算=交集/并集（2）问题理解模块：理解用户问题，确定问题的关键字和问题类型。
①主要技术：分词、同义词词典、分类方法（3）信息检索模块：从互联网或文档库中找到与问题答案相关的材料。
①主要技术：查询扩展、构建语料库、词汇索引、文档排序（4）文档库模块：存放专家提供的知识。
（5）答案抽取模块：根据问题类型构建答案抽取策略。
①主要技术：制定答案抽取模板、模式匹配、聚类5、人工智能的诞生与发展（1）阿兰·图灵测试：超过70%的人不能确定哪个是人，哪个是机器的回答。
第六章行为智能行为能力是人类智能的重要组成部分，是指人们具有对外界环境刺激做出反应的能力。
这种反应似乎不经大脑推理，而直接发生，存在所谓的“感知-行为”模式。
行为智能试图模拟人类的这种行为能力，将智能系统置于真实的场景中，使其直接感知外界环境并在此基础上做出合理的反应。
因此，行为智能也被称为“现场式人工智能”，以区别于传统的通过键盘、鼠标、显示器、打印机等输入输出设备与外界交互的无实体智能系统。
行为智能的别称还包括行为主义、行为途径、控制学派等。
行为智能中的开创性工作是美国麻省理工学院人工智能实验室（MIT-AI）的布鲁克斯对机器虫的研究。
他在1991年第12届国际人工智能联合会议（IJCAI）上发表的论文《没有表示的智能》（Intelligence without Representation）引起了人们对行为智能的极大关注，进而形成为目前独立于符号主义和连接主义的第三种主要人工智能研究学派。
在这一学派的影响下，智能体的研究得以兴起和发展。
早期智能体的概念是狭义的，指自主智能体，即具有行为智能，从而表现出自主特性的机器或系统。
布鲁克斯就将他所研究的机器虫称为自主智能体。
随着智能体技术的发展，特别是多智能体技术的出现，智能体的概念逐渐变得越来越宽泛，有时被用来泛指一切相对独立的智能机器或系统。
目前，智能体更多地被作为实现群体智能的基础，强调在完成某一共同任务时智能体之间的相互协调与协作。
行为智能系统中的关键构成成分包括传感器、控制器和学习器。
传感器用于感知外部环境；控制器用于控制智能体做出行动；学习器用于学习从环境状态到系统行为的控制策略。
传感和学习是行为智能中的主要难点。
对外界环境的感知是行为智能的前提和基础，但传感技术本质上是对人类感知能力的模拟，真正的行为智能体现在系统对于环境刺激所做出的正确反应上，即体现在其控制策略上。
因此，如何自动学习系统控制策略是行为智能中的核心问题。
目前，这一问题的解决方法主要包括强化学习和进化学习，二者都试图在智能系统的运行过程中逐渐提高其行为能力，但实现的方式不同。
《人工智能》课程习题第一章绪论1-1. 什么是人工智能？试从学科和能力两方面加以说明。
1-2. 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？1-3. 为什么能够用机器（计算机）模仿人的智能？1-4. 现在人工智能有哪些学派？它们的认知观是什么？1-5. 你认为应从哪些层次对认知行为进行研究？1-6. 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?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?再定义描述过河方案的谓词：L-R(x, x1, y, y1,S)：x1个修道士和y1个野人渡船从河的左岸到河的右岸条件：Safety(L,x-x1,y-y1,S’)∧Safety(R,3-x+x1,3-y+y1,S’)∧Boat(L,S)动作：Safety(L,x-x1,y-y1,S’)∧Safety(R,3-x+x1,3-y+y1,S’)∧Boat(R,S’)R-L (x, x1, y, y1,S)：x2个修道士和y2个野人渡船从河的左岸到河的右岸条件：Safety(R,3-x-x2,3-y-y2,S’)∧Safety(L,x+x2,y+y2,S’)∧Boat(R,S)动作：Safety(R,3-x-x2,3-y-y2,S’)∧Safety(L,x+x2,y+y2,S’)∧Boat(L,S’)(2) 过河方案Safety(L,3,3,S0)∧Safety(R,0,0,S0)∧Boat(L,S0)L-R(3, 1, 3, 1,S0) L-R(3, 0, 3, 2,S0)Safety(L,2,2,S1)∧Safety(R,1,1,S1)∧Boat(R,S1)Safety(L,3,1,S1’)∧Safety(R,0,2,S1’)∧Boat(R,S1’)R-L (2, 1, 2, 0,S1) R-L (3,0, 1, 1,S1’)Safety(L,3,2,S2)∧Safety(R,0,1,S2)∧Boat(L,S2)L-R(3, 0, 2, 2,S2)Safety(L,3,0,S3)∧Safety(R,0,3,S3)∧Boat(R,S3)R-L (3, 0, 0, 1,S3)Safety(L,3,1,S4)∧Safety(R,0,2,S1)∧Boat(L,S4)L-R(3, 2, 1, 0,S4)Safety(L,1,1,S5)∧Safety(R,2,2,S5)∧Boat(R,S5)R-L (1, 1, 1, 1,S5)Safety(L,2,2,S6)∧Safety(R,1,1,S6)∧Boat(L,S6)L-R(2, 2, 2, 0,S6)Safety(L,0,2,S7)∧Safety(R,3,1,S7)∧Boat(R,S7)R-L (0, 0, 2, 1,S7)Safety(L,0,3,S8)∧Safety(R,3,0,S8)∧Boat(L,S8)L-R(0, 0, 3, 2,S8)Safety(L,0,1,S9)∧Safety(R,3,2,S9)∧Boat(R,S9)R-L (0, 1, 1, 0,S9)Safety(L,1,1,S10)∧Safety(R,2,2,S10)∧Boat(L,S10)2-3利用图2.3，用状态空间法规划一个最短的旅行路程：此旅程从城市A开始，访问其他城市不多于一次，并返回A。
人工智能重点总结(正式版).pdf 人工智能重点总结一、人工智能概述人工智能（ArtificialIntelligence，AI）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新的技术科学。
人工智能是计算机科学的一个分支，旨在生产出一种能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。
人工智能领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理、专家系统等。
二、人工智能发展历程人工智能的发展经历了多个阶段。
最初，人工智能的概念和理论开始萌芽，并在20世纪50年代达成了初步的共识。
从20世纪60年代开始，人工智能进入了第一个繁荣期，但这个阶段的人工智能技术还比较初级。
在20世纪70年代，人工智能遭遇了瓶颈期，因为当时的计算机技术和算法无法满足人工智能的发展需求。
直到20世纪80年代，随着计算机技术的进步和神经网络的提出，人工智能再次迎来了发展高峰。
进入21世纪，随着大数据和云计算技术的发展，人工智能得到了更广泛的应用和发展。
三、人工智能的技术和应用人工智能的技术包括机器学习、深度学习、自然语言处理、计算机视觉等。
机器学习是一种通过让机器从数据中学习规律和模式，从而完成特定任务的方法。
深度学习是机器学习的一种，通过构建深度神经网络来实现。
自然语言处理是一种将自然语言转化为计算机语言的方法，使得计算机能够理解和处理自然语言。
计算机视觉是一种通过图像和视频等视觉信息进行识别和分析的技术。
人工智能的应用非常广泛，包括机器人、智能家居、自动驾驶、医疗保健、金融等。
人工智能在机器人领域的应用可以实现自主行动和智能交互。
在智能家居领域，人工智能可以提高家居设备的智能化程度，提高生活质量和节约能源。
在自动驾驶领域，人工智能可以实现车辆的自主驾驶和安全驾驶。
在医疗保健领域，人工智能可以帮助医生进行疾病诊断和治疗计划的制定。
在金融领域，人工智能可以进行风险评估和投资策略的制定等。
四、人工智能的未来发展随着技术的不断进步和发展，人工智能的未来发展前景非常广阔。
第6章不确定性推理部分参考答案6.8 设有如下一组推理规则:r1: IF E1THEN E2 (0.6)r2: IF E2AND E3THEN E4 (0.7)r3: IF E4THEN H (0.8)r4: IF E5THEN H (0.9)且已知CF(E1)=0.5, CF(E3)=0.6, CF(E5)=0.7。
求CF(H)=?解：(1) 先由r1求CF(E2)CF(E2)=0.6 × max{0,CF(E1)}=0.6 × max{0,0.5}=0.3(2) 再由r2求CF(E4)CF(E4)=0.7 × max{0, min{CF(E2 ), CF(E3 )}}=0.7 × max{0, min{0.3, 0.6}}=0.21(3) 再由r3求CF1(H)CF1(H)= 0.8 × max{0,CF(E4)}=0.8 × max{0, 0.21)}=0.168(4) 再由r4求CF2(H)CF2(H)= 0.9 ×max{0,CF(E5)}=0.9 ×max{0, 0.7)}=0.63(5) 最后对CF1(H )和CF2(H)进行合成，求出CF(H)CF(H)= CF1(H)+CF2(H)+ CF1(H) × CF2(H)=0.6926.10 设有如下推理规则r1: IF E1THEN (2, 0.00001) H1r2: IF E2THEN (100, 0.0001) H1r3: IF E3THEN (200, 0.001) H2r4: IF H1THEN (50, 0.1) H2且已知P(E1)= P(E2)= P(H3)=0.6, P(H1)=0.091, P(H2)=0.01, 又由用户告知：P(E1| S1)=0.84, P(E2|S2)=0.68, P(E3|S3)=0.36请用主观Bayes方法求P(H2|S1, S2, S3)=?解：(1) 由r1计算O(H1| S1)先把H1的先验概率更新为在E1下的后验概率P(H1| E1)P(H1| E1)=(LS1× P(H1)) / ((LS1-1) × P(H1)+1)=(2 × 0.091) / ((2 -1) × 0.091 +1)=0.16682由于P(E1|S1)=0.84 > P(E1)，使用P(H | S)公式的后半部分，得到在当前观察S1下的后验概率P(H1| S1)和后验几率O(H1| S1)P(H1| S1) = P(H1) + ((P(H1| E1) – P(H1)) / (1 - P(E1))) × (P(E1| S1) – P(E1))= 0.091 + (0.16682 –0.091) / (1 – 0.6)) × (0.84 – 0.6)=0.091 + 0.18955 × 0.24 = 0.136492O(H1| S1) = P(H1| S1) / (1 - P(H1| S1))= 0.15807(2) 由r2计算O(H1| S2)先把H1的先验概率更新为在E2下的后验概率P(H1| E2)P(H1| E2)=(LS2×P(H1)) / ((LS2-1) × P(H1)+1)=(100 × 0.091) / ((100 -1) × 0.091 +1)=0.90918由于P(E2|S2)=0.68 > P(E2)，使用P(H | S)公式的后半部分，得到在当前观察S2下的后验概率P(H1| S2)和后验几率O(H1| S2)P(H1| S2) = P(H1) + ((P(H1| E2) – P(H1)) / (1 - P(E2))) × (P(E2| S2) – P(E2))= 0.091 + (0.90918 –0.091) / (1 – 0.6)) × (0.68 – 0.6)=0.25464O(H1| S2) = P(H1| S2) / (1 - P(H1| S2))=0.34163(3) 计算O(H1| S1,S2)和P(H1| S1,S2)先将H1的先验概率转换为先验几率O(H1) = P(H1) / (1 - P(H1)) = 0.091/(1-0.091)=0.10011再根据合成公式计算H1的后验几率O(H1| S1,S2)= (O(H1| S1) / O(H1)) × (O(H1| S2) / O(H1)) × O(H1)= (0.15807 / 0.10011) × (0.34163) / 0.10011) × 0.10011= 0.53942再将该后验几率转换为后验概率P(H1| S1,S2) = O(H1| S1,S2) / (1+ O(H1| S1,S2))= 0.35040(4) 由r3计算O(H2| S3)先把H2的先验概率更新为在E3下的后验概率P(H2| E3)P(H2| E3)=(LS3× P(H2)) / ((LS3-1) × P(H2)+1)=(200 × 0.01) / ((200 -1) × 0.01 +1)=0.09569由于P(E3|S3)=0.36 < P(E3)，使用P(H | S)公式的前半部分，得到在当前观察S3下的后验概率P(H2| S3)和后验几率O(H2| S3)P(H2| S3) = P(H2 | ¬ E3) + (P(H2) – P(H2| ¬E3)) / P(E3)) × P(E3| S3)由当E3肯定不存在时有P(H2 | ¬ E3) = LN3× P(H2) / ((LN3-1) × P(H2) +1)= 0.001 × 0.01 / ((0.001 - 1) × 0.01 + 1)= 0.00001因此有P(H2| S3) = P(H2 | ¬ E3) + (P(H2) – P(H2| ¬E3)) / P(E3)) × P(E3| S3)=0.00001+((0.01-0.00001) / 0.6) × 0.36=0.00600O(H2| S3) = P(H2| S3) / (1 - P(H2| S3))=0.00604(5) 由r4计算O(H2| H1)先把H2的先验概率更新为在H1下的后验概率P(H2| H1)P(H2| H1)=(LS4× P(H2)) / ((LS4-1) × P(H2)+1)=(50 × 0.01) / ((50 -1) × 0.01 +1)=0.33557由于P(H1| S1,S2)=0.35040 > P(H1)，使用P(H | S)公式的后半部分，得到在当前观察S1,S2下H2的后验概率P(H2| S1,S2)和后验几率O(H2| S1,S2)P(H2| S1,S2) = P(H2) + ((P(H2| H1) – P(H2)) / (1 - P(H1))) × (P(H1| S1,S2) – P(H1))= 0.01 + (0.33557 –0.01) / (1 – 0.091)) × (0.35040 – 0.091)=0.10291O(H2| S1,S2) = P(H2| S1, S2) / (1 - P(H2| S1, S2))=0.10291/ (1 - 0.10291) = 0.11472(6) 计算O(H2| S1,S2,S3)和P(H2| S1,S2,S3)先将H2的先验概率转换为先验几率O(H2) = P(H2) / (1 - P(H2) )= 0.01 / (1-0.01)=0.01010再根据合成公式计算H1的后验几率O(H2| S1,S2,S3)= (O(H2| S1,S2) / O(H2)) × (O(H2| S3) / O(H2)) ×O(H2)= (0.11472 / 0.01010) × (0.00604) / 0.01010) × 0.01010=0.06832再将该后验几率转换为后验概率P(H2| S1,S2,S3) = O(H1| S1,S2,S3) / (1+ O(H1| S1,S2,S3))= 0.06832 / (1+ 0.06832) = 0.06395可见，H2原来的概率是0.01，经过上述推理后得到的后验概率是0.06395，它相当于先验概率的6倍多。
