《人工智能》-第四章 计算智能(1)..
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人工智能计算智能和机器学习
人工智能(AI)是指通过计算机来模拟、延伸和增强人类智力的能力,使计算机具备一定的智能能力,可以实现任务自动化,实现对未知环境的
适应能力,从而实现自动决策。
人工智能的核心是机器学习,机器学习是计算机科学的一个分支,它
以各种算法和统计方法来研究计算机如何从现有的数据中学习。
它基于发
现数据规律允许机器以有效的方式处理新的信息,也就是从历史中学习。
也正是由于数据规律的发现,让计算机可以作出准确的决策和解决问题。
此外,还有一类特殊的机器学习算法,如深度学习算法,它可以利用
多层神经网络提取出特征,实现计算机的自动特征提取、特征学习,更加
准确地完成计算机的自动决策。
与传统的机器学习和统计学习不同,深度学习可以找到特征和模式。
《人工智能》PPT课件•人工智能概述•机器学习原理及算法•自然语言处理技术•计算机视觉技术•语音识别与合成技术•智能推荐系统与数据挖掘•人工智能伦理、法律与社会影响目录定义与发展历程定义人工智能是一门研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的新技术科学。
发展历程从早期的符号学习到现代的深度学习,人工智能经历了多个发展阶段,包括专家系统、知识工程、机器学习等。
重要事件人工智能领域的重要事件包括图灵测试、达特茅斯会议、AlphaGo战胜围棋世界冠军等。
人工智能的技术原理包括感知、思考、学习和行动四个方面,通过模拟人类的思维和行为方式来实现智能化。
技术原理人工智能的核心思想是让机器能够像人类一样具有智能,包括理解、推理、决策、学习等能力。
核心思想人工智能的实现方式包括符号主义、连接主义和行为主义等多种方法,其中深度学习是当前最热门的技术之一。
实现方式技术原理及核心思想前景展望未来人工智能的发展前景非常广阔,将会在更多领域得到应用,同时也会出现更多的技术创新和突破。
应用领域人工智能已经广泛应用于各个领域,包括智能家居、自动驾驶、医疗诊断、金融风控等。
挑战与机遇人工智能的发展也面临着一些挑战,如数据安全、隐私保护等问题,但同时也带来了巨大的机遇和发展空间。
应用领域与前景展望原理通过最小化预测值与真实值之间的均方误差,学习得到最优的线性模型参数。
应用预测连续型数值,如房价、销售额等。
原理在特征空间中寻找最大间隔超平面,使得不同类别的样本能够被正确分类。
应用分类问题,如图像识别、文本分类等。
原理通过递归地选择最优特征进行划分,构建一棵树状结构,用于分类或回归。
应用分类、回归问题,如信用评分、医学诊断等。
原理将数据划分为K个簇,使得同一簇内的数据尽可能相似,不同簇间的数据尽可能不同。
应用数据挖掘、图像压缩等。
原理通过计算数据点间的相似度,将数据逐层进行聚合或分裂,形成树状结构。
应用社交网络分析、生物信息学等。
第四章光的折射教学分析自贡六中赵忠源老教材新教材教材结构1、光的直线传播2、光的折射3、全反射4、光的色散1、光的折射定律2、学生实验:测定玻璃的折射率3、光的全反射内容安排定律得出直接得出定律,以及提到了折射定律的发展简史由实验探究得出折射定律例题的区别P8(例题)讲老教材例题变为“观察思考”;而出现新的p65关于光在玻璃中的折射的例题实验的区别直接讲解的学生实验给出器材引导学生自主设计实验,并给出了详细的步骤全反射临界角的给出没有给出介质的临界角表格给出介质的临界角表格色散的区别色散专门作为一节内容色散放在第二节的“发展空间”根据以上表格,可以看出老教材:先学几何光学,然后物理光学;分得很清楚。
而新教材对光的折射定律讲的更直接一些,学生吸收起来要更为的困难的一点,所以总的来说建议多使用多媒体教学和实验教学,让学生知道知识的获得不是只记住书上的概念、定义以及公式而必须经历一个从感知到认知的过程,从而从情感态度价值观上培养学生艰苦奋斗的精神。
一、光的折射教学要求1.通过实验了解光的折射现象。
经历光的折射定律的探究过程,理解折射定律。
2.理解介质折射率的定义、会用折射率公式进行有关计算。
(不要求知道相对折射率。
)3.会测定玻璃的折射率。
教学重点光的折射定律的探究过程和相对折射率的理解教学难点折射定律与光路可逆原理的结合学生疑点相对折射率的理解学生易错点折射率与物体密度的联系,错误认为密度大,折射率一定大。
重难点突破利用教材的“观察思考”引发学生对光的折射产生兴趣,再通过“实验探究”得出“表4-1-1”有关光折射的相关数据,那么重点对数据进行分析,得出入射角与反射角的正弦值得比值为一定值,从而解决。
教学资源1.教材中值得重视的题目:【p64例题】2.教材中的重要思想方法:逆向思维法二、实验教学教学要求通过实验进一步学习折射定律,并理解折射率。
教学重、难点在前一节例题的基础上,进行讨论交流,画出光线经过玻璃砖的光路图,明白用光路法测定折射率的原理,并设计实验方案为实验做准备。
《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。
《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。
《人工智能》课程教学大纲《人工智能》课程教学大纲一、课程基本信息开课单位课程名称开课对象学时/学分先修课程课程简介:人工智能是计算机科学的重要分支,是研究如何利用计算机来模拟人脑所从事的感知、XXX人工智能课程类别课程编码开课学期个性拓展GT第4或6学期网络工程专业、计算机科学与技术专业36学时/2学分(理论课:28学时/1.5学分;实验课:8学时/0.5学分)离散数学、数据结构、程序设计推理、研究、思考、规划等人类智能活动,来解决需要用人类智能才能解决的问题,以延伸人们智能的科学。
该课程主要讲述人工智能的基本概念及原理、知识与知识表示、机器推理、搜索策略、神经网络、机器研究、遗传算法等方面内容。
二、课程教学目标《人工智能》是计算机科学与技术专业的一门专业拓展课,通过本课程的研究使本科生对人工智能的基本内容、基本原理和基本方法有一个比较初步的认识,掌握人工智能的基本概念、基本原理、知识的表示、推理机制和智能问题求解技术。
启发学生开发软件的思路,培养学生对相关的智能问题的分析能力,提高学生开发应用软件的能力和水平。
三、教学学时分配《人工智能》课程理论教学学时分派表章次第一章第二章第三章第四章第五章第六章首要内容人工智能概述智能程序设计言语图搜索技术基于谓词逻辑的机器推理呆板进修与专家系统智能计算与问题求解合计学时分配35464628教学方法或手段讲授法、多媒体讲授法、多媒体探究式、多媒体讲授法、多媒体概述法、多媒体开导式、多媒体《人工智能》课程实验内容设置与教学要求一览表实学尝试序项目号名称配1)了解PROLOG语言中常1) Prolog运转环境;量、变量的表示方法;实分支2)使用PROLOG举行事实验与循实库、规则库的编写;库、规则库的编写方法;环程3)分支程序设计;一序设4)循环程序设计;一计5)输入出程序设计。
5)掌握PROLOG输入输出程序设计;1)了解PROLOG中的谓词1)谓词asserta和递归实与表实处理验程序二设计4)掌握PROLOG表处理程4)综合应用程序设计。