人工智能练习题(完善版)

1、什么是人工智能？人工智能有哪些研究领域？何时创建该学科，创始人是谁？AI（Artificial Intelligence）是利用计算机技术、传感器技术、自动控制技术、仿生技术、电子技术以及其他技术仿制人类智能机制的学科（或技术），再具体地讲就是利用这些技术仿制出一些具有人类智慧（能）特点的机器或系统，代替人类作一些重复性工作，特别是代替人从事一些危险场所或人类目前无法到达的场所的工作。

研究范畴：专家系统、自然语言理解、模式识别、机器学习、自动程序设计、自动定理证明、机器人学、计算机视觉、博弈、智能决策支持系统、人工神经网络等
1956年夏季，麦卡锡、明斯基、洛切斯特、香农
2、产生式系统的由哪三部分组成？各部分的功能是什么？p29
组成：综合数据库（或全局数据库）、产生式规则、控制策略
综合数据库：用于存放求解过程中各种当前信息的数据结构，如问题的初始状态、事实或证据、中间推理结论和最后结果
产生式规则：存放相关知识，存储有关问题的状态转移、性质变化等规则的过程型知识
控制策略：规则的解释或执行程序，为一个推理机构，有一组程序组成，用来控制产生式系统的运行，决定问题求解过程的推理线路，实现对问题的求解
3、设有三枚硬币，其初始状态为（反，正，反），允许每次翻转一个硬币（只翻一个硬币，必须翻一个硬币）。

必须连翻三次。

用知识的状态空间表示法求出到达状态（反，反，反）的通路。

画出状态空间图。

用数组表示的话，显然每一硬币需占一维空间，则用三维数组状态变量表示这个知识：
Q=（q1 , q2 , q3）
取q=0 表示钱币的正面; q=1 表示钱币的反面；
引入操作：
f1：把q1翻一面。

f2：把q2翻一面。

f3：把q3翻一面。

显然：F={f1，f2，f3}
构成的问题状态空间显然为：
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）
目标状态：（找到的答案）Qg=（1，1，1）
从‘反，正，反’即状态（1，0，1）到‘反，反，反’（1，1，1）有几条解题思路，既f3 f2 f3，f1 f2 f1 ，f2 f1 f1 …
钱币翻转状态转换图
4、八数码问题：
已知八数码的初始状态和目标状态如下：
=>
请画出相应的启发式搜索树。

估价函数f(n)=g(n)+h(n),g(n)=d(n),h(n)=p(n)。

d(n)表示节点n的深度。

p(n)表示节点n的格局与目标格局不相同的牌数。

f（n）=d（n）+h（n）
5、将谓词公式化成子句集的步骤是什么？课本94、95 页共九步
(1)消蕴涵符→(2)否定深入﹁(3)变元标准化(4)消去存在量词(5)把量词移到公式最左边(6)化为Skolem标准形——前束合取范式(7)消去全称量词(8)变元标准化——变元换名(9)表示为子句集——消去合取词,用“,”代替“∧”
6、鲁滨逊归结原理的基本思想是什么？
基本思想;首先把欲证明问题的结论否定，并加入子句集，得到一个扩充的子句集s’。

然后设法检验子句集s’是否含有空子句。

若含有空子句，则表明s’是不可满足的；若不含空子句，则继续使用归结法，在子句集中选择合适的子句进行归结，直至导出空子句或不能继续归结为止。

7、已知：F: (∀x){(∃y)[A(x, y)∧B(y)]→(∃y)[C(y)∧D(x, y)]}
G: ﹁(∃x)C(x)→(∀x)(∀y)[A(x, y)→﹁B(y)]
求证：G是F的逻辑结论。

8、某村农民张某被害，有四个嫌疑犯A,B,C,D。

公安局派出五个侦察员，他们的侦察结果分别是：A，B之中至少有一人作案，B，C中至少有一人作案，C，D中至少有一人作案，A，C中至少有一人与此案无关，B，D中至少有一人与此案无关，所有侦察结果都是可靠的。

请用归结原理求出谁是罪犯？
解：设谓词C(D)表示D为罪犯
对于第一个侦察员：C(A)∨C(B) (1)
对于第二个侦察员: C(B)∨C(C) (2)
对于第三个侦察员: C(C)∨C(D) (3)
对于第四个侦察员: ～C(A)∨～C(C) (4)
对于第五个侦察员: ～C(B)∨～C(D) (5)
结论：～C(U) ∨ANSWER(U) (6)
(1)与（4）归结：C(B)∨～C(C) (7) (3)与（5）归结：C(C)∨～C(B) (7)
(2)与（7）归结：C(B) (8) (2)与（7）归结：C(C) (8) (6)与（8）归结：ANSWER(B). (6)与（8）归结：ANSWER(C).
B是罪犯C是罪犯
所以B,C是罪犯
9、试用归结原理证明结论成立。

（7分）
已知：任何能够阅读的人都是识字的，海豚不识字。

某些海豚是有智力的。

求证：某些有智力者不能阅读。

10、已知事实和规则的描述如下：
事实：P(x,y)∨(Q(x,A)∧R(B,y))
规则：P(A,B)→(S(A) ∨X(B))
Q(B,A)→ U(A)
R(B,B)→ V(B)
用正向演绎推理推出目标：S(A)∨X(B)∨ V(B)，同时保证解图的一致性。

11、设有子句集S={﹁Q(x)∨﹁P(x),Q(y)∨﹁P(y),﹁Q(w)∨P(w),Q(A)∨P(A)}用祖先过滤策略进行归结。

12、试用基于规则的演绎方法证明下题。

P111 例4-29
设事实和规则描述如下：
事实：Fido barks and bites，or Fido is not a dog.
规则：All terriers are dogs. Anyone who barks is noisy.
要证明的目标是：There exists someone who is not a terriers or who is noisy.
事实和规则描述如下：
F:﹁DOG(FIDO)∨[BARKS(FIDO)∧BITES(FIDO)]
R1:﹁DOG(x)TERRIER(x)
R2：BARKS(y)NOISY(y)
目标公式：﹁TERRIER(z)∨NOISY(z)
13、设子句集S={P(x), Q(f( x)), R(g(y))} ,求S的海伯伦域H（S）。

解：没有常量，指定a 为常量
H0={a}
H1={a, f(a)，g(a)}
H2={a, f(a), g(a), f(f(a))，f(g(a)) ，g(f(a))，g(g(a)) }
……
14、写出语句“每个学生都读过《红楼梦》这本书” 的语义网络表示。

15、用框架表示法描述“学生框架”，要求槽名不少于8个。

(注：硕士生改为学生)
框架名：<学生>
姓名：单位(姓，名)
性别：范围(男，女)
默认(男)
年龄：单位(岁)
条件(岁>16)
学习专业：单位(专业名)
研究方向：单位(方向名)
住址：单位(楼号，房间号)
入学时间：单位(年，月)
学制：单位(年)
默认(4年)
16、什么是专家系统？专家系统的一般结构是什么？开发专家系统有哪些阶段？
专家系统：是一个计算机程序系统；拥有某个领域人类专家的知识与经验；能够利用人类专家的知识和解决问题的方法处理该领域问题；能够在运行过程中不断地增长新知识和修改原有知识
17、已知如下事实：
（1）凡是容易的课程小王（wang）都喜欢
（2）C班的课程都是容易的
（3）ds是C班的一门课程
证明：小王喜欢ds这门课程。

18、什么是个体？什么是个体域？函数与谓词的区别是什么？
个体(个体词)是指所研究对象中可以独立存在的具体事物、状态或个体之间的关系。

个体域(论域)：个体变量的值域（取值范围），常用D表示
谓词与函数的区别：1.谓词的真值是真和假，而函数无真值可言，其值是个体域中的某个个体。

2.谓词实现的是从个体域中的个体到T或F的映射，而函数实现的是同一个个体域中从一个个体到另一个个体的映射。

3.在谓词逻辑中，函数本身不能单独使用，它必须嵌入到谓词中。

19、请将下面的谓词公式F化为子句集。

F:(∀x){(∃y)[A(x,y)∧B(y)]→(∃y)[C(y)∧D(x,y)]}
参见第七题解题步骤
20、写出三阶梵塔问题的prolog程序。

21、写出N的阶乘的prolog程序。

22、用语义网络表达：Every dog has bitten a postman 。

参见课本page130页上面的图
23、设S={P(x)∨Q(a), R(f(y))} ,求S的海伯伦全域H(S) 。

参见课本page96页例4-8
解： H0={a}
H1={a, f(a) }
H2={a, f(a), f(f(a)) }
……
H(S) ={a, f(a), f(f(a)) ,...}。