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:

L

I

x

∀

→

x∨

N

x

)

)]

(x

(

(

)

)[

(

x

D

∀

(x

x→

M

)[

(

)]

(

)

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。

[解]

2.17在基于语义网络的推理系统中，一般有几种推理方法，简述它们的推理过程。

2.18 简述语义网络中常用的语义联系。

2.19 用一个语义网络表示：

“我的汽车是棕黄色的”

“李华的汽车是绿色的”

[解]参考课件。

2.10 用语义网络和框架方法表示下列知识：

John gives a book to Mary

[解]参考课件。

第3章搜索推理技术

3.1 在人工智能中，搜索问题一般包括哪两个重要问题?

3.2 简述搜索策略的评价标准。

3.3 比较盲目搜索中各种方法的优缺点。

试用宽度优先搜索策略，画出搜索树、找出最优搜索路线。

[解]

（1）搜索树参考课件。

（2）最优搜索路线：S0→S1→S5→S10.

3.5 对于八数码问题，设初始状态和目标状态如图3.2所示：

S1= S g=

3.2

试给出深度优先（深度限制为5）和宽度优先状态图。

[解]

(1) 深度优先（深度限制为5）状态图为

(2)宽度优先状态图为

3.6 什么是启发式搜索? 其中什么是评估函数? 其主要作用是什么?

3.7 最好优先的基本思想是什么? 有什么优缺点?

3.8 对于八数码问题，设初始状态和目标状态如图3.2所示。设d (x)表示节点x在搜索树中的深度，评估函数为f (x)=d (x)+w(x)，其中w(x)为启发式函数。试按下列要求给出八数码问题的搜索图，并说明满是一种A*算法，找出对应的最优搜索路径。

（1）w (x)=h(x)表示节点x中不在目标状态中相应位置的数码个数；

（2）w (x)=p(x)表示节点x的每一数码与其目标位置之间的距离总和。

（3）w (x)=0，情况又如何？

[解] (1) 8数码的搜索过程如图所示：

在上面确定h(x)时，尽管并不知道h*(x)具体为多少，但当采用单位代价时，通过对不在目标状态中相应位置的数码个数的估计，可以得出至少需要移动h(x)步才能够到达目标，显然h(x)≤h*(x)。因此它满足A*算法的要求。

最优搜索路径: 如图粗线所示。

(2) 此时8数码搜索图可表示为：

这时，显然有h(x)≤p(x)≤h*(n)，相应的搜索过程也是A*算法。然而，p(x)比h(n)有更强的启发式信息，由w(x)=p(x)构造的启发式搜索树，比w(x)=h(x)构造的启发式搜索树节点数要少。

（3）若w(x)=0，该问题就变为宽度优先搜索问题。

3.9 如图3.3所示，是5个城市之间的交通路线图，A城市是出发地，E城市是目的地，

两城市之间的交通费用（代价）如图中的数字，求从A到E的最小费用交通路线。