1、联结主义认为人工智能起源于仿生学，特别是人脑模型的研究。行为主义：又称进化主义或控制论学派，是基于控制论和“感知-动作”控制系统的人工智能学派。行为主义认为人工智能起源于控制论，提出智能取决于感知和行为，取决于对外界复杂环境的适应，而不是表示和推理。1.8人工智能有哪些主要研究和应用领域？其中哪些是新的研究热点？机器思维:推理、搜索、规划机器学习：符号学习、联结学习、知识发现和数据挖掘机器感知：机器视觉、模式识别、自然语言理解机器行为：智能控制、智能制造计算智能：神经计算、进化计算、模糊计算分布智能智能系统：专家系统、智能决策支持系统人工心理与人工情感研究热点：智能机器人、智能检索、智能游戏等
2、。1.9 人工智能未来发展有哪些值得思考和关注的重要问题？多学科交叉研究分布智能与社会智能研究集成智能研究智能网络研究认知计算与情感计算研究智能系统与智能服务第2章 确定性知识系统参考答案2.1 什么是知识？有哪几种主要的知识分类方法？知识是人们在改造客观世界的实践中积累起来的认识和经验；知识是对信息进行智能性加工中形成的对客观世界规律性的认识。分类：按适用范围：常识性知识、领域性知识按作用效果：陈述性知识、过程性知识、控制性知识按确定性：确定性知识、不确定性知识2.2 什么是知识表示？知识表示有哪些要求？知识表示就是对知识的描述，即用一些约定的符号把知识编码成一组可以被计算机直接识别，并便于
3、系统使用的数据结构 一介谓词逻辑表示法 非结构化方法 产生式 陈述性知识表示 语义网络 结构化方法 框架结构知识表示方法 过程性知识表示要求：表示能力，可利用性，可组织性与可维护性，可理解性和可实现性2.3 从心理学的角度看，推理有哪两种比较典型的观点？它们的含义是什么？结构观点：这种观点从结构的角度出发，认为推理由两个以上判断所组成，每个判断所揭示的是概念之间的联系和关系，推理过程是一种对客观事物做出肯定或否点的思维活动。过程观点：这种观点从过程的角度出发，认为推理是在给定信息和已有知识的基础上所进行的一系列加工操作，其代表人物克茨提出了如下人类推理的公式：y=F（x，k） 式中，x是推理时
4、给出的信息，k是推理时可用的领域知识和特殊事例，F是可用的一系列操作，y是推理过程所得到的结论。2.4 什么是推理？它有哪些分类方法？推理是由具体事例归纳出一般规律，或者根据已有的知识推出新的结论的思维过程分为演绎法和归纳法2.5 推理中的控制策略包括哪几个方面的内容？主要解决哪些问题？包括推理策略和搜索策略推理策略主要解决推理方向，求解策略，限制策略，冲突消解策略等搜索策略主要解决推理线路，推理效果，推理效率等问题2.6 什么是命题？什么是命题的真值？一个陈述句称为一个断言，凡有真假意义的断言称为命题。命题的意义通常称为真值，当命题的意义为真时，则称该命题的真值为真。2.7 什么是论域？什么
5、是谓词论域是由所讨论对象之全体构成的非空集合。论域中的元素称为个体，论域也常称为个体域。在谓词逻辑中，命题是用谓词来表示的。一个谓词可分为谓词名和个体两部分。2.8 什么是自由变元？什么是约束变元？当一个谓词公式含有量词时，区分个体变元是否受量词的约束是很重要的。通常，把位于量词后面的单个谓词或者用括弧括起来的合式公式称为该量词的辖域，辖域内与量词中受约束的变元称为约束变元，不受约束的变元称为自由变元。2.9 设有如下语句，请用相应的谓词公式分别把他们表示出来：（1） 有的人喜欢梅花，有的人喜欢菊花，有的人既喜欢梅花又喜欢菊花 。定义谓词P（x）：x是人L（x,y）：x喜欢y其中，y的个体域是
6、梅花，菊花。将知识用谓词表示为：（x ）（P（x）L（x, 梅花）L（x, 菊花）（L（x, 梅花）L（x, 菊花） （2） 有人每天下午都去打篮球。B（x）：x打篮球A（y）：y是下午（x ）（y） （A（y）B（x）P（x） （3） 新型计算机速度又快，存储容量又大。NC（x）：x是新型计算机F（x）：x速度快x容量大（x） （NC（x）F（x）B（x） （4） 不是每个计算机系的学生都喜欢在计算机上编程序。S（x）：x是计算机系学生L（x, pragramming）：x喜欢编程序U（x,computer）：x使用计算机 （x） （S（x）L（x, pragramming）U（x,comp
7、uter） （5） 凡是喜欢编程序的人都喜欢计算机。L（x, y）：（x） （P（x）L（x,pragramming）L（x, computer）2.10 用谓词表示法求解机器人摞积木问题。设机器人有一只机械手，要处理的世界有一张桌子，桌上可堆放若干相同的方积木块。机械手有4个操作积木的典型动作：从桌上拣起一块积木；将手中的积木放到桌之上；在积木上再摞上一块积木；从积木上面拣起一块积木。积木世界的布局如下图所示。ABCCA图2.10 机器人摞积木问题（1） 先定义描述状态的谓词 CLEAR（x）：积木x上面是空的。 ON（x, y）：积木x在积木y的上面。 ONTABLE（x）：积木x在桌子上
8、。 HOLDING（x）：机械手抓住x。HANDEMPTY：机械手是空的。 其中，x和y的个体域都是A, B, C。 问题的初始状态是：ONTABLE（A）ONTABLE（B）ON（C, A） CLEAR（B） CLEAR（C） HANDEMPTY 问题的目标状态是： ONTABLE（C） ON（B, C） ON（A, B）CLEAR（A） HANDEMPTY（2） 再定义描述操作的谓词在本问题中，机械手的操作需要定义以下4个谓词： Pickup（x）：从桌面上拣起一块积木x。Putdown（x）：将手中的积木放到桌面上。Stack（x, y）：在积木x上面再摞上一块积木y。Upstack（x
9、, y）：从积木x上面拣起一块积木y。其中，每一个操作都可分为条件和动作两部分，具体描述如下：Pickup（x） 条件：ONTABLE（x），HANDEMPTY，CLEAR（x） 动作：删除表：ONTABLE（x），HANDEMPTY 添加表：HOLDING（x）Putdown（x）ONTABLE（x），CLEAR（x） ，HANDEMPTYStack（x, y）HOLDING（x），CLEAR（y）HANDEMPTY，ON（x, y） ，CLEAR（x）Upstack（x, y）HANDEMPTY，CLEAR（x） ，ON（x,y）HANDEMPTY，ON（x, y）HOLDING（x），C
10、LEAR（x） （3） 问题求解过程利用上述谓词和操作，其求解过程为：ONTABLE（C）CLEAR（A）CLEAR（B）CLEAR（C）ONTABLE（A） CLEAR（C） HANDEMPTYONTABLE（B） HOLDING（C）Upstack（C,A）Putdown（C）Pickup（B）ON（B,C）HOLDING（B）ON（A,B）HANDEMPTHOLDING（A）Stack（A,B）Stack（B,C）Pickup（A）2.11 用谓词表示法求解农夫、狼、山羊、白菜问题。农夫、狼、山羊、白菜全部放在一条河的左岸，现在要把他们全部送到河的右岸去，农夫有一条船，过河时，除农夫外船
11、上至多能载狼、山羊、白菜中的一种。狼要吃山羊，山羊要吃白菜，除非农夫在那里。似规划出一个确保全部安全过河的计划。请写出所用谓词的定义，并给出每个谓词的功能及变量的个体域。要描述这个问题，需要能够说明农夫、狼、羊、白菜和船在什么位置，为简化问题表示，取消船在河中行驶的状态，只描述左岸和右岸的状态。并且，由于左岸和右岸的状态互补，因此可仅对左岸或右岸的状态做直接描述。本题选择对左岸进行直接描述的方法，即定义谓词如下：AL（x）：x在左岸其中，x的个体域是农夫，船，狼，羊，白菜。对应地，AL（x）表示x在右岸。 问题的初始状态：AL（农夫）AL（船）AL（狼）AL（羊）AL（白菜） 问题的目标状态：
12、 （2） 再定义描述操作的谓词本题需要以下4个描述操作的谓词：L-R：农夫自己划船从左岸到右岸L-R（x）：农夫带着x划船从左岸到右岸R-L：农夫自己划船从右岸到左岸R-L（x） ：农夫带着x划船从右岸到左岸其中，x的个体域是狼，羊，白菜。对上述每个操作，都包括条件和动作两部分。它们对应的条件和动作如下：农夫划船从左岸到右岸 条件：AL（船），AL（农夫），AL（狼）AL（羊），AL（羊） 动作：AL（船），AL（农夫） 添加表：AL（船），L-R（狼）：农夫带着狼划船从左岸到右岸AL（船），AL（农夫），AL（狼），AL（船），AL（农夫），AL（狼）AL（农夫），L-R（羊）：农夫带着羊划
13、船从左岸到右岸AL（船），AL（农夫），AL（羊）， AL（狼），AL（白菜） 或：AL（船），AL（农夫），AL（羊），AL（狼），AL（船），AL（农夫），AL（羊）L-R（白菜）：农夫带着白菜划船从左岸到右岸AL（船），AL（农夫），AL（白菜），AL（狼） AL（船），AL（农夫），AL（白菜）农夫划船从右岸到左岸AL（农夫），AL（狼）AL（羊），AL（羊）AL（白菜） 或：AL（农夫） ，AL（白菜），AL（羊）R-L（羊） ：农夫带着羊划船从右岸到左岸AL（羊） ，AL（羊），AL（白菜）（3） 问题求解过程R-L R-L（羊） L-R（狼）L-R（羊）L-R（白菜）2.12 用
14、谓词表示法求解修道士和野人问题。在河的北岸有三个修道士、三个野人和一条船，修道士们想用这条船将所有的人都运过河去，但要受到以下条件限制：（1） 修道士和野人都会划船，但船一次只能装运两个人。（2） 在任何岸边，野人数不能超过修道士，否则修道士会被野人吃掉。假定野人愿意服从任何一种过河安排，请规划出一种确保修道士安全的过河方案。要求写出所用谓词的定义、功能及变量的个体域。（1）定义谓词先定义修道士和野人人数关系的谓词：G（x,y,S）： 在状态S下x大于yGE（x,y,S）：在状态S下x大于或等于y其中，x,y分别代表修道士人数和野人数，他们的个体域均为0,1,2,3。再定义船所在岸的谓词和修道
15、士不在该岸上的谓词：Boat（z,S）：状态S下船在z岸EZ（x,S）： 状态S下x等于0，即修道士不在该岸上其中，z的个体域是L,R，L表示左岸，R表示右岸。 再定义安全性谓词： Safety（z,x,y,S）（G（x,0,S）GE（x,y,S）（EZ（x,S）其中，z,x,y的含义同上。该谓词的含义是：状态S下，在z岸，保证修道士安全，当且仅当修道士不在该岸上，或者修道士在该岸上，但人数超过野人数。该谓词同时也描述了相应的状态。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）S
16、afety（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Safety（R,3-x-x2,3-y-y2,S）Safety（L,x+x2,y+y2,S）Boat（R,S）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
17、-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）Safet
18、y（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）Saf
19、ety（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）L-R（1, 1, 1, 1,S10）Safety（L,0,0,S11）Safety（R,3,3,S11）Boat（R,S11）2.13 什么是产生式？它的基本形式是什么？代表什么含义？“产生式”由美国数学家波斯特（E.POST）在1934年首先提出，它根据串代替规则提出了一种称为波斯特机的计算模型，模型中的每条规则称为产生式。产生式的基本形式PQ 或者 IF P THEN Q。P是产生式的前提，也称为前件，它给出了该产生
20、式可否使用的先决条件，由事实的逻辑组合来构成；Q是一组结论或操作，也称为产生式的后件，它指出当前题P满足时，应该推出的结论或应该执行的动作。产生式的含义如果前提P满足，则可推出结论Q或执行Q所规定的操作。 2.14 产生式表示的特征是什么？优点：自然性、模块性、有效性缺点：效率低性、不方便表示结构性知识的有向图2.15 何谓语义网络？它有哪些基本的语义关系？语义网络：用实体以及语义关系来表达知识的有向图基本的语义关系： 实例关系（ISA）:（是一个）（一个事物是另一个事物的具体例子） 分类关系（AKO）:（是一种）子类与超类 成员关系 （A-member-of）: 是一名 属性关系:Have 有、Can 能、Age 年龄 包含关系 part-of-部分 （不具备属性） 位置关系:Before，after located-on located-under located-outside located-at located-inside 相近关系 similar-to 相似 near-to 接近2.16 请对下列命题分别写出它们的语义网络：（1） 每个学生都有一台计算机。AKO人职业学生设备计算机ownerowns占有权情况占有资格（2） 高老师从3月到7月给计算机系学生讲计算机网络课。 解：7月
