课程习题与部分解答

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1、《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

2、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: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

3、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18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]植物AKOAKOHAVEHAVE有根有叶草树AKOAKO水草

4、果树AKOLocateat苹果树水HAVE苹果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：JohngivesabooktoMary[解]参考课件。18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。[

5、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=283Sg=1231648475765图3.2八数码问题试给出深度优先（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183.6什么是启发式搜索?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)

6、+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：18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

7、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。1835ACDEB3424图3.3旅行交通图本题是考察

8、代价树搜索的基本概念，了解这种搜索方法与深度优先和宽度优先的不同。首先将旅行交通图转换为代价树如图3.4所示。图3.4交通图的代价树(1)如果一个节点已经成为某各节点的前驱节点，则它就不能再作为该节点的后继