人工智能原理与应用.ppt

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1、人工智能原理与应用主讲：杨昌仁2006年9月课程性质：专业基础课。学科性质：计算机科学的一个分支；同时是一个涉及数学、计算机科学、控制论、信息论、心理学、哲学等学科的交叉和边缘学科。讲授学时：72学时第一章绪论1.1人工智能的诞生和发展诞生：1956年的一次学术讨论会，用到“人工智能”术语50年代：游戏、博论为对象60年代：(1)Lisp语言(1960年)(2)问题求解程序(1963年)，将领域知识与求解方法分离(如GPS程序,可求解11种不同类型的问题)(3)定理证明(1965年)，提出归结原理(4)知识表示的语义网络模型(1968年)

2、70年代：(1)逻辑程序设计语言Prolog(1972年)(2)专家系统Mycin(1972年)(3)人工智能杂志创刊(1970年)(4)提出知识工程的概念(1977年)80年代：(1)推理技术(确定性推理、不确定性推理、非单调推理)(2)知识获取和表示(3)自然语言理解(4)机器视角(5)提出了第五代计算机的研究计划.90年代：(1)专家系统(2)机器翻译(3)问题求解(4)机器视角(5)机器学习(6)人工神精网络1.2人工智能的定义人工智能(描述性定义)：用机器模拟人类的智能，也称为机器智能。人类智能(描述性定义)：人类所拥有的智力和

3、行为能力，并以知识为基础。智力(描述性定义)：获取知识并运用知识去求解问题的能力，包括：感知能力、记忆与思维能力、归纳与演绎能力、学习能力与行为能力。人工智能学科(描述性定义)：计算机科学中涉及研究、设计、应用智能机器的一个分支。1.3人工智能研究的方法和途径1、各种学派及其理论：包括：逻辑学派、认识学派、知识工程学派、联结学派、分布式学派、进化论学派。但主要有以下三种学派：(1)符号主义：主要观点：人对客观世界认识的认知基元为符号；认知过程即是对符号进行操作(主要是推理)的过程，主要工具是数学逻辑知识是人们在实践中获得的信息关联在一起所

4、形成的信息结构，是构成智能的基础。人工智能的核心问题是知识表示、知识推理、知识运用。(2)联结主义：(仿生学派)主要观点：人工智能可以通过仿生人脑的结构来实现；人脑的思维基元是神经元而主是符号；要搞清楚大脑神经元及其连接机制，以及它进行信息处理的过程和机理。(3)行为主义：(进化学派)主要观点：人工智能起源于控制论，智能取决于感知和行为2、实现人工智能的技术路线：专用路线：研制一些专用智能计算机或专用软件系统或专用计算机语言。通用路线：现有的软硬件系统即可支持人工智能系统的开发；在开发过程中充分应用知识工程的思想，把知识工程作为软件工程的

5、一个分支。硬件路线：智能机器的开发有赖于各种智能硬件、智能工具、固化技术。软件路线：智能机器的开发有赖于各种智能软件和工具的开发和运用。1.4人工智能的研究及应用领域1、问题求解：研究解决难题的方法，主要包括：状态空间、搜索策略、归约策略的研究。如国际象棋程序。2、机器学习：研究计算机获取新知识和新技能、识别现有知识、不断改善性能、实现自我完善的方法。研究目标有：人类学习的认知模型；通用学习算法；构造面向任务的专用学习系统。3、专家系统：是一种具有特定领域内大量知识与经验的程序系统。4、模式识别：研究如何使机器具有感知能力的一个研究领域，

6、主要研究对视觉模式和听觉模式的识别。模式即为标准样式或标本。5、自动定理证明：研究对前提P和结论Q，证明P->Q的永真性(用反证法)。目前用的主要方法是归结原理。6、自动程序设计：包括程序综合和程序验证。7、自然语言理解：研究如何使计算机理解人类自然语言。包括：回答有关问题；摘要生成和文本释义；自动翻译8、机器人学：研究机器人。包括：第一代机器人：可再编程序控制机器人；第二代机器人：自适应机器人智能机器人：有感觉器官，有思维能力。9、人工神经网络：是一个用大量称做神经元的简单处理单元经广泛连接而组成的人工网络，用来模拟大脑的神经系统的结构

7、和功能。10、智能检索：包括：基于“词”的检索；基于概念的检索；自然语言理解(理解询问)；能推导或演绎出答案。补充内容逻辑基础一、命题逻辑与谓词逻辑1、命题定义1命题是具有真假意义的语句，常常用来表示一个判断或一个结论。命题通常用大写字母表示。命题的特点：命题有确定的真值，为真时记为T，为假时记为F。命题变元：抽象的命题。如：“x>5”。只有用具体的值代替后才有确定的真假值。2、谓词谓词：是命题的一表示方式，一个谓词可分为谓词名和个体两个部分。谓词名------刻画个体的性质、状态或个体间的关系的。个体------某一独立存在的事物或概念

8、。谓词的一般形式：P(x1,x2,…,xn)其中，P是谓词名，可自定义，xi为个体。个体可以是常量、变元、函数等。n为谓词的元数，为1时称为一元谓词，为2时称为二元谓词。当个体为常量、变元、函