人工智能重点27

人工智能重点总结第一章：发展简史（此处为简答题）1.人工智能的萌芽（1956年以前）1936年，图灵创立了自动机理论（后人称为图灵机），提出一个理论计算机模型，为电子计算机设计奠定了基础，促进了人工智能，特别是思维机器的研究。麦克洛克和皮茨于1943年提出“拟脑模型”是世界上第一个神经网络模型（MP模型），开创了从结构上研究人类大脑的途径。1948年维纳发表《控制论—关于动物与机器中的控制与通信的科学》，不但开创了近代控制论，而且为人工智能的控制学派树立了里程碑。1、古希腊伟大的哲学家思想家亚里士多德的主要贡献是为形式逻辑奠定了基础。形式逻辑是一切推理活动的最基本的出发点。在他的代表作《工具论》中，就给出了形式逻辑的一些基本规律，如矛盾律、排中律，并且实际上已经提到了同一律和充足理由律。此外亚里士多得还研究了概念、判断问题，以及概念的分类和概念之间的关系判断问题的分类和它们之间的关系。其最著名的创造就是提出人人熟知的三段论。2、英国的哲学家、自然科学家Bacon（培根）（1561-1626），他的主要贡献是系统地给出了归纳法，成为和Aristotle的演绎法相辅相成的思维法则。Bacon另一个功绩是强调了知识的作用。Bacon的著名警句是知识就是力量。3、德国数学家、哲学家Leibnitz（莱布尼茨）（1646-1716），他提出了关于数理逻辑的思想，把形式逻辑符号化，从而能对人的思维进行运算和推理。他曾经做出了能进行四则运算的手摇计算机4、英国数学家、逻辑学家Boole（布尔）（1815-1864），他初步实现了布莱尼茨的思维符号化和数学化的思想，提出了一种崭新的代数系统--布尔代数。5、美籍奥地利数理逻辑学家Godel（哥德尔）（1906-1978），他证明了一阶谓词的完备性定理；任何包含初等数论的形式系统，如果它是无矛盾的，那么一定是不完备的。此定理的意义在于，人的思维形式化和机械化的某种极限，在理论上证明了有些事是做不到的。6、英国数学家Turing(图灵)（1912-1954）,1936年提出了一种理想计算机的数学模型（图灵机），1950年提出了图灵试验，发表了计算机与智能的论文。当今世界上计算机科学最高荣誉奖励为图灵奖。名词解释：名词解释：图灵试验。当一个人与一个封闭房间里的人或者机器交谈时，如果他不能分辨自己问题的回答是计算机还是人给出时，则称该机器是具有智能的。以往该试验几乎是衡量机器人工智能的唯一标准，但是从九十年代开始，现代人工智能领域的科学家开始对此试验提出异议：反对封闭式的，机器完全自主的智能；提出与外界交流的，人机交互的智能。7、美国数学家Mauchly，1946发明了电子数字计算机ENIAC8、美国神经生理学家McCulloch，建立了第一个神经网络数学模型。从某种意义上可以说近代人工智能的发展，首先是从人工神经网络研究开始的。但是由于某种原因，神经网络的研究一度进入低潮。详细内容参见第六章《人工神经元网络》9、美国数学家Shannon（香农）,1948年发表了《通讯的数学理论》，标志着信息论的诞生。10、美国数学家、计算机科学家McCarthy，人工智能的早期研究者。1956年，他和其他一些学者联合发起召开了世界上第一次人工智能学术大会，在他的提议下，会上正式决定使用人工智能这个词来概括这个研究方向。参加大会的有Minsky,Rochester,Shannon,Moore,Samuel,Selfridge,Solomonff,Simon,Newell等数学家、心理学家、神经生理学家、计算机科学家。McCarthy也被尊为人工智能之父。2.人工智能的形成（1956-1969年）费根鲍姆于1968年研究成功第一个专家系统DENDRAL，用于质谱仪分析有机化合物的分子结构。1969年召开了第一届国际人工智能会议，标志着人工智能作为一门独立学科登上国际学术舞台。1970年《人工智能国际杂志》创刊。◆50年代初开始有了符号处理，搜索法产生。人工智能的基本方法是逻辑法和搜索法。最初的搜索应用于机器翻译、机器定理证明、跳棋程序等。◆60年代Simon由试验得到结论：人类问题的求解是一个搜索的过程，效果与启发式函数有关。叙述了智能系统的特点：智能表示、智能推理、智能搜索。◆Nilson发表了A*算法（搜索方法）◆McCarthy建立了人工智能程序设计语言Lisp◆1965年Robinson提出了归结原理。◆1968年Quillian提出了语义网络的知识表示方法◆1969年Minsky出了一本书感知机，给当时的神经网络研究结果判了死刑3.人工智能的发展（1970年以后）费根鲍姆1972-1976年成功开发MYCIN医疗专家系统，用于抗生素药物治疗1987年在美国召开第一届神经网络国际会议，并发起成立国际神经网络学会（INNS）1989年首次召开了中国人工控制联合会议（CJCAI）◆70年代，人工智能开始从理论走向实践，解决一些实际问题。同时很快就发现问题：归结法费时、下棋赢不了全国冠军、机器翻译一团糟。此时，以Feigenbaum为首的一批年轻科学家改变了战略思想，1977年提出了知识工程的概念，开展了以知识为基础的专家咨询系统研究与应用。著名的专家系统有：DENDRAL化学分析专家系统（斯坦福大学1968）；MACSYMA符号数学专家系统（麻省理工1971）；MYCIN诊断和治疗细菌感染性血液病的专家咨询系统（斯坦福大学1973）；CASNET(CausalASsciationalNetwork)诊断和治疗青光眼的专家咨询系统（拉特格尔斯（Rutgers）大学70年代中）；CADUCEUS(原名INTERNIST)医疗咨询系统（匹兹堡大学）；HEARSAYI和II语音理解系统（卡内基-梅隆大学）；PROSPECTOR地质勘探专家系统（斯坦福大学1976）；XCON计算机配置专家系统（卡内基-梅隆大学1978）。应该说，知识工程和专家系统是近十余年来人工智能研究中最有成就的分支之一。◆80年代，人工智能发展达到阶段性的顶峰。87,89年世界大会有6－7千人参加。硬件公司有上千个。Lisp硬件、Lisp机形成产品。同时，在专家系统及其工具越来越商品化的过程中，国际软件市场上形成了一门旨在生产和加工知识的新产业--知识产业。◆同年代，1986年Rumlhart领导的并行分布处理研究小组提出了神经元网络的反向传播学习算法，解决了神经网络分类能力有限这一根本问题。从此，神经网络的研究进入新的高潮。◆90年代，计算机发展趋势为小型化、并行化、网络化、智能化。人工智能技术逐渐与数据库、多媒体等主流技术相结合，并融合在主流技术之中，旨在使计算机更聪明、更有效、与人更接近。二、三大学派：1、符号主义(Symbolicism)，又称为逻辑主义(Logicism)、心理学派(Psychlogism)或计算机学派(Computerism)，其原理主要为物理符号系统(即符号操作系统)假设和有限合理性原理。符号主义学派认为：人工智能源于数学逻辑。代表性成果：是启发式程序LT逻辑理论家，证明了38条数学定理，表明我们可以应用计算机研究人的思维过程，模拟人类智能活动。代表人物：纽厄尔、肖·西蒙和尼尔逊。2、联结主义(Connectionism)，又称为仿生学派(Bionicsism)或生理学派(Physiologism)，其原理主要为神经网络及神经网络间的连接机制与学习算法。这一学派认为：人工智能源于仿生学，特别是人脑模型的研究代表性成果：1943年由麦克洛奇和皮兹提出的形式化神经元模型，即M-P模型代表人物：麦克洛奇、皮兹、霍普菲尔特、鲁梅尔哈特3、行为主义(Actionism)，又称进化主义(Evolutionism)或控制论学派(Cyberneticsism)，其原理为控制论。这一学派认为：人工智能源于控制论代表性成果：布鲁克斯的六足机器人，它被看做新一代的“控制论动物”，是一个基于感知——动作模式的模拟昆虫行为的控制系统。代表人物：布鲁克斯第二章知识表示1.状态空间（在搜索那里考一个大题）了解个三元状态（S，F，G），其中S:初始状态集,F：操作符集合G：目标状态集合（这里只用了解个大概就可以了，详细在搜索部分介绍）2.问题归约（只考一个名词解释）解树：由可解节点构成，并且由这些可解节点可推出初始节点（对应初始问题）为可解节点的子树称为解树3.谓词表示法（会在第二道大题中考4-5个应用）用谓词公式表示知识时，需要首先定义谓词，然后再用连接词把有关的谓词连接起来，形成一个谓词公式表达一个完整的意义。例题设有下列知识：①刘欢比他父亲出名。②高扬是计算机系的一名学生，但他不喜欢编程。为了用谓词公式表示上述知识，首先需要定义谓词：BIGGER(x,y):x比y出名COMPUTER(x):x是计算机系的LIKE(x,y):x喜欢y解答：此时可用谓词公式把上述知识表示为:○1BIGGER(liuhuan,father(liuhuan))（个人觉得那个father函数最好也定义下，保险一点）○2COMPUTER(gaoyang)∧¬LIKE(gaoyang,programing)总结：（上面的例题应该就是考试的形式）A)首先必须知道什么是合取、析取、蕴含、否定以及两种量词的用法B)全称量词后面跟蕴含，存在量词后面跟合取C)必须先定义（切记），再表示。一般步骤为1提取谓词，使用类似于P（x，y）：谓词内容的格式定义谓词2用连接词和量词加以表示D)置换和合一那会用就OK了。只会在归结演绎推理那块最后的证明时用一下，不理解的话看那个“黄书”P81中那个反演树里用到的置换。4.语义网络（会考画图题）只考二元关系网络例题小燕是一只燕子，燕子是鸟；巢-1是小燕的巢，巢-1是巢中的一个。”注意：A）语义网络中不会考量词、继承、匹配B）就根据题目所描述的写，不要蛋疼的写什么小明ISA人ISA动物ISA生物……题目上怎么说怎么写就可以（老师原话）5.框架表示（只有概念题）1框架：我们无法把过去的经验一一都存在脑子里，而只能以一个通用的数据结构的形式存储以往的经验。这样的数据结构称为框架2框架的构成：框架通常由描述事物的各个方面的槽组成，每个槽可以拥有若干个侧面，而每个侧面又可拥有若干个值。一个框架的一般结构如下：框架名槽1侧面11值111…侧面12值121……槽2侧面21值211………槽n侧面n1值n11……侧面nm值nm1…3一个框架系统（我觉得应该不会考这个，保险起见所以放上来了）下图所示为表示立方体的一个视图的框架。图中，最高层的框架，用isa槽说明它是一个立方体，并由region槽指示出它所拥有的3个可见面A、B、E。而A、B、E又分别用3个框架来具体描述。用mustbe槽指示出它们必须是一个平行四边形。为了能从各个不同的角度来描述物体，可以对不同角度的视图分别建立框架，然后再把它们联系起来组成一个框架系统。下图所示的就是从3个不同的角度来研究一个立方体的例子6.过程、剧本表示不考第三章经典逻辑推理3.1归结演绎推理（问题求解&证明）定理证明即证明P→Q(¬P∨Q)的永真性。根据反证法，只要证明其否定(P∧¬Q)不可满足性即可。海伯伦(Herbrand)定理为自动定理证明奠定了理论基础；鲁滨逊(Robinson)提出的归结原理使机器定理证明成为现实。在谓词逻辑中，把原子谓词公式及其否定统称为文字。如：P(x)，¬P(x,f(x))，Q(x,g(x))，任何文字的析取式称为子句，不包含任何文字的子句称为空子句。3.1.1化简子句集(1)合取范式：C1∧C2∧C3…∧Cn(2)子句集:S={C1,C2,C3…,Cn}(3)任何谓词公式F都可通过等价关系及推理规则化为相应的子句集S。子句集的性质：(1)子句集中子句之间是合取关系。(2)子句集中的变元受全称量词的约束。把谓词公式化成子句集的步骤：1)利用等价关系消去“→”和“↔”例如公式可等价变换成2)利用等价关系把“¬”移到紧靠