人工智能題目集(二)

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 1.什麼是知識?它有哪些特性?有哪幾種分類方法?

定義:人們對自然現象的認識和從中總結出來的規律、經驗。

特性:相對正確性、不確定性、可表示性和可利用性。

分類方法:

(1)按知識的作用範圍分爲:常識性知識和領域性知識;

(2)按知識的作用及表示分爲:事實性知識、規則性知識、控制性知識和元知識;

(3)按知識的確定性分爲:確定知識和不確定知識;

(4)按人類思維及認識方法分爲:邏輯性知識和形象性知識。

   2.何謂知識表示?陳述性知識表示法與過程性知識表示法的區別是什麼?

定義:研究用機器表示知識的可行性、有效性的一般方法,是一種數據結構與控制結構的統一體,考慮知識的存儲與使用。

區別:陳述性知識表示法主要用來描述事實性知識,將知識表示與應用分開處理,是一種表態的描述方法;過程性知識表示法主要用來描述規則性知識和控制結構知識,將知識的表示與應用相結合,是一種動態的描述方法。

  3.在選擇知識的表示方法時,應該考慮哪些主要因素?

解:可行性、有效性、易理解性、模塊性和靈活性。

  4.一階謂詞邏輯表示法適合於表示哪種類型的知識?它有哪些特點?

解:可以表示事物的狀態、屬性、概念等事實性的知識,也可以表示事物間具有確定關係的規則性知識。

特點:

(1)自然性,表示問題易於理解和接受;

(2)適用於精確性知識的表示,不適用不確定性知識的表示;

(3)易實現性;

(4)會產生組合爆炸,效率低。

5.請寫出用一階謂詞邏輯表示法表示知識的步驟。

步驟:

(1)定義謂詞及個體,確定每個謂詞及個體的確切含義;

(2)根據所要表達的事物或概念,爲每個謂詞中的變元賦予特定的值;

(3)根據所要表達的知識的語義用適當的聯接符號將各個謂詞聯接起來,形成謂詞公式。

6.設有下列語句,請用相應的謂詞公式把它們表示出來:

  (1)有的人喜歡梅花,有的人喜歡菊花,有的人既喜歡梅花又喜歡菊花。

解:定義謂詞如下:

    Like(x,y):x喜歡y。  Club(x):x是梅花。

    Human(x):x是人。   Mum(x):x是菊花。

“有的人喜歡梅花”可表達爲:($x)(Human(x)ÙLike(x,Club(x)))

“有的人喜歡菊花”可表達爲:($x)(Human(x)ÙLike(x,Mum(x)))

“有的人既喜歡梅花又喜歡菊花”可表達爲:($x)(Human(x)ÙLike(x,Club(x))Ù Like(x,Mum(x)))

(2)他每天下午都去玩足球。

解:定義謂詞如下:

    PlayFootball(x):x玩足球。  Day(x):x是某一天。

則語句可表達爲:("x)(D(x)®PlayFootball(Ta))

​​​​​​​(3)太原市的夏天既乾燥又炎熱。

解:定義謂詞如下:

    Summer(x):x的夏天。  Dry(x):x是乾燥的。  Hot(x):x是炎熱的。

則語句可表達爲:Dry(Summer(Taiyuan))ÙHot(Summer(Taiyuan))

​​​​​​​(4)所有人都有飯吃。

解:定義謂詞如下:

    Human(x):x是人。  Eat(x):x有飯吃。

則語句可表達爲:("x)(Human(x)®Eat(x))

​​​​​​​(5)喜歡玩籃球的人必喜歡玩排球。

解:定義謂詞如下:

    Like(x,y):x喜歡y。  Human(x):x是人。

則語句可表達爲:("x)((Human(x)ÙLike(x,basketball))®Like(x,volleyball))

​​​​​​​(6)要想出國留學,必須通過外語考試。

解:定義謂詞如下:

Abroad(x):x出國留學。  Pass(x):x通過外語考試。

    則語句可表達爲:Abroad(x)®Pass(x)

解:根據謂詞知識表示的步驟求解問題如下:  

   7.房內有一隻眼子、一個箱子,天花板上掛了一串香荷,其位置關係如圖2 33所示,猴子爲了拿到 香蕉,它必須把箱子推到香荷下面,然後再爬到箱子上.請定義必要的謂詞,寫出問題的初始狀態(即圖 2 33所示的狀態)、目標狀態儀子食到了香荷,站在箱子上,箱子位於位置B.

                                                                        

解法一: 本問題涉及的常量定義爲: 猴子:Monkey 箱子:Box 香蕉:Banana 位置:abc 定義謂詞如下: SITE(xy):表示x在y處。 HANG(xy):表示x懸掛在y處。 ON(xy):表示x站在y上。 HOLDS(yw);表示y手裏拿着w。 根據問題的描述將問題的初始狀態和目標狀態分別用謂詞公式表示如下: 問題的初始狀態表示: SITE(Monkeya)∧HANG(Bananab)∧SITE(Boxc)∧~ON(MonkeyBox)∧~HOLDS (MonkeyBanana) 問題的目標狀態表示: SITE(Monkeyb)∧~HANG(Bananab)∧SITE(Boxb)∧ON(MonkeyBox)∧HOLDS (MonkeyBanana)

解法二: 本問題涉及的常量定義爲: 猴子:Monkey 箱子:Box 香蕉:Banana 位置:abc 定義謂詞如下 SITE(xy):表示x在y處; ONBOX(x):表示x站在箱子頂上; HOLDS(x):表示x摘到了香蕉。 根據問題的描述將問題的初始狀態和目標狀態分別用謂詞公式表示如下: 問題的初始狀態表示: SITE(Monkeya)∧SITE(Boxc)∧~ONBOX(Monkey)∧~HOLDS(Monkey) 問題的目標狀態表示: SITE(Boxb)∧SITE(Monkeyb)∧ONBOX(Monkey)∧HOLDS(Monkey) 從上述兩種解法可以看出只要謂詞定義不同問題的初始狀態和目標狀態就不同所以對於同樣的知識不同的人表示的結果可能不同。

8.對習題7中的猴子摘香蕉問題,利用一階謂詞邏輯表述一個行動規劃,使問題從初始狀態變 化到目標狀態。

解:根據謂詞知識表示的步驟求解問題如下:

解法一:本問題涉及的常量定義爲:猴子:Monkey,箱子:Box,香蕉:Banana,位置:a,b,c定義謂詞如下:SITE(x,y):表示x在y處。HANG(x,y):表示x懸掛在y處。ON(x,y):表示x站在y上。HOLDS(y,w);表示y手裏拿着w。根據問題的描述將問題的初始狀態和目標狀態分別用謂詞公式表示如下:問題的初始狀態表示:SITE(Monkey,a)∧HANG(Banana,b)∧SITE(Box,c)∧~ON(Monkey,Box)∧~HOLDS(Monkey,Banana)問題的目標狀態表示:SITE(Monkey,b)∧~HANG(Banana,b)∧SITE(Box,b)∧ON(Monkey,Box)∧HOLDS(Monkey,Banana)

解法二:本問題涉及的常量定義爲:猴子:Monkey,箱子:Box,香蕉:Banana,位置:a,b,c定義謂詞如下SITE(x,y):表示x在y處;ONBOX(x):表示x站在箱子頂上;HOLDS(x):表示x摘到了香蕉。根據問題的描述將問題的初始狀態和目標狀態分別用謂詞公式表示如下:問題的初始狀態表示:SITE(Monkey,a)∧SITE(Box,c)∧~ONBOX(Monkey)∧~HOLDS(Monkey)問題的目標狀態表示:SITE(Box,b)∧SITE(Monkey,b)∧ONBOX(Monkey)∧HOLDS(Monkey)從上述兩種解法可以看出,只要謂詞定義不同,問題的初始狀態和目標狀態就不同,所以,對於同樣的知識,不同的人表示的結果可能不同。

 9.產生式的基本形式是什麼?它與謂詞邏輯中的蘊涵式有什麼共同處及不同處?

產生式的基本形式是“IFPTHENQ”,其中,P是產生式的前提,用於指出該產生式是否可用的條件;Q是一組結論或操作,用於指出前提P所指示的條件被滿足時,應該得出的結論或應該執行的操作。

產生式基本形式與謂詞邏輯中蘊含式的共同之處是具有相同的形式。

它們的區別是:蘊含式只能表示精確性知識,其邏輯值要麼爲真,要麼爲假;而產生式不僅可以表示精確性知識,而且可以表示不精確知識。

 10.何謂產生式系統?它由哪幾部分組成?

解:一組產生式一起相互配合,協同作用,一個產生式生成的結論可以供另一個產生式作爲已知事實使用,以解決問題,這樣的系統稱爲產生式系統。

組成:規則庫、綜合數據庫和推理機。

 11.產生式系統中,推理機的推理方式有哪幾種?在產生式推理過程中,如果發生策略衝突,如何解決?

解:推理方式有正向,反向和雙向推理三種。在產生式推理過程中,如果發生策略衝突,常見的解決策略有專一性排序、規則排序、規模排序和就近排序。

 14.何謂語義網絡?語義網絡表示法的特點是什麼?

定義:通過概念及其語義關係來表示知識的一種帶有標註的有向圖。

特點:結構性、自然性、聯想性和非嚴格性。

 15.語義網絡表示法與產生式表示法、謂詞邏輯表示法之間的關係如何?

解:產生式表示法是以一條產生式規則作爲知識的單位,各條產生式規則之間沒有直接的聯繫。語義網絡將基本網元視作一種知識的單位,各個網元之間相互聯繫。從謂詞邏輯表示法來看,一個基本網元相當於一組一階二元謂詞。

 16.用語義網絡表示下列知識:

  (1)所有的鴿子都是鳥;

  (2)所有的鴿子都有翅膀;

  (3)信鴿是一種鴿子,它有翅膀。

  解:本題涉及對象有信鴿、鴿子和鳥。鴿子和信鴿的屬性是有翅膀。鴿子和鳥是ISA關係,信鴿和鴿子是AKO關係。根據分析得到本題的語義網絡如下:

                                                           

   17.對下列命題分別寫出它的語義網絡:

      (1)每個學生都有多本書。

  解:根據題意可得本題的語義網絡如下:

                                                                         

  (2)孫老師從2月至7月給計算機應用專業講《網絡技術》課程。

  解:根據題意可得本題的語義網絡如下:

                                        

  (3)雪地上留下一串串腳印,有的大,有的小,有的深,有的淺。

  解:根據題意可得本題的語義網絡如下:

                                                                   

  (4)王麗萍是天發電腦公司的經理,她35歲,住在南內環街68號。

  解:根據題意可得本題的語義網絡如下:

                                                     

     18.請把下列命題用一個語義網絡表示出來:

  (1)豬和羊都是動物;

  (2)豬和羊都是偶蹄動物和哺乳動物;

  (3)野豬是豬,但生長在森林中;

  (4)山羊是羊,且頭上長着角;

  (5)綿羊是一種羊,它能生產羊毛。

  解:本題涉及對象有豬、羊、動物、野豬、山羊和綿羊。豬和羊的屬性是偶蹄和哺乳。野豬的屬性是生長在森林中。山羊的屬性是頭上長着角。綿羊的屬性是產羊毛。根據對象之間的關係得到本題的語義網絡如下:

                                                                

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