人工智能题目集(二)

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 1.什么是知识?它有哪些特性?有哪几种分类方法?

定义:人们对自然现象的认识和从中总结出来的规律、经验。

特性:相对正确性、不确定性、可表示性和可利用性。

分类方法:

(1)按知识的作用范围分为:常识性知识和领域性知识;

(2)按知识的作用及表示分为:事实性知识、规则性知识、控制性知识和元知识;

(3)按知识的确定性分为:确定知识和不确定知识;

(4)按人类思维及认识方法分为:逻辑性知识和形象性知识。

   2.何谓知识表示?陈述性知识表示法与过程性知识表示法的区别是什么?

定义:研究用机器表示知识的可行性、有效性的一般方法,是一种数据结构与控制结构的统一体,考虑知识的存储与使用。

区别:陈述性知识表示法主要用来描述事实性知识,将知识表示与应用分开处理,是一种表态的描述方法;过程性知识表示法主要用来描述规则性知识和控制结构知识,将知识的表示与应用相结合,是一种动态的描述方法。

  3.在选择知识的表示方法时,应该考虑哪些主要因素?

解:可行性、有效性、易理解性、模块性和灵活性。

  4.一阶谓词逻辑表示法适合于表示哪种类型的知识?它有哪些特点?

解:可以表示事物的状态、属性、概念等事实性的知识,也可以表示事物间具有确定关系的规则性知识。

特点:

(1)自然性,表示问题易于理解和接受;

(2)适用于精确性知识的表示,不适用不确定性知识的表示;

(3)易实现性;

(4)会产生组合爆炸,效率低。

5.请写出用一阶谓词逻辑表示法表示知识的步骤。

步骤:

(1)定义谓词及个体,确定每个谓词及个体的确切含义;

(2)根据所要表达的事物或概念,为每个谓词中的变元赋予特定的值;

(3)根据所要表达的知识的语义用适当的联接符号将各个谓词联接起来,形成谓词公式。

6.设有下列语句,请用相应的谓词公式把它们表示出来:

  (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。

解:定义谓词如下:

    Like(x,y):x喜欢y。  Club(x):x是梅花。

    Human(x):x是人。   Mum(x):x是菊花。

“有的人喜欢梅花”可表达为:($x)(Human(x)ÙLike(x,Club(x)))

“有的人喜欢菊花”可表达为:($x)(Human(x)ÙLike(x,Mum(x)))

“有的人既喜欢梅花又喜欢菊花”可表达为:($x)(Human(x)ÙLike(x,Club(x))Ù Like(x,Mum(x)))

(2)他每天下午都去玩足球。

解:定义谓词如下:

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

则语句可表达为:("x)(D(x)®PlayFootball(Ta))

​​​​​​​(3)太原市的夏天既干燥又炎热。

解:定义谓词如下:

    Summer(x):x的夏天。  Dry(x):x是干燥的。  Hot(x):x是炎热的。

则语句可表达为:Dry(Summer(Taiyuan))ÙHot(Summer(Taiyuan))

​​​​​​​(4)所有人都有饭吃。

解:定义谓词如下:

    Human(x):x是人。  Eat(x):x有饭吃。

则语句可表达为:("x)(Human(x)®Eat(x))

​​​​​​​(5)喜欢玩篮球的人必喜欢玩排球。

解:定义谓词如下:

    Like(x,y):x喜欢y。  Human(x):x是人。

则语句可表达为:("x)((Human(x)ÙLike(x,basketball))®Like(x,volleyball))

​​​​​​​(6)要想出国留学,必须通过外语考试。

解:定义谓词如下:

Abroad(x):x出国留学。  Pass(x):x通过外语考试。

    则语句可表达为:Abroad(x)®Pass(x)

解:根据谓词知识表示的步骤求解问题如下:  

   7.房内有一只眼子、一个箱子,天花板上挂了一串香荷,其位置关系如图2 33所示,猴子为了拿到 香蕉,它必须把箱子推到香荷下面,然后再爬到箱子上.请定义必要的谓词,写出问题的初始状态(即图 2 33所示的状态)、目标状态仪子食到了香荷,站在箱子上,箱子位于位置B.

                                                                        

解法一: 本问题涉及的常量定义为: 猴子:Monkey 箱子:Box 香蕉:Banana 位置:abc 定义谓词如下: SITE(xy):表示x在y处。 HANG(xy):表示x悬挂在y处。 ON(xy):表示x站在y上。 HOLDS(yw);表示y手里拿着w。 根据问题的描述将问题的初始状态和目标状态分别用谓词公式表示如下: 问题的初始状态表示: SITE(Monkeya)∧HANG(Bananab)∧SITE(Boxc)∧~ON(MonkeyBox)∧~HOLDS (MonkeyBanana) 问题的目标状态表示: SITE(Monkeyb)∧~HANG(Bananab)∧SITE(Boxb)∧ON(MonkeyBox)∧HOLDS (MonkeyBanana)

解法二: 本问题涉及的常量定义为: 猴子:Monkey 箱子:Box 香蕉:Banana 位置:abc 定义谓词如下 SITE(xy):表示x在y处; ONBOX(x):表示x站在箱子顶上; HOLDS(x):表示x摘到了香蕉。 根据问题的描述将问题的初始状态和目标状态分别用谓词公式表示如下: 问题的初始状态表示: SITE(Monkeya)∧SITE(Boxc)∧~ONBOX(Monkey)∧~HOLDS(Monkey) 问题的目标状态表示: SITE(Boxb)∧SITE(Monkeyb)∧ONBOX(Monkey)∧HOLDS(Monkey) 从上述两种解法可以看出只要谓词定义不同问题的初始状态和目标状态就不同所以对于同样的知识不同的人表示的结果可能不同。

8.对习题7中的猴子摘香蕉问题,利用一阶谓词逻辑表述一个行动规划,使问题从初始状态变 化到目标状态。

解:根据谓词知识表示的步骤求解问题如下:

解法一:本问题涉及的常量定义为:猴子:Monkey,箱子:Box,香蕉:Banana,位置:a,b,c定义谓词如下:SITE(x,y):表示x在y处。HANG(x,y):表示x悬挂在y处。ON(x,y):表示x站在y上。HOLDS(y,w);表示y手里拿着w。根据问题的描述将问题的初始状态和目标状态分别用谓词公式表示如下:问题的初始状态表示:SITE(Monkey,a)∧HANG(Banana,b)∧SITE(Box,c)∧~ON(Monkey,Box)∧~HOLDS(Monkey,Banana)问题的目标状态表示:SITE(Monkey,b)∧~HANG(Banana,b)∧SITE(Box,b)∧ON(Monkey,Box)∧HOLDS(Monkey,Banana)

解法二:本问题涉及的常量定义为:猴子:Monkey,箱子:Box,香蕉:Banana,位置:a,b,c定义谓词如下SITE(x,y):表示x在y处;ONBOX(x):表示x站在箱子顶上;HOLDS(x):表示x摘到了香蕉。根据问题的描述将问题的初始状态和目标状态分别用谓词公式表示如下:问题的初始状态表示:SITE(Monkey,a)∧SITE(Box,c)∧~ONBOX(Monkey)∧~HOLDS(Monkey)问题的目标状态表示:SITE(Box,b)∧SITE(Monkey,b)∧ONBOX(Monkey)∧HOLDS(Monkey)从上述两种解法可以看出,只要谓词定义不同,问题的初始状态和目标状态就不同,所以,对于同样的知识,不同的人表示的结果可能不同。

 9.产生式的基本形式是什么?它与谓词逻辑中的蕴涵式有什么共同处及不同处?

产生式的基本形式是“IFPTHENQ”,其中,P是产生式的前提,用于指出该产生式是否可用的条件;Q是一组结论或操作,用于指出前提P所指示的条件被满足时,应该得出的结论或应该执行的操作。

产生式基本形式与谓词逻辑中蕴含式的共同之处是具有相同的形式。

它们的区别是:蕴含式只能表示精确性知识,其逻辑值要么为真,要么为假;而产生式不仅可以表示精确性知识,而且可以表示不精确知识。

 10.何谓产生式系统?它由哪几部分组成?

解:一组产生式一起相互配合,协同作用,一个产生式生成的结论可以供另一个产生式作为已知事实使用,以解决问题,这样的系统称为产生式系统。

组成:规则库、综合数据库和推理机。

 11.产生式系统中,推理机的推理方式有哪几种?在产生式推理过程中,如果发生策略冲突,如何解决?

解:推理方式有正向,反向和双向推理三种。在产生式推理过程中,如果发生策略冲突,常见的解决策略有专一性排序、规则排序、规模排序和就近排序。

 14.何谓语义网络?语义网络表示法的特点是什么?

定义:通过概念及其语义关系来表示知识的一种带有标注的有向图。

特点:结构性、自然性、联想性和非严格性。

 15.语义网络表示法与产生式表示法、谓词逻辑表示法之间的关系如何?

解:产生式表示法是以一条产生式规则作为知识的单位,各条产生式规则之间没有直接的联系。语义网络将基本网元视作一种知识的单位,各个网元之间相互联系。从谓词逻辑表示法来看,一个基本网元相当于一组一阶二元谓词。

 16.用语义网络表示下列知识:

  (1)所有的鸽子都是鸟;

  (2)所有的鸽子都有翅膀;

  (3)信鸽是一种鸽子,它有翅膀。

  解:本题涉及对象有信鸽、鸽子和鸟。鸽子和信鸽的属性是有翅膀。鸽子和鸟是ISA关系,信鸽和鸽子是AKO关系。根据分析得到本题的语义网络如下:

                                                           

   17.对下列命题分别写出它的语义网络:

      (1)每个学生都有多本书。

  解:根据题意可得本题的语义网络如下:

                                                                         

  (2)孙老师从2月至7月给计算机应用专业讲《网络技术》课程。

  解:根据题意可得本题的语义网络如下:

                                        

  (3)雪地上留下一串串脚印,有的大,有的小,有的深,有的浅。

  解:根据题意可得本题的语义网络如下:

                                                                   

  (4)王丽萍是天发电脑公司的经理,她35岁,住在南内环街68号。

  解:根据题意可得本题的语义网络如下:

                                                     

     18.请把下列命题用一个语义网络表示出来:

  (1)猪和羊都是动物;

  (2)猪和羊都是偶蹄动物和哺乳动物;

  (3)野猪是猪,但生长在森林中;

  (4)山羊是羊,且头上长着角;

  (5)绵羊是一种羊,它能生产羊毛。

  解:本题涉及对象有猪、羊、动物、野猪、山羊和绵羊。猪和羊的属性是偶蹄和哺乳。野猪的属性是生长在森林中。山羊的属性是头上长着角。绵羊的属性是产羊毛。根据对象之间的关系得到本题的语义网络如下:

                                                                

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