2011[人工智能]试卷B及答案
2010-2011学年第2学期考试试题 ( B )卷
课程名称 《人工智能》 任课教师签名
出题教师签名 审题教师签名
三.计算题(第1小题10分,其余每小题15分共55分)
1. 用语义网络法表示如下知识:如果学校组织大学生机器人竞赛活动,那么李强就参加比赛。
2. 用谓词表示法求解农夫、狼、山羊、白菜问题。农夫、狼、山羊、白菜
考试方式 ( 闭 )卷 适用专业 智能1,2
全部放在一条河的左岸,现在要把他们全部送到河的右岸去,农夫有一
考试时间 ( 120 )分钟
条船,过河时,除农夫外船上至多能载狼、山羊、白菜中的一种。狼要一.填空(每小题5分共25分)
1. 用谓词逻辑表示知识“所有的整数不是偶数就是奇数”,( 定义谓词:I(x):x 是整数,E(x):x 是偶数, O(x):x 是奇数 2.用产生式表示知识“雪是白的”; 3. 用语义网络表示知识“鸵鸟是一种鸟” 4. 把下列谓词公式化成子句集:(∀x) (∀y) (∃z)(P(x, y) →Q(x, y) ∨R(x,
; 5. 判断下列子句集中哪些是不可满足的:{¬P ∨Q, ¬Q, P, ¬
二.名词解释(每小题5分共10分) 问题归约法 机器学习
吃山羊,山羊要吃白菜,除非农夫在那里。似规划出一个确保全部安全过河的计划。请写出所用谓词的定义,并给出每个谓词的功能及变量的个体域。
3.用谓词逻辑的归结原理求证:张是快乐的。假设:任何通过计算机考试
并获奖的人都是快乐的,任何肯学习或幸运的人都可以通过所有考试,
张不肯学习但他是幸运的,任何幸运的人都能获奖。 求证:张是快乐的。
4. 自立估价函数,用A 或A * 算法给出下图的启发信息优先搜索树。
初始棋局: 目标棋局:
四.简述专家系统的基本结构(每小题10分,共10 分)
答案:
一、填空题(1-5题每题3分,共15分) 1. ( x)(I(x) → E(x)∨O(x))
2. (snow, color, white) 或(雪,颜色,白) 3.
即变换所得到的子问题的“或”与原问题P 等价。
2. 学习是人类获取知识的重要途径和自然智能的重要标志,机器学习则是机器获取知识的重要途径和人工智能的重要标志。
学习是一个有特定目的知识获取和能力增长过程,其内在行为是获得知识、积累经验、发现规律等,其外部表现是改进性能、适应环境、实现
4. S={¬P(x, y)∨Q(x, y)∨R(x, f(x,y))} 5. 不可满足,其归结过程为
二.
1.基本思想
当一问题较复杂时,可通过分解或变换,将其转化为一系列较简单的子问题,然后通过对这些子问题的求解来实现对原问题的求解。 分解
如果一个问题P 可以归约为一组子问题P 1,P 2,…,Pn ,并且只有当所有子问题P i 都有解时原问题P 才有解,任何一个子问题P i 无解都会导致原问题P 无解,则称此种归约为问题的分解。
即分解所得到的子问题的“与”与原问题P 等价。 等价变换
如果一个问题P 可以归约为一组子问题P 1,P 2,…,Pn ,并且子问题P i 中只要有一个有解则原问题P 就有解,只有当所有子问题P i 都无解时原问题P 才无解,称此种归约为问题的等价变换,简称变换。
自我完善等。 机器学习就是让机器(计算机)来模拟和实现人类的学习功能。 三. 计算题
1. 用语义网络表示如下知识:“如果学校组织大学生机器人竞赛活动,那么李强就参加比赛”
该蕴含关系的语义网络如下图。其中,在前提条件中,机器人竞赛的组织者是学校,参赛对象是学生操纵的机器人,而机器人只不过是一种智能机器。
2.解:(1) 先定义描述状态的谓词
要描述这个问题,需要能够说明农夫、狼、羊、白菜和船在什么位置,为简化问题表示,取消船在河中行驶的状态,只描述左岸和右岸的状态。并且,由于左岸和右岸的状态互补,因此可仅对左岸或右岸的状态做直接描述。本题选择对左岸进行直接描述的方法,即定义谓词如下:
AL(x):x 在左岸
其中,x 的个体域是{农夫,船,狼,羊,白菜}。对应地,¬AL(x)表示x 在右岸。 问题的初始状态:AL(农夫) ,AL(船) ,AL(狼) ,AL(羊) ,AL(白菜) ,
问题的目标状态:¬AL(农夫) ,¬AL(船) ,¬AL(狼) ,¬AL(羊) ,¬AL(白菜) (2) 再定义描述操作的谓词
本题需要以下4个描述操作的谓词: L-R :农夫自己划船从左岸到右岸
L-R(x):农夫带着x 划船从左岸到右岸
R-L :农夫自己划船从右岸到左岸
R-L(x) :农夫带着x 划船从右岸到左岸 其中,x 的个体域是{狼,羊,白菜}。
对上述每个操作,都包括条件和动作两部分。它们对应的条件和动作如下: L-R :农夫划船从左岸到右岸
条件:AL(船) ,AL(农夫) ,¬AL(狼) ∨¬AL(羊) ,¬AL(羊) ∨¬AL(白菜) 动作:删除表:AL(船) ,AL(农夫) 添加表:¬AL(船) ,¬AL(农夫) L-R(狼) :农夫带着狼划船从左岸到右岸
条件:AL(船) ,AL(农夫) ,AL(狼) ,¬AL(羊) 动作:删除表:AL(船) ,AL(农夫) ,AL(狼) 添加表:¬AL(船) ,¬AL(农夫) ,¬AL(狼) L-R(羊) :农夫带着羊划船从左岸到右岸
条件:AL(船) ,AL(农夫) ,AL(羊) , AL(狼) ,AL(白菜) 或:AL(船) ,AL(农夫) ,AL(羊) ,¬AL(狼) ,¬AL(白菜) 动作:删除表:AL(船) ,AL(农夫) ,AL(羊) 添加表:¬AL(船) ,¬AL(农夫) ,¬AL(羊) L-R(白菜) :农夫带着白菜划船从左岸到右岸
条件:AL(船) ,AL(农夫) ,AL(白菜) ,¬AL(狼) 动作:删除表:AL(船) ,AL(农夫) ,AL(白菜) 添加表:¬AL(船) ,¬AL(农夫) ,¬AL(白菜) R-L :农夫划船从右岸到左岸
条件:¬AL(船) ,¬AL(农夫) ,AL(狼) ∨AL(羊) ,AL(羊) ∨AL(白菜) 或:¬AL(船) ,¬AL(农夫) ,¬AL(狼) ,¬AL(白菜) ,AL(羊) 动作:删除表:¬AL(船) ,¬AL(农夫) 添加表:AL(船) ,AL(农夫) R-L(羊) :农夫带着羊划船从右岸到左岸
条件:¬AL(船) ,¬AL(农夫) ,¬AL(羊) ,¬AL(狼) ,¬AL(羊) ,AL(白菜) 动作:删除表:¬AL(船) ,¬AL(农夫) ,¬AL(羊) 添加表:AL(船) ,AL(农夫) ,AL(羊) (3) 问题求解过程
3.
假设:任何通过计算机考试并获奖的人都是快乐的,任何肯学习或幸运的人都可以通过所有考试,张不肯学习但他是幸运的,任何幸运的人都能获奖。 求证:张是快乐的。
解:先定义谓词:Pass(x, y) x 可以通过y 考试, Win(x, prize) x 能获得奖励, Study(x) x 肯学习, Happy(x) x 是快乐的, Lucky(x) x 是幸运的
再将问题用谓词表示如下:
“任何通过计算机考试并奖的人都是快乐的”; (∀x)(Pass(x, computer) ∧Win(x, prize)→Happy(x)); “任何肯学习或幸运的人都可以通过所有考试”; (∀x) (∀ y) (Study(x)∨Lucky(x)→Pass(x, y)) ; “张不肯学习但他是幸运的”; ﹁Study(zhang)∧Lucky(zhang); “任何幸运的人都能获奖”; (∀x) (Lucky(x)→Win(x, prize)); 结论“张是快乐的”的否定; ﹁Happy(zhang)
将上述谓词公式转化为子句集如下:
(1) ﹁Pass(x, computer) ∨﹁Win(x, prize) ∨Happy(x); (2) ﹁Study(y)∨Pass(y, z); (3) ﹁Lucky(u)∨Pass(u, v); (4) ﹁Study(zhang); (5) Lucky(zhang); (6) ﹁Lucky(w)∨Win(w, prize); (7) ﹁ Happy(zhang) (结论的否定)
二、简答题(每小题10分,共10 分) 简述专家系统的基本结构
尽管不同类型的专家系统的结构会存在一定差异,但其基本结构还是大致相同的。通常,一个专家系统的基本结构由知识库、数据库、推理机、解
4.八数码难题。设问题的初始状态S 0和目标状态S g 如图所示,请用全局择优搜索解决该问题。 解:该问题的全局择优搜索树如下图所示。在该图中,每个节点旁边的数字是该节点的估价函数值。例如,对节点S 2,其估价函数值的计算为:f(S2)=d(S2)+W(S2
) =1+3=4
释模块、知识获取模块和人机接口6大部分所组成。如下图所示: