人工智能2012年试题-答案

人工智能2012年试题

一、计算机的主要领域有哪些，说明人工智能在其中的地位及其作用。

答:

计算机的主要应用领域有：科学计算，数据处理，数据管理，数据交互，人工智能，过程控制，人机交互，网络应用等。

人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的学科，主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机，使计算机能实现更高层次的应用。人工智能将涉及到计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。可以说几乎是自然科学和社会科学的所有学科，其范围已远远超出了计算机科学的范畴，人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系，人工智能是处于思维科学的技术应用层次，是它的一个应用分支。从思维观点看，人工智能不仅限于逻辑思维，要考虑形象思维、灵感思维才能促进人工智能的突破性的发展，数学常被认为是多种学科的基础科学，数学也进入语言、思维领域，人工智能学科也必须借用数学工具，数学不仅在标准逻辑、模糊数学等范围发挥作用，数学进入人工智能学科，它们将互相促进而更快地发展。

二、叙述遗传算法的过程。（10分）

（1）给定群体规模N，交配概率pc和变异概率pm,确定适应度函数t＝0；

（2）随机生成N个染色体作为初始群体；

（3）对于群体中的每一个染色体xi分别计算其适应值F(xi)；

（4）如果算法满足停止准则，则转（10）；

（5）利用轮盘赌或其他选择规则，计算种群中每个染色体X

i

的概率，从群体中随机的选取N个染色体，得到种群

（6）依据交配概率p

c

从种群中选择染色体进行交配，其子代进入新的群体，种群中未进行交配的染色体，直接复制到新群体中；

（8）依据变异概率p

m

从新群体中选择染色体进行变异，用变异后的染色体代替新群体中的原染色体；

（9）用新群体代替旧群体，t=t+1，转（3）；

（10）进化过程中适应值最大的染色体，经解码后作为最优解输出；

（11）结束。

三、全面叙述不确定性的算法及其内涵，并根据确定因子法求解下述问题。

（15分）

R1: A

1→B

1

CF(B

1

,A

1

)=0.8

R2: A

2→B

1

CF(B

1

,A

2

)=0.5

R3: B

1∧A

3

→B

2

CF(B

2

,B

1

∧A

3

)=0.8

CF(A

1)=CF(A

2

)=CF(A

3

)=1

求CF(B

1)和CF(B

2

)。

解：不确定算法：见笔记本

内涵：不确定的推理计算是从不确定的初始证据出发，运用相关的不确定性知识，最终推出结论并求出结论的可信度值。

(1)对知识R1，R2，分别计算

CF

1(B

1

)=CF(B

1

,A

1

)×max{0,CF(A

1

)}=0.8×1=0.8

CF

2(B

1

)=CF(B

1

,A

2

) ×max{0,CF(A

2

)}=0.5×1=0.5

(2)利用合成算法计算B1的综合可信度：

CF

1,2(B

1

)=CF1(B

1

)+CF2(B

1

)-CF

1

(B

1

) ×CF

2

(B

1

)

=0.8+0.5-0.8×0.5=0.9

(3)计算B

2的可信度CF(B

2

)，这时，B

1

作为B

2

的证据，其可信度已由前面计

算出来。CF(B

1)=0.9，而A

3

的可信度为初始指定的1。

由规则R3和CF(H)=CF(H,E) ×max{0,CF(E)}式子得出：

CF(B

2)=CF(B

2

,B

1

∧A

3

) ×max{0,CF(B

1

∧A

3

)}

=CF(B

2,B

1

∧A

3

) ×max{0,min(CF(B

1

),CF(A

3

))}

=0.8×max{0,0.9}=0.8×0.9=0.72

四、全面叙述产生式系统（包括知识表示、结构、基本过程、推理等）。（15

分）

知识表示和结构：

解：产生式系统包含了三个基本组成部分：综合数据库（Global Database），一组产生式规则（Set of Rules）和一个控制策略（Control Strategies）。

综合数据库：用来表述问题状态或有关事实，它含有所求解问题的信息。

产生式规则集：是作用在全局数据库上的一些规则（算子、操作）的集合，每条规则都有一定的条件，若全局数据库中的内容满足这个条件，就可以调用这条规则，执行规则的结果会改变全局数据库中的内容。产生式规则的一般形式为：

条件→行动或前提→结论

控制系统或控制策略是负责选择规则的决策系统，即决定了问题求解过程的推理路线。

基本过程：

1. 匹配：见笔记。

通常从选择规则到执行操作分三步：匹配，冲突消解和操作。

用产生式系统求解问题的过程可用下列算法来描述：