人工智能导论--第一章绪论
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人工智能导论
骆炎民 lym@hqu.edu.cn
为什么要研究人工智能
普通计算机智能低下，不能满足社会需求。 研究人工智能也是当前信息化社会的迫切
需求。 智能化是自动化发展的必然趋势。 研究人工智能，对人类自身智能的奥秘也
提供有益帮助。
第一章绪论
人工智能—Artificial Intelligence是一门关 于理解人类智能内在机制，并在机器上予 以实现的科学。
1.2.2 人工智能的研究目标
根本目标（远景目标）：揭示人类智能的根本机 理，在此基础上用智能机器去模拟、延伸和扩展 人类智能，实现脑力劳动的自动化。----涉及脑 科学、认知科学、计算机科学、系统科学、微电 子等诸多学科。
近期目标：研究如何使现有的计算机更“聪明”， 使他能够在某一方面、在一定程度上模拟人类的 智能，如进行推理、决策、规划、学习等，或针 对具体领域，为人们提供辅助性的智能工具，以 帮助人们解决一些具体问题，尽量减少人们脑力 劳动的强度。----应用人工智能
人工智能实际上是一门综合性的交叉学科 和边缘学科。
人工智能学科结构
计算原理 算法分析
控制理论 空间研究
自动程序设计
机器人 工业自动化
逻辑 数学
系统程序设计
心理学 图示学
认识论
心理学
逻辑学 自动定理证明 有关学科
图示学
运筹学
知识的模型化 和表示
机器视觉 计算机语言
光学
模式识别 声学 语音学
教学、科学和 工程辅助
智能是多种能力的综合：
感知能力：人类获取外界信息的基本途径 行为能力：对感知到的外界信息的反应，包含：
简单的直接反应 复杂情况通过大脑思维反应
推理能力：根据当前掌握的信息，得出适当结论的能 力
问题求解能力： 学习与自适应能力—是人类的一种本能 社交能力：与他人交往的能力 创造力：智能中最难以理解和实现的部分
13、智能控制：无需人的干预或者基本无需人的干预， 能独立地驱动机器实现其目标的自动控制技术。
14、智能决策支持系统：决策支持系统是在管理信息系 统基础上发展起来的计算机管理系统。智能决策支持系 统即是将人工智能技术应用于决策支持系统而形成的。
启发式 搜索
图论
AI系统 和语言
自然语言系统
心理学
语言学
符号操作 管理科学
博弈
现代控制理论
常识性推理演 绎、问题求解
系统程序设计
百度文库
控
信息处理心理学
制 理
逻辑
心理学
逻辑
论
近期主要应用领域
基本方法和技术
近期主要应用领域
1.2.3 人工智能的研究和应用领域
1、认知科学：主要的研究目的是说明和解释人类在完成 认知活动时是如何进行信息加工的。是人工智能的理论 基础，对人工智能发展起着根本性作用，是人工智能的 代名词。
远期目标为近期目标指明方向，近期目标为远期 目标奠定理论和技术基础。
人工智能的学科范畴
当前的人工智能既属于计算机科学技术的一 个前沿领域，也属于信息处理和自动化技术的一 个前沿领域。还涉及到智能科学、认知科学、心 理科学、脑及神经科学、生命科学、语言学、逻 辑学、行为科学、教育科学、系统科学、数理科 学以及控制论、科学方法论、哲学甚至经济学等 众多学科领域。
人工智能技术的发展对社会的进步具有重 要意义，与能源技术、空间技术并称为三 大尖端技术。
人类对人工智能的研究刚刚起步，有很多 关于人工智能根本性问题还有待于探索。
1.1 智能
从工程上讲，人工智能就是人造智能，不清楚什 么是智能，就难以真正理解和实现人工智能。
智能是人们认识和改造客观世界的综合能力，是 人类区别于其他事物的本质特征。
1.2.1 如何衡量机器具有智能
两种衡量机器智能的观点：
弱人工智能：强调智能的外在表现，认为 通过机器的行为可以反映出机器是否具有 智能，只要表现得像人一样的机器就具有 智能。----图灵测试
强人工智能：强调智能内在机制，认为不 仅要看到机器的行为，而且要了解表现出 相应行为的机器是否确实在思考，只有像 人一样思考的机器才具有智能。----中文屋
2、机器学习：主要研究如何使计算机具有类似于人的学 习能力，使计算机能通过学习自动获取知识与技能，实 现自我完善。学习是机器获取知识的根本途径，是否具 备学习能力是机器是否有智能的重要标志。
3、自然语言处理：即是研究如何让计算机理解和生成人 类自然语言的一个研究领域。
4、专家系统：专家系统是一种具有特定领域内大量知识 与经验的程序系统，它应用人工智能技术，模拟人类专 家求解问题的思维过程求解领域内的各种问题，其水平 可以达到甚至超过人类专家的水平。
5、模式识别：研究如何使机器具有感知能力的一个研究 领域，其中主要研究视觉模式和听觉模式。
1.2.3 人工智能的研究和应用领域
6、机器人学： 7、自动定理证明：定理证明的实质是对前提P和
结论Q，证明PQ的永真性。鲁宾逊提出的归结 原理是定理证明得以在计算机上实现，对机器推 理作出了重要贡献。 8、计算机博弈：人工智能中关于决策和斗智问 题的研究领域，下棋、打牌战争等智能活动都属 于博弈问题。 9、计算机视觉：在计算机上实现或模拟人类视 觉功能的科学。（人类感知外部信息过程中， 80%以上通过视觉获得） 10、人工神经网络：是一个用大量简单处理单元 经广泛连接而组成的人工网络，用来模拟人的大 脑神经系统的结构和功能。
1.2.3 人工智能的研究和应用领域
11、知识发现和数据挖掘：在数据库基础上实现知识发 现系统，用于从数据库中提炼和抽取知识，以便能够揭 示出蕴含在数据背后的关于客观世界内在联系的本质原 理的信息，实现知识的自动获取----尿布和酒精
12、自动程序设计：用户只须告诉计算机做什么，无须 说明怎么做，计算机可以自动实现程序的设计。
1.2 人工智能
一般性概念：人工智能是关于理解人类智 能内在机制，并在机器上予以实现的科学。 具有能力和科学两方面的含义：
能力：AI是在理解智能的技术上，用人工的方 法所实现的智能----首先需解决如何衡量机器 是否具有智能。
学科：AI是一门研究如何构造智能机器，使他 能够模拟、延伸和扩展人类智能的科学----首 先需明确人工智能的研究目标
骆炎民 lym@hqu.edu.cn
为什么要研究人工智能
普通计算机智能低下，不能满足社会需求。 研究人工智能也是当前信息化社会的迫切
需求。 智能化是自动化发展的必然趋势。 研究人工智能，对人类自身智能的奥秘也
提供有益帮助。
第一章绪论
人工智能—Artificial Intelligence是一门关 于理解人类智能内在机制，并在机器上予 以实现的科学。
1.2.2 人工智能的研究目标
根本目标（远景目标）：揭示人类智能的根本机 理，在此基础上用智能机器去模拟、延伸和扩展 人类智能，实现脑力劳动的自动化。----涉及脑 科学、认知科学、计算机科学、系统科学、微电 子等诸多学科。
近期目标：研究如何使现有的计算机更“聪明”， 使他能够在某一方面、在一定程度上模拟人类的 智能，如进行推理、决策、规划、学习等，或针 对具体领域，为人们提供辅助性的智能工具，以 帮助人们解决一些具体问题，尽量减少人们脑力 劳动的强度。----应用人工智能
人工智能实际上是一门综合性的交叉学科 和边缘学科。
人工智能学科结构
计算原理 算法分析
控制理论 空间研究
自动程序设计
机器人 工业自动化
逻辑 数学
系统程序设计
心理学 图示学
认识论
心理学
逻辑学 自动定理证明 有关学科
图示学
运筹学
知识的模型化 和表示
机器视觉 计算机语言
光学
模式识别 声学 语音学
教学、科学和 工程辅助
智能是多种能力的综合：
感知能力：人类获取外界信息的基本途径 行为能力：对感知到的外界信息的反应，包含：
简单的直接反应 复杂情况通过大脑思维反应
推理能力：根据当前掌握的信息，得出适当结论的能 力
问题求解能力： 学习与自适应能力—是人类的一种本能 社交能力：与他人交往的能力 创造力：智能中最难以理解和实现的部分
13、智能控制：无需人的干预或者基本无需人的干预， 能独立地驱动机器实现其目标的自动控制技术。
14、智能决策支持系统：决策支持系统是在管理信息系 统基础上发展起来的计算机管理系统。智能决策支持系 统即是将人工智能技术应用于决策支持系统而形成的。
启发式 搜索
图论
AI系统 和语言
自然语言系统
心理学
语言学
符号操作 管理科学
博弈
现代控制理论
常识性推理演 绎、问题求解
系统程序设计
百度文库
控
信息处理心理学
制 理
逻辑
心理学
逻辑
论
近期主要应用领域
基本方法和技术
近期主要应用领域
1.2.3 人工智能的研究和应用领域
1、认知科学：主要的研究目的是说明和解释人类在完成 认知活动时是如何进行信息加工的。是人工智能的理论 基础，对人工智能发展起着根本性作用，是人工智能的 代名词。
远期目标为近期目标指明方向，近期目标为远期 目标奠定理论和技术基础。
人工智能的学科范畴
当前的人工智能既属于计算机科学技术的一 个前沿领域，也属于信息处理和自动化技术的一 个前沿领域。还涉及到智能科学、认知科学、心 理科学、脑及神经科学、生命科学、语言学、逻 辑学、行为科学、教育科学、系统科学、数理科 学以及控制论、科学方法论、哲学甚至经济学等 众多学科领域。
人工智能技术的发展对社会的进步具有重 要意义，与能源技术、空间技术并称为三 大尖端技术。
人类对人工智能的研究刚刚起步，有很多 关于人工智能根本性问题还有待于探索。
1.1 智能
从工程上讲，人工智能就是人造智能，不清楚什 么是智能，就难以真正理解和实现人工智能。
智能是人们认识和改造客观世界的综合能力，是 人类区别于其他事物的本质特征。
1.2.1 如何衡量机器具有智能
两种衡量机器智能的观点：
弱人工智能：强调智能的外在表现，认为 通过机器的行为可以反映出机器是否具有 智能，只要表现得像人一样的机器就具有 智能。----图灵测试
强人工智能：强调智能内在机制，认为不 仅要看到机器的行为，而且要了解表现出 相应行为的机器是否确实在思考，只有像 人一样思考的机器才具有智能。----中文屋
2、机器学习：主要研究如何使计算机具有类似于人的学 习能力，使计算机能通过学习自动获取知识与技能，实 现自我完善。学习是机器获取知识的根本途径，是否具 备学习能力是机器是否有智能的重要标志。
3、自然语言处理：即是研究如何让计算机理解和生成人 类自然语言的一个研究领域。
4、专家系统：专家系统是一种具有特定领域内大量知识 与经验的程序系统，它应用人工智能技术，模拟人类专 家求解问题的思维过程求解领域内的各种问题，其水平 可以达到甚至超过人类专家的水平。
5、模式识别：研究如何使机器具有感知能力的一个研究 领域，其中主要研究视觉模式和听觉模式。
1.2.3 人工智能的研究和应用领域
6、机器人学： 7、自动定理证明：定理证明的实质是对前提P和
结论Q，证明PQ的永真性。鲁宾逊提出的归结 原理是定理证明得以在计算机上实现，对机器推 理作出了重要贡献。 8、计算机博弈：人工智能中关于决策和斗智问 题的研究领域，下棋、打牌战争等智能活动都属 于博弈问题。 9、计算机视觉：在计算机上实现或模拟人类视 觉功能的科学。（人类感知外部信息过程中， 80%以上通过视觉获得） 10、人工神经网络：是一个用大量简单处理单元 经广泛连接而组成的人工网络，用来模拟人的大 脑神经系统的结构和功能。
1.2.3 人工智能的研究和应用领域
11、知识发现和数据挖掘：在数据库基础上实现知识发 现系统，用于从数据库中提炼和抽取知识，以便能够揭 示出蕴含在数据背后的关于客观世界内在联系的本质原 理的信息，实现知识的自动获取----尿布和酒精
12、自动程序设计：用户只须告诉计算机做什么，无须 说明怎么做，计算机可以自动实现程序的设计。
1.2 人工智能
一般性概念：人工智能是关于理解人类智 能内在机制，并在机器上予以实现的科学。 具有能力和科学两方面的含义：
能力：AI是在理解智能的技术上，用人工的方 法所实现的智能----首先需解决如何衡量机器 是否具有智能。
学科：AI是一门研究如何构造智能机器，使他 能够模拟、延伸和扩展人类智能的科学----首 先需明确人工智能的研究目标