人工智能答疑库(2011)

第0章绪论

问题1: 人工智能产生于哪一年？

解答: 1956年．1956年夏季，美国的一些年青科学家在Dartmouth大学召开了一个夏季讨论会，在该次会议上，第一次提出了人工智能（Artificial Intelligence）这一术语，标志着人工智能的诞生。

问题2: 什么是图灵测试？

解答: 图灵测试用来测试计算机系统是否具有智能。假想有一台计算机，一个人类志愿人员和一个测试者。计算机和志愿人员分别在两个房间中，测试者既看不到计算机，也看不到志愿人员。测试者的目的就是通过提问，以判断哪个房间中是计算机，哪个房间中是志愿人员。如果测试者在一系列的这种测试中，不能准确地判定出谁是计算机，谁是人，则说明计算机通过了图灵测试，具有了图灵测试意义下的智能。

问题3: 什么是人工智能？

解答: 人工智能是研究如何制造出人造的智能机器或智能系统，来模拟人类智能活动的能力，以延伸人们智能的科学。

问题4: 人工智能有哪些应用领域？

解答:人工智能的应用领域有：自然语言理解、数据库的智能检索、专家咨询系统、定理证明、博弈、机器人学、自动程序设计、组合调度问题、感知问题等等。

第1章搜索问题

问题1: 搜索算法分为哪两大类？

解答: 搜索算法，根据其是否使用与问题有关的知识，分为盲目搜索（无信息搜索）和启发式搜索两大类。启发式搜索又称为有信息搜索，它是指在搜索求解的

过程中，根据问题本身的特性或搜索过程中产生的一些信息来不断地改变或调整

搜索的方向，使搜索朝着最有希望的方向前进，加速问题的求解，并找到最优解。

可用于指导搜索过程且与具体问题有关的控制性信息称为启发信息。

问题2: 什么是回溯策略？

解答:回溯策略属于盲目搜索的一种。首先将规则给出一个固定的排序，在搜索时，对当前状态（搜索开始时，当前状态是初始状态）依次检测每一条规则，在当前状态未使用过的规则中找到第一条可应用规则，应用于当前状态，得到的新状态重新设置为当前状态，并重复以上搜索。如果当前状态没有规则可用，或者所有规则已经被试探过仍未找到问题的解，则将当前状态的前一个状态（即直接生成该状态的状态）设置为当前状态。重复以上搜索，直到找到问题的解，或者试探了所有可能后仍找不到问题的解为止。所谓回溯，即算法后退一步，把前一个状态置为当前状态。

问题3: 回溯方法在哪些情况下进行回溯？

解答: （1）当遇到非法状态时；（2）当一个状态的所有规则都用完时；（3）当节点的深度达到了限制值，还没有找到解时；（4）当出现回路时。

问题4:什么是扩展一个节点？

解答:后继结点操作符（相当于可应用规则）作用到结点（对应于某一状态描述）上，生成出其所有后继结点（新状态），并给出连接弧线的耗散值（相当于使用规则的代价），这个过程叫作扩展一个结点。扩展结点可使定义的隐含图生成为显式表示的状态空间图。

问题5:什么是深度优先搜索？深度优先方法的特点是什么？

解答:所谓深度优先搜索，就是在每次扩展一个结点时，选择到目前为止深度最深的结点优先扩展。

深度有限搜索有如下特点：

（1）属于图搜索；

（2）是一个通用的搜索方法；

（3）如果深度限制不合适，有可能找不到问题的解；

（4）不能保证找到最优解。

问题6: 什么是宽度优先搜索？宽度优先方法的特点是什么？

解答: 所谓深度优先搜索，就是在每次扩展一个结点时，选择到目前为止深度最浅的结点优先扩展。

宽度有限搜索有如下特点：

（1）属于图搜索；

（2）是一个通用的搜索方法；

（3）当问题有解时，一定能找到解；

（4）在单位耗散值的情况下，问题如果有解，一定能找到最优解。

问题7: 什么是A算法？

解答: 定义评价函数: f(n)=g(n)+h(n) 对OPEN表中的元素按照f值，从小到大进行排列，每次从OPEN表中取出f值最小的节点扩展，这种图搜索算法成为A 算法。

问题8: A算法中的f(n)、g(n)和h(n)各代表什么含义？

解答: g(n)表示从初始节点当节点n的最优路径耗散值的估计。h(n)表示从节点n到目标节点最优路径耗散值的估计。f(n)=g(n)+h(n)表示从初始节点出发，经过节点n，到达目标节点的最优路径的耗散值的估计。

问题9: A算法中，是如何判断算法成功结束的？只要出现了目标节点就立即结束对吗？

解答: 每次从OPEN表中取出第一个节点，在扩展该节点之前，判断该节点是否是目标节点，如果是目标节点，则算法成功结束。如果目标节点虽然出现了，但它还不是OPEN表中f值最小的节点，则不能立即结束，需要继续扩展下去，直到目标节点的f值在OPEN表中最小为止。

问题10: 什么是A*算法？

解答: 如果对于任何节点n，有h(n)≤h*(n)，则此时的A算法称为A*算法。

问题11:h是单调的条件是什么？

解答: 如果对于任何节点ni和nj，其中nj是ni的后继节点，h满足条件：

h(ni)-h(nj)≤C(ni，nj)，且h(t)＝0，其中t为目标节点，则称为h是单调的。

问题12: A*算法有什么特点？

解答: （1）是一种启发式的图搜索算法；（2）当问题有解时，A*算法一定能找到解，并且能保证找到最佳解。

问题13: 为什么A*算法会出现重复扩展节点的问题？

解答: 一般情况下，当A*算法扩展节点n时，并不能保证已经找到了从初始节点到节点n的最短路径，所以在以后的搜索中，当找到了更短的从初始节点到节点n的路径时，就要对n进行重复扩展。

问题14: h是单调的条件是什么？

解答: 如果对于任何节点ni和nj，其中nj是ni的后继节点，h满足条件：

h(ni)-h(nj)≤C(ni，nj)，且h(t)＝0，其中t为目标节点，则称为h是单调的。

问题15: 当h满足单调条件时，就可以完全避免重复节点扩展问题吗？为什么？

解答: 是的。因为当h是单调的时，当A*算法扩展节点n时，就已经找到了从初始节点到节点n的最优路径，因此在以后的搜索过程中，不会出现需要修改到n的路径问题，因此也就不会出现重复扩展节点问题了。