人工智能习题

《人工智能》考试内容及范围：
以王万良编著的《人工智能及其应用》这本参考书为准，涉及内容为第1章～第5章。

考试题型：填空题、简答题、计算题、综合题
复习题
人工智能复习题
一、填空题
1、思维可分为逻辑思维、形象思维、及顿悟思维
等。

2、人工智能研究的基本内容包括知识表示、机
器感知、机器思维、机器学习、及机器行为。

3、按知识的作用及表示可把知识划分为事实性
知识、过程性知识、控制性知识。

4、一个谓词可分为谓词名和个体两部分。

5、为了刻画谓词与个体的关系，在谓词逻辑中引
入了两个量词：全称量词和存在量词。

6、一般来说，一个产生式系统通常由规则库、综
合数据库、控制系统（推理机）三部分组成。

7、在语义网络知识表示中，结点一般划分为实例
结点和类结点两种。

8、若从推出结论的途径来划分，推理可分为演绎
推理、归纳推理、默认推理。

9、谓词公式不可满足的充要条件是其子句集不
可满足。

10、在不确定推理中，“不确定性”一般分为两类：一是知识的不确定性；二是证据的不确定性。

二、简答题
1、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？
答：一阶谓词逻辑表示法适合于表示事实性知识和逻辑性知识，它的特点有：
一阶谓词逻辑表示法的优点：
(1)、自然性；(2)、精确性；(3)、严密性；(4)、容易实现
一阶谓词逻辑表示法的局限性：
(1)、不能表示不确定性的知识；(2)、组合爆炸；
(3)、效率低。

2、产生式系统有哪几部分组成？各部分的作用是什么？
答：产生式系统由规则库、综合数据库、控制系统（推理机）三部分组成，其中：
(1)、规则库是用于描述相应领域内知识的产生式集合；(2)、综合数据库是用于存放问题求解过程中各种当前信息的数据结构；
(3)、控制系统是负责整个产生式系统的运行，实现对问题的求解。

3、什么是子句？什么是子句集？请写出求谓词公式子句集的步骤。

答：任何文字的析取式称为子句；由子句构成的集合称为子句集；
求谓词公式子句集的步骤：
(1)、消去谓词公式中的“→”和“↔”符号；
(2)、把否定符号移到紧靠谓词的位置上；
(3)、变量标准化；
(4)、消去存在量词；
(5)、化为前束形；
(6)、化为Skolem标准形；
(7)、略去全称量词；
(8)、消去合取词，把母式用子句集表示；
(9)、子句变量标准化，即使每一个子句中的变量符号不同。

4、说明主观Beyes方法中LS和LN的含义。

答：（LS,LN）为规则强度，其值有领域专家给出。

LS、LN相当于知识德尔静态强度。

其中LS称为规则成立的充分性度量，用于指出E对H的支持程度，取值范围为[0,+∞）,其定义为：
)
/
P(
)
/
P(
LS
H
E
H
E
⌝
=;
LN为规则成立的必要性度量，用于指出E
⌝对H的支持程度，即E对H为真的必要性程度，取值范围
为[0,+∞）,其定义为：
)
/
P(
-1
)
/
P(
-1
)
/
P(
)
/
P(
LN
H
E
H
E
H
E
H
E
⌝
=
⌝
⌝
⌝
=
三、计算题
1、下列知识是一些规则性知识：
人人爱劳动。

所有整数不是偶数就是奇数。

自然数都是大于零的整数。

用谓词公式表示这些知识。

解：（1）定义谓词如下：
MAN(x)：x是人；
LOVE(x, y)：x爱y；
N(x)：x是自然数；
I(x)：x是整数；
E(x)：x是偶数；
O(x)：x是奇数；
GZ(x): x大于零。

（2）根据已知条件定义谓词公式：
“人人爱劳动”用谓词公式表示为：（∀x）(MAN(x) → LOVE(x, labour))
“所有整数不是偶数就是奇数”用谓词公式表示
为：（∀x）(I(x) → E(x) ∨O(x))
“自然数都是大于零的整数”用谓词公式表示为：（∀x）(N(x) → GZ(x) ∧I(x))
2、下列知识是一些事实性知识：
张晓辉是一名计算机系的学生，但他不喜欢编程序。

李晓鹏比他父亲长得高。

用谓词公式表示这些知识。

解：（1）定义谓词如下：
COMPUTER(x)：x是计算机系的学生；
LIKE(x, y)：x喜欢y；
HIGHER(x, y)：x比y长得高。

（2）根据已知条件定义谓词公式：
COMPUTER(zhangxh)∧⌝LIKE(zhangxh, programming)
HIGHER(lixp, father(lixp))
3、用语义网络表示下列事实，并说明包含哪些基本的语义关系。

山西大学是一所具有百年历史的综合性大学，位于太原市笔直宽广的坞城路。

张广义同志今年36岁，男性，中等身材，他工作在山西大学。

4、用语义网络表示下列知识，并说明包含哪些基本的语义关系。

猎狗是一种狗，而狗是一种动物。

狗除了动物的有生命、能吃食物、有繁殖能力、能运动外，还有以下特点：身上有毛、有尾巴、四条腿；猎狗的特点是吃肉、个头大、奔跑速度快、能狩猎；而狮子狗也是一种狗，它的特点是吃饲料、身体小、奔跑速度慢、不咬人、供观赏。

5、试用谓词逻辑表达下列推理：（书习题2.4）（1）如果张三比李四大，那么李四比张三小。

（2）甲和乙结婚了，则或者甲为男，乙为女；或
者甲为女，乙为男。

（3）如果一个人是老实人，他就不会说谎；张三
说谎了，所以张三不是一个老实人。

解：（1）Older(x,y):x比y大。

Older(Zhang,Li)
)
,
(
Older Zhang
Li
⌝
→
（2）为女；
为男；x
x
Man
x
x
Man:)
(
:)
(⌝
结婚
与y
:)
,
(
arry x
y
x
M
))
(
)
(
(
)
(
Marry乙
甲
甲，乙Man
Man⌝
∧
→
))
(
)
(
(甲
乙Man
Man⌝
∧
∨
(3)Honest(x):x是老实人；Lie(x):x说谎
)
(
)
(
Honest x
Lie
x⌝
→
)
(
)
(Zhang
Honest
Zhang
Lie⌝
→
6、已知：每个储蓄钱的人都获得利息，
用归结原理证明：如果没有利息, 那么就没有人去储蓄钱。

证明: 定义谓词:
S(x,y): 表示”x储蓄y”
M(x): 表示”x是钱”
I(x): 表示”x是利息”
E(x,y): 表示”x获得y”
已知: (∀x)[(∃y)(S(x,y)∧M(y))]→(∃y)(I(y)∧E(x,y))
结论: ⌝(∃x)I(x)→(∀x) (∀y)(M(y)→
⌝S(x,y))
1）否定结论:
⌝ (⌝(∃x
)I(x) →(∀x) (∀y)(M(y) →
⌝S(x,y)))
能吃食物
能运动
巴
四
条
腿
饲
料
得
慢
能狩猎
个头大
供观赏
不咬人
个头小
2）把结论加入已知, 构成新集合G:
{(∀x)[(∃y)(S(x,y) ∧M(y))] →(∃y)(I(y)
∧E(x,y)),⌝(∃x)I(x)→(∀x) (∀y)(M(y) →
⌝S(x,y))}
3）将集合G化为子句集（y=f(x)为Skolem函数）
(1) ⌝S(x,y)∨⌝M(y) ∨I(f(x))
(2) ⌝S(x,y) ∨⌝M(y) ∨E(x,f(x))
(3) ⌝I(z)
(4) S(a,b)
(5) M(b)
4）应用消解原理进行推导。

(1) ⌝S(x,y)∨⌝M(y)∨I(f(x))
(2) ⌝S(x,y)∨⌝M(y)∨E(x,f(x))
(3) ⌝I(z)
(4) S(a,b)
(5) M(b)
(6) ⌝S(x,y)∨⌝M(y) (1)和(3)消解
σ={f(x)/z}
(7) ⌝M(b) (6)和(4)消解σ={a/x,b/y}
(8) NIL (5)和(7)消解
7、已知：（书习题3.7）
（1）能够阅读的都是有文化的；
（2）海豚是没有文化的；
（3）某些海豚是有智能的。

用归结原理证明：某些有智能的并不能阅读。

解：定义谓词：R(x)表示x能够阅读；L(x)表示x 有文化；D(x)表示x是海豚；I(x)表示x有智能。

将前提和结论表示为谓词公式：
))
(
)
(
(
y y
L
y
D⌝
→
∀）
（；))
(
)
(
)(
(z
I
z
D
z∧
∃；
))
(
)
(
)(
(w
R
w
I
w⌝
→
∃。

将前提的谓词公式和结论的谓词公式的否定式化
为子句集为：①)
(
)
(x
L
x
R∨
⌝；②
)
(
)
(y
L
y
D⌝
∨
⌝
③)
A
(
D;④)
A
(I;⑤)
(
)
(I w
R
w∨
⌝。

对得到的子句集进行归结：⑤与④归结得⑥
)
A
(R;
⑥与①归结得⑦)
A
(L;⑦与②归结得⑧)
A
(
D
⌝；
⑧与③归结得NIL。

8、已知：规则可信度为（书习题4.6）
r1： IF E1 THEN H1
(0.7)
r2： IF E2 THEN H1
(0.6)
r3： IF E3 THEN H1
(0.4)
r4： IF (H1 AND E4) THEN H2 (0.2)
证据可信度为：
CF(E1)=CF(E2)=CF(E3)=CF(E4)=CF(E5)=0.5，H1的可
信度一无所知，H2的初始可信度CF0(H2)=0.3，计算
结论H2的可信度CF(H2)。

解：
35
.0
}5.0,0
max{
7.0
)}
(
,0
max{
7.0
)
(
1
1
1
=
⨯
=
⨯
=E
H
CF CF
3.0
}5.0,0
max{
6.0
)}
(
,0
max{
6.0
)
(
2
1
2
=
⨯
=
⨯
=E
H
CF CF
2.0
}5.0,0
max{
4.0
)}
(
,0
max{
4.0
)
(
3
1
3
=
⨯
=
⨯
=E
H
CF CF
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
1
2
1
1
1
2
1
1
1
2,1H
CF
H
CF
H
CF
H
CF
H
CF-
+
=
=545
.0
3.0
35
.0
3.0
35
.0=
⨯
-
+
同理
636
.0
2.0
545
.0
545
.0
2.0
)
(
)
(
1
3,2,1
1
=
⨯
-
+
=
=H
CF
H
CF
]}
[
,0
max{
2.0
)
(
4
1
2
4E
H
H
CF AND
CF
⨯
=
)}}
(
),
(
min{
,0
max{
2.0
4
1E
H CF
CF
⨯
=
1.0
}5.0,0
max{
2.0=
⨯
=
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
2
2
4
2
2
4
2H
CF
H
CF
H
CF
H
CF
H
CF-
+
=
37
.0
3.0
1.0
3.0
1.0=
⨯
-
+
=
9、设有如下一组推理规则：（书习题4.5）
r1： IF E1 THEN E2 (0.6)
r2： IF E2 AND E3 THEN E4 (0.8)
r3： IF E4 THEN H (0.7)
r4： IF E5 THEN H (0.9)
且已知CF(E1)=0.5，CF(E3)=0.6，CF(E5)=0.4，结论H的初始可信度一无所知，求CF(H)为多少？解
3.0
}5.0,0
max{
6.0
)}
(
,0
max{
6.0
)
(
1
2
=
⨯
=
⨯
=E
E
CF CF
]}
[
,0
max{
8.0
)
(
3
2
2
4E
E
H
CF AND
CF
⨯
=
)}
(
),
(
,0
max{
8.0
3
2E
E CF
CF
⨯
=
24
.0
}3.0,0
max{
8.0=
⨯
=
168
.0
}
24
.0,0
max{
7.0
)}
(
,0
max{
7.0
)
(
4
3
=
⨯
=
⨯
=E
H
CF CF
36
.0
}4.0,0
max{
9.0
)}
(
,0
max{
9.0
)
(
5
4
=
⨯
=
⨯
=E
H
CF CF
又因为0
)
(
3
>
H
CF0
)
(
4
>
H
CF故
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
4
3
4
3
H
H
H
H
H
CF CF
CF
CF
CF-
+
=
36
.0
168
.0
36
.0
168
.0⨯
-
+
=
=0.47
4、解：以变量m 和c 表示修道士和野人在左岸和船上的实际人数，变量b 表示船是否在左岸，b ＝1表示在，b ＝0表示不在。

问题状态用三元组（m, c, b ）表示，则问题求解的任务为：(3, 3, 1)→(0, 0, 0)。

在这个问题上，状态空间可能的状态总数为4×4×2＝32，但由于遵守约束：m+c ≤2，m ≥c ，只有20个是合法的。

例如，(1, 0, 1)，(1, 2, 1)，(2, 3, 1)等是不合法的。

由于存在不合法的状态，导致某些合法的状态不可达，例如，(0, 0, 1)，(0, 3, 1)，L(m, c)、R(m, c)分别表示船从左岸划到右岸，和船从右岸划到左岸。

由于m, c 取值的可能组合只有5个：10，20，11，01，02，所以总共有10个操作算子。

可以画出渡河问题的状态空间的有向图。

(220)(000)
五、综合题（15分）
结合你自己的研究课题或亲身体会，浅谈一种你最熟悉的人工智能控制策略并写出其控制过程。

答案分析：只要是与人工智能控制有关的控制方法或策略均可，比如智能PID ，神经网络，遗传算法、自适应控制、鲁棒控制、模式识别、机器视觉等。

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