大学人工智能期末考试题库

第1页共60页江苏技术师范学院—学年第学期《人工智能与专家系统》试卷（1）参考答案与评分标准问答题（每题5分，共50分）1．人工智能是何时、何地、怎样诞生的？（5分）答：人工智能于1956年夏季在美国达特茅斯（Dartmouth）大学诞生。（3分）1956年夏季，美国的一些从事数学、心理学、计算机科学、信息论和神经学研究的年轻学者，汇聚在Dartmouth大学，举办了一次长达两个月的学术讨论会，认真而热烈地讨论了用机器模拟人类智能的问题。在这次会议上，第一次使用了“人工智能”这一术语，以代表有关机器智能这一研究方向。这是人类历史上第一次人工智能研讨会，标志着人工智能学科的诞生，具有十分重要的意义。（2分）2．行为主义是人工智能的主要学派之一，它的基本观点是什么？（5分）答：行为主义，又称进化主义或控制论学派。这种观点认为智能取决于感知和行动（所以被称为行为主义），它不需要知识、不需要表示、不需要推理。其原理是控制论和感知——动作型控制系统。3．什么是知识表示？在选择知识表示方法时，应该考虑哪几个因素？（5分）答：知识表示是研究用机器表示知识的可行性、有效性的般方法，是一种数据结构与控制结构的统一体，既考虑知识的存储又考虑知识的使用。知识表示实际上就是对人类知识的一种描述，以把人类知识表示成计算机能够处理的数据结构。对知识进行表示的过程就是把知识编码成某种数据结构的过程。（3分）在选择知识表示方法时，应该考虑以下几个因素：(1)能否充分表示相关的领域知识；(2)是否有利于对知识的利用；(3)是否便于知识的组织、维护和管理；(4)是否便于理解和实现。（2分）4．框架表示法有什么特点？（5分）答：框架表示法有如下特点：结构性、继承性、自然性。（5分）5．何谓产生式系统？它由哪几部分组成？（5分）答：把一组产生式放在一起，让它们相互配合，协同作用，一个产生式生成的结论可以供另一个产生式作为已知事实使用，以求得问题的解，这样的系统称为产生式系统。（2分）产生式系统一般由三个基本部分组成：规则库、综合数据库和推理机。（3分）6．产生式系统中，推理机的推理方式有哪几种？请分别解释说明。（5分）答：产生式系统推理机的推理方式有正向推理、反向推理和双向推理三种。正向推理：正向推理是从己知事实出发，通过规则库求得结果。反向推理：反向推理是从目标出发，反向使用规则，求证已知的事实。双向推理：双向推理是既自顶向下又自底向上的推理。推理从两个方向进行，直至在某个中间界面上两方向结果相符便成功结束；如两方衔接不上，则推理失败。班级：姓名：学号：第2页共60页7．什么是搜索？有哪两大类不同的搜索方法？（5分）答：搜索是一种求解问题的方法，是寻找从问题初始事实最终答案的推理路线的一种过程。在利用这种方法求解问题，要按照一定的策略，从知识库中寻找可利用的知识，从而构造一条使问题获得解决的推理路线。（3分）有两大类搜索方法，即盲目搜索和启发式搜索。（2分）8．什么是盲目搜索？主要有几种盲目搜索策略？（5分）答：盲目搜索又称无信息搜索，即在搜索过程中，只按预先规定的搜索控制策略进行搜索，而没有任何中间信息来改变这些控制策略。（2分）主要的盲目搜索策略有：宽度优先搜索、深度优先搜索、有界深度优先搜索、代价树的宽度优先搜索和代价树的深度优先搜索。（3分）9．证据传递的不确定性指什么？（5分）答：在推理过程中常常有这种情况：一条规则的结论又是另一条规则的前提。这样，不确定的初始证据就会沿着这条推理链向下传递，其不确定性在传递的过程中会伴随着规则的不确定性不断地放大或缩小。（5分）10．请用一阶谓词逻辑法表示：“有的人喜欢梅花，有的人喜欢菊花，有的人既喜欢梅花又喜欢菊花”。（5分）答：定义谓词及个体。设LIKE(x,y)表示：x喜欢y,Meihua表示梅花，Juhua表示菊花。（1分）则：（4分）()(,)()(,)()((,)(,))xLIKExMeihuayLIKEyJuhuazLIKEzMeihuaLIKEzJuhua∃∧∃∧∃∧证明与推理（每题8分，共16分）1.每个储蓄的人都是为了获取利息。求证：对某个人来说，如果不能获取利息，则他就不会储蓄。证明：定义谓词。Save(x)：表示x储蓄钱；Interest(x)：表示x获得利息。(2分)将前提和要求证的问题之否定化成子句集:(3分)(1)～Save(x)∨Interest(x)(2)～Interest(y)(3)Save(y)利用归结原理对上面的子句集中的子句进行归结:(3分)(4)～Save(y)(1)与(2)归结，σ＝{y/x}(5)NIL(3)与(4)归结证毕。2.任何兄弟都有同一个父亲，John和Peter是兄弟，且John的父亲是David，问Peter的父亲是谁？（8分）解：定义谓词。Father(x,y)：x是y的父亲；Brother(x,y)：x和y是兄弟。（2分）第3页共60页然后将已知条件和问题用谓词公式表示出来，并将问题公式的否定与谓词ANSWER做析取，得到子句集：（3分）(1)～Brother(x,y)∨～Father(z,x)∨Father(z,y)(2)Brother(John,Peter)(3)Father(David,John)(4)～Father(u,Peter)∨ANSWER(u)应用归结原理进行归结:（3分）(5)～Brother(John,y)∨Father(David,y)(1)与(3)归结,σ＝｛David/z,John/x｝(6)～Brother(John,Peter)∨ANSWER(David)(4)与(5)归结,σ＝｛David/u,Peter/y｝(7)ANSWER(David)(2)与(6)归结得到了归结式ANSWER(David)，答案即在其中，所u=David，即Peter的父亲是David。计算题（8分）1．在MYCIN系统中，有三条推出链球菌的规则，设其可信度因子分别是CF1=0.21，CF2=0.5，CF3=－0.4，求：结论H的综合可信度CF1,2,3(H)。解：首先计算CF1,2(H)。此时CF10，CF20，所以使用组合函数公式中的第一个分支，即：CF1,2(H)=CF1+CF2(1－CF1)=0.21+0.5×(1－0.21)=0.605（4分）然后再计算CF1,2(H)和CF3的组合。因为CF30，所以应该使用组合函数公式的第三个分支，即：CF1,2,3(H)＝(CF1,2＋CF3)／(1－min{∣CF1,2∣,∣CF3∣})＝0.34（4分）应用题（共26分）1．设在语义网络系统的知识库中，存有下列事实的语义网络：（8分）山西大学是一个学校，位于太原市，建立时间是1902年。（1）画出这一事实的语义网络；（2）假若将要求解的问题是：山西大学位于哪个城市？如何利用语义网络进行推理求解呢？解：（1）有关山西大学的语义网络如下：（4分）（2）首先将待求解的间题表示成一个局部的语义网络，如下图所示：（2分）然后到语义网络系统的知识库中去匹配就会发现，与待求问题局部网络未知处相匹配的事实是“太原市”。所以，这个问题的解就是太原市。（2分）第4页共60页2．求如下图所示的交通图中最小费用路线，设出发地是A城，目的地是E城，边上的数字代表交通费。（1）画出本问题的代价树；（2）对代价树进行广度优先搜索和深度优先搜索，得到的路线分别是什么？（8分）解：代价树如下：（4分）广度优先搜索得到的路线：A→C→D→E（2分）深度优先搜索得到的路线：A→C→D→E（2分）3．一个专家系统可以简单地判断一个城市是不是一个值得旅游的城市，其知识库（CITY库）中包含17个事实和10条规则（Ri表示第i条规则，Fi表示第i个事实）。R1:IF好的城市AND有好的餐馆THEN是值得旅游的城市R2:IF是历史名城THEN是值得旅游的城市R3:IF当地人热情好客AND有民俗学传统THEN是值得旅游的城市R4:IF有很多古迹AND有茂盛的草木THEN好的城市R5:IF有本地的烹调传统THEN有好的餐馆R6:IF有法国餐馆THEN有好的餐馆R7:IF有意大利餐馆THEN有好的餐馆RS:IF有很多博物馆AND是古老的城市THEN是历史名城R9:IF是南方国家AND商业自由THEN当地人热情好客R10:IF有很多公园AND有很多林荫大道THEN有茂盛的草木（1）在下表中将CITY库中事实的属性填写完整，属性为可询问和不可询问。CITYCITYCITYCITY库中的事实编号名字属性F1当地人热情好客不可询问F2好的城市不可询问F3有好的餐馆F4商业自由可询问F5有很多林荫大道F6有很多古迹F7有很多博物馆可询问第5页共60页F8有很多公园可询问F9是南方国家F10有法国餐馆可询问F11有意大利餐馆可询问F12有本地的烹调传统F13有民俗学传统F14有茂盛的草木不可询问F15是古老的城市可询问F16是历史名城F17是值得旅游的城市（2）画出CITY库的与/或树解：（1）不可询问、可询问、可询问、可询问、可询问、可询问、不可询问、不可询问（每个属性0.5分，共4分）（2）与/或树如下：（6分）第6页共60页江苏技术师范学院—学年第学期《人工智能与专家系统》试卷（2）参考答案与评分标准问答题（每题5分，共50分）1．什么是人工智能？它的研究目标是什么？（5分）答：所谓人工智能，就是用人工的方法在机器（计算机）上实现的智能；或者说是人们使用机器模拟人类的智能。由于人工智能是在机器上实现的，因此又可称之为机器智能。（3分）它的研究目标是构造可实现人类智能的智能计算机或智能系统。（2分）2．证据传递的不确定性指什么？（5分）答：在推理过程中常常有这种情况：一条规则的结论又是另一条规则的前提。这样，不确定的初始证据就会沿着这条推理链向下传递，其不确定性在传递的过程中会伴随着规则的不确定性不断地放大或缩小。（5分）3．什么是知识？知识有什么特性？什么是知识表示？（5分）答：有格式的数据经过处理、解释过程会形成信息，而把有关的信息关联到一起，经过处理过程就形成了知识。（2分）知识的特性有：相对正确性，不确定性，可表示性和可利用性。（1分）知识表示是研究用机器表示知识的可行性、有效性的一般方法，是一种数据结构与控制结构的统一体，既考虑知识的存储又考虑知识的使用。（2分）4.请用一阶谓词逻辑法表示“太原市的夏天既干燥又炎热。”（5分）答：(,,)Statexyz：x市在y季节气候处于z状态。（1分）则：()()StateState∧太原,夏天,干燥太原,夏天,炎热（4分）5．画出下列知识的语义网络：“籍贯为湖南的张山在信息学院读书，该学校位于健翔桥附近，该校由计算机系、信息系和通信系组成。”（5分）答：语义网络如下图：6.产生式系统中，推理机的推理方式有哪几种？在产生式推理过程中，如果发生策略冲突，如何解决？（5分）答：产生式系统推理机的推理方式有正向推理、反向推理和双向推理三种。（3分）班级：姓名：学号：第7页共60页在产生式推理过程中，如果发生规则冲突，要利用冲突解决策略进行启用规则的选择，专一性排序、规则排序、规模排序和就近排序是比较常见的冲突解决策略。（2分）7．什么是归结控制策略？什么样的归结控制策略是完备的？（5分）答：对子句集S进行归结时，如果采用盲目的、全面的归结，其结果将产生大量的不必要的归结式，如果要在计算机上实现，不但浪费计算机的存储空间，而且要浪费大量的计算时间。为了解决这一问题，研究如何选择合适的子句进行归结，以避免多余的、不必要的归结式的出现，这就是归结控制策略。（3分）归结控制策略有完备与不完备之分。如果子句集S是不可满足的，当且仅当用某归结控制策略能够归结出空子句。则称该归结控制策略为完备的归结控制策略。（2分）8．什么是盲目搜索？主要有几种盲目搜索策略？（5分）答：盲目搜索又称无信息搜索，即在搜索过程中，只按预先规定的搜索控制策略进行搜索，而没有任何中间信息来改变这些控制策略。（2分）主要的盲目搜索策略有：宽度优先搜索、深度优先搜索、有界深度优先