一 單項(xiàng)選擇題（每小題2分，共10分）

1.首次提出“人工智能”是在（D ）年

A.1946 ?B.1960 ?C.1916 ?D.1956

2. 人工智能應(yīng)用研究的兩個(gè)最重要最廣泛領(lǐng)域?yàn)椋築

A.專家系統(tǒng)、自動(dòng)規(guī)劃 ????????B. 專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)

C. 機(jī)器學(xué)習(xí)、智能控制 ???????D. 機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語言理解

3. 下列不是知識表示法的是??A ?。

A：計(jì)算機(jī)表示法 ? ? B：“與/或”圖表示法

C：狀態(tài)空間表示法 ? ?D：產(chǎn)生式規(guī)則表示法

4. 下列關(guān)于不確定性知識描述錯(cuò)誤的是???C ??。

A：不確定性知識是不可以精確表示的 ?

B：專家知識通常屬于不確定性知識

C：不確定性知識是經(jīng)過處理過的知識 ?????

D：不確定性知識的事實(shí)與結(jié)論的關(guān)系不是簡單的“是”或“不是”。

5. 下圖是一個(gè)迷宮，S0是入口，Sg是出口，把入口作為初始節(jié)點(diǎn)，出口作為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，通道作為分支，畫出從入口S0出發(fā)，尋找出口Sg的狀態(tài)樹。根據(jù)深度優(yōu)先搜索方法搜索的路徑是???C ??。

A：s0-s4-s5-s6-s9-sg ? ?B：s0-s4-s1-s2-s3-s6-s9-sg

C：s0-s4-s1-s2-s3-s5-s6-s8-s9-sg ?D：s0-s4-s7-s5-s6-s9-sg

二?填空題（每空2分，共20分）

1.目前人工智能的主要學(xué)派有三家：符號主義、??進(jìn)化主義 ?和??連接主義 ?。

2. 問題的狀態(tài)空間包含三種說明的集合，?初始狀態(tài)集合S 、操作符集合F以及目標(biāo)狀態(tài)集合G 。

3、啟發(fā)式搜索中，利用一些線索來幫助足跡選擇搜索方向，這些線索稱為?啟發(fā)式(Heuristic)信息 。

4、計(jì)算智能是人工智能研究的新內(nèi)容，涉及?神經(jīng)計(jì)算、模糊計(jì)算和?進(jìn)化計(jì)算等。

5、不確定性推理主要有兩種不確定性，即關(guān)于?結(jié)論 的不確定性和關(guān)于?證據(jù) 的不確定性。

三 名稱解釋（每詞4分，共20分）

人工智能 ??專家系統(tǒng) ??遺傳算法 ?機(jī)器學(xué)習(xí) ?數(shù)據(jù)挖掘

答：

（1）人工智能

人工智能(Artificial Intelligence) ，英文縮寫為AI。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。?人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，它企圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器，該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等

（2）專家系統(tǒng)

????專家系統(tǒng)是一個(gè)含有大量的某個(gè)領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R與經(jīng)驗(yàn)智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng),能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理該領(lǐng)域問題.簡而言之,專家系統(tǒng)是一種模擬人類專家解決領(lǐng)域問題的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng) ???

（3）遺傳算法

????遺傳算法是一種以“電子束搜索”特點(diǎn)抑制搜索空間的計(jì)算量爆炸的搜索方法，它能以解空間的多點(diǎn)充分搜索，運(yùn)用基因算法，反復(fù)交叉，以突變方式的操作，模擬事物內(nèi)部多樣性和對環(huán)境變化的高度適應(yīng)性，其特點(diǎn)是操作性強(qiáng)，并能同時(shí)避免陷入局部極小點(diǎn)，使問題快速地全局收斂，是一類能將多個(gè)信息全局利用的自律分散系統(tǒng)。運(yùn)用遺傳算法(GA)等進(jìn)化方法制成的可進(jìn)化硬件(EHW)，可產(chǎn)生超出現(xiàn)有模型的技術(shù)綜合及設(shè)計(jì)者能力的新穎電路，特別是GA獨(dú)特的全局優(yōu)化性能，使其自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織、自進(jìn)化能力獲得更充分的發(fā)揮，為在無人空間場所進(jìn)行自動(dòng)綜合、擴(kuò)展大規(guī)模并行處理(MPP)以及實(shí)時(shí)、靈活地配置、調(diào)用基于EPGA的函數(shù)級EHW，解決多維空間中不確定性的復(fù)雜問題開通了航向

（4）機(jī)器學(xué)習(xí)

????機(jī)器學(xué)習(xí)(Machine Learning)是一門多領(lǐng)域交叉學(xué)科，涉及概率論、統(tǒng)計(jì)學(xué)、逼近論、凸分析、算法復(fù)雜度理論等多門學(xué)科。專門研究計(jì)算機(jī)怎樣模擬或?qū)崿F(xiàn)人類的學(xué)習(xí)行為，以獲取新的知識或技能，重新組織已有的知識結(jié)構(gòu)使之不斷改善自身的性能。它是人工智能的核心，是使計(jì)算機(jī)具有智能的根本途徑，其應(yīng)用遍及人工智能的各個(gè)領(lǐng)域，它主要使用歸納、綜合而不是演繹?

（5）數(shù)據(jù)挖掘

????數(shù)據(jù)挖掘是指從數(shù)據(jù)集合中自動(dòng)抽取隱藏在數(shù)據(jù)中的那些有用信息的非平凡過程，這些信息的表現(xiàn)形式為：規(guī)則、概念、規(guī)律及模式等。它可幫助決策者分析歷史數(shù)據(jù)及當(dāng)前數(shù)據(jù)，并從中發(fā)現(xiàn)隱藏的關(guān)系和模式，進(jìn)而預(yù)測未來可能發(fā)生的行為。數(shù)據(jù)挖掘的過程也叫知識發(fā)現(xiàn)的過程。

四?簡答題（每小題5分，共30分）

1.?人工智能有哪些研究領(lǐng)域和應(yīng)用領(lǐng)域？

答：（1）研究領(lǐng)域

自然語言處理，知識表現(xiàn)，智能搜索，推理，規(guī)劃，機(jī)器學(xué)習(xí)，知識獲取，組合調(diào)度問題，感知問題，模式識別，邏輯程序設(shè)計(jì)，軟計(jì)算，不精確和不確定的管理，人工生命，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，復(fù)雜系統(tǒng)，遺傳算法

（2）應(yīng)用領(lǐng)域

智能控制，機(jī)器人學(xué)，語言和圖像理解，遺傳編程

2.?簡述模式識別的基本過程

答：（1）信息獲取

（2）預(yù)處理：對獲取信號進(jìn)行規(guī)范化等各種處理
（3）特征提取與選擇：將識別樣本構(gòu)造成便于比較、分析的描述量即特征向量
（4）分類器設(shè)計(jì)：由訓(xùn)練過程將訓(xùn)練樣本提供的信息變?yōu)榕袆e事物的判別函數(shù)
（5）分類決策：對樣本特征分量按判別函數(shù)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分類

3. 狀態(tài)空間法、謂詞邏輯法和語義網(wǎng)絡(luò)的要點(diǎn)分別是什么？

答：（1）狀態(tài)空間法是以狀態(tài)和算符為基礎(chǔ)來表示和求解問題的，三個(gè)要點(diǎn)是：狀態(tài)，算符，問題的狀態(tài)空間

（2）謂詞邏輯法要點(diǎn)：命題真值，論域與謂詞，連接詞和量詞，項(xiàng)與合式公式，自由變元和約束變元

（3）語義網(wǎng)絡(luò)要點(diǎn)：類屬關(guān)系，包含關(guān)系，屬性關(guān)系，時(shí)間關(guān)系，位置關(guān)系，相近關(guān)系，推論關(guān)系

4. 簡述Agent的定義和基本特征

答：（1）Agent定義：Agent指的是一種實(shí)體，而且是一種具有智能的實(shí)體。這種實(shí)體可以是智能軟件、智能設(shè)備、智能機(jī)器人或智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等等，甚至也可以是人

（2）Agent基本特征：

?a. 自主性

?Agent具有屬于其自身的計(jì)算資源和局部于自身的行為控制機(jī)制,能夠在沒有外界直接操縱的情況下,根據(jù)其內(nèi)部狀態(tài)和感知到的環(huán)境信息,決定和控制自身的行為。例如,SNMP中的agent就是獨(dú)立運(yùn)行在被管理單元上的自主進(jìn)程。

?b. 交互性

?Agent能夠與其他Agent(包括人),用Agent通信語言實(shí)施靈活多樣的交互,能夠有效地與其他Agent協(xié)同工作。例如,一個(gè)Internet上的用戶需要使用Agent通信語言向主動(dòng)服務(wù)Agent陳述信息需求。

?c. 反應(yīng)性

?Agent能夠感知所處的環(huán)境(可能是物理世界,操縱圖形界面的用戶,或其他Agent等),并對相關(guān)事件作出適時(shí)反應(yīng)。例如,一個(gè)模擬飛機(jī)的Agent能夠?qū)τ脩舻牟倏v作出適時(shí)反應(yīng)。

?d. 主動(dòng)性

?Agent能夠遵循承諾采取主動(dòng)行動(dòng),表現(xiàn)出面向目標(biāo)的行為。例如,一個(gè)Internet上的主動(dòng)服務(wù)Agent,在獲得新的信息之后能夠按照約定主動(dòng)將其提交給需要的用戶;一個(gè)工作流管理Agent,能夠按照約定將最新的工作進(jìn)展情況主動(dòng)通報(bào)給有關(guān)的工作站

5.?根據(jù)自己的理解給出人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的定義，并指出其特征。

答：（1）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種應(yīng)用類似于大腦神經(jīng)突觸聯(lián)接的結(jié)構(gòu)進(jìn)行信息處理的數(shù)學(xué)模型?（2）特征：a. 非線性 非線性關(guān)系是自然界的普遍特性。大腦智慧就是一種非線性現(xiàn)象。人工神經(jīng)元處于激活或抑制二種不同的狀態(tài)，這種行為在數(shù)學(xué)上表現(xiàn)為一種非線性??關(guān)系。具有閾值的神經(jīng)元構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)具有更好的性能，可以提高容錯(cuò)性和存儲量

b. 非局限性 一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通常由多個(gè)神經(jīng)元廣泛連接而成。一個(gè)系統(tǒng)的整體行為不僅取決于單個(gè)神經(jīng)元的特征，而且可能主要由單元之間的相互作用、相互連接所決定。通過單元之間的大量連接模擬大腦的非局限性。聯(lián)想記憶是非局限性的典型例子

c. 非常定性 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自適應(yīng)、自組織、自學(xué)習(xí)能力。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不但處理的信息可以有各種變化，而且在處理信息的同時(shí)，非線性動(dòng)力系統(tǒng)本身也在不斷變化。經(jīng)常采用迭代過程描寫動(dòng)力系統(tǒng)的演化過程?

d. 非凸性 一個(gè)系統(tǒng)的演化方向，在一定條件下將取決于某個(gè)特定的狀態(tài)函數(shù)。例如能量函數(shù)，它的極值相應(yīng)于系統(tǒng)比較穩(wěn)定的狀態(tài)。非凸性是指這種函數(shù)有多個(gè)極值，故系統(tǒng)具有多個(gè)較穩(wěn)定的平衡態(tài)，這將導(dǎo)致系統(tǒng)演化的多樣性?

6.?有一個(gè)農(nóng)夫帶一只狐貍、一只小羊和一籃菜過河。假設(shè)農(nóng)夫每次只能帶一樣?xùn)|西過河，考慮安全，無農(nóng)夫看管時(shí)，狐貍和小羊不能在一起，小羊和菜籃不能在一起。試設(shè)計(jì)求解該問題的狀態(tài)空間，并畫出狀態(tài)空間圖。

答：以變量m、f、s、v分別指示農(nóng)夫、狐貍、小羊、菜,且每個(gè)變量只可取值1(表示在左岸)或0(表示在右岸)。問題狀態(tài)可以四元組(m、f、s、v)描述,設(shè)初始狀態(tài)下均在左岸,目標(biāo)狀態(tài)下都到達(dá)右岸。從而,問題求解任務(wù)可描述為
　 (1, 1, 1, 1) ->(0, 0, 0, 0)

由于問題簡單,狀態(tài)空間中可能的狀態(tài)總數(shù)為2×2×2×2 = 16,由于要遵從安全限制,合法的狀態(tài)只有(除初、目狀態(tài)外):
?? 1110，1101，1011，1010，0101，0001，0010，0100；
不合法狀態(tài)有: 0111,1000,1100,0011,0110,1001

設(shè)計(jì)二類操作算子:Lx、Rx,x為m、f、s、v時(shí)分別指示農(nóng)夫獨(dú)自,帶狐貍,帶小羊,帶菜過河；狀態(tài)空間圖如下所示.由于Lx和Rx是互逆操作,故而解答路徑可有無數(shù)條,但最近的只有二條;都是7個(gè)操作步

五．綜述題（20分）

1. （本題10分）對于八數(shù)碼難題按下式定義估價(jià)函數(shù)：

f(x)=d(x)+h(x)

其中，d(x)為節(jié)點(diǎn)x的深度；h(x)是所有棋子偏離目標(biāo)位置的曼哈頓距離（棋子偏離目標(biāo)位置的水平距離和垂直距離和），例如下圖所示的初始狀態(tài)S0：8的曼哈頓距離為2；2的曼哈頓距離為1；1的曼哈頓距離為1；6的曼哈頓距離為1；h(S0)= 5。

（1）用A*搜索法搜索目標(biāo)，列出頭三步搜索中的OPEN、CLOSED表的內(nèi)容和當(dāng)前擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)的f值。

（2）畫出搜索樹和當(dāng)前擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)的f值。

解：（1）如下表

（2）搜索樹如下圖，右上角的數(shù)字是其估價(jià)函數(shù)值

2.(本題10)您認(rèn)為《人工智能》課程的哪一部分內(nèi)容對您的畢業(yè)設(shè)計(jì)或者您以后的工作特別有用？如果有，請敘述其原理；如果沒有，請您談?wù)勅斯ぶ悄艿陌l(fā)展對人類有哪些的影響？

答：我認(rèn)為人工智能的發(fā)展對人類的影響主要有以下五個(gè)方面

（1）勞務(wù)就業(yè)問題。由于人工智能能夠代替人類進(jìn)行各種腦力勞動(dòng)，例如用專家系統(tǒng)代替管理人員或醫(yī)生進(jìn)行決策或診斷與治療病人疾病，所以，將會使一部分人不得不改變他們的工種，甚至造成失業(yè)。人工智能在科技和工程中的應(yīng)用，會使一些人失去介入信息處理活動(dòng)(如規(guī)劃、診斷、理解和決策等)的機(jī)會，甚至不得不改變自己的工作方式。

（2）社會結(jié)構(gòu)變化。人們一方面希望人工智能和智能機(jī)器能夠代替人類從事各種勞動(dòng)，另一方面又擔(dān)心它們的發(fā)展會引起新的社會問題。實(shí)際上，近十多年來，社會結(jié)構(gòu)正在發(fā)生一種靜悄悄的變化。

（3）思維方式與觀念的變化。人工智能的發(fā)展與推廣應(yīng)用，將影響到人類的思維方式和傳統(tǒng)觀念，并使它們發(fā)生改變。過分地依賴計(jì)算機(jī)的建議而不加分析地接受，將會使智能機(jī)器用戶的認(rèn)知能力下降，并增加誤解。

（4）心理上的威脅。人工智能還使一部分社會成員感到心理上的威脅，或叫做精神威脅。人們一般認(rèn)為，只有人類才具有感知精神，而且以此與機(jī)器相別。如果有一天，這些人開始相信機(jī)器也能夠思維和創(chuàng)作，那么他們可能會感到失望，甚至感到威脅。他們擔(dān)心：有朝一日，智能機(jī)器的人工智能會超過人類的自然智能，使人類淪為智能機(jī)器和智能系統(tǒng)的奴隸。

（5）技術(shù)失控的危險(xiǎn)。任何新技術(shù)最大危險(xiǎn)莫過于人類對它失去了控制，或者是它落入那些企圖利用新技術(shù)反對人類的人手中