人工智能基礎(chǔ)

前言

人工智能是20世紀(jì)下半葉興起的一門新學(xué)科，被譽(yù)為20世紀(jì)的重大科學(xué)技術(shù)成就之一，并將在新世紀(jì)的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)時(shí)代發(fā)揮重要作用。作為計(jì)算機(jī)學(xué)科的重要分支，人工智能將滲透到應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的各行各業(yè)，促進(jìn)這些行業(yè)乃至計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)業(yè)本身的變革。所以，讓信息學(xué)科（尤其是計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化領(lǐng)域）和計(jì)算機(jī)應(yīng)用密集的其他學(xué)科的研究生和本科高年級(jí)學(xué)生掌握人工智能的基礎(chǔ)性知識(shí)，已成為國內(nèi)外許多高校提高學(xué)生綜合素質(zhì)，培養(yǎng)高水平、復(fù)合型和創(chuàng)新型人才的一項(xiàng)重要舉措。浙江大學(xué)是國內(nèi)最早進(jìn)行人工智能研究的高校之一，并長期重視研究生和本科生的人工智能課程教學(xué)?；诳蒲泻徒虒W(xué)實(shí)踐的豐富積累，我們認(rèn)為人工智能技術(shù)是信息學(xué)科和其他學(xué)科領(lǐng)域提高計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平的重要工具。從而，“人工智能”課程的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)定位在使這些學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)生掌握人工智能技術(shù)的基本常識(shí)和培養(yǎng)開發(fā)應(yīng)用的初級(jí)能力，為他們將來在各自學(xué)科領(lǐng)域開拓高水平的人工智能技術(shù)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。為此，本書對(duì)“人工智能”課程的教學(xué)內(nèi)容作了大膽的革新，強(qiáng)調(diào)從工程應(yīng)用的角度，深入淺出地系統(tǒng)介紹人工智能的基本原理、方法及應(yīng)用技術(shù)，強(qiáng)化實(shí)用化介紹，并全面反映國內(nèi)外研究和應(yīng)用的新進(jìn)展。全書分3個(gè)部分：緒論、基礎(chǔ)篇和提高篇。緒論即第一章，闡述人工智能研究的發(fā)展和基本原則。基礎(chǔ)篇由5章構(gòu)成，第二、三章介紹人工智能的基本概念、方法和技術(shù)，包括搜索、歸約和邏輯推理等問題求解的基本方法以及知識(shí)表示的理論和方法；第四、五、六章討論人工智能技術(shù)的主要應(yīng)用，包括基于知識(shí)的系統(tǒng)，自動(dòng)規(guī)劃和配置，以及機(jī)器學(xué)習(xí)和知識(shí)發(fā)現(xiàn)。提高篇由七、八、九3章組成，旨在拓廣人工智能的研究和應(yīng)用，包括非單調(diào)推理、不確定推理、模糊推理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新型問題求解技術(shù)，與感知相關(guān)的機(jī)器視覺和自然語言理解技術(shù)，以及Agent技術(shù)和信息基礎(chǔ)設(shè)施的智能化。本書前6章（即緒論和基礎(chǔ)篇）適合于作為本科高年級(jí)學(xué)生的2學(xué)分課程；再加上后3章（即提高篇），可作為研究生的3學(xué)分課程。本書教學(xué)內(nèi)容有以下特點(diǎn)：（1）將人工智能的基本概念、方法及技術(shù)清晰地劃為兩個(gè)方面：問題求解的基本方法（第二章）和知識(shí)表示（第三章）；增加知識(shí)表示理論的闡述，并指出知識(shí)表示包括定義符號(hào)結(jié)構(gòu)和推理機(jī)制兩個(gè)部分（3.1 節(jié)）；由此為學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)KB（基于知識(shí)的）系統(tǒng)奠定方法論基礎(chǔ)。

內(nèi)容概要

本書為“教育部面向21世紀(jì)課程教材”，系統(tǒng)介紹了人工智能的基本原理、方法和技術(shù)，并反映了國內(nèi)外人工智能領(lǐng)域研究和應(yīng)用的最新進(jìn)展。全書共9章，第一章闡述人工智能研究和應(yīng)用的概況以及人工智能的發(fā)展；第二、三章介紹人工智能的基本概念、方法和技術(shù)，包括問題求解的基本方法和知識(shí)表示；第四章到第六章討論人工智能技術(shù)的主要應(yīng)用，包括：基于知識(shí)的系統(tǒng)、自動(dòng)規(guī)劃和配置、機(jī)器學(xué)習(xí)；第七章到第九章旨在拓廣人工智能的研究和應(yīng)用，包括非單調(diào)推理和軟計(jì)算、機(jī)器感知、Agent技術(shù)和信息基礎(chǔ)設(shè)施智能化?！　”緯鴥?nèi)容豐富，敘述脈絡(luò)清晰，同時(shí)配有豐富的習(xí)題，可作為高等院校計(jì)算機(jī)及有關(guān)專業(yè)本科生教材，也可供工程技術(shù)人員參考使用。本書也可與教育部新世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)課程項(xiàng)目中的“人工智能”課程配套使用。

書籍目錄

第一章 人工智能研究的發(fā)展和基本原則　1.1 人工智能的研究和應(yīng)用　1.2 人工智能研究的發(fā)展　1.3 人工智能研究的成果　1.4 人工智能研究的基本原則　1.5 存在的問題和發(fā)展前景　習(xí)題　參考文獻(xiàn)第二章 問題求解的基本方法　2.1 一般圖搜索　2.2 問題歸納　2.3 基于歸結(jié)的演繹推理　2.4 基于規(guī)則的演繹推理　本章小結(jié)　習(xí)題　參考文獻(xiàn)第三章 知識(shí)表示　3.1 知識(shí)和知識(shí)表示　3.2 產(chǎn)生式表示　3.3 結(jié)構(gòu)化表示　3.4 知識(shí)表示的實(shí)用化問題　本章小結(jié)　習(xí)題　參考文獻(xiàn)第四章 基于知識(shí)的系統(tǒng)　4.1 KB系統(tǒng)的開發(fā)　4.2 設(shè)計(jì)基于產(chǎn)生式表示的KB系統(tǒng)開發(fā)工具　4.3 專家系統(tǒng)實(shí)例——MYCIN　4.4 問題求解的結(jié)構(gòu)化組織　本章小結(jié)　習(xí)題　參考文獻(xiàn)第五章 自動(dòng)規(guī)劃和配置　5.1 經(jīng)典規(guī)劃技術(shù)　5.2 自動(dòng)規(guī)劃技術(shù)的新進(jìn)展　5.3 自動(dòng)配置　本章小結(jié)　習(xí)題　參考文獻(xiàn)第六章 機(jī)器學(xué)習(xí)　6.1 機(jī)器學(xué)習(xí)概論　6.2 示例學(xué)習(xí)　6.3 基于解釋的學(xué)習(xí)　6.4 遺傳算法　6.5 加強(qiáng)學(xué)習(xí)　6.6 基于范例的學(xué)習(xí)　6.7 知識(shí)發(fā)現(xiàn)與數(shù)據(jù)挖掘　本章小結(jié)　習(xí)題　參考文獻(xiàn)第七章 非單調(diào)推理和軟計(jì)算　7.1 傳統(tǒng)邏輯系統(tǒng)的局限性　7.2 非單調(diào)推理　7.3 不確定推理　7.4 模糊邏輯和模糊推理　7.5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　本章小結(jié)　習(xí)題　參考文獻(xiàn)第八章 機(jī)器感知　8.1 視覺與視覺圖像　8.2 圖像特征提取　8.3 視覺模型與識(shí)別　8.4 自然語言理解　8.5 機(jī)器翻譯　本章小結(jié)　習(xí)題　參考文獻(xiàn)第九章 Agent技術(shù)和信息基礎(chǔ)設(shè)施智能化　9.1 Agent技術(shù)的研究和發(fā)展　9.2 多Agent協(xié)作　9.3 Agent通信　9.4 信息基礎(chǔ)設(shè)施的智能化 　本章小結(jié)　習(xí)題　參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第一章 人工智能研究的發(fā)展和基本原則人工智能（Artificial Intelligence，簡稱AI）是一門正在發(fā)展中的綜合性前沿學(xué)科，它由計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、語言學(xué)等多種學(xué)科相互滲透而發(fā)展起來，目前尚處于技藝狀態(tài)。盡管建立關(guān)于智能的理論和讓智能機(jī)器達(dá)到人類的智力水平是人工智能的最終目標(biāo)，但人工智能的生命力卻在于能以工程的形式得到實(shí)際應(yīng)用。自從1956年首次提出AI這一術(shù)語以來，在40多年的時(shí)間內(nèi)，人工智能學(xué)科的發(fā)展面臨過不少爭論、困難和挑戰(zhàn)，但同時(shí)也孕育了巨大的成功機(jī)遇，推動(dòng)了人工智能學(xué)科迅速成長和壯大。研究者們堅(jiān)信，在21世紀(jì)的以信息技術(shù)為主導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò)和知識(shí)經(jīng)濟(jì)中，人工智能技術(shù)將具有舉足輕重的地位和影響。1.1　人工智能的研究和應(yīng)用人工智能的研究可以追溯至古希臘哲學(xué)家亞里士多德（Aristotle）在其著作U-具論》中提出的形式邏輯和稱為三段論的演繹推理。自從德國數(shù)學(xué)家萊布尼茨（Leibniz）于17世紀(jì)提出用數(shù)學(xué)方法處理邏輯問題開始，數(shù)理邏輯和形式推理的研究逐步形成新的學(xué)科，為人工智能學(xué)科的形成做了先驅(qū)工作。尤其是20世紀(jì)30～40年代，這些研究得到了快速的發(fā)展。人們發(fā)現(xiàn)，人的推理行為可以通過“基于簡單的符號(hào)表示結(jié)構(gòu)作運(yùn)算”來實(shí)現(xiàn)，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了“謂詞演算”這種形式推理方法。然而在那個(gè)年代，研究人工智能尚缺乏有效的手段，正是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)提供了強(qiáng)有力的手段，使人工智能成為現(xiàn)實(shí)。鑒于人工智能學(xué)科尚未達(dá)到成熟階段，人們對(duì)智能和智能本質(zhì)的認(rèn)識(shí)也很膚淺，所以目前尚難給人工智能下確切和嚴(yán)格的定義。顧名思義，可以說人工智能就是用人工方法在機(jī)器（計(jì)算機(jī)）上實(shí)現(xiàn)的智能，或稱機(jī)器智能。作為非正式的定義，人工智能研究如何用計(jì)算機(jī)來表示和執(zhí)行人類的智能活動(dòng)，以模擬人腦所從事的推理、學(xué)習(xí)、思考和規(guī)劃等思維活動(dòng)，并解決需要人類的智力才能處理的復(fù)雜問題，如醫(yī)療診斷、管理決策、下棋和自然語言理解等?？紤]到本書的目的是從工程應(yīng)用的角度系統(tǒng)地介紹人工智能的基本原理、方法和應(yīng)用技術(shù)，所以我們不準(zhǔn)備在這里討論有關(guān)智能和智能本質(zhì)的各種假設(shè)和觀點(diǎn)。有興趣的讀者可以在多種人工智能課程教材的緒論中找到相關(guān)論述。

編輯推薦

《人工智能基礎(chǔ)》是高等教育出版社出版的。

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