人工智能原理與應(yīng)用

前言

人工智能是研究理解和模擬人類智能、智能行為及其規(guī)律的一門學(xué)科，其主要任務(wù)是建立智能信息處理理論，進(jìn)而設(shè)計可以展現(xiàn)某些近似人類智能行為的計算系統(tǒng)。人工智能始終處于計算機發(fā)展的最前沿。高級計算機語言、計算機界面及文字處理器的存在或多或少都?xì)w功于人工智能的研究。人工智能研究帶來的理論和洞察力指引著計算技術(shù)發(fā)展的未來方向。盡管現(xiàn)有的人工智能產(chǎn)品對于即將到來的人工智能應(yīng)用來說可謂微不足道，但是它們預(yù)示著人工智能的未來。對人工智能更高層次的需求已經(jīng)并繼續(xù)影響人們的工作、學(xué)習(xí)和生活。由于人工智能是模擬人類智能解決問題的方法，幾乎所有學(xué)科領(lǐng)域都越來越普遍地用到各種人工智能技術(shù)，所以許多理工類高校相關(guān)專業(yè)都為本科生和研究生開設(shè)了“人工智能”課程，越來越多的高校師生也深感這門課程重要。因此，人工智能的教材建設(shè)具有十分重要的意義。對于師范生的培養(yǎng)，各師范大學(xué)都有豐富的經(jīng)驗，也有很好的師資力量和堅實的辦學(xué)基礎(chǔ)。然而，如何培養(yǎng)師范類計算機本科專業(yè)畢業(yè)生卻基本上是空白，是擺在各師范大學(xué)面前的新課題，不僅迫切需要對師范類計算機本科專業(yè)的教學(xué)體系與培養(yǎng)模式進(jìn)行深入研究，而且也需要針對師范類計算機本科專業(yè)自身的特點盡快完成相關(guān)的教材建設(shè)。經(jīng)過反復(fù)研討，本著理論與實際相結(jié)合的原則，我們對非師范類計算機本科專業(yè)人工智能教材進(jìn)行了較大的修改和補充，希望這本教材能夠適合師范類計算機本科專業(yè)及相關(guān)方向?qū)I(yè)的要求。

內(nèi)容概要

本書全面闡述人工智能領(lǐng)域的核心內(nèi)容，并深入介紹各個主要的研究方向及人工智能技術(shù)在教育教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用，是一本理論與應(yīng)用相結(jié)合的教材。全書共分為7章，包括了緒論、知識及知識的表示、經(jīng)典邏輯推理、不確定性推理、搜索問題求解和遺傳算法等基礎(chǔ)知識和基本理論以及人工智能在教育教學(xué)領(lǐng)域中的若干應(yīng)用。    本書既詳細(xì)介紹了大量的基本概念、思想和算法，也描述了各研究方向最前沿的進(jìn)展，并對中國在人工智能領(lǐng)域的貢獻(xiàn)給出了一個概要性的介紹。前6章都附有習(xí)題，用于指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)及加深對基本概念和技術(shù)的理解及掌握。最后一章屬于拓展閱讀部分，旨在讓讀者能夠較快地了解人工智能在教育教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。全書講述力求由淺入深，通俗易懂，理論上具有完整性和系統(tǒng)性，強調(diào)基本原理和基本技術(shù)配以大量的實例、圖表，易于教學(xué)，便于自學(xué)。本書不僅適合作為師范類計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生教材，也適合于不同層次和領(lǐng)域的研究人員及學(xué)生；既可以作為信息領(lǐng)域與相關(guān)領(lǐng)域的高等院校本科生和研究生的教科書或教學(xué)輔導(dǎo)書目，也可以作為相關(guān)領(lǐng)域的科研與工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

第1章　緒論  1.1　什么是人工智能　　1.1.1　智能的解釋　　1.1.2　人工智能的解釋　　1.1.3　計算機與人工智能　　1.1.4　人類智能與人工智能　　1.1.5　人工智能的研究目標(biāo)　　1.1.6　人工智能中的通用問題求解方法　1.2　人　工智能的發(fā)展簡史　1.3  人工智能的研究方法及基本內(nèi)容　　1.3.1　人工智能的研究方法　　1.3.2　人工智能研究的基本內(nèi)容　1.4　人工智能的基本技術(shù)　1.5　人工智能的主要研究領(lǐng)域及實踐　　1.5.1　人工智能的主要研究領(lǐng)域　　1.5.2　人工智能實踐　1.6　人工智能在中國　1.6.1　數(shù)學(xué)機械化　　1.6.2　機器學(xué)習(xí)　　1.6.3  自動推理　　1.6.4　時間和空間知識表示和推理　　1.6.5  自然語言處理　　1.6.6　智能體技術(shù)及應(yīng)用　　1.6.7　圖像識別　習(xí)題第2章　知識及知識的表示　2.1　概述　　2.1.1　知識的基本概念　　2.1.2　知識表示　2.2　一階謂詞邏輯表示法　　2.2.1　知識的謂詞邏輯表示法　　2.2.2　謂詞邏輯表示知識舉例　　2.2.3　一階謂詞邏輯表示法的特點  2.3　產(chǎn)生式表示法　　2.3.1　產(chǎn)生式的基本形式　　2.3.2　產(chǎn)生式表示知識的方法　　2.3.3　產(chǎn)生式系統(tǒng)的組成　　2.3.4　產(chǎn)生式系統(tǒng)的推理方式　　2.3.5　產(chǎn)生式系統(tǒng)應(yīng)用舉例　　2.3.6　產(chǎn)生式表示法的特點  2.4　框架表示法　　2.4.1　框架的構(gòu)成　　2.4.2　框架表示知識舉例　　2.4.3　框架系統(tǒng)的推理　　2.4.4　框架表示法的特點  2.5　語義網(wǎng)絡(luò)表示法　　2.5.1　語義網(wǎng)絡(luò)的概念及結(jié)構(gòu)　　2.5.2　語義網(wǎng)絡(luò)的基本語義聯(lián)系　　2.5.3　語義網(wǎng)絡(luò)表示知識的方法及步驟　　2.5.4　語義網(wǎng)絡(luò)知識表示舉例　　2.5.5　語義網(wǎng)絡(luò)的推理過程　　2.5.6　語義網(wǎng)絡(luò)表示法的特點  2.6　面向?qū)ο蟊硎痉ā　?.6.1　面向?qū)ο蟮幕靖拍睢　?.6.2　面向?qū)ο蟮闹R表示　　2.6.3　面向?qū)ο蟮闹R表示舉例　習(xí)題第3章　經(jīng)典邏輯推理　3.1　概述　　3.1.1　推理定義　　3.1.2　推理方式及分類  3.2　推理的邏輯基礎(chǔ)　　3.2.1　謂詞公式的解釋　　3.2.2　謂詞公式的等價性與永真蘊含性　　3.2.3　置換與合一　　3.2.4　謂詞公式的范式  3.3　產(chǎn)生式系統(tǒng)推理　　3.3.1　產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)　　3.3.2　推理方向　……第4章　不確定性推理第5章　搜索問題求解第6章　遺傳算法第7章　人工智能在教育教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用附錄　簡單函數(shù)優(yōu)化的遺傳算法C代碼參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第2章知識及知識的表示知識是人類智能的基礎(chǔ)。幾千年來，對知識的研究和探索一直是人類研究的目標(biāo)，人類在從事生產(chǎn)、生活和科學(xué)實驗等社會實踐活動中，其智能活動的過程主要是一個獲取知識并應(yīng)用知識的過程。人工智能主要研究用機器來模仿和執(zhí)行人類的一些智力功能，所以研究如何從現(xiàn)實世界中獲取知識，如何將已獲取的知識以適當(dāng)?shù)男问皆跈C器中存儲，以及如何利用這些知識進(jìn)行推理以解決實際問題，即知識的獲取、知識的表示和知識的運用就構(gòu)成人工智能研究的3個主要內(nèi)容。本章主要介紹知識的相關(guān)概念及一階謂詞邏輯表示法、產(chǎn)生式表示法、框架表示法、語義網(wǎng)絡(luò)表示法和面向?qū)ο蟊硎痉ㄟ@幾種知識表示方法。2.1概述2.1.1知識的基本概念在人類活動中，知識是個常用的名詞，無處不在?？梢栽趯W(xué)校學(xué)習(xí)知識，也可以通過各種傳媒學(xué)習(xí)知識；有的知識是多數(shù)人所熟悉的普通知識，有的則是只有專家才掌握的專門領(lǐng)域知識；有自然科學(xué)的知識，也有社會科學(xué)的知識。那么到底什么是知識？人工智能系統(tǒng)中知識又是什么含義？知識有哪些要素？有哪些種類的知識呢？在這里進(jìn)行簡單的討論。1.知識的描述在信息科學(xué)中，信息是根據(jù)表示數(shù)據(jù)所用的約定，賦予數(shù)據(jù)的意義。數(shù)據(jù)是事物、概念或指令的一種形式化的表示形式，以適合于用人工或自然方式進(jìn)行通信、解釋或處理。信息是數(shù)據(jù)所表達(dá)的客觀事實。數(shù)據(jù)是信息的載體，與具體的介質(zhì)和編碼方法有關(guān)。信息經(jīng)過加工處理形成了知識。例如，100這個數(shù)據(jù)，在測量水溫時表示水的沸騰溫度，而在登記考試成績時則表示滿分（百分制）。同樣，相同的信息也可以用不同的數(shù)據(jù)表示，比如表示考試成績?yōu)闈M分的信息，既可以用數(shù)據(jù)100來表示（百分制），也可以用數(shù)據(jù)5來表示（5分制）。在人工智能系統(tǒng)中，給出一個清晰簡潔的有關(guān)知識的描述是很困難的，只能從不同的側(cè)面加以理解，不同的人有不同的理解。下面是一些專家的看法。Feigenbaum認(rèn)為知識是經(jīng)過削減、塑造、解釋和轉(zhuǎn)換的信息，簡單地說，知識是經(jīng)過加工的信息。

編輯推薦

《人工智能原理與應(yīng)用》：教學(xué)目標(biāo)明確，注重理論與實踐的結(jié)合教學(xué)方法靈活，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力教學(xué)內(nèi)容先進(jìn)，強調(diào)計算機在各專業(yè)中的應(yīng)用教學(xué)模式完善，提供配套的教學(xué)資源解決方案

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