山东大学网络教育-人工智能-期末考试试题答案

山大网络教育《人工智能》

1.首次提出“人工智能”是在（D ）年

A.1946

B.1960

C.1916

D.1956

2. 人工智能应用研究的两个最重要最广泛领域为：B

A.专家系统、自动规划

B. 专家系统、机器学习

C. 机器学习、智能控制

D. 机器学习、自然语言理解

3. 下列不是知识表示法的是 A 。

A：计算机表示法B：“与/或”图表示法

C：状态空间表示法D：产生式规则表示法

4. 下列关于不确定性知识描述错误的是 C 。

A：不确定性知识是不可以精确表示的

B：专家知识通常属于不确定性知识

C：不确定性知识是经过处理过的知识

D：不确定性知识的事实与结论的关系不是简单的“是”或“不是”。

一、填空题

1、在删除策路归结的过程中，删除以下子句：含有的子句；含有的子句；子句集中被别的子句的子句。

正确答案：纯文字#永真#类含

2、一般公认人工智能学科诞生于年。

正确答案：1956

3、在启发式搜索当中，通常用来表示启发性信息。

正确答案：启发函数

4、用谓词、量词（存在量词，全称量词、联接词（一蕴涵，个合取，V析取连接而成的复杂的符号表达式称为。

正确答案：谓词公式。

二、简答与应用题

5、何谓“图灵测试”？简单描述之，请您设计一个图灵测试问题来测试您面对的是一台机器还是一个人？

正确答案：图灵实验是为了判断一台机器是否具有智能的实验，试验由三个封闭的房间组成，分别放置主持人、参与人和机器。主持人向参与人和机器提问，通过提问的结果判断哪是人，哪是机器，如果无法判断，则这台机器具有智能，即所谓的“智能机器”

6、一个产生式系统是以整数的集合作为综合数据库，新的数据库可通过把其中任意一对元素的乘积添加到原数据库的操作来产生。设以某一个整数子集的出现作为目标条件，试说明该产生式系统是可交换的。

正确答案：说明一个产生式系统是可交换的，就是要证明该产生式系统满足可交换产生式系统的三条性质。

（1）该产生式系统以整数的集合为综合数据库，其规则是将集合中的两个整数相乘后加入到数据库中。由于原来数据库是新数据库的子集，所以原来的规则在新数据库中均可以使用。所以满案：足可交换产生式系统的第一条性质。

（2）该产生式系统以某个整数的子集的出现为目标条件，由于规则执行的结果只是向数据库中添加数据，如果原数据库中已经满足目标了，即出现了所需要的整数子集，规则的执行结果不会破坏该整数子集的出现，因此新的数据库仍然会满足目标条件。满足可交换产生式系统的第二个性质。

（3）设D是该产生式系统的一个综合数据库。对D施以一个规则序列后，得到一个新的数据库D'。该规则序列中的有些规则有些是可以应用于D的，这些规则用R1表示。有些规则是不能应用于D的，这些规则用R2表示。由于R1中的规则可以直接应用与D，所以R1中规则的应用与R2中规则的执行结果无关，也与R1中其他的规则的执行无关。所以可以认为，先将R1中所有的规则对D应用，然后再按照原来的次序应用R2中的规则。因此对于本题的情况，这样得到的综合数据库与D是相同的。而由于R1中一条规则的执行与其他的规则无关，所以R1中规则的执行顺序不会影响到最终的结果。因此满足可交换产生式系统的第三个条件。因此这样一个产生式系统是一个可交换的产生式系统。

7、什么是a-β剪枝技术？剪枝方法只是极小极大方法的一种近似，剪枝可能会遗漏掉最佳走步。这种说法是否正确？

正确答案：对于一个“与结点来说，它取当前子结点中的最小倒推值作为它倒推值的上界，称此值为β值。对于一个“或”结点来说，它取当前子结点中的最大倒推值作为它倒推值的下界，称此值为a其一般规律为：（1）任何“或”结点x的a值如果不

能降低其父结点的B值，则对结点x以下的分枝可停止搜索，并使x的倒推值为a。这种剪枝成为β剪枝。

（2）任何“与”结点x的β值如果不能升高其父结点的a值，则对结点x以下的分枝可停止搜索，并使x的倒推值为β。这种剪枝成为a剪枝上述说法是不正确的。-剪枝方法利用已经搜索的信息，剪掉哪些对于搜索最佳走步没有意义的分枝，其找到的最佳走步与极小极大方法找到的结果是一样的。而且搜索效率有很大提高

8、状态空间法、问题归约法、谓语逻辑法和语义网络法的要点是什么？它们有何本质上的联系及异同点？

正确答案：状态空间法是基于解答空间的问题表示和求解方法，是以状态和操作符为基础的。需要扩展过多的节点，容易出现“组合爆炸”，因而只适用于表示比较简单的问题。

问题归约法是从目标（要解决的问题）出发逆向推理，建立子问题以及子问题的子问题，直至最后把初始问题归约为一个平凡的本原问题集合。状态空间法是问题归纳法的一种特例。这些本原问题的解可以直接得到，从而解决了初始问题，用与或图来有效地说明问题归约法的求解途径。

谓语逻辑法是采用谓词合式公式和一阶谓词演算把要解决的问题变为一个有待证明的问题，然后采用消解定理和消解反演来证明一个新语句是从已知的正确语句导出的，从而证明这个新语句也是正确的。

语义网络法是用“节点”代替概念，用节点间的“连按弧”代替概念之间的关系。语义网络表示法的优点：结构性、联想性、自然性

三、名词解释

9、产生式系统：

正确答案：把一组领域相关的产生式放在一起，让他们互相配合、协同动作，一个产生式生成的结论一般可供另一个产生式作为前提或前提的一部分来使用，以这种方式求的问题的解，这样的一组产生式成为产生式系统。

10、人工神经网络

正确答案：是一种应用类似于大脑神经突触联接的结构进行信息处理的数学模型。在工程与学术界也常直接简称为神经网络或类神经网络

11、席尔勒的中文屋子

正确答案：又称作华语房间是由美国哲学家约翰·希尔勒在1980年设计的一个思维试验以推翻强人工智能（机能主义）提出的过强主张：只要计算机拥有了适当的程序，理论上就可以说计算机拥有它的认知状态以及可以像人一样地进行理解活动

12、一阶谓词逻辑表示法

正确答案：一种重要的知识表示方法，以数理逻辑为基础，是到目前为止能够表达人类思维和推理的一种最精确的形式语言

13、不确定推理

正确答案：是指那种建立在不确定性知识和证据的基础上的推理。它是从不确定性的初始证据出发，通过运用不确定的知识，最终退出具有一定程度的不确定性但却是合理或者近乎合理的结论的思维过程

14、机器学习

正确答案：是研究如何使用机器来模拟人类学习活动的一门科学，稍为严格的提法是机器学习是一门研究机器获取新知识和新技能并识别现有知识的学问

15、类比推理

正确答案：是根据两个或两类对象在某些属性上相同，推断出它们在另外的属性上（这一属性已为类比的一个对象所具有，另一个类比的对象那里尚未发现）也相同的一种推理

四、简答题

16、什么是机器学习？为什么要研究机器学习？

正确答案：机器学习是研究如何使用机器来模拟人类学习活动的一门学科。即机器学习是一门研究机器获取新知识和新技能，并识别现有知识的学问。

机器学习是人工智能的主要核心研究领域之一，也是现代智能系统的关键环节和瓶颈。很难想象：一个没有学习功能的系统能被称具有智能的系统。来自生物、金融与网络等各领域的数据，迫切需要分析或建立模型。

17、简述语义网络表示法的特点。

正确答案：a）结构性，语义网络把事物的属性以及事物间的各种语义联系显示

的表示出来，是一种结构化的知识表示法，b）联想性，着重强调事物间的语义联系，体现了人类思维的联想过程

c）目索引性，语义网络表示把各结点之间的联系以明确、简介的方式表示出来，通过与某一结点连接的弧很容易找出相关信息，而不必查找整个知识库。

d）自然性，是一种直观的知识表示方法，符合人们表示事物间关系的习惯e）非严格性，语义网络没有工人的形式表示体系，它没有给其结点和弧语义确切的含义。

五、单选题

18、（）学习是以实例为基础的归纳学习。

A、解释

B、决策树

C、神经网络

D、记忆

正确答案：B

19、专家系统是一个复杂的智能软件，它处理的对象是用符号表示的知识，处理的过程是（）的过程。

A、思维

B、思考

C、推理

D、递推

正确答案：C

20、匹配是将两个知识模式进行（）比较。

A、相同性

B、一致性

C、可比性

D、同类性

正确答案：B

21、下述（）不是人工智能中常用的知识格式化表示方法。

A、框架表示法

B、状态空间表示法

C、语义网络表示法

D、形象描写表示法

正确答案：D

22、人工智能的目的是让机器能够（）。

A、具有智能

B、和人一样工作以实现某些脑力劳动的机械化。

C、完全代替人的大脑

D、模拟、延伸和扩展人的智能

正确答案：D

23、语义网络的组成部分为：（）。

A、框架和弧线

B、状态和算符

C、结点和链

D、槽和值

正确答案：C

24、消解原理是一种用于（）A、表达式变换的推理规则B、变量运算的推理规则C、一定的子句公式的推理规则D、规则演绎的推理规则

正确答案：D

25、产生式系统的推理不包括（）。

A、正向推理

B、逆向推理

C、双向推理

D、简单推理

正确答案：D

26、子句~PVQ和P经过消解以后，得到（）A、PB、Q C、~P D、PvQ

正确答案：B

27、要想让机器具有智能，必须让机器具有知识。因此，在人工智能中有一个研究领域，主要研究计算机如何自动获取知识和技能，实现自我完善，这门研究分支学科叫（）。

A、专家系统

B、机器学习

C、神经网络

D、模式识别

正确答案：B

28、谓词公式vx（P（x）vayR（y）>Q（x）中变元是（）。

A、自由变量

B、约束变量

C、既不是自由变量也不是约束变量

D、既是自由变量也是约束变量

正确答案：D

29、下列不在人工智能系统的知识包含的4个要素中的是（）。

A、事实

B、规则

C、控制和元知识

正确答案：D

30、被认为是人工智能“元年”的时间应为：（）

A、1948年

B、1946年

C、1956年

D、1961年

正确答案：C

31、语义网络是对知识的有向图表示方法。一个语义网络是由一些以有向图表示的（）连接而成。

A、三元组（结点1，弧，结点2）

B、四元组（对象，属性，值，不确定度量值）

C、树状图

D、规则公式

正确答案：A

xx学校

2012—2013学年度第二学期期末试卷

考试课程：《人工智能》考核类型：考试A卷

考试形式：开卷出卷教师：

考试专业：考试班级：

一单项选择题（每小题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. 人工智能应用研究的两个最重要最广泛领域为：B

A.专家系统、自动规划

B. 专家系统、机器学习

C. 机器学习、智能控制

D. 机器学习、自然语言理解

3. 下列不是知识表示法的是 A 。

A：计算机表示法B：“与/或”图表示法

C：状态空间表示法D：产生式规则表示法

4. 下列关于不确定性知识描述错误的是 C 。

A：不确定性知识是不可以精确表示的

B：专家知识通常属于不确定性知识

C：不确定性知识是经过处理过的知识

D：不确定性知识的事实与结论的关系不是简单的“是”或“不是”。

5. 下图是一个迷宫，S0是入口，S g是出口，把入口作为初始节点，出口作为目标节点，通道作为分支，画出从入口S0出发，寻找出口Sg的状态树。根据深度优先搜索方法搜索的路径是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

二填空题（每空2分，共20分）

1.目前人工智能的主要学派有三家：符号主义、进化主义和连接主义。

2. 问题的状态空间包含三种说明的集合，初始状态集合S、操作符集合F以及目标状态集合

G 。

3、启发式搜索中，利用一些线索来帮助足迹选择搜索方向，这些线索称为启发式(Heuristic)信息。

4、计算智能是人工智能研究的新内容，涉及神经计算、模糊计算和进化计算等。

5、不确定性推理主要有两种不确定性，即关于结论的不确定性和关于证据的不确定性。

三名称解释（每词4分，共20分）

人工智能专家系统遗传算法机器学习数据挖掘

答：（1）人工智能

人工智能(Artificial Intelligence) ，英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等

（2）专家系统

专家系统是一个含有大量的某个领域专家水平的知识与经验智能计算机程序系统,能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题.简而言之,专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统

（3）遗传算法

遗传算法是一种以“电子束搜索”特点抑制搜索空间的计算量爆炸的搜索方法，它能以解空间的多点充分搜索，运用基因算法，反复交叉，以突变方式的操作，模拟事物内部多样性和对环境变化的高度适应性，其特点是操作性强，并能同时避免陷入局部极小点，使问题快速地全局收敛，是一类能将多个信息全局利用的自律分散系统。运用遗传算法(GA)等进化方法制成的可进化硬件(EHW)，可产生超出现有模型的技术综合及设计者能力的新颖电路，特别是GA 独特的全局优化性能，使其自学习、自适应、自组织、自进化能力获得更充分的发挥，为在无人空间场所进行自动综合、扩展大规模并行处理(MPP)以及实时、灵活地配置、调用基于EPGA 的函数级EHW，解决多维空间中不确定性的复杂问题开通了航向

（4）机器学习

机器学习(Machine Learning)是一门多领域交叉学科，涉及概率论、统计学、逼近论、凸分析、算法复杂度理论等多门学科。专门研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为，以获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能。它是人工智能的核心，是使计算机具有智能的根本途径，其应用遍及人工智能的各个领域，它主要使用归纳、综合而不是演绎

（5）数据挖掘

数据挖掘是指从数据集合中自动抽取隐藏在数据中的那些有用信息的非平凡过程，这些信息的表现形式为：规则、概念、规律及模式等。它可帮助决策者分析历史数据及当前数据，并从中发现隐藏的关系和模式，进而预测未来可能发生的行为。数据挖掘的过程也叫知识发现的过程。

四简答题（每小题5分，共30分）

1.人工智能有哪些研究领域和应用领域？

答：（1）研究领域

自然语言处理，知识表现，智能搜索，推理，规划，机器学习，知识获取，组合调度问题，感知问题，模式识别，逻辑程序设计，软计算，不精确和不确定的管理，人工生命，神经网络，复杂系统，遗传算法

（2）应用领域

智能控制，机器人学，语言和图像理解，遗传编程

2.简述模式识别的基本过程

答：（1）信息获取

（2）预处理：对获取信号进行规范化等各种处理

（3）特征提取与选择：将识别样本构造成便于比较、分析的描述量即特征向量

（4）分类器设计：由训练过程将训练样本提供的信息变为判别事物的判别函数

（5）分类决策：对样本特征分量按判别函数的计算结果进行分类

3. 状态空间法、谓词逻辑法和语义网络的要点分别是什么？

答：（1）状态空间法是以状态和算符为基础来表示和求解问题的，三个要点是：状态，算符，问题的状态空间

（2）谓词逻辑法要点：命题真值，论域与谓词，连接词和量词，项与合式公式，自由变元和约束变元

（3）语义网络要点：类属关系，包含关系，属性关系，时间关系，位置关系，相近关系，推论关系

4. 简述Agent的定义和基本特征

答：（1）Agent定义：Agent指的是一种实体，而且是一种具有智能的实体。这种实体可以是智能软件、智能设备、智能机器人或智能计算机系统等等，甚至也可以是人

（2）Agent基本特征：

a. 自主性

Agent具有属于其自身的计算资源和局部于自身的行为控制机制,能够在没有外界直接操纵的情况下,根据其内部状态和感知到的环境信息,决定和控制自身的行为。例如,SNMP中的agent 就是独立运行在被管理单元上的自主进程。

b. 交互性

Agent能够与其他Agent(包括人),用Agent通信语言实施灵活多样的交互,能够有效地与其他Agent协同工作。例如,一个Internet上的用户需要使用Agent通信语言向主动服务Agent陈

述信息需求。

c. 反应性

Agent能够感知所处的环境(可能是物理世界,操纵图形界面的用户,或其他Agent等),并对相关事件作出适时反应。例如,一个模拟飞机的Agent能够对用户的操纵作出适时反应。

d. 主动性

Agent能够遵循承诺采取主动行动,表现出面向目标的行为。例如,一个Internet上的主动服务Agent,在获得新的信息之后能够按照约定主动将其提交给需要的用户;一个工作流管理Agent,能够按照约定将最新的工作进展情况主动通报给有关的工作站

5.根据自己的理解给出人工神经网络的定义，并指出其特征。

答：（1）人工神经网络是一种应用类似于大脑神经突触联接的结构进行信息处理的数学模型（2）特征：a. 非线性非线性关系是自然界的普遍特性。大脑智慧就是一种非线性现象。人工神经元处于激活或抑制二种不同的状态，这种行为在数学上表现为一种非线性关系。具有阈值的神经元构成的网络具有更好的性能，可以提高容错性和存储量

b. 非局限性一个神经网络通常由多个神经元广泛连接而成。一个系统的整体行为不仅取决于

单个神经元的特征，而且可能主要由单元之间的相互作用、相互连接所决定。通过单元之间的大量连接模拟大脑的非局限性。联想记忆是非局限性的典型例子

c. 非常定性人工神经网络具有自适应、自组织、自学习能力。神经网络不但处理的信息可以

有各种变化，而且在处理信息的同时，非线性动力系统本身也在不断变化。经常采用迭代过程描写动力系统的演化过程

d. 非凸性一个系统的演化方向，在一定条件下将取决于某个特定的状态函数。例如能量函数，

它的极值相应于系统比较稳定的状态。非凸性是指这种函数有多个极值，故系统具有多个较稳定的平衡态，这将导致系统演化的多样性

6.有一个农夫带一只狐狸、一只小羊和一篮菜过河。假设农夫每次只能带一样东西过河，考虑

安全，无农夫看管时，狐狸和小羊不能在一起，小羊和菜篮不能在一起。试设计求解该问题的状态空间，并画出状态空间图。

答：以变量m、f、s、v分别指示农夫、狐狸、小羊、菜,且每个变量只可取值1(表示在左岸)或0(表示在右岸)。问题状态可以四元组(m、f、s、v)描述,设初始状态下均在左岸,目标状态下都到达右岸。从而,问题求解任务可描述为

(1, 1, 1, 1) ->(0, 0, 0, 0)

由于问题简单,状态空间中可能的状态总数为2×2×2×2 = 16,由于要遵从安全限制,合法的状态只有(除初、目状态外):

1110，1101，1011，1010，0101，0001，0010，0100；

不合法状态有: 0111,1000,1100,0011,0110,1001

设计二类操作算子:Lx、Rx,x为m、f、s、v时分别指示农夫独自,带狐狸,带小羊,带菜过河；状态空间图如下所示.由于Lx和Rx是互逆操作,故而解答路径可有无数条,但最近的只有二条;都是7个操作步

五．综述题（20分）

1. （本题10分）对于八数码难题按下式定义估价函数：

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

其中，d(x)为节点x 的深度；h(x)是所有棋子偏离目标位置的曼哈顿距离（棋子偏离目标位置的水平距离和垂直距离和），例如下图所示的初始状态S 0：8的曼哈顿距离为2；2的曼哈顿距离为1；1的曼哈顿距离为1；6的曼哈顿距离为1；h(S 0)= 5。

初始状态（S 0）

（1）用A *表的内容和当前扩展节点的f 值。

（2）画出搜索树和当前扩展节点的f 值。

解：（1）如下表

（2）搜索树如下图，右上角的数字是其估价函数值

2.(本题10)您认为《人工智能》课程的哪一部分内容对您的毕业设计或者您以后的工作特别有用？如果有，请叙述其原理；如果没有，请您谈谈人工智能的发展对人类有哪些的影响？

答：我认为人工智能的发展对人类的影响主要有以下五个方面

（1）劳务就业问题。由于人工智能能够代替人类进行各种脑力劳动，例如用专家系统代替管理人员或医生进行决策或诊断与治疗病人疾病，所以，将会使一部分人不得不改变他们的工种，甚至造成失业。人工智能在科技和工程中的应用，会使一些人失去介入信息处理活动(如规划、诊断、理解和决策等)的机会，甚至不得不改变自己的工作方式。

（2）社会结构变化。人们一方面希望人工智能和智能机器能够代替人类从事各种劳动，另一方面又担心它们的发展会引起新的社会问题。实际上，近十多年来，社会结构正在发生一种静悄悄的变化。

（3）思维方式与观念的变化。人工智能的发展与推广应用，将影响到人类的思维方式和传统观念，并使它们发生改变。过分地依赖计算机的建议而不加分析地接受，将会使智能机器用户的认知能力下降，并增加误解。

（4）心理上的威胁。人工智能还使一部分社会成员感到心理上的威胁，或叫做精神威胁。人们一般认为，只有人类才具有感知精神，而且以此与机器相别。如果有一天，这些人开始相信机器也能够思维和创作，那么他们可能会感到失望，甚至感到威胁。他们担心：有朝一日，智能机器的人工智能会超过人类的自然智能，使人类沦为智能机器和智能系统的奴隶。

（5）技术失控的危险。任何新技术最大危险莫过于人类对它失去了控制，或者是它落入那些企图利用新技术反对人类的人手中