人工智能的理论基础及教学组织

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1、人工智能的理论基础及教学组织人工智能(ArtificialIntelligence)是信息技术的前沿领域.让中学生接触科技前沿,对发展他们的科技,研究意识有重大的意义.但人工智能是一个正在发展的学科,必然会给教学带来较大的困难.如何让学生理解人工智能的基本原理及其实质而不仅仅是让他们记住一大堆概念,将是信息技术教育面临的一大难题,需要引起特别的关注.一,人工智能与人类认知人工智能一开始就是一个多学科交叉的领域,但是就其研究的实质来说则可以归结为如何使机器(计算机)获得类似人类认知(智能)的能力,让机器模拟或代替人的某些智能.相对于人脑的智能而言,人

2、工智能也可称之为"机器智能"或"智能模拟",或者可以说"人工智能是探索和模拟人的感觉和思维过程的规律并进而设计出类似人的某些智能的自动机的科学".事实上,关于人工智能研究和认知心理学研究6可以归结到认知科学的框架下来理解.及浙江师范大学教育技术系周跃良■北京师范大学网络教育实验室张燕人脑的智能通常称为智慧,是指人认识客观事物并运用知识解决实际问题的能力,集中表现为观察,记忆,想像,推理,判断等心理过程,是人类对外界输入的信息进行处理,加工和应用的活动.人工智能就是对人的这些认知能力的模拟.模拟有结构模拟和功能模拟两种方式.人脑是一个极端复杂的系统,

3、现代科学目前尚不可能在人脑神经系统结构基础上进行模拟,目前的人工智能,实际上只是对人脑处理,加工和运用信息的功能模拟.由于人的思维是以人脑的生理活动为基础的一种精神活动,因而对人脑思维的功能模拟也包括两个方面:一是以电脑机器装置的物理运动,从功能上模拟人脑的神经细胞的生理活动.人脑的神经细胞通过神经脉冲,传递"兴奋"和"抑制"两种状态,电脑则利用电脉冲,产生"接通"和"断开"两种状态,采取"l"和"0"的二进制方式对这种传递加以模拟.二是以电脑的信息过程,从功能上模拟人脑的精神活动.可以把人脑的思维过程和机器处理信SETI@home的资料来源于波多

4、黎哥Arecibo的无线电望远镜所收集的信息.本次观测自l998年l0月开始,每天收集约35G资料,因为该处没有足够的网路频宽,因此只能录制磁带,以传统邮寄的方式传送,资料再分割成每单位约350K,通过Internet传送到参与者的电脑,借分散运算来处理庞大的资料.由于SETI@hOme项目没有得到国家的专项拨款费,所以只好请全世界的PC帮忙.参与这个活动的人没有任何奖赏,只有默默奉献.不过,根据反馈回来的数据片断数量的多少统计,虽然到目前为止尚未找到外星人,但是,SETI@hOme项目却有力地证明网格计算是行之有效的.从SETI@home项目正式

5、启动以来,已经有460多万志愿者参加了这个项目,他们从指定的站点下载射电望远镜收集的信息片断,用自己的计算机运行分析,从中寻找宇宙中生命的迹象,平均每位参与者让自己的电脑为SETI@home工作了l4个小时,这相当于使用一台PC机工作l50多万年,相当于使用超级计算机工作上百年.该项目充分利用了分布在世界各地计算机的力量,虽然整4-计划耗资只有50万美元,却拥有强大的威力.有兴趣的读者可以登录http://setiathome.ss1.berkeley.-htm】(h七tp://equn.锄倒cn/index.htm)网站,了解或亲自参与该项目.一

6、参考文献:『llhtW://www.hitek.com『2]htW://www.chinatranslate.net『31htw://wwwO0.zdnet.com.cn:88『41尹朝庆,尹皓编着.人工智能与专家系统.中国水利水电出版社.2002息的过程分为五个相应的部分:①用机器的输入器模拟人的眼,耳,鼻,舌,皮肤等感官,接收外界的信息;②用机器的存储器模拟人脑对信息的记忆功能,把已接收的信息积累起来,以供随时使用;③用机器的运算机模拟人脑对信息加工,分析,处理的过程;④用机器的控制器模拟人脑的调节,指挥作用,以调节各方面信息,指挥各项指令正常

7、进行;⑤用机器的输出模拟人的效应器官,用以输出信息.这说明人工智能与人类认知的研究有一种共生的,相互促进的关系,可以从对方的发展中获益.其中认知心理学关于人类认知过程尤其是高级思维过程的研究,为人工智能学者编制体现人的智能行为的计算机程序提供了理论基础.反过来,人工智能的研究在某种程度上又促进了认知心理学的研究.众所周知,思维的生理机制至今仍是科学上尚未解决的难题.由于人脑内部组元数量极其庞大,组元间生化反应非常复杂,用结构方'法研究人脑有很大的局限性.由于人的思维是一种生命活动的结果,采用解剖方法是不可能对其作出很好的解释的.人工智能另辟蹊径,主

8、要采用黑箱功能模拟法研究人的思维机制,进展令人鼓舞.人工智能对人脑的感受,记忆,演绎,选择四种基本功能已通过电子计算机实现