人工智能第三章搜索推理技术

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1、第三章搜索推理技术教学内容：本章在上一章知识表示的基础上研究问题求解的方法，是人工智能研究的又一核心问题。内容包括早期搜索推理技术，如图搜索策略和消解原理；以及高级搜索推理技术，如规则演绎系统、产生式系统、系统组织技术、不确定性推理和非单调推理。教学重点：图搜索策略、消解原理、规则演绎系统、产生式系统。教学难点：启发式搜索、规则双向演绎系统等。教学方法：课堂教学为主，辅以恰当的实验。注意结合前面所学知识表示的基础内容，将其与问题求解方法融为一体。及时提问、收集学生学习情况。尽量使用实例和网络课程中的多媒体素材进行讲解。教学要求：重点掌握一般图搜索策略和消解原理，掌握各种搜索方

2、法和产生式系统原理，了解规则演绎系统的基本原理，对系统组织技术、不确定性推理和非单调推理等高级推理技术作一般性了解。3.1图搜索策略教学内容：本节介绍图搜索的一般策略，作为各种图搜索技术的基础。教学重点：图搜索的一般过程、OPEN表和CLOSE表的概念。教学难点：OPEN表和CLOSE表的物理意义。教学方法：课堂教学为主，通过提问彻底弄清图搜索的基本概念。教学要求：重点掌握图搜索一般策略，掌握OPEN表和CLOSE表的构成及作用。　1、图搜索策略的定义　　图搜索策略可看作一种在图中寻找路径的方法。初始节点和目标节点分别代表初始数据库和满足终止条件的数据库。求得把一个数据库变换

3、为另一数据库的规则序列问题就等价于求得图中的一条路径问题。研究图搜索的一般策略，能够给出图搜索过程的一般步骤。2、图搜索算法中的几个重要名词术语　　（1）OPEN表与CLOSE表　　（2）搜索图与搜索树3、图搜索(GRAPHSEARCH)的一般过程　　(1)建立一个只含有起始节点S的搜索图G，把S放到一个叫做OPEN的未扩展节点表中。　　(2)建立一个叫做CLOSED的已扩展节点表，其初始为空表。　　(3)LOOP：若OPEN表是空表，则失败退出。　　(4)选择OPEN表上的第一个节点，把它从OPEN表移出并放进CLOSED表中。称此节点为节点n。　　(5)若n为一目标节点，

4、则有解并成功退出，此解是追踪图G中沿着指针从n到S这条路径而得到的(指针将在第7步中设置)。　　(6)扩展节点n，同时生成不是n的祖先的那些后继节点的集合M。把M的这些成员作为n的后继节点添入图G中。　　(7)对那些未曾在G中出现过的(既未曾在OPEN表上或CLOSED表上出现过的)M成员设置一个通向n的指针。把M的这些成员加进OPEN表。对已经在OPEN或CLOSED表上的每一个M成员，确定是否需要更改通到n的指针方向。对已在CLOSED表上的每个M成员，确定是否需要更改图G中通向它的每个后裔节点的指针方向。　　(8)按某一任意方式或按某个探试值，重排OPEN表。　　(9)

5、GOLOOP。提问：图搜索是针对什么知识表示方法的问题求解方法？4、图搜索方法分析：　　图搜索过程的第8步对OPEN表上的节点进行排序，以便能够从中选出一个“最好”的节点作为第4步扩展用。这种排序可以是任意的即盲目的(属于盲目搜索)，也可以用以后要讨论的各种启发思想或其它准则为依据(属于启发式搜索)。每当被选作扩展的节点为目标节点时，这一过程就宣告成功结束。这时，能够重现从起始节点到目标节点的这条成功路径，其办法是从目标节点按指针向S返回追溯。当搜索树不再剩有未被扩展的端节点时，过程就以失败告终(某些节点最终可能没有后继节点，所以OPEN表可能最后变成空表)。在失败终止的情况

6、下，从起始节点出发，一定达不到目标节点。提问：什么是图搜索?其中，重排OPEN表意味着什么，重排的原则是什么?　3.2盲目搜索教学内容：介绍三种盲目搜索方法，即宽度优先搜索、深度优先搜索和等代价搜索。教学重点：盲目搜索的特点，宽度优先搜索。教学难点：等代价搜索中代价的概念。教学方法：以实例强化内容的学习，通过提问引导学生对三种方法的特点进行比较。教学要求：掌握盲目搜索的特点，比较三种盲目搜索方法的优缺点。3.2.1宽度优先搜索1、定义　　如果搜索是以接近起始节点的程度依次扩展节点的，那么这种搜索就叫做宽度优先搜索(breadth-firstsearch)。2、特点　　这种搜索

7、是逐层进行的；在对下一层的任一节点进行搜索之前，必须搜索完本层的所有节点。3、宽度优先搜索算法　　(1)把起始节点放到OPEN表中(如果该起始节点为一目标节点，则求得一个解答)。　　(2)如果OPEN是个空表，则没有解，失败退出；否则继续。　　(3)把第一个节点(节点n)从OPEN表移出，并把它放入CLOSED的扩展节点表中。　　(4)扩展节点n。如果没有后继节点，则转向上述第(2)步。　　(5)把n的所有后继节点放到OPEN表的末端，并提供从这些后继节点回到n的指针。　　(6)如果n的任一个后继节点是