最新《人工智能》PPT课件教学讲义ppt.ppt

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1、《人工智能》PPT课件第二章知识表达技术课程的基本内容与要求知识的概念与含义，知识类型和知识模型的变换；重点介绍几种常用的知识表达法——状态空间表示法、与/或图表示法、产生式系统、知识的逻辑表达方法、语义网络、框架表达法、特征表表达法和面向对象的表达法。掌握知识表达的基本概念，学会划分知识的类型和理解知识模型变换在解决人工智能问题的过程中的作用与意义；学会如何将一个具体的问题，用所介绍的知识表达方法来表示；初步体会在各种知识表达方法中，其知识机构是如何随知识的运用而变化的。1-5节（学时）重点：5节7节（学时）重点：7节6，8-10节（学时）重点：8节9/19/20212第二章

2、知识表达技术2．1知识的概念与含义智能行为——知识——对知识的获取、表达、搜索、分析、解答等智能能力人的智能的核心也在于“知识”感性知识与理性知识，经验知识与理论知识智能表现在：知识的获取能力知识的处理能力知识的运用能力知识：是人们对自然现象的认识和从中总结出来的规律、经验9/19/20213第二章知识表达技术2．2知识表达技术【例2．1】方格棋盘分割问题原始问题:2n×2n方格盘，去掉对顶角上两方格，问能否将它分割为若干1×2长方块？9/19/20217第二章知识表达技术2．2知识表达技术【例2．1】方格棋盘分割问题原始问题:2n×2n方格盘，去掉对顶角上两方格，问能否将它分

3、割为若干1×2长方块？直接求解:考察(2**(2n))**2种可能分割方案，且随着n增大，会“组合爆炸”同构问题:方格相间着色,无论n为何值，对顶角上两方格同色，去掉后白格与黑格的数目间差值为2——>最后剩的必是同色两方格——>因同构问题无解，果等价的原始问题无解。同态问题：同态变换——序对<小黑格数，小白格数>。初始状态：<2n2,2n2-2>，目标状态：<0,0>。分割操作：每操作，分割出一长方块，割去一白格和一黑格，使状态变量都减去1。经过2n2-2次操作后，状态变为<2,0>，不可能达到<0,0>——>因同态问题无解，蕴含着其原始问题也无解9/19/20218第二章知识

4、表达技术2．3状态空间表达状态用来表示系统状态,事实等叙述型知识的一组变量或数组Q=[q1,q2,…qn]t操作是用来表示引起状态变化的过程型知识的一组关系或函数F:{f1,f2,…fm}状态空间(StateSpace)是利用状态变量和操作符号，表示系统或问题的有关知识的符号体系，状态空间是一个四元组（S，O，S0，G）：S—状态集合;O—操作算子集合;S0—初始状态,S0S;G—目的状态,GS,(G可若干具体状态，也可满足某些性质的路径信息描述)从S0结点到G结点的路径被称为求解路径。状态空间一解是一有限操作算子序列，它使初始状态转换为目标状态：O1O2O3OkS0

5、S1S2……G其中O1，…，Ok即为状态空间的一个解(解往往不是唯一的)9/19/20219第二章知识表达技术2．3状态空间表达【例2．2】八数码问题的状态空间在一3×3方格盘，放1到8八个数码，另一格为空。空格四周上下左右数码可移到空格。一布局：23158467八数码任何一种摆法就是一个状态，所有的摆法为状态集S，构成了一个状态空间，其大小为9！相应操作算子是数码移动，其操作算子共有4（方向）×8（数码）=32个。可简化为4个：Up，Left，Down，Right9/19/202110第二章知识表达技术2．4与/或图表达法超图树图与/或树在求解问题时

6、的两种思维方法：分解：将复杂大问题分解为一组简单小问题若所有子问题都解决了，则总问题也解决了，这是“与”的逻辑关系——“与”树变换：将较难问题变换为较易等价/等效问题若一难问题可以等价变换为几个容易问题，则任何一个容易问题解决了，也就解决了原有难问题，这是“或”的逻辑关系——“或”树兼用“分解”和“变换”方法——“与/或”树9/19/202111第二章知识表达技术2．4与/或图表达法【例2．3】猴子和香蕉问题设机器人“猴子”位于a处，目的物“香蕉”挂在c处上方，猴子想吃香蕉，但高度不够，拿不着。在b处有可移动的台子，若猴子站在台子上，就可以拿到香蕉。问题是制定机器人的行动计划，

7、使猴子能拿到香蕉。香蕉a猴子cb台子9/19/202112第二章知识表达技术2．4与/或图表达法【例2．3】猴子和香蕉问题状态空间法:四元数组描述：S=(w,x,y,z)其中：w：猴子所处水平位置x：台子所在水平位置y：猴子是否在台子上（y=1:在;y=0:不在）z：猴子是否能拿到香蕉（z=1:拿到;z=0:没拿到）可能出现的状态如下：S0=(a,b,0,0)S1=(b,b,0,0)S2=(c,c,0,0)S3=(c,c,1,0)S4=(c,c,1,1)其中S0为初始状态，S4为目标状态9/