人工智能期末复习资料.docx

精品文档一、智能化智能体1 .什么是智能体？什么是理性智能体？智能体的特性有哪些？智能体的分类有哪些？智能体定义：通过传感器感知所处环境并通过执行器对该环境产生作用的计算机程序及 其控制的硬件理性智能体定义：给定感知序列（percept sequence）和内在知识（built-in knowledge）, 理性智能体能够选择使得 性能度量 的期望值（expected value） 最大的行动智能体的特性：自主性（自主感知学习环境等先验知识）、反应性（Agent为实现自身 目标做出的行为）、社会性（多Agent及外在环境之间的协作协商）、进化性（Agent自主学 习，逐步适应环境变化）智能体的分类：简单反射型智能体：智能体寻找一条规则，其条件满足当前的状态（感知） ，然后执行该规则的行动基于模型的反射型智能体 ：智能体根据内部状态和当前感知更新当前状态的描述，选择符合当前状态的规则，然后执行对应规则的行动基于目标的智能体：为了达到目标选择合适的行动， 可能会考虑一个很长的可能行动序列，比反射型智能体更灵活基于效用的智能体：决定最好的选择达到自身的满足学习型智能体：自主学习，不断适应环境与修正原来的先验知识。

2 .描述几种智能体类型实例的任务环境 PFAS并说明各任务环境的属性答题举例：智能体：自动出租车司机• 性脆嚏前口安 全、快谣、守法、舒班、利泗毫人• 环珀O 咯况* 他情*乘客r打人'我才了瑞O 方向假~ 加侬麟. 到年~ 佰号灯• 传感器. W像尖.小液化屐捌、GPS. j也内“％ ％ 批IM四箭体类型件帐度■环惊执行耨传感器医学诒断系瞌恢氟更康的 扁人.费用 最小化一矗3谆设病人医院! 职员星示;问题.测试.熔断， 治疗.辔询健盘输入. 症状.检查 结果一病人 回答挑拣零件的 机器人放进正麻语 子的事件的 口分比弑有零件的 性送带，霜 于有关节的胳 瞌和手摄像去关节皓度倍感 器交互式嵬谐 戟师最大化学至 的测试成癌号空东台. 测验机构显示（语音 育成》 一绿K谎说现正遮盘编入 f语音汉别i任靠环决可观空号商定性片叁及■•春作智熊体数出布乍翼 喉郃介，语机的麻候式的可奔的乾等的手坛学德闾r 程赫静分岫机的近城式的动森的叵嫌的单任¥帏政 机黑人都分岫机的片或战的理曲随煌蝶的华交互式荚 电氯师邰分“陋机的延坡式的动态的明融的手钾,横手磁 游戏常全确立的延城式的静春的语毒的练习：给出如下智能体的任务环境描述及其属性刻画。

o 机器人足球运动员o 因特网购书智能体o 自主的火星漫游者o 数学家的定理证明助手二、用搜索法对问题求解1 .简述有信息搜索（启发式搜索）与无信息搜索（盲目搜索、非启发式搜索）的区别非启发式搜索：按已经付出的代价决定下一步 要搜索的节点具有较大的盲目性，产生较多 的无用节点，搜索空间大，效率不高启发式搜索：要用到问题自身的某些信息，以指导搜索朝着最有希望的方向前进 由于这种搜索针对性较强，因而原则上只需搜索问题的部份状态空间，搜索效率较高2 .如何评价一个算法的性能？（度量问题求解的性能）? 完备性：当问题有解时，算法是否能保证找到一个解；? 最优性：找到的解是最优解；? 时间复杂度：找到一个解需要花多长时间? 搜索中产生的节点数? 空间复杂度：在执行搜索过程中需要多少内存? 在内存中存储的最大节点数3 .简述几种搜索方式的思想非启发式搜索：广度优先搜索：首先扩展根节点，接着扩展根节点的所有后续， 然后在扩展它们的后续， 依次类推在下一层的任何节点扩展之前搜索树上本层深度的所有节点都已经扩展过代价一致搜索：扩展路径消耗最低的节点，若单步耗散相等，则等价于广度优先搜索算法深度优先搜索：扩展搜索树的当前边缘中最深的节点。

搜索直接推进到搜索树的最深层， 当最深层节点扩展完没达到目标节点则将向上回到下一个还有未扩展后续节点的稍浅的节点深度有限搜索：深度为l的节点被当做没有后续的节点对待迭代深入深度优先搜索：不断增大深度限制，直到找到目标节点代价一致搜索的迭代搜索：不断增加路径耗散限制双向搜索：运行两个同时的搜索：向前搜索（从初始状态向前搜索）和向后搜索（从目标状态向后搜索），扩展节点前检查该节点是否在另一棵树的边缘启发式搜索：贪婪最佳优先搜索： 定义一个评价函数f ,对当前的搜索状态进行评估，找出一个最有希望 的节点来扩展局部搜索算法：从单独的一个当前状态出发，只移动到相邻状态，找目标状态， 通常不保留搜索路径爬山法搜索：根据一个目标函数，找寻目前邻居中状态最好的一个 （最陡上升）贪婪局部搜索)模拟退火搜索：先高温烧热，再慢慢降温当 温度”T降低得足够慢，能找到全局最优解的概率逼近1局部剪枝搜索：按一定概率随机地从后续集合中选择 k个后续，若出现目标状态则停止， 否则再从所有后续中选择 k个最佳后续，重复这一过程遗传算法：基于进化过程中的信息遗传机制和优胜劣汰的自然选择原则的搜索算法4 .什么是启发式、启发式函数、可采纳的启发式、一致的启发式、启发式搜索？ PPT方法 对h加以限制。

评价函数 f(n) = g(n) + h(n)g(n):从初始状态s到状态n的实际耗散值h(n):启发函数，从状态n到目标的最短路径的估计耗散值f(n):从s经过n到目标的最短路径估计耗散值方法—:对'11小?以限制亍如同b(n瑾里调乱的节点序列其赠非累谕即-定义工一个启发中救-轲称h是单调C或一致3如杲E喻后节点.层足工C EJJ tKo) ： -dn#Ajo 1 J如AM) 江叫如取 力心发式肥 /则VH介M 粒，力 人"”星I卜凰#北的串I LVI佗」弋闰故L1- MJ-戒的|i I U J』 A hrj-uirii^tiic: i3 non?t i^lrrit if fcir r-vr^ry fi ccJl hl Lvcry iujczczla/cit n' of rt grrnir^rsilir ri hy 不门产 actiiork d hffi) ; -+ hfrt?If A ii caniilateint^ we have 2 - g(Hik) + h(n')=*1匚(mfiVIl + hi(n-> 应 g + h(n) =flfn) W Tfcth? + hfr" w. yE,dT + ErT.H.nC+hD .,„ W cEqc/Y -r-北”r E 为口感节点B碗的一个■»点. f为从节点 E JRJPJ打动f nr^iHl I I tdH B c(n,a,r>>) ■*(:[.n。

日M上日(n一曰》为从 j'.l n 判也 I I M b 的'虬正沼1L 对「仃您的/gn I •阿的"等」七心少・ 他而埋I成W5.简述A*算法，证明其最优性2.什么是育*中法，讪叫火是好优的：A*鸵法为一种有信息枸扁狎法.在坤法中通过评价嗡散时拽索树中的海个书点边打得 价•淄肝圻函数有两部分倒成। 足起始节点到达某个节点的筑除路径淹死，：是谍节点洌达(1标节点的曙柱消耗估计工族部分同为内发式函数入 如果由发式蜻数是口」采纳的,刚诬 整法就是依世的,.\ ^),犯 I 卜! Suppose home £LlbuptirTk^l 月 口31 白 N hai verier a L£fd an J iM I ri lh& fringe. Lt^t nbe h「i unt>>|Mndtrd 门口d若 in th白 fringe、匚h thdt n i、»n h shOrtriit pith tG Krt uptim«)Knj=血】)+山班)+ W))皿*如)•f[G2) - C(G2]•S(<32) > e(G)e(G)・"G2]> f[G) -nG2>nG) .h(dj l rirta(n) *图川+ h(n) •f【n)不 f(G)smcr h【CSJ) - Usince G2 月 tul?qpt,inMl sine士 h(G) = Ofrerrt Abovefrom Jbove51nte h is adnijssibk,£{n} + h*(n)=3#欢在下载Hence f(G2) > f(n)r and A* wilil nsvpr select G2 far eKp^n^icn6.简述智能优化方法中遗传算法的概念及优点。

遗传算法通过作用于染色体上的基因寻找好的染色体来求解问题随机产生初始群体，其中每个个体给予一个数值评价即适应度， 基于适应度来随机选择染色体，使适应性好的染色体有更多繁殖机会优点：? 随机搜索：始于搜索空间的一个随机点集， 而不像图搜索那样固定地始于初始节点 满意解? 并行搜索：从搜索空间的一个点集(种群)到另一个点集适合大规模并行计算， 有能力跳出局部最优解 算法适应性强：除确定适应度函数外几乎不需要其他先验知识? 不要求解的连续性，因此能从离散的、多极值、含噪声的高维问题中找到全局最优三、知识表不课本P42用谓词表达语句2J (1)定义谓词为k喜欢汽*： ；梅花皿*62：痛注.(三 * ) ( f融$ ( 3 flower \ \ ) V ( 3 1 )('"也(雪晔) ) V ( 3 I ) ( liken ( x ,/low, er L ) A Hkd je . flowtrl))(2)定义谓词% 丁 K)为*在*时间玩, . ■:下午-(V x ) ( pi ay 5 ( Ac ,x)(3)定义谓词：前* I %』)为彳书y n A(V 工)(ha证( t，应出)A I,应))(4)定义谓愠：理“孙”为h寻欢以*;人.(V 工) _ h%( * (右0/力儿H)) 1 ipJay( vaUtyball))］(5)定义谓词:产为/通过T允为工到i学习x：人，fttamt上，小A )为外谙考演◎ '(¥ t)「r x ,( Enjr/i.iA) ) - *r ( srtidyt r,abromi))2,2 (1> V( 3j-)(?(*,y) A*(*,y)))o (三外的辖域为 Q(叫力/ fi(y)附同公式中工为约束变元、巴人『)中的),为白由变元“(”工.冷中的1为 约束变无口(2) ( <¥J)的辖域为叫巴了)VQ(lG。

谓词公式中♦ 〃为匏束变元.小明u为自由变元口(3) ］中工)的辖域为力产［X 1f(K、〉V ( I)( Q(Xft) Ar R( t,y))(三工)的辖域为〔叫工)A- 调词公式中右聿为我束变元力为自由变元口(4)〔 ¥工)的辖域为(3y)(( 3O(P(rJ)VQ(r，C)A«(^T)K 3T 的辖域为《0 VQ6，n】J小)的辖域为P(x3)VQ(yJ)a谓词公式中R(工的y为自由变元拉为约柬 变元口2. 4 ( I ) Oltiert, i ,y ) ：ir 比.口 大口 Older( Zhang,LI) —f~* Older(LitZha.ng)(2) Man(x) ：x 为男「Man(x)。