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江苏技术师范学院 — 学年第 学期 《人工智能与专家系统》试卷（1）参考答案与评分标准
问答题（每题5分，共50分）
1．人工智能是何时、何地、怎样诞生的？（5分）
答：人工智能于1956年夏季在美国达特茅斯（Dartmouth）大学诞生。（3分） 1956年夏季，美国的一些从事数学、心理学、计算机科学、信息论和神经学研究的年轻学者，汇聚在Dartmouth大学，举办了一次长达两个月的学术讨论会，认真而热烈地讨论了用机器模拟人类智能的问题。在这次会议上，第一次使用了“人工智能”这一术语，以代表有关机器智能这一研究方向。这是人类历史上第一次人工智能研讨会，标志着人工智能学科的诞生，具有十分重要的意义。（2分）
2．行为主义是人工智能的主要学派之一，它的基本观点是什么？（5分） 答：行为主义，又称进化主义或控制论学派。这种观点认为智能取决于感知和行动（所以被称为行为主义），它不需要知识、不需要表示、不需要推理。其原理是控制论和感知——动作型控制系统。
3．什么是知识表示？在选择知识表示方法时，应该考虑哪几个因素？（5分） 答：知识表示是研究用机器表示知识的可行性、有效性的般方法，是一种数据结构与控制结构的统一体，既考虑知识的存储又考虑知识的使用。知识表示实际上就是对人类知识的一种描述，以把人类知识表示成计算机能够处理的数据结构。对知识进行表示的过程就是把知识编码成某种数据结构的过程。（3分）
在选择知识表示方法时，应该考虑以下几个因素：(1)能否充分表示相关的领域知识；(2)是否有利于对知识的利用；(3)是否便于知识的组织、维护和管理；(4)是否便于理解和实现。（2分）
4．框架表示法有什么特点？（5分）
答：框架表示法有如下特点：结构性、继承性、自然性。（5分）
5．何谓产生式系统？它由哪几部分组成？（5分）
答：把一组产生式放在一起，让它们相互配合，协同作用，一个产生式生成的结论可以供另一个产生式作为已知事实使用，以求得问题的解，这样的系统称为产生式系统。（2分）
产生式系统一般由三个基本部分组成：规则库、综合数据库和推理机。（3分） 6．产生式系统中，推理机的推理方式有哪几种？请分别解释说明。（5分） 答：产生式系统推理机的推理方式有正向推理、反向推理和双向推理三种。 正向推理：正向推理是从己知事实出发，通过规则库求得结果。
反向推理：反向推理是从目标出发，反向使用规则，求证已知的事实。
双向推理：双向推理是既自顶向下又自底向上的推理。推理从两个方向进行，直至在某个中间界面上两方向结果相符便成功结束；如两方衔接不上，则推理失败。
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7．什么是搜索？有哪两大类不同的搜索方法？（5分）
答：搜索是一种求解问题的方法，是寻找从问题初始事实最终答案的推理路线的一种过程。在利用这种方法求解问题，要按照一定的策略，从知识库中寻找可利用的知识，从而构造一条使问题获得解决的推理路线。（3分）
有两大类搜索方法，即盲目搜索和启发式搜索。（2分）
8．什么是盲目搜索？主要有几种盲目搜索策略？（5分）
答：盲目搜索又称无信息搜索，即在搜索过程中，只按预先规定的搜索控制策略进行搜索，而没有任何中间信息来改变这些控制策略。（2分）
主要的盲目搜索策略有：宽度优先搜索、深度优先搜索、有界深度优先搜索、代价树的宽度优先搜索和代价树的深度优先搜索。（3分）
9．证据传递的不确定性指什么？（5分）
答：在推理过程中常常有这种情况：一条规则的结论又是另一条规则的前提。这样，不确定的初始证据就会沿着这条推理链向下传递，其不确定性在传递的过程中会伴随着规则的不确定性不断地放大或缩小。 （5分）
10．请用一阶谓词逻辑法表示：“有的人喜欢梅花，有的人喜欢菊花，有的人既喜欢梅花又喜欢菊花”。（5分）
答：定义谓词及个体。设LIKE(x,y)表示：x喜欢y , Meihua表示梅花，Juhua表示菊花。（1分）
则：（4分）
(?x)LIKE(x,Meihua)?(?y)LIKE(y,Juhua)?(?z)(LIKE(z,Meihua)?LIKE(z,Juhua))
证明与推理（每题8分 ，共16分）
1. 每个储蓄的人都是为了获取利息。求证：对某个人来说，如果不能获取利息，则他就不会储蓄。 证明：
定义谓词。Save(x)：表示x储蓄钱；Interest(x)：表示x获得利息。(2分) 将前提和要求证的问题之否定化成子句集: (3分) (1)～Save(x)∨Interest(x) (2)～Interest(y) (3) Save(y)
利用归结原理对上面的子句集中的子句进行归结: (3分) (4)～Save(y) (1)与(2)归结，σ＝{y/x} (5) NIL (3)与(4)归结 证毕。
2. 任何兄弟都有同一个父亲，John和Peter是兄弟，且John的父亲是David，问Peter的父亲是谁？（8分）
解：定义谓词。Father(x,y)：x是y的父亲；Brother(x,y)：x和y是兄弟。（2分）
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然后将已知条件和问题用谓词公式表示出来，并将问题公式的否定与谓词ANSWER做析取，得到子句集：（3分）
(1)～Brother(x,y)∨～Father(z,x)∨Father(z,y) (2) Brother(John,Peter) (3) Father(David,John)
(4)～Father(u,Peter)∨ANSWER(u) 应用归结原理进行归结: （3分）
(5)～Brother(John,y)∨Father(David,y)
(1)与(3)归结,σ＝｛David/z,John/x｝ (6)～Brother(John,Peter)∨ANSWER(David)
(4)与(5)归结,σ＝｛David/u,Peter/y｝ (7) ANSWER(David) (2)与(6)归结
得到了归结式ANSWER(David)，答案即在其中，所u = David，即Peter的父亲是David。
计算题（8分）
1．在MYCIN系统中，有三条推出链球菌的规则，设其可信度因子分别是CF1= 0.21，CF2 = 0.5， CF3 =－0.4，求：结论H的综合可信度CF1,2,3(H)。
解：首先计算CF1,2 (H)。此时CF1 >0，CF2> 0，所以使用组合函数公式中的第一个分支，即：CF1,2(H)=CF1+CF2(1－CF1)=0.21+0.5×(1－0.21) = 0.605 （4分）
然后再计算CF1,2(H)和CF3的组合。因为CF3<0，所以应该使用组合函数公式的第三个分支，即：CF1,2,3(H)＝(CF1,2＋CF3)／(1－min{∣CF1,2∣,∣CF3∣})＝0.34 （4分）
应用题（共26分）
1．设在语义网络系统的知识库中，存有下列事实的语义网络： （8分） 山西大学是一个学校，位于太原市，建立时间是1902年。 （1） 画出这一事实的语义网络；
（2）假若将要求解的问题是：山西大学位于哪个城市？如何利用语义网络进行推理求解呢？
解：（1）有关山西大学的语义网络如下：（4分）
（2） 首先将待求解的间题表示成一个局部的语义网络，如下图所示：（2分）
然后到语义网络系统的知识库中去匹配就会发现，与待求问题局部网络未知处相匹配的事实是“太原市”。所以，这个问题的解就是太原市。 （2分）
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2．求如下图所示的交通图中最小费用路线，设出发地是A城，目的地是E城，边上的数字代表交通费。（1）画出本问题的代价树；（2）对代价树进行广度优先搜索和深度优先搜索，得到的路线分别是什么？ （8分）
解：代价树如下：（4分）
广度优先搜索得到的路线：A→C→D→E （2分） 深度优先搜索得到的路线：A→C→D→E （2分）
3．一个专家系统可以简单地判断一个城市是不是一个值得旅游的城市，其知识库（CITY库）中包含17个事实和10条规则（Ri表示第i条规则，Fi表示第i个事实）。
R1: IF 好的城市 AND 有好的餐馆 THEN 是值得旅游的城市 R2: IF 是历史名城 THEN 是值得旅游的城市
R3: IF 当地人热情好客 AND 有民俗学传统 THEN 是值得旅游的城市
R4: IF 有很多古迹 AND 有茂盛的草木 THEN 好的城市 R5: IF 有本地的烹调传统 THEN 有好的餐馆 R6: IF 有法国餐馆 THEN 有好的餐馆 R7: IF 有意大利餐馆 THEN 有好的餐馆
RS: IF 有很多博物馆 AND 是古老的城市 THEN 是历史名城 R9: IF 是南方国家 AND 商业自由 THEN 当地人热情好客
R10: IF 有很多公园 AND 有很多林荫大道 THEN 有茂盛的草木 （1）在下表中将CITY库中事实的属性填写完整，属性为可询问和不可询问。
CITY库中的事实
编 号 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 名 字 当地人热情好客 好的城市 有好的餐馆 商业自由 有很多林荫大道 有很多古迹 有很多博物馆 属 性 不可询问 不可询问 可询问 可询问 第 4 页 共 60 页
F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15 F16 F17 有很多公园 是南方国家 有法国餐馆 有意大利餐馆 有本地的烹调传统 有民俗学传统 有茂盛的草木 是古老的城市 是历史名城 是值得旅游的城市 可询问 可询问 可询问 不可询问 可询问 （2）画出CITY库的与/或树
解：（1）不可询问、可询问、可询问、可询问、可询问、可询问、不可询问、不可询问（每个属性0.5分，共4分）
（2）与/或树如下：（6分）
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