大學(xué)人工智能期末考試題

江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)年第學(xué)期

《人工智能與專家系統(tǒng)》試卷（1）參考答案與評分標準

問答題（每題5分，共50分）

1.人工智能是何時、何地、怎樣誕生的？（5分）

答：人工智能于1956年夏季在美國達特茅斯（Dartmouth）大學(xué)誕生。（3分）

1956年夏季，美國的一些從事數(shù)學(xué)、心理學(xué)、計算機科學(xué)、信息論和神經(jīng)學(xué)研

究的年輕學(xué)者，匯聚在Dartmouth大學(xué)，舉辦了一次長達兩個月的學(xué)術(shù)討論會，認

真而熱烈地討論了用機器模擬人類智能的問題。在這次會議上，第一次使用了“人

工智能”這一術(shù)語，以代表有關(guān)機器智能這一研究方向。這是人類歷史上第一次人

D|T

源工智能研討會，標志著人工智能學(xué)科的誕生，具有十分重要的意義。（2分）

2.行為主義是人工智能的主要學(xué)派之一，它的基本觀點是什么？（5分）

答：行為主義，又稱進化主義或控制論學(xué)派。這種觀點認為智能取決于感知和

行動（所以被稱為行為主義），它不需要知識、不需要表示、不需要推理。其原理

是控制論和感知——動作型控制系統(tǒng)。

3.什么是知識表示？在選擇知識表示方法時，應(yīng)該考慮哪幾個因素？（5分）

答：知識表示是研究用機器表示知識的可行性、有效性的般方法，是一種數(shù)據(jù)

結(jié)構(gòu)與控制結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一體，既考慮知識的存儲又考慮知識的使用。知識表示實際上

就是對人類知識的一種描述，以把人類知識表示成計算機能夠處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對

知識進行表示的過程就是把知識編碼成某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的過程。（3分）

在選擇知識表示方法時，應(yīng)該考慮以下兒個因素：（1）能否充分表示相關(guān)的領(lǐng)

域知識；（2）是否有利于對知識的利用；（3）是否便于知識的組織、維護和管理；（4）

垃是否便于理解和實現(xiàn)。（2分）

強

4.框架表示法有什么特點？（5分）

答：框架表示法有如下特點：結(jié)構(gòu)性、繼承性、自然性。（5分）

5.何謂產(chǎn)生式系統(tǒng)？它由哪幾部分組成？（5分）

答：把一組產(chǎn)生式放在一起，讓它們相互配合，協(xié)同作用，一個產(chǎn)生式生成的

結(jié)論可以供另一個產(chǎn)生式作為已知事實使用，以求得問題的解，這樣的系統(tǒng)稱為產(chǎn)

生式系統(tǒng)。（2分）

產(chǎn)生式系統(tǒng)一般由三個基本部分組成：規(guī)則庫、綜合數(shù)據(jù)庫和推理機。（3分）

6.產(chǎn)生式系統(tǒng)中，推理機的推理方式有哪幾種？請分別解釋說明。（5分）

答：產(chǎn)生式系統(tǒng)推理機的推理方式有正向推理、反向推理和雙向推理三種。

正向推理：正向推理是從己知事實出發(fā)，通過規(guī)則庫求得結(jié)果。

反向推理：反向推理是從目標出發(fā)，反向使用規(guī)則，求證已知的事實。

雙向推理：雙向推理是既自頂向下又自底向上的推理。推理從兩個方向進行，

界直至在某個中間界面上兩方向結(jié)果相符便成功結(jié)束；如兩方銜接不上，則推理失敗。

7.什么是搜索？有哪兩大類不同的搜索方法？(5分)

答：搜索是一種求解問題的方法，是尋找從問題初始事實最終答案的推理路線

的一種過程。在利用這種方法求解問題，要按照一定的策略，從知識庫中尋找可利

用的知識，從而構(gòu)造一條使問題獲得解決的推理路線。(3分)

有兩大類搜索方法，即盲目搜索和啟發(fā)式搜索。(2分)

8.什么是盲目搜索？主要有兒種盲目搜索策略？(5分)

答：盲目搜索又稱無信息搜索，即在搜索過程中，只按預(yù)先規(guī)定的搜索控制策

略進行搜索，而沒有任何中間信息來改變這些控制策略。(2分)

主要的盲目搜索策略有：寬度優(yōu)先搜索、深度優(yōu)先搜索、有界深度優(yōu)先搜索、

代價樹的寬度優(yōu)先搜索和代價樹的深度優(yōu)先搜索。(3分)

9.證據(jù)傳遞的不確定性指什么？(5分)

答：在推理過程中常常有這種情況：一條規(guī)則的結(jié)論又是另一條規(guī)則的前提。

這樣，不確定的初始證據(jù)就會沿著這條推理鏈向下傳遞，其不確定性在傳遞的過程

中會伴隨著規(guī)則的不確定性不斷地放大或縮小。(5分)

10.請用一階謂詞邏輯法表示：“有的人喜歡梅花，有的人喜歡菊花，有的人

既喜歡梅花又喜歡菊花”。(5分)

答：定義謂詞及個體。設(shè)LIKE(x,y)表示：x喜歡y,Meihua表示梅花，Juhua

表示菊花。(1分)

則:(4分)

(Bx)LIKE(x,Meihua)A(By)LIKE(y,Juhua)A(土)(〃KE(Z,Meihua)ALIKEJuhua))

證明與推理(每題8分，共16分)

1.每個儲蓄的人都是為了獲取利息。求證：對某個人來說，如果不能獲取利息,

則他就不會儲蓄。

證明：

定義謂詞。Save(x)：表示x儲蓄錢；Interest(x)：表示x獲得利息。(2分)

將前提和要求證的問題之否定化成子句集：(3分)

(1)~Save(x)VInterest(x)

(2)?Interest(y)

⑶Save(y)

利用歸結(jié)原理對上面的子句集中的子句進行歸結(jié)：(3分)

(4)~Save(y)(1)與⑵歸結(jié)，。={y/x}

(5)NIL(3)與⑷歸結(jié)

證畢。

2.任何兄弟都有同一個父親，John和Peter是兄弟，且John的父親是David,

問Peter的父親是誰？(8分)

解：定義謂詞。Father(x,y)：x是y的父親；Brother(x,y)：x和y是兄弟。

(2分)

然后將已知條件和問題用謂詞公式表示出來，并將問題公式的否定與謂詞

ANSWER做析取，得到子句集：(3分)

(1)?Brother(x,y)V?Father(z,x)VFather(z,y)

(2)Brother(John,Peter)

(3)Father(David,John)

(4)~Father(u,Peter)VANSWER(u)

應(yīng)用歸結(jié)原理進行歸結(jié)：(3分)

(5)?Brother(John,y)VFather(David,y)

(1)與(3)歸結(jié)，。={David/z,John/x}

(6)~Brother(John,Peter)VANSWER(David)

(4)與(5)歸結(jié)，。={David/u,Peter/y)

(7)ANSWER(David)(2)與⑹歸結(jié)

得到了歸結(jié)式ANSWER(David),答案即在其中,所u=Da了d,即Peter的父親

是Davido

計算題（8分）

1.在MYCIN系統(tǒng)中，有三條推出鏈球菌的規(guī)則，設(shè)其可信度因子分別是CF產(chǎn)

0.21,CF2=0.5,CF3=-0.4,求：結(jié)論H的綜合可信度CR,2,3（H）。

解：首先計算CFi"（H）O此時CFQO,CF2>0,所以使用組合函數(shù)公式中的第

一個分支，即：CFI,2（H）=CFI+CF2（1—CFI）=0.21+0.5X（1—0.21）=0.605（4分）

然后再計算CFM（H）和CK的組合。因為CFK0,所以應(yīng)該使用組合函數(shù)公式的

第三個分支,即：CFL2,3（H）=（CF“+CF3）/|CF,.2|,ICF3I））=0.34（4

分）

應(yīng)用題（共26分）

1.設(shè)在語義網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的知識庫中，存有下列事實的語義網(wǎng)絡(luò)：（8分）

山西大學(xué)是一個學(xué)校，位于太原市，建立時間是1902年。

（1）畫出這一事實的語義網(wǎng)絡(luò)；

（2）假若將要求解的問題是：山西大學(xué)位于哪個城市？如何利用語義網(wǎng)絡(luò)進行推

理求解呢？

解：（1）有關(guān)山西大學(xué)的語義網(wǎng)絡(luò)如下：（4分）

太原市卜佻干一-）山西，大學(xué)|里二更-?[-學(xué)校

建立于

1[902年]

（2）首先將待求解的問題表示成一個局部的語義網(wǎng)絡(luò)，如下圖所示：（2分）

"""?位于一1山西大學(xué)-七西一|學(xué)校

然后到語義網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的知識庫中去匹配就會發(fā)現(xiàn)，與待求問題局部網(wǎng)絡(luò)未知

處相匹配的事實是“太原市”。所以，這個問題的解就是太原市。（2分）

第3頁共60頁

2.求如下圖所示的交通圖中最小費用路線，設(shè)出發(fā)地是A城，目的地是E城，邊

上的數(shù)字代表交通費。（1）畫出本問題的代價樹；（2）對代價樹進行廣度優(yōu)先搜索

和深度優(yōu)先搜索，得到的路線分別是什么？（8分）

廣度優(yōu)先搜索得到的路線：A-C-D-E（2分）

深度優(yōu)先搜索得到的路線：AfC—D—E（2分）

3.一個專家系統(tǒng)可以簡單地判斷一個城市是不是一個值得旅游的城市，其知識庫

（CITY庫）中包含17個事實和10條規(guī)則（Ri表示第i條規(guī)則，F(xiàn)i表示第i個事

實）。

R1:IF好的城市AND有好的餐館THEN是值得旅游的城市

R2:IF是歷史名城THEN是值得旅游的城市

R3:IF當?shù)厝藷崆楹每虯ND有民俗學(xué)傳統(tǒng)THEN是值得旅游的

城市

R4:IF有很多古跡AND有茂盛的草木THEN好的城市

R5:IF有本地的烹調(diào)傳統(tǒng)THEN有好的餐館

R6:IF有法國餐館THEN有好的餐館

R7:IF有意大利餐館THEN有好的餐館

RS:IF有很多博物館AND是古老的城市THEN是歷史名城

R9:IF是南方國家AND商業(yè)自由THEN當?shù)厝藷崆楹每?/p>

R10:IF有很多公園AND有很多林蔭大道THEN有茂盛的草木

（1）在下表中將CITY庫中事實的屬性填寫完整，屬性為可詢問和不可詢問。

CITY庫中的事實

編號名字屬，性

F1當?shù)厝藷崆楹每筒豢稍儐?/p>

F2好的城市不可詢問

F3有好的餐館

F4商業(yè)自由可詢問

F5有很多林蔭大道

F6有很多古跡

F7有很多博物館可詢問

第4頁共60頁

F8有很多公園可詢問

F9是南方國家

F10有法國餐館可詢問

F11有意大利餐館可詢問

F12有本地的烹調(diào)傳統(tǒng)

FI3有民俗學(xué)傳統(tǒng)

F14有茂盛的草木不可詢問

F15是古老的城市可詢問

F16是歷史名城

F17是值得旅游的城市

(2)畫出CITY庫的與/或樹

解：(1)不可詢問、可詢問、可詢問、可詢問、可詢問、可詢問、不可詢問、

不可詢問(每個屬性0.5分，共4分)

(2)與/或樹如下：(6分)

第5頁共60頁

江蘇技術(shù)師范學(xué)院一學(xué)年第學(xué)期

《人工智能與專家系統(tǒng)》試卷（2）參考答案與評分標準

問答題（每題5分，共50分）

1.什么是人工智能？它的研究目標是什么？（5分）

答：所謂人工智能，就是用人工的方法在機器（計算機）上實現(xiàn)的智能；或者

說是人們使用機器模擬人類的智能。由于人工智能是在機器上實現(xiàn)的，因此又可稱

之為機器智能。（3分）

它的研究目標是構(gòu)造可實現(xiàn)人類智能的智能計算機或智能系統(tǒng)。（2分）

D|T

源2.證據(jù)傳遞的不確定性指什么？（5分）

答：在推理過程中常常有這種情況：一條規(guī)則的結(jié)論又是另一條規(guī)則的前提。

這樣，不確定的初始證據(jù)就會沿著這條推理鏈向下傳遞，其不確定性在傳遞的過程

中會伴隨著規(guī)則的不確定性不斷地放大或縮小。（5分）

3.什么是知識？知識有什么特性？什么是知識表示？（5分）

答：有格式的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理、解釋過程會形成信息，而把有關(guān)的信息關(guān)聯(lián)到一

起，經(jīng)過處理過程就形成了知識。（2分）

知識的特性有：相對正確性，不確定性，可表示性和可利用性。（1分）

知識表示是研究用機器表示知識的可行性、有效性的一般方法，是一種數(shù)據(jù)結(jié)

構(gòu)與控制結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一體，既考慮知識的存儲又考慮知識的使用。（2分）

4.請用一階謂詞邏輯法表示“太原市的夏天既干燥又炎熱。”（5分）

垃答：State（x,y,z）：x市在y季節(jié)氣候處于z狀態(tài)。（1分）

強

則：Ss招（太原，夏天，干燥）（太原，夏天，炎熱）（4分）

5.畫出下列知識的語義網(wǎng)絡(luò)：”籍貫為湖南的張山在信息學(xué)院讀書，該學(xué)校位

于健翔橋附近，該校由計算機系、信息系和通信系組成?！保?分）

答：語義網(wǎng)絡(luò)如下圖：

6.產(chǎn)生式系統(tǒng)中，推理機的推理方式有哪兒種？在產(chǎn)生式推理過程中，如果發(fā)

生策略沖突，如何解決？（5分）

界答：產(chǎn)生式系統(tǒng)推理機的推理方式有正向推理、反向推理和雙向推理三種。（3

分）

第6頁共60頁

在產(chǎn)生式推理過程中，如果發(fā)生規(guī)則沖突，要利用沖突解決策略進行啟用規(guī)則

的選擇，專一性排序、規(guī)則排序、規(guī)模排序和就近排序是比較常見的沖突解決策略。

（2分）

7.什么是歸結(jié)控制策略？什么樣的歸結(jié)控制策略是完備的？（5分）

答：對子句集S進行歸結(jié)時，如果采用盲目的、全面的歸結(jié)，其結(jié)果將產(chǎn)生大

量的不必要的歸結(jié)式，如果要在計算機上實現(xiàn)，不但浪費計算機的存儲空間，而且

要浪費大量的計算時間。為了解決這一問題，研究如何選擇合適的子句進行歸結(jié)，

以避免多余的、不必要的歸結(jié)式的出現(xiàn)，這就是歸結(jié)控制策略。（3分）

歸結(jié)控制策略有完備與不完備之分。如果子句集S是不可滿足的，當且僅當用

某歸結(jié)控制策略能夠歸結(jié)出空子句。則稱該歸結(jié)控制策略為完備的歸結(jié)控制策略。

（2分）

8.什么是盲目搜索？主要有幾種盲目搜索策略？（5分）

答：盲目搜索又稱無信息搜索，即在搜索過程中，只按預(yù)先規(guī)定的搜索控制策

略進行搜索，而沒有任何中間信息來改變這些控制策略。（2分）

主要的盲目搜索策略有：寬度優(yōu)先搜索、深度優(yōu)先搜索、有界深度優(yōu)先搜索、

代價樹的寬度優(yōu)先搜索和代價樹的深度優(yōu)先搜索。（3分）

9.一階謂詞邏輯表示法適于表示什么類型的知識？它有何特點？（5分）

答：一階謂詞邏輯表示法適于表示確定性的知識。（2分）

它具有自然性、精確性、嚴密性及易實現(xiàn)等特點。（3分）

10.支持集策略對參加歸結(jié)的子句提出了什么限制？（5分）

答：支持集策略要求在每次歸結(jié)時，親本子句中至少應(yīng)有一個是由目標的否定

所得到的子句或者它們的后代。（5分）

證明與推理（每題8分,共16分）

1.設(shè)公理集：

P,

（PAQ）-R,

（SvT）-Q,

T

用歸結(jié)原理求證：R

證明：（1）子句集：（4分）

（1）P

⑵?Pv?QvR

⑶?SvQ

（4）?TvQ

（5）T

（6）?R（目標求反）

（2）歸結(jié)：（4分）

（7）?Pv?Q（2,6）

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(8)?Q(1,7)

(9)?T(4,8)

(10)nil(5,9)

2.已知：IfFidogoeswhereverJohngoesandifJohnisatschool,用

歸結(jié)原理求解：WhereisFido?

解：(1)化為謂詞公式：(2分)

(X/x)[AT(John,x)fAT(Fido,x)],AT(John,School),求證：(3x)AT(Fido,x)

(2)化為子句集：(2分)

-AT(John,xl)VAT(Fido,xl)

AT(John,School)

?AT(Fido,x2)

(3)修改證明樹：(4分)

計算題(8分)

1.已知：

RI:IFA,THENB,CF(B1,A1)=0.8

R2:IFA?THENB,CF?,Aj=0.5

R3:IFB.AAsTHENB2CF(B2,B,AA3)=0.8

設(shè)初始證據(jù)A,A2,A3的可信度均為1,SPCF(A,)=CF(A2)=CF(A:i)=l,而對B幾

乎一無所知。求CF(BJ和CF?)(8分)

解：①對知識R1,R2,分別計算CF(Bi)。

CF,(B1)=CF(B?A,)Xmax{0,CF(A,)}=0.8X1=0.8(2分)

CF2(Bl)=CF(BbA2)Xmax{0,CF(A2)}=0.5X1=0.5(2分)

②利用合成算法計算Bi的綜合可信度。

CFU2(B,)=CF,(B,)+CF2(B.)-CF,(B,)XCF2(B))=0.8+0.5-0.8X0.5=0.9(2

分)

③計算員的可信度CF?)：(2分)

CF(B2)=CF(B2,B,AA3)Xmax{0,CF(B,AA3)}

=CF(B2,B.AA3)Xmax{0,min{CF(B)),CF(A；i)})

=0.8Xmax{0,0.9}=0.8X0.9=0.72

第8頁共60頁

應(yīng)用題（共26分）

1.推銷員旅行問題。設(shè)有5個相互可直達的城市A、B、C、D、E,如圖5.23所

示，各城市間的交通費用已在圖中標出。推銷員從城市A出發(fā)，去每個城市各旅行

一次，最后到達城市E。（1）畫出該問題的代價樹；（2）請找出一條費用最省的

旅行路線。

解：（1）代價樹如下圖：（6分）

(2)A->C-*D-B-*E(2分)

2.用全局擇優(yōu)搜索法求解重排九宮問題，設(shè)初始狀態(tài)S。和目標狀態(tài)“如下:

估價函數(shù)定義：f（x）=d（x）+hi（x）,其中d（x）表示結(jié)點x的深度，hi（x）表示

結(jié)點x中的數(shù)字位置和目標結(jié)點中不相同的數(shù)字個數(shù)。例如：

Ai(x)=7

（1）畫出全局擇優(yōu)搜索樹.，在每個結(jié)點旁注明該結(jié)點的f值；（2）給出解題

路徑

解：全局擇優(yōu)搜索樹如下圖所示：（6分）

第9頁共60頁

1234123/，八，

847846-/=d+A=4+2=6

76565

解題路徑為S（LSLS2fs3—Sg（2分）

3.一個專家系統(tǒng)可以簡單地判斷一個城市是不是一個值得旅游的城市，其知

識庫（CITY庫）中包含17個事實和10條規(guī)則（Ri表示第i條規(guī)則，F(xiàn)i表示第i

個事實）。

RI：IF好的城市AND有好的餐館THEN是值得旅游的城市

R2:IF是歷史名城THEN是值得旅游的城市

R3:IF當?shù)厝藷崆楹每虯ND有民俗學(xué)傳統(tǒng)THEN是值得旅游的城市

R4:IF有很多古跡AND有茂盛的草木THEN好的城市

R5:IF有本地的烹調(diào)傳統(tǒng)THEN有好的餐館

R6:IF有法國餐館THEN有好的餐館

R7:IF有意大利餐館THEN有好的餐館

R8:IF有很多博物館AND是古老的城市THEN是歷史名城

R9:IF是南方國家AND商業(yè)自由THEN當?shù)厝藷崆楹每?/p>

RIO:IF有很多公園AND有很多林蔭大道THEN有茂盛的草木

（1）在下表中將CITY庫中的17個事實填完整。（4分）

編號名字

F1當?shù)厝藷崆楹每?/p>

F2

F3

F4

F5有很多林蔭大道

F6有很多古跡

F7有很多博物館

F8有很多公園

F9是南方國家

F10

F11

F12有本地的烹調(diào)傳統(tǒng)

第10頁共60頁

F13有民俗學(xué)傳統(tǒng)

F14有茂盛的草木

F15

F16

F17

（2）畫出CITY庫的依賴圖。（6分）

解：（1）好的城市、有好的餐館、商業(yè)自由、有法國餐館、有意大利餐館、是古老

的城市、是歷史名城、是值得旅游的城市。（每個事實0.5分，共4分）

（2）CITY庫的依賴圖如下：（6分）

第11頁共60頁

江蘇技術(shù)師范學(xué)院一學(xué)年第學(xué)期

《人工智能與專家系統(tǒng)》試卷（3）參考答案與評分標準

問答題（每題5分，共50分）

1.何謂產(chǎn)生式系統(tǒng)？它由哪兒部分組成？（5分）

答：把一組產(chǎn)生式放在一起，讓它們相互配合，協(xié)同作用，一個產(chǎn)生式生成的

結(jié)論可以供另一個產(chǎn)生式作為已知事實使用，以求得問題的解，這樣的系統(tǒng)稱為產(chǎn)

生式系統(tǒng)。（2分）

產(chǎn)生式系統(tǒng)一般由三個基本部分組成：規(guī)則庫、綜合數(shù)據(jù)庫和推理機。（3分）

D|T

源2.什么是人工智能？人工智能有哪兒個主要學(xué)派？（5分）

答：所謂人工智能，就是用人工的方法在機器（計算機）上實現(xiàn)的智能；或者

說是人們使用機器模擬人類的智能。由于人工智能是在機器上實現(xiàn)的，因此又可稱

之為機器智能。（2分）

人工智能的主要學(xué)派有：符號主義、聯(lián)結(jié)主義、行為主義。（3分）

3.什么是知識？什么是知識表示？（5分）

答：有格式的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理、解釋過程會形成信息，而把有關(guān)的信息關(guān)聯(lián)到一

起，經(jīng)過處理過程就形成了知識。（2分）

知識表示是研究用機器表示知識的可行性、有效性的一般方法，是一種數(shù)據(jù)結(jié)

構(gòu)與控制結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一體，既考慮知識的存儲又考慮知識的使用。（3分）

4.支持集歸結(jié)策略對參加歸結(jié)的子句有什么限制？（5分）

答：支持集策略要求在每次歸結(jié)時，親本子句中至少應(yīng)有一個是由目標的否定

垃所得到的子句或者它們的后代。（5分）

強

5.請用一階謂詞邏輯法表示“喜歡玩籃球的人必喜歡玩排球?！保?分）

答：Likeplay{x,y）表示x喜歡玩y。（1分）

0x）（L汝籃球）->排球））（4分）

6.產(chǎn)生式系統(tǒng)中，推理機的推理方式有哪兒種？在產(chǎn)生式推理過程中，如果

發(fā)生策略沖突，如何解決？（5分）

答：產(chǎn)生式系統(tǒng)推理機的推理方式有正向推理、反向推理和雙向推理三種。（3

分）

在產(chǎn)生式推理過程中，如果發(fā)生規(guī)則沖突，要利用沖突解決策略進行啟用規(guī)則

的選擇，專一性排序、規(guī)則排序、規(guī)模排序和就近排序是比較常見的沖突解決策略。

（2分）

界7.有哪兩大類不同的搜索方法？兩者的區(qū)別是什么？（5分）

答：有兩大類搜索方法：盲目搜索和啟發(fā)式搜索。（2分）

第12頁共60頁

盲目搜索在搜索過程中，按預(yù)先規(guī)定的搜索控制策略進行搜索，而沒有任何中

間信息來改變這些控制策略，搜索帶有盲目性，效率不高。而啟發(fā)式搜索在搜索求

解過程中，根據(jù)問題本身的特性或搜索過程中產(chǎn)生一些信息來不斷地改變或調(diào)整搜

索的方向，使搜索朝著最有希望的方向前進，加速問題的求解，并找到最優(yōu)解。啟

發(fā)式搜索的求解效率更高，更易于求解復(fù)雜的問題。（3分）

8.請解釋框架表示法的結(jié)構(gòu)性、繼承性、自然性。（5分）

答：結(jié)構(gòu)性：框架表示法最突出的特點是它善于表達結(jié)構(gòu)性的知識，能夠把知

識的內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系及知識間的聯(lián)系表示出來，是一種結(jié)構(gòu)化的知識表示方法。

繼承性：在框架網(wǎng)絡(luò)中，下層框架可以繼承上層框架的槽值，也可以進行補充

和修改。這樣不僅減少了知識的冗余，而且較好地保證了知識的一致性。

自然性：框架表示法體現(xiàn)了人們在觀察事物時的思維活動，與人們的認識活動

是一致的。

9.產(chǎn)生式的基本形式是什么？它與謂詞邏輯中的蘊含式有什么共同處及不同

處？（5分）

答：產(chǎn)生式的基本形式是“IFPTHENQ"，其中，P是產(chǎn)生式的前提，用于

指出該產(chǎn)生式是否可用的條件；Q是一組結(jié)論或操作，用于指出前提P所指示的條

件被滿足時，應(yīng)該得出的結(jié)論或應(yīng)該執(zhí)行的操作。（2分）

產(chǎn)生式基本形式與謂詞邏輯中蘊含式的共同之處是具有相同的形式。它們的區(qū)

別是：蘊含式只能表示精確性知識，其邏輯值要么為真，要么為假；而產(chǎn)生式不僅

可以表示精確性知識，而且可以表示不精確知識。（3分）

10.用狀態(tài)空間法表示問題時，什么是問題的解？求解過的本質(zhì)是什么？

答：用狀態(tài)空間法表示問題時，問題的解就是有向圖中從某一節(jié)點（初始狀態(tài)

節(jié)點）到另一節(jié)點（目標狀態(tài)節(jié)點）的路徑。（2分）

求解過程的本質(zhì)就是對狀態(tài)空間圖的搜索，即在狀態(tài)空間圖上尋找一條從初始

狀態(tài)到目標狀態(tài)的路徑。（3分）

證明與推理（每題8分，共16分）

1.每個讀書的人都是為了獲得知識。證明：對某個人來說，若不能獲得知識,

則他就不會讀書。（8分）

證明：

定義謂詞。read（x）：表示x讀書；knowledge（x）：表示x獲得知識。（2分）

將前提和要求證的問題之否定化成子句集：（3分）

（1）?read（x）Vknowledge（x）

（2）~knowledge（y）

（3）read（y）

利用歸結(jié)原理對上面的子句集中的子句進行歸結(jié)：（3分）

（4）~read（y）⑴與⑵歸結(jié)，o={y/x}

（5）NIL（3）與⑷歸結(jié)

證畢。

第13頁共60頁

2.已知：如果約翰在哪里菲多就在哪里，并且約翰在學(xué)校里；請用歸結(jié)原理求解:

菲多在哪里？（8分）

解：（1）化為謂詞公式：（2分）

約翰：John,菲多：Fido,學(xué)校：School

(Vx)[AT(John,x)fAT(Fido,x)],AT(John,School),求證：(3x)AT(Fido,x)

(2)化為子句集：(2分)

-AT(John,xl)VAT(Fido,xl)

AT(John,School)

~AT(Fido,x2)

(3)修改證明樹：(4分)

計算題（8分）

1.有三條規(guī)則,設(shè)其可信度因子分別是CF尸0.21,CF2=0.5,CF3=-0.4,

求:結(jié)論H的綜合可信度CFLZXH）。

解：首先計算CF,,2（H）O此時CF,>0,CF2>0,所以使用組合函數(shù)公式中的第

一個分支，即：CF1,2（H）=CF1+CF2（1—CF）=O.21+0.5X（1—0.21）=0.605（4分）

然后再計算CFu（H）和CF3的組合。因為CF3<0,所以應(yīng)該使用組合函數(shù)公式的

第三個分支，即:CF1,2,3（H）=（CF1,2+CF3）/（l-min{|CF,,2|,|CF3||）=0.34（4

分）

應(yīng)用題（第1、2題各8分，第3題10分，共26分）

1.已知在知識庫中有下列知識的語義網(wǎng)絡(luò)：

“籍貫為湖南的張山在信息學(xué)院讀書，該學(xué)校位于健翔橋附近，該校由計算機系、

信息系和通信系組成?！?/p>

（1）畫出該知識的語義網(wǎng)絡(luò)；（2）若要求解“湖南的張山學(xué)習(xí)的學(xué)校位于什

么地方”，如何利用語義網(wǎng)絡(luò)進行推理求解呢？

解：（1）語義網(wǎng)絡(luò)如下圖：（4分）

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（2）首先將待求解的問題表示成一個局部的語義網(wǎng)絡(luò)，如下圖所示：（2分）

然后到語義網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的知識庫中去匹配就會發(fā)現(xiàn)，與待求問題局部網(wǎng)絡(luò)未知處相

匹配的事實是“健翔橋”。所以，這個問題的解就是健翔橋。（2分）

2.二階Hanoi塔問題。已知三個柱子1、2、3和兩個盤子A、B（A比B?。?。初始

狀態(tài)A、B在柱1,目標狀態(tài)時A、B在柱3。每次可以移動一個柱子上部的一個盤

子，任何時候大盤都不能放在小盤之上。（1）畫出其狀態(tài)空間圖；（2）從初始狀態(tài)

S。到目標狀態(tài)，的最短的解路徑長度是多少？由哪些算符組成？

解：（1）設(shè)用SK=（SK“SQ表示問題的狀態(tài)，SM表示盤子A所在的柱號，SKB表示盤

子B所在的柱號。問題的初始狀態(tài)集合為S=｛S。｝,目標狀態(tài)集合為6=⑸｝。定義

算符A（i,j）表示把盤子A從第i號柱子移到第j號柱子上的操作；算符B（i,j）表

示把盤子B從第i號柱子移到第j號柱子上的操作。

得到二階Hanoi塔的狀態(tài)空間圖如下：（5分）

（2）從初始狀態(tài)S。到目標狀態(tài)S*的最短的解路徑長度是3；（1分）

它由3個算符組成,這3個算符是A（l,2）、B（l,3）、A（2,3）0（2分）

3.推銷員旅行問題。假設(shè)A、B、C、D和E是五個城市，推銷員從城市A出發(fā)到達

城市E,走怎樣的路線費用最??？五個城市間的交通圖及五個城市間的旅行費用如

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下圖所示，圖中的數(shù)字即是旅行費。（1）畫出該問題的代價樹；（2）對代價樹進行

深度優(yōu)先搜索得到的路線是什么？該路線的代價是多少？（8分）

解：代價樹如下：（4分）

進行深度優(yōu)先搜索得到的路線是A-BfD-E。（2分）

該路線的代價是17。（2分）

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江蘇技術(shù)師范學(xué)院一學(xué)年第學(xué)期

《人工智能與專家系統(tǒng)》試卷（4）參考答案與評分標準

問答題（每題5分，共50分）

1.證據(jù)傳遞的不確定性指什么？（5分）

答：在推理過程中常常有這種情況：一條規(guī)則的結(jié)論又是另一條規(guī)則的前提。

這樣，不確定的初始證據(jù)就會沿著這條推理鏈向下傳遞，其不確定性在傳遞的過程

中會伴隨著規(guī)則的不確定性不斷地放大或縮小。（5分）

2.請寫出“學(xué)生框架”的描述。（5分）

D|T

源答：

框架名：〈學(xué)生〉

姓名：單位（姓和名）

年齡：單位（歲）

性別：范圍（男，女）

缺?。校?/p>

健康狀況：范圍（健康，一般，差）

缺?。ㄒ话悖?/p>

所在系別：單位（系）

專業(yè)：范圍（系中所包含的專業(yè)列表）

入學(xué)時間：單位（年，月）

畢業(yè)時間：單位（年，月）

成績：范圍（優(yōu)，良，中，差）

缺?。迹?/p>

垃是否學(xué)生干部：范圍（是，否）

強缺?。ǚ瘢?/p>

3.什么是知識表示？在選擇知識表示方法時，應(yīng)該考慮哪幾個因素？（5分）

答：知識表示是研究用機器表示知識的可行性、有效性的般方法，是一種數(shù)據(jù)

結(jié)構(gòu)與控制結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一體，既考慮知識的存儲又考慮知識的使用。知識表示實際上

就是對人類知識的一種描述，以把人類知識表示成計算機能夠處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對

知識進行表示的過程就是把知識編碼成某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的過程。（3分）

在選擇知識表示方法時，應(yīng)該考慮以下兒個因素：能否充分表示相關(guān)的領(lǐng)域知

識；是否有利于對知識的利用；是否便于知識的組織、維護和管理；是否便于理解

和實現(xiàn)。（2分）

4.支持集歸結(jié)策略對參加歸結(jié)的子句有什么限制？（5分）

答：支持集策略要求在每次歸結(jié)時，親本子句中至少應(yīng)有一個是由目標的否定

所得到的子句或者它們的后代。（5分）

界5.請用一階謂詞邏輯法表示“喜歡跳舞的人必喜歡唱歌?！保?分）

答：LZe（x,y）表示x喜歡y；（1分）

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0x）（L%e（x,跳舞）TLi陽x,唱歌））（4分）

6.產(chǎn)生式系統(tǒng)中，推理機的推理方式有哪幾種？在產(chǎn)生式推理過程中，如果

發(fā)生策略沖突，如何解決？（5分）

答：產(chǎn)生式系統(tǒng)推理機的推理方式有正向推理、反向推理和雙向推理三種。在

產(chǎn)生式推理過程中，如果發(fā)生規(guī)則沖突，要利用沖突解決策略進行啟用規(guī)則的選擇,

專一性排序、規(guī)則排序、規(guī)模排序和就近排序是比較常見的沖突解決策略。

7.人工智能的研究目標是什么？它有哪幾個主要學(xué)派？（5分）

答：人工智能的研究目標是構(gòu)造可實現(xiàn)人類智能的智能計算機或智能系統(tǒng)。（2

分）

人工智能的主要學(xué)派有：符號主義、聯(lián)結(jié)主義、行為主義。（3分）

8.框架表示法的結(jié)構(gòu)性、繼承性各是指什么？（5分）

答：結(jié)構(gòu)性：框架表示法最突出的特點是它善于表達結(jié)構(gòu)性的知識，能夠把知

識的內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系及知識間的聯(lián)系表示出來，是一種結(jié)構(gòu)化的知識表示方法。

繼承性：在框架網(wǎng)絡(luò)中，下層框架可以繼承上層框架的槽值，也可以進行補充

和修改。這樣不僅減少了知識的冗余，而且較好地保證了知識的一致性。

9.畫出專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖。（5分）

答：專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)：

10.專家系統(tǒng)是人工智能中最激動人心的領(lǐng)域之一，取得了豐碩的成果。你認

為主要原因是什么？（5分）

答：主要原因有兩個：首先，專家系統(tǒng)都是?些家用程序，可以用來完成某一

方面的任務(wù)；其次，專家系統(tǒng)的目標是可以達到的，因而激發(fā)了人們開發(fā)專家系統(tǒng)

的熱情。（5分）

證明與推理（每題8分，共16分）

1.設(shè)已知：

（1）能閱讀的人是識字的。

（2）海豚不識字。

（3）有些海豚是很聰明的。

用歸結(jié)策略證明：有些很聰明的人并不識字。

證明：首先定義謂詞和常量：（2分）

Read（x）表示x是能閱讀的；Know（y）表示y是識字的;Wise（z）表示z是很聰

明的；r表示人類，h表示海豚。

然后將已知事實和目標的否定用謂詞公式表示出來，并將它們化成子句集：（2

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分)

(1)?Read(r)VKnow(r)

(2)~Know(h)

(3)Wise(a)

(4)?Wise(r)VKnow(r)

最后對以上子句集進行歸結(jié)。(4分)

⑸Know(a)⑶與(4)歸結(jié)，。={a/r}

(6)NIL(2)與(5)歸結(jié)，。={a/h}

從而命題得證。

2.已知范真的老師是張先生，范真與李偉是同班同學(xué)。如果X與Y是同班同學(xué),

則X的老師也是Y的老師。請問李偉的老師是誰？

解：Teacher(x,y)：x是y的老師;Classmate(x,y)：x和y是同班同學(xué)。(2

分)

然后將已知條件和問題用謂詞公式表示出來，并將問題公式的否定與謂詞

ANSWER做析取，得到子句集：(3分)

(1)?Classmate(x,y)V?Teacher(z,x)VTeacher(z,y)

(2)Classmate(fan,li)

(3)Teacher(zhang,fan)

(4)~Teacher(u,li)VANSWER(u)

應(yīng)用歸結(jié)原理進行歸結(jié)：(3分)

(5)~Classmate(fan,y)VTeacher(zhang,y)

(1)與(3)歸結(jié)，。={zhang/z,fan/x)

(6)~Classmate(fan,li)VANSWER(zhang)

(4)與(5)歸結(jié)，。={zhang/u,li/y)

(7)ANSWER(zhang)(2)與(6)歸結(jié)

得到了歸結(jié)式ANSWER(zhang),答案即在其中，所以u=zhang,即李偉的老師是

張先生。

計算題(本大題共1題，共8分)

1.有以下三條規(guī)則：

IFE,THENHtCF(HbE.)=0.8

IFE2THENH,CF(K,E?)=0.5

IFHIAE3THENH2CF(H2,HIAE3)=0.8

設(shè)初始證據(jù)%,E2,E：,的可信度均為1,SPCF(E,)=CF(E2)=CF(E3)=1,而對七幾

乎一無所知。求CF(HJ和CF?)(8分)

解：①對知識R1,R2,分別計算CF(H】)。

CFi(H)=CF(hE.)Xmax{0,CF(E,)}=0.8X1=0.8(2分)

CF2(H)=CF(HI,E2)Xmax{0,CF(E2)}=0.5X1=0.5(2分)

②利用合成算法計算FL的綜合可信度。

CF1>2(H,)=CF,(H.)+CF2(H1)-CF,(H,)XCF2(H))=0.8+0.5-0.8X0.5=0.9(2

分)

③計算乩的可信度CF(HJ：(2分)

第19頁共60頁

CF(H2)=CF(H2,H.AE3)Xmax{0,CF(H,AE3)}

=CF(H2,H,AE3)Xmax{0,min{CF(Hj,CF(E3)})

=0.8Xmax(0,0.9}=0.8X0.9=0.72

應(yīng)用題(第1、2題各8分，第3題10分，共26分)

1.求如下圖所示的交通圖中最小費用路線，設(shè)出發(fā)地是A城，目的地是E城,

邊上的數(shù)字代表交通費。（1）畫出本問題的代價樹；（2）對代價樹進行廣度優(yōu)先搜

索得到的路線是什么？該路線的代價是多少？（8分）

解：代價樹如下：（4分）

廣度優(yōu)先搜索得到的路線：A-C-DfE（2分）

代價為8（2分）

2.畫出植物分類庫B0TANI對應(yīng)的依賴圖

/*B0TANI*/

RI.IF開花AND結(jié)籽THEN顯花植物

R2.IF顯花植物AND一片葉子THEN單子葉

R3.IF顯花植物AND種子裸露THEN松

R4.IF顯花植物AND兩片葉子THEN雙子葉

R5.IF單子葉AND有根莖THEN鈴蘭

R6.IF雙子葉THEN銀蓮花

R7.IF單子葉AND無根莖THEN丁香

R8.IF有葉子AND開花THEN隱花植物

R9.IF隱花植物AND無根THEN苔薛

RIO.IF隱花植物AND有根THEN蕨類

Rll.IF無葉子AND植物THEN菌藻植物

R12.IF菌藻植物AND有葉綠素THEN藻類

R13.IF菌藻植物AND無葉綠素THEN蘑菇

R14.IF無葉子AND無花THEN大腸桿菌

解：依賴圖如下：（8分）

第20頁共60頁

3.（1）畫出下列知識的語義網(wǎng)絡(luò)：“籍貫為湖南的張山在信息學(xué)院讀書，該學(xué)校

位于健翔橋附近，該校由計算機系、信息系和通信系組成?！?/p>

（2）已知在知識庫中有上述知識的語義網(wǎng)絡(luò)，如何利用語義網(wǎng)絡(luò)進行推理求解

問題：湖南的張山學(xué)習(xí)的學(xué)校位于什么地方？

解：（1）語義網(wǎng)絡(luò)如下圖：（4分）

（2）首先將待求解的問題表示成一個局部的語義網(wǎng)絡(luò)，如下圖所示：（2分）

然后到語義網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的知識庫中去匹配就會發(fā)現(xiàn)，與待求問題局部網(wǎng)絡(luò)未知

處相匹配的事實是“健翔橋”。所以，這個問題的解就是健翔橋。（2分）

第21頁共60頁

江蘇技術(shù)師范學(xué)院一學(xué)年第學(xué)期

《人工智能與專家系統(tǒng)》試卷（5）參考答案與評分標準

問答題（每題5分，共50分）

1.寫出專家系統(tǒng)的三條優(yōu)點。（5分）

答：任寫三條即可。

（1）隨叫隨到，方便實用。專家系統(tǒng)可以