人工智能教學(xué)大綱

《人工智能》教學(xué)大綱人工智能原理及其應(yīng)用一、闡明（一）課程性質(zhì)伴隨信息社會(huì)和知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的來臨，信息和知識(shí)已成為人們的一種熱門話題。然而，在這個(gè)話題的背后還蘊(yùn)含著此外一種更深層的問題——智能。一般來說，信息是由數(shù)據(jù)來體現(xiàn)的客觀事物，知識(shí)是信息通過智能性加工后的產(chǎn)物，智能是用來對(duì)信息和知識(shí)進(jìn)行加工的加工器。在信息社會(huì)，人類面對(duì)的信息將非常龐大，僅靠人腦體現(xiàn)出來的自然智能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須開發(fā)那種由機(jī)器實(shí)現(xiàn)的人工智能?！度斯ぶ悄軐?dǎo)論》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生的一門限選課程。（二）教學(xué)目的使學(xué)生掌握人工智能的基本原理、措施及研究應(yīng)用領(lǐng)域。理解人工智能中常用的知識(shí)表達(dá)技術(shù)，啟發(fā)式搜索方略，理解原理以及非確定性推理技術(shù)。通過對(duì)經(jīng)典專家系統(tǒng)的分析、解剖、深入深入掌握人工智能的重要技術(shù)，去處理人工智能的某些實(shí)際問題。增強(qiáng)學(xué)生的邏輯思維與試驗(yàn)?zāi)芰?，為人此后處理各門學(xué)科的智能奠定基礎(chǔ)。（三）教學(xué)內(nèi)容人工智能的基本原理和措施，人工智能的三個(gè)重要研究領(lǐng)域（機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)*絡(luò)學(xué)習(xí)和自然語言理解），人工智能的兩個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域（專家系統(tǒng)和智能決策支持系統(tǒng)）。（四）教課時(shí)數(shù)36課時(shí)（五）教學(xué)方式課堂講授和上機(jī)試驗(yàn)相結(jié)合。二、本文第1章人工智能概述教學(xué)要點(diǎn)討論人工智能的定義、形成過程、研究內(nèi)容、研究措施、技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域、學(xué)派之爭及發(fā)展趨勢。教課時(shí)數(shù)3課時(shí)教學(xué)內(nèi)容人工智能及其研究目的（課時(shí)）理解人工智能的定義及其研究目的。人工智能的產(chǎn)生與發(fā)展（課時(shí)）理解人工智能產(chǎn)生與發(fā)展的四個(gè)階段。人工智能研究的基本內(nèi)容及其特點(diǎn)（課時(shí)）理解人工智能研究的基本內(nèi)容及特點(diǎn)。人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域（課時(shí)）理解人工智能研究和應(yīng)用領(lǐng)域。人工智能研究的不一樣學(xué)派及其爭論（課時(shí)）理解三大學(xué)派及其理論的爭論和研究措施的爭論。人工智能的近期發(fā)展分析（課時(shí)）理解更新的理論框架研究，更好的技術(shù)集成研究，更成熟的應(yīng)用措施研究。（課時(shí)）考核規(guī)定理解人工智能研究的基本內(nèi)容和應(yīng)用領(lǐng)域。第2章知識(shí)表達(dá)教學(xué)要點(diǎn)知識(shí)表達(dá)的基本概念和多種確定性知識(shí)表達(dá)措施。教課時(shí)數(shù)6課時(shí)教學(xué)內(nèi)容知識(shí)與知識(shí)表達(dá)概念（課時(shí)）理解知識(shí)表達(dá)的概念和表達(dá)形式；理解知識(shí)的定義。一階謂詞邏輯表達(dá)法（課時(shí)）理解一階謂詞邏輯表達(dá)的邏輯基礎(chǔ)；掌握謂詞邏輯表達(dá)措施及其應(yīng)用。產(chǎn)生式表達(dá)法（課時(shí)）理解產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本過程、控制方略及其類型和特點(diǎn)；掌握產(chǎn)生式表達(dá)的基本措施、基本構(gòu)造。語義*絡(luò)表達(dá)法（1課時(shí)）理解語義*絡(luò)的基本概念；會(huì)應(yīng)用語義*絡(luò)表達(dá)事實(shí)和進(jìn)行推理?？蚣鼙磉_(dá)法（2課時(shí)）理解框架系統(tǒng)的問題求解過程和框架表達(dá)法的特點(diǎn)；掌握框架構(gòu)造和實(shí)例框架；理解框架理論。腳本表達(dá)法掌握腳本的構(gòu)造及其推理。（課時(shí)）過程表達(dá)法（課時(shí)）理解過程表達(dá)的特性；掌握過程表達(dá)的問題求解過程；理解表達(dá)知識(shí)的措施。面向?qū)ο蟊磉_(dá)法（課時(shí)）理解面向?qū)ο蟮奶匦?；理解面向?qū)ο蟮幕靖拍?；掌握知識(shí)的面向?qū)ο蟊磉_(dá)?？己艘?guī)定掌握邏輯詞謂表達(dá)法及其應(yīng)用，會(huì)用框架去描述某些詳細(xì)問題，能用腳本來描述特定范圍內(nèi)的某些事件的發(fā)生次序。第3章確定性推理教學(xué)要點(diǎn)推理的基本概念及歸結(jié)、演繹等確定性推理措施。教課時(shí)數(shù)5課時(shí)教學(xué)內(nèi)容推理的基本概念（課時(shí)）理解正向推理、逆向推理、混合推理及其推理的沖突消解方略；掌握推理的措施、推理的控制方略；理解推理的概念。推理的邏輯基礎(chǔ)（1課時(shí)）掌握謂詞公式的多種特性和置換與合一的過程。自然演繹推理（課時(shí)）理解自然演繹推理的概念及其三段論推理規(guī)則。歸結(jié)演繹推理（2課時(shí)）掌握子句集及其化簡，魯賓遜歸結(jié)原理；會(huì)應(yīng)用謂詞邏輯歸結(jié)證明問題，會(huì)用歸結(jié)演繹推理的歸結(jié)方略證明問題，會(huì)用歸結(jié)反演求取問題的答案?；谝?guī)則的演繹推理（1課時(shí)）會(huì)應(yīng)用規(guī)則正向演繹推理和規(guī)則逆向演繹推理。規(guī)則演繹推理的剪枝方略（課時(shí)）理解剪枝方略的基本思想?？己艘?guī)定理解確定性推理的思維過程，會(huì)應(yīng)用謂詞邏輯歸結(jié)去求證問題，會(huì)應(yīng)用規(guī)則正向演繹推理和規(guī)則逆向演繹推理。第4章不確定與非單調(diào)推理教學(xué)要點(diǎn)不確定性推理的有關(guān)概念及多種不確定性的表達(dá)和推理措施。教課時(shí)數(shù)4課時(shí)教學(xué)內(nèi)容不確定性推理的基本概念（課時(shí)）理解不確定推理的基本問題；理解不確定推理的含義。不確定性推理的概率論基礎(chǔ)（課時(shí)）理解全概率公式與Bayes公式；理解樣本空間與隨機(jī)事件，事件的概率。確定性理論（課時(shí)）理解可信度的概念，C-F模型；掌握帶加權(quán)因子的可信度推理。主觀Bayes措施（課時(shí)）理解組合不確定性計(jì)算；掌握知識(shí)不確定性表達(dá)，證據(jù)不確定性表達(dá)，結(jié)論不確定性的合成。證據(jù)理論（1課時(shí)）掌握D-S理論的形式描述，證據(jù)理論的推理模型，推理實(shí)例。也許性理論和模糊推理（課時(shí)）掌握模糊知識(shí)表達(dá)，模糊概念的匹配，模糊推理。非單調(diào)推理（課時(shí)）理解非單調(diào)推理的概念及起具有代表性的理論?？己艘?guī)定理解不確定性推理的含義、非單調(diào)推理的概念、確定性理論，掌握主觀Bayes措施，能用D-S理論從不一樣角度刻劃命題的不確定性，能在模糊集的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)模糊命題和模糊知識(shí)的表達(dá)。第5章搜索方略教學(xué)要點(diǎn)搜索的基本概念和狀態(tài)空間、與或樹的多種搜索算法。教課時(shí)數(shù)6課時(shí)教學(xué)內(nèi)容搜索的基本概念（1課時(shí)）理解搜索的含義；掌握狀態(tài)空間法，問題歸約。狀態(tài)空間的盲目搜索（2課時(shí)）理解一般圖搜索過程；掌握廣度優(yōu)先搜索，深度優(yōu)先搜索，代價(jià)樹搜索。狀態(tài)空間的啟發(fā)式搜索（課時(shí)）理解A算法；理解啟發(fā)性信息和估價(jià)函數(shù)。與/或樹的盲目搜索（課時(shí)）理解與/或樹的一般搜索；掌握與/或樹的的廣度優(yōu)先搜索，與/或樹的深度優(yōu)先搜索。與/或樹的啟發(fā)式搜索（課時(shí)）理解與/或樹的啟發(fā)式搜索過程；理解解樹的代價(jià)與但愿。博弈樹的啟發(fā)式搜索（課時(shí)）理解極大極小過程，α-β剪枝。考核規(guī)定理解搜索概念，博弈樹的啟發(fā)式搜索；掌握狀態(tài)空間的盲目搜索和與/或樹的盲目搜索。第6章機(jī)器學(xué)習(xí)教學(xué)要點(diǎn)機(jī)器學(xué)習(xí)的基本概念和多種符號(hào)學(xué)習(xí)措施。教課時(shí)數(shù)4課時(shí)教學(xué)內(nèi)容機(jī)器學(xué)習(xí)的基本概念（課時(shí)）理解機(jī)器學(xué)習(xí)的發(fā)展過程，學(xué)習(xí)系統(tǒng)，機(jī)器學(xué)習(xí)的分類；理解學(xué)習(xí)和機(jī)器學(xué)習(xí)的概念。機(jī)械式學(xué)習(xí)（課時(shí)）理解機(jī)械學(xué)習(xí)的過程及其設(shè)計(jì)要考慮的三個(gè)問題。指導(dǎo)式學(xué)習(xí)（課時(shí)）理解指導(dǎo)式學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)過程。歸納學(xué)習(xí)（課時(shí)）理解歸納學(xué)習(xí)的類型?；陬惐鹊膶W(xué)習(xí)（課時(shí)）理解屬性類比學(xué)習(xí)、轉(zhuǎn)換類比學(xué)習(xí)；理解類比學(xué)習(xí)的概念?；诮忉尩膶W(xué)習(xí)（課時(shí)）理解解釋學(xué)習(xí)的空間描述及學(xué)習(xí)模型；理解解釋學(xué)習(xí)的概念；掌握解釋學(xué)習(xí)的基本原理及基本過程?？己艘?guī)定理解機(jī)器學(xué)習(xí)的概念，機(jī)械式學(xué)習(xí)，指導(dǎo)式學(xué)習(xí)，歸納學(xué)習(xí)；掌握基于解釋學(xué)習(xí)的基本原理及其基本過程。第7章神經(jīng)*絡(luò)及連接學(xué)習(xí)教學(xué)要點(diǎn)人工神經(jīng)*絡(luò)的概念和多種連接學(xué)習(xí)措施。教課時(shí)數(shù)2課時(shí)教學(xué)內(nèi)容人工神經(jīng)*絡(luò)概述（課時(shí)）理解人工神經(jīng)元及人工神經(jīng)*絡(luò)人工神經(jīng)*絡(luò)的發(fā)展過程，人工神經(jīng)*絡(luò)的局限性；理解生物神經(jīng)元及腦神經(jīng)系統(tǒng)的構(gòu)造及特性。人工神經(jīng)*絡(luò)的互連構(gòu)造及其學(xué)習(xí)機(jī)理（課時(shí)）理解人工神經(jīng)*絡(luò)學(xué)習(xí)和記憶的心理學(xué)基礎(chǔ)；理解人工神經(jīng)*絡(luò)的互連構(gòu)造；掌握人工神經(jīng)*絡(luò)的學(xué)習(xí)算法。感知器模型及其學(xué)習(xí)（課時(shí)）理解有關(guān)感知器XOR問題求解的討論；理解感知器模型，感知器學(xué)習(xí)。誤差反向傳播*絡(luò)及其學(xué)習(xí)（課時(shí)）理解B-P*絡(luò)構(gòu)造；掌握B-P*絡(luò)學(xué)習(xí)的傳播公式，B-P*絡(luò)的學(xué)習(xí)算法。Hopfield*絡(luò)及其學(xué)習(xí)（課時(shí)）理解Hopfield模型的穩(wěn)定性理解Hopfield*絡(luò)的構(gòu)造；掌握Hopfield*絡(luò)的學(xué)習(xí)算法?？己艘?guī)定理解人工神經(jīng)*絡(luò)及其構(gòu)造和學(xué)習(xí)機(jī)理；理解感知器、B-P*絡(luò)、Hopfield*絡(luò)及其B-P*絡(luò)；掌握Hopfield*絡(luò)的算法。第8章自然語言理解教學(xué)要點(diǎn)自然語言理解的基本概念和分析措施。教課時(shí)數(shù)2課時(shí)教學(xué)內(nèi)容語言及其理解的基本概念（課時(shí)）理解自然語言與自然語言理解，自然語言理解的研究任務(wù)，自然語言理解的發(fā)展，自然語言理解的層次。語法規(guī)則的表達(dá)措施（課時(shí)）掌握句子構(gòu)造的表達(dá)，上下文無關(guān)文法，變換文法。語法分析（課時(shí)）掌握自頂向下與自底向上分析；理解擴(kuò)充轉(zhuǎn)移*絡(luò)分析。語義的分析（課時(shí)）理解語義文法；掌握格文法。自然語言的生成（課時(shí)）理解自然語言生成的概念及生成環(huán)節(jié)。自然語言理解系統(tǒng)的層次模型（課時(shí)）理解語言理解的層次模型?？己艘?guī)定理解自然語言理解的概念，會(huì)用語法分析和語義的分析，理解自然語言理解系統(tǒng)的層次模型。第9章專家系統(tǒng)教學(xué)要點(diǎn)專家系統(tǒng)是人工智能的一種重要應(yīng)用領(lǐng)域,它目前正在從集中、封閉模式向分布、開放模式發(fā)展。教課時(shí)數(shù)3課時(shí)教學(xué)內(nèi)容專家系統(tǒng)的基本概念（課時(shí)）理解專家系統(tǒng)的概念、分類及特點(diǎn)。專家系統(tǒng)的基本構(gòu)造（課時(shí)）理解顧客界面；理解知識(shí)庫、數(shù)據(jù)庫、推理機(jī)、解釋機(jī)構(gòu)、知識(shí)獲取機(jī)構(gòu)。知識(shí)獲?。ㄕn時(shí)）理解知識(shí)獲取措施的分類；理解知識(shí)獲取的任務(wù)；掌握非自動(dòng)知識(shí)獲取，自動(dòng)知識(shí)獲取。專家系統(tǒng)的開發(fā)與評(píng)價(jià)（課時(shí)）理解專家系統(tǒng)的開發(fā)條件，生命期概念，專家系統(tǒng)開發(fā)過程的各個(gè)階段。專家系統(tǒng)開發(fā)工具與環(huán)境（課時(shí)）理解程專家系統(tǒng)的開發(fā)工具與開發(fā)環(huán)境。專家系統(tǒng)的深入發(fā)展（課時(shí)）理解新一代專家系統(tǒng)?？己艘?guī)定理解專家系統(tǒng)的概念、基本構(gòu)造及其開發(fā)工具與環(huán)境；掌握非自動(dòng)知識(shí)獲取和自動(dòng)知識(shí)獲取。第10章智能決策支持系統(tǒng)教學(xué)要點(diǎn)智能決策支持系統(tǒng)是人工智能的另一重要應(yīng)用領(lǐng)域,它是目前迅速興起的*絡(luò)商務(wù)中的一項(xiàng)重要技術(shù),有著廣闊的應(yīng)用前景教課時(shí)數(shù)2課時(shí)教學(xué)內(nèi)容智能決策支持系統(tǒng)的基本概念（課時(shí)）理解智能決策支持系統(tǒng)；理處理策與決策過程，決策支持系統(tǒng)。決策支持新技術(shù)（1課時(shí)）理解數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)開發(fā)及其他們的結(jié)合。智能決策支持系統(tǒng)的基本構(gòu)造（課時(shí)）掌握智能決策支持系統(tǒng)的基本構(gòu)造?？己艘?guī)定理解智能決策支持系統(tǒng)及其新技術(shù)，懂得智能決策支持