《人工智能》教學(xué)大綱

人工智能原理及其應(yīng)用闡明（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(lái)臨，信息和知識(shí)已成為人們的一種熱門(mén)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(wèn)題——智能。一般來(lái)說(shuō)，信息是由數(shù)據(jù)來(lái)體現(xiàn)的客觀事物，知識(shí)是信息通過(guò)智能性加工后的產(chǎn)物，智能是用來(lái)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(lèi)面對(duì)的信息將非常龐大，僅靠人腦體現(xiàn)出來(lái)的自然智能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須開(kāi)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(zhuān)業(yè)本科生的一門(mén)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(guò)對(duì)經(jīng)典專(zhuān)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(wèn)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(mén)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)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和自然語(yǔ)言理解），人工智能的兩個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域（專(zhuān)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。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(guò)程、研究?jī)?nèi)容、研究措施、技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域、學(xué)派之爭(zhēng)及發(fā)展趨勢(shì)。教課時(shí)數(shù)3課時(shí)教學(xué)內(nèi)容1.1人工智能及其研究目的（0.5課時(shí)）理解人工智能的定義及其研究目的。1.2人工智能的產(chǎn)生與發(fā)展（0.5課時(shí)）理解人工智能產(chǎn)生與發(fā)展的四個(gè)階段。1.3人工智能研究的基本內(nèi)容及其特點(diǎn)（0.5課時(shí)）理解人工智能研究的基本內(nèi)容及特點(diǎn)。1.4人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域（0.5課時(shí)）理解人工智能研究和應(yīng)用領(lǐng)域。1.5人工智能研究的不一樣學(xué)派及其爭(zhēng)論（0.5課時(shí)）理解三大學(xué)派及其理論的爭(zhēng)論和研究措施的爭(zhēng)論。1.6人工智能的近期發(fā)展分析（0.5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。（0.5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。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2.1知識(shí)與知識(shí)表達(dá)概念（0.5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。2.2一階謂詞邏輯表達(dá)法（0.5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。2.3產(chǎn)生式表達(dá)法（0.5課時(shí)）理解產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本過(guò)程、控制方略及其類(lèi)型和特點(diǎn)；掌握產(chǎn)生式表達(dá)的基本措施、基本構(gòu)造。2.4語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表達(dá)法（1課時(shí)）理解語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)的基本概念；會(huì)應(yīng)用語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表達(dá)事實(shí)和進(jìn)行推理。2.5框架表達(dá)法（2課時(shí)）理解框架系統(tǒng)的問(wèn)題求解過(guò)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。2.6腳本表達(dá)法掌握腳本的構(gòu)造及其推理。（0.5課時(shí)）2.7過(guò)程表達(dá)法（0.5課時(shí)）理解過(guò)程表達(dá)的特性；掌握過(guò)程表達(dá)的問(wèn)題求解過(guò)程；理解表達(dá)知識(shí)的措施。2.8面向?qū)ο蟊磉_(dá)法（0.5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(wèn)題，能用腳本來(lái)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3.1推理的基本概念（0.5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。3.2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(guò)程。3.3自然演繹推理（0.5課時(shí)）理解自然演繹推理的概念及其三段論推理規(guī)則。3.4歸結(jié)演繹推理（2課時(shí)）掌握子句集及其化簡(jiǎn)，魯賓遜歸結(jié)原理；會(huì)應(yīng)用謂詞邏輯歸結(jié)證明問(wèn)題，會(huì)用歸結(jié)演繹推理的歸結(jié)方略證明問(wèn)題，會(huì)用歸結(jié)反演求取問(wèn)題的答案。3.5基于規(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。3.6規(guī)則演繹推理的剪枝方略（0.5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(guò)程，會(huì)應(yīng)用謂詞邏輯歸結(jié)去求證問(wèn)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4.1不確定性推理的基本概念（0.5課時(shí)）理解不確定推理的基本問(wèn)題；理解不確定推理的含義。4.2不確定性推理的概率論基礎(chǔ)（0.5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。4.3確定性理論（0.5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。4.4主觀Bayes措施（0.5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。4.5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（0.5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（0.5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(shù)的多種搜索算法。教課時(shí)數(shù)6課時(shí)教學(xué)內(nèi)容5.1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(wèn)題歸約。5.2狀態(tài)空間的盲目搜索（2課時(shí)）理解一般圖搜索過(guò)程；掌握廣度優(yōu)先搜索，深度優(yōu)先搜索，代價(jià)樹(shù)搜索。5.3狀態(tài)空間的啟發(fā)式搜索（0.5課時(shí)）理解A算法；理解啟發(fā)性信息和估價(jià)函數(shù)。5.4與/或樹(shù)的盲目搜索（0.5課時(shí)）理解與/或樹(shù)的一般搜索；掌握與/或樹(shù)的的廣度優(yōu)先搜索，與/或樹(shù)的深度優(yōu)先搜索。5.5與/或樹(shù)的啟發(fā)式搜索（0.5課時(shí)）理解與/或樹(shù)的啟發(fā)式搜索過(guò)程；理解解樹(shù)的代價(jià)與但愿。5.6博弈樹(shù)的啟發(fā)式搜索（0.5課時(shí)）理解極大極小過(guò)程，α-β剪枝?？己艘?guī)定理解搜索概念，博弈樹(shù)的啟發(fā)式搜索；掌握狀態(tài)空間的盲目搜索和與/或樹(shù)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6.1機(jī)器學(xué)習(xí)的基本概念（0.5課時(shí)）理解機(jī)器學(xué)習(xí)的發(fā)展過(guò)程，學(xué)習(xí)系統(tǒng)，機(jī)器學(xué)習(xí)的分類(lèi)；理解學(xué)習(xí)和機(jī)器學(xué)習(xí)的概念。6.2機(jī)械式學(xué)習(xí)（0.5課時(shí)）理解機(jī)械學(xué)習(xí)的過(guò)程及其設(shè)計(jì)要考慮的三個(gè)問(wèn)題。6.3指導(dǎo)式學(xué)習(xí)（0.5課時(shí)）理解指導(dǎo)式學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)過(guò)程。6.4歸納學(xué)習(xí)（0.5課時(shí)）理解歸納學(xué)習(xí)的類(lèi)型。6.5基于類(lèi)比的學(xué)習(xí)（0.5課時(shí)）理解屬性類(lèi)比學(xué)習(xí)、轉(zhuǎn)換類(lèi)比學(xué)習(xí)；理解類(lèi)比學(xué)習(xí)的概念。6.6基于解釋的學(xué)習(xí)（0.5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(guò)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(guò)程。第7章神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及連接學(xué)習(xí)教學(xué)要點(diǎn)人工神經(jīng)網(wǎng)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7.1人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述（0.5課時(shí)）理解人工神經(jīng)元及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過(guò)程，人工神經(jīng)網(wǎng)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。7.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的互連構(gòu)造及其學(xué)習(xí)機(jī)理（0.5課時(shí)）理解人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和記憶的心理學(xué)基礎(chǔ)；理解人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的互連構(gòu)造；掌握人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法。7.3感知器模型及其學(xué)習(xí)（0.5課時(shí)）理解有關(guān)感知器XOR問(wèn)題求解的討論；理解感知器模型，感知器學(xué)習(xí)。7.4誤差反向傳播網(wǎng)絡(luò)及其學(xué)習(xí)（0.25課時(shí)）理解B-P網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造；掌握B-P網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的傳播公式，B-P網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法。7.5Hopfield網(wǎng)絡(luò)及其學(xué)習(xí)（0.25課時(shí)）理解Hopfield模型的穩(wěn)定性理解Hopfield網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造；掌握Hopfield網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法?？己艘?guī)定理解人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其構(gòu)造和學(xué)習(xí)機(jī)理；理解感知器、B-P網(wǎng)絡(luò)、Hopfield網(wǎng)絡(luò)及其B-P網(wǎng)絡(luò)；掌握Hopfield網(wǎng)絡(luò)的算法。第8章自然語(yǔ)言理解教學(xué)要點(diǎn)自然語(yǔ)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8.1語(yǔ)言及其理解的基本概念（0.25課時(shí)）理解自然語(yǔ)言與自然語(yǔ)言理解，自然語(yǔ)言理解的研究任務(wù)，自然語(yǔ)言理解的發(fā)展，自然語(yǔ)言理解的層次。8.2語(yǔ)法規(guī)則的表達(dá)措施（0.25課時(shí)）掌握句子構(gòu)造的表達(dá)，上下文無(wú)關(guān)文法，變換文法。8.3語(yǔ)法分析（0.5課時(shí)）掌握自頂向下與自底向上分析；理解擴(kuò)充轉(zhuǎn)移網(wǎng)絡(luò)分析。8.4語(yǔ)義的分析（0.5課時(shí)）理解語(yǔ)義文法；掌握格文法。8.5自然語(yǔ)言的生成（0.25課時(shí)）理解自然語(yǔ)言生成的概念及生成環(huán)節(jié)。8.6自然語(yǔ)言理解系統(tǒng)的層次模型（0.25課時(shí)）理解語(yǔ)言理解的層次模型?？己艘?guī)定理解自然語(yǔ)言理解的概念，會(huì)用語(yǔ)法分析和語(yǔ)義的分析，理解自然語(yǔ)言理解系統(tǒng)的層次模型。第9章專(zhuān)家系統(tǒng)教學(xué)要點(diǎn)專(zhuān)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(kāi)放模式發(fā)展。教課時(shí)數(shù)3課時(shí)教學(xué)內(nèi)容9.1專(zhuān)家系統(tǒng)的基本概念（0.5課時(shí)）理解專(zhuān)家系統(tǒng)的概念、分類(lèi)及特點(diǎn)。9.2專(zhuān)家系統(tǒng)的基本構(gòu)造（0.5課時(shí)）理解顧客界面；理解知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、推理機(jī)、解釋機(jī)構(gòu)、知識(shí)獲取機(jī)構(gòu)。9.3知識(shí)獲?。?.5課時(shí)）理解知識(shí)獲取措施的分類(lèi)；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。9.4專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與評(píng)價(jià)（0.5課時(shí)）理解專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)條件，生命期概念，專(zhuān)家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程的各個(gè)階段。9.5專(zhuān)家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具與環(huán)境（0.5課時(shí)）理解程專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具與開(kāi)發(fā)環(huán)境。9.6專(zhuān)家系統(tǒng)的深入發(fā)展（0.5課時(shí)）理解新一代專(zhuān)家系統(tǒng)?？己艘?guī)定理解專(zhuān)家系統(tǒng)的概念、基本構(gòu)造及其開(kāi)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網(wǎng)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10.1智能決策支持系統(tǒng)的基本概念（0.5課時(shí)）理解智能決策支持系統(tǒng)；理處理策與決策過(guò)程，決策支持系統(tǒng)。10.2決策支持新技術(shù)（1課時(shí)）理解數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)及其他們的結(jié)合。10.3智能決策支持系統(tǒng)的基本構(gòu)造（0.5課時(shí)）掌握