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“人工智能與知識(shí)工程”課程復(fù)習(xí)題 一、 辨析題 1. 人工智能作為一門學(xué)科，在1956年誕生于美國Dartmouth大學(xué)。（正確） 2. 英國數(shù)學(xué)家圖靈1950年在思想（mind）雜志上發(fā)表的論文“計(jì)算機(jī)與智力”是人工智能學(xué)科正式誕生的標(biāo)志。（錯(cuò)誤） 3. 人工智能是一門新興的學(xué)科，對(duì)它的研究有邏輯學(xué)派、認(rèn)知學(xué)派、知識(shí)工程學(xué)派等許多學(xué)派。（正確） 4. 關(guān)于人工智能研究的途徑目前主要有兩種觀點(diǎn)，一種觀點(diǎn)被稱為符號(hào)主義，另一種觀點(diǎn)被稱為聯(lián)結(jié)主義。（正確） 5. 謂詞演算與命題演算在問題的描述和求解方面的能力是相同的。（錯(cuò)誤） 6. 謂詞邏輯只是在命題邏輯的基礎(chǔ)上增加了謂詞。（錯(cuò)誤） 7. 如果兩個(gè)謂詞公式等價(jià)，則表明它們只是在形式上不同，其邏輯意義完全相同。（正確） 8. 由推理規(guī)則產(chǎn)生的謂詞演算公式不是永真的。（正確） 9. 由文字組成的子句未必是邏輯命題。（錯(cuò)誤） 10. 一個(gè)謂詞演算公式與它的Skolem標(biāo)準(zhǔn)型在邏輯上是等價(jià)的。（錯(cuò)誤） 11. 知識(shí)表示包括一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供到知識(shí)體的通路和對(duì)知識(shí)體訪問的手段（亦即計(jì)算處理過程），知識(shí)體是存放在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。（正確） 12. 蘊(yùn)涵式和產(chǎn)生式在表示規(guī)則性知識(shí)時(shí)，雖然形式上相同，但功能上完全不同。（正確） 13. 產(chǎn)生式規(guī)則就是命題邏輯或謂詞邏輯中的蘊(yùn)涵式。（錯(cuò)誤） 14. 產(chǎn)生式知識(shí)表示方法屬于陳述性知識(shí)表示的觀點(diǎn)。（錯(cuò)誤） 15. 產(chǎn)生式系統(tǒng)中只有規(guī)則庫是用來表示知識(shí)的。（錯(cuò)誤） 16. 產(chǎn)生式系統(tǒng)的推理機(jī)不包含知識(shí)。（錯(cuò)誤） 二、 單項(xiàng)選擇題 1. 與謂詞演算公式等價(jià)的公式是（B） A. B. C. D. 2. 與謂詞演算公式等價(jià)的命題是（C） A. B. C. D. 3. 謂詞演算公式和的最一般合一式是（B） A. B. C. D. 不可合一，所以沒有最一般合一式 4. 謂詞演算公式和的最一般合一式是（C） A. B. C. D. 不可合一，所以沒有最一般合一式 5. 一個(gè)子句集在刪除其中被包孕的子句后所得到的新子句集，與原子句集在不可滿足的意義下（A） A. 等價(jià) B. 不等價(jià) C. 有時(shí)等價(jià)，有時(shí)不等價(jià) D. 是否等價(jià)不能確定 6. 一個(gè)子句集在刪除其中的重言式后所得到的新子句集，與原子句集在不可滿足的意義下（A） A. 等價(jià) B. 不等價(jià) C. 有時(shí)等價(jià)，有時(shí)不等價(jià) D. 是否等價(jià)不能確定 7. 子句集，（B） A. 是不可滿足的 B. 是可滿足的 C. 有時(shí)可滿足，有時(shí)不可滿足 D. 是否可滿足不能確定 8. 對(duì)兩個(gè)子句和進(jìn)行消解，得到的結(jié)果是（B） A. 空子句 B. C. D. 9. 設(shè)和是可以歸結(jié)的兩個(gè)子句，在某解釋下的真值為T，而的真值為F，則其歸結(jié)式在該解釋下的真值（D） A. 為T B. 為F C. 既不為T，也不為F D. 不能確定 10. 設(shè)和是可以消解的兩個(gè)子句，在某解釋下和的真值都為T，則其消解式在該解釋下的真值（A） A. 為T B. 為F C. 既不為T，也不為F D. 不能確定 11. “黑色Buick車的引擎不能轉(zhuǎn)動(dòng)，并且電瓶內(nèi)有電?！睘榱四軌蛴靡粋€(gè)產(chǎn)生式系統(tǒng)檢測(cè)這輛汽車的故障，應(yīng)當(dāng)把這些已知事實(shí)加入系統(tǒng)的（A） A. 綜合數(shù)據(jù)庫 B. 規(guī)則庫 C. 綜合數(shù)據(jù)庫、規(guī)則庫 D. 推理機(jī) 12. “蒙蒙是學(xué)齡兒童，身上有紅色斑點(diǎn)，并且發(fā)燒。”為了能夠用產(chǎn)生式系統(tǒng)診斷蒙蒙所患的疾病，應(yīng)當(dāng)把這些事實(shí)加入系統(tǒng)的（C） A. 綜合數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫 B. 規(guī)則庫 C. 綜合數(shù)據(jù)庫 D. 推理機(jī) 三、 設(shè) F: G: 求證：G是F的邏輯結(jié)論。 證明： 首先將F和G的否定化為子句集 F的子句集為 G的否定的子句集為 然后對(duì)子句集按以下過程進(jìn)行歸結(jié) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (1)與(3)歸結(jié) (7) (4)與(6)歸結(jié) (8) NIL (5)與(7)歸結(jié) 由于歸結(jié)出空子句，從而證明G是F的邏輯結(jié)論。 四、設(shè) F1: F2: G: 求證：G是F1，F(xiàn)2的邏輯結(jié)論。 證明： 首先將F1，F(xiàn)2和G的否定化為子句集 F1的子句集為 F2的子句集為 G的否定的子句集為 然后對(duì)子句集按以下過程進(jìn)行歸結(jié)，從中歸結(jié)出空子句 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (1)與(2)歸結(jié) (7) (3)與(4)歸結(jié) (8) (7)與(6)歸結(jié) (9) NIL (8)與(5)歸結(jié) 從而證明G是F1，F(xiàn)2的邏輯結(jié)論。 五、證明： 證明： 第一步：先對(duì)結(jié)論否定并與前提合并得謂詞公式G G： 第二步：將公式G化為子句集，可將G看作以下三項(xiàng)的合取 G1： G2： G3： 對(duì)每一項(xiàng)分別求子句集 G1的子句集為 G2的子句集為 G3的子句集為 從而得到G的子句集 第三步：應(yīng)用歸結(jié)原理，對(duì)子句集中的子句進(jìn)行歸結(jié) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (2)與(3)歸結(jié) (7) (4)與(5)歸結(jié) (8) NIL (6)與(7)歸結(jié) 由此得出子句集是不可滿足的，即G是不可滿足的，從而命題得證。 六、證明： 證明： 第一步：對(duì)結(jié)論否定并與前提合并得謂詞公式 G： 第二步：將公式G化為子句集，可將G看作三項(xiàng)的合取， G1： G2： G3： 對(duì)每一項(xiàng)分別求子句集 G1的子句集為 G2的子句集為 G3的子句集為 從而得到G的子句集 第三步：應(yīng)用歸結(jié)原理，對(duì)子句集中的子句進(jìn)行歸結(jié) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (2)與(3)歸結(jié) (7) (4)與(5)歸結(jié)為 (8) NIL (6)與(7)歸結(jié) 由此得出子句集是不可滿足的，即G是不可滿足的，從而命題得證。 七、已知： (1) John是賊； (2) Paul喜歡酒和奶酪； (3) 如果Paul喜歡某物，則John也喜歡某物； (4) 如果某人是賊，而且他喜歡某物，則他就可能會(huì)偷竊某物。 試用歸結(jié)原理求取問題“John可能會(huì)偷竊什么？”的答案。 解： 第一步：定義謂詞，將已知條件用謂詞公式表示出來，并化成子句集。 (1) 定義謂詞 表示是賊；表示喜歡；表示可能會(huì)盜竊。 (2) 將已知條件表示成謂詞公式 F1： F2： F3： F4： (3) 將謂詞公式化為子句集得 第二步：把問題用謂詞公式表示出來，并將其否定與謂詞作析取得 G： 第三步：將謂詞公式G化為子句集 將與合并得 第四步：應(yīng)用歸結(jié)原理對(duì)子句集中的子句進(jìn)行歸結(jié) (1) (2) (3) (4) (4) (5) (6) (1)與(4)歸結(jié)為 (7) (2)與(4)歸結(jié) (8) (3)與(4)歸結(jié) (9) (7)與(6)歸結(jié) (10) (8)與(6)歸結(jié) (11) (9)與(5)歸結(jié) (12) (10)與(5)歸結(jié) 第五步：得到了歸結(jié)式和，因此答案是John可能會(huì)盜竊wine和cheese。 八、已知： (1) 任何人的兄弟不是女性； (2) 任何人的姐妹必是女性； (3) Mary是Bill的姐妹。 試用歸結(jié)原理證明：Mary不是Bill的兄弟。 證明： 第一步：定義謂詞，將待證明的問題的前提條件和結(jié)論用謂詞公式表示出來。 (1) 定義謂詞： 表示是的兄弟；表示是的姐妹；表示是女性。 (2) 將待證明問題的前提條件和結(jié)論表示成謂詞公式： F1： F2： F3： G： 第二步：將F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3和G的否定分別化成對(duì)應(yīng)的子句 F1對(duì)應(yīng)的子句： F2對(duì)應(yīng)的子句： F3對(duì)應(yīng)的子句： G的否定對(duì)應(yīng)的子句： 第三步：應(yīng)用歸結(jié)原理，對(duì)由以上子句所組成的子句集進(jìn)行歸結(jié) (1) (2) (3) (4) (5) (1)與(4)歸結(jié) (6) (2)與(3)歸結(jié) (8) NIL (5)與(6)歸結(jié) 這樣就由于否定結(jié)論“Mary不是Bill的兄弟”而推出了矛盾，從而證明原來的結(jié)論是正確的。 九、已知三個(gè)柱子1，2，3和二個(gè)盤子A，B（A比B?。?。初始狀態(tài)下，A，B依次放在1柱上。目標(biāo)狀態(tài)是A，B依次放在3柱上。條件是每次只可移動(dòng)一個(gè)盤子，盤子上方是空時(shí)方可移動(dòng)，而且任何時(shí)候都不允許大盤在小盤之上。試用狀態(tài)空間表示該二階Hanoi塔問題，并通過狀態(tài)空間圖求出該二階Hanoi塔問題的盤移動(dòng)次數(shù)最少的最優(yōu)解。 解： 首先按以下步驟將問題以狀態(tài)空間的形式表示出來。 第一步，定義問題的狀態(tài)描述形式。設(shè)用表示問題的狀態(tài)，表示盤子A所在的柱號(hào)，表示盤子B所在的柱號(hào)。 第二步，用所定義的狀態(tài)描述形式把問題的所有可能狀態(tài)都表示出來，并確定出問題的初始狀態(tài)集合描述和目標(biāo)狀態(tài)集合描述。本問題所有可能的狀態(tài)共有9種，各狀態(tài)的形式描述如下： 問題的初始狀態(tài)集合為，目標(biāo)狀態(tài)集合為。 第三步，定義一組算符。定義算符表示把盤子A從第i號(hào)柱子移到第j號(hào)柱子的 操作；算符表示把盤子B從第i號(hào)柱子移到第j號(hào)柱子的操作。這樣定義的算符組中共有12個(gè)算符，它們分別是 至此，該問題的狀態(tài)空間構(gòu)造完成。這就完成了對(duì)問題的狀態(tài)空間表示。 然后，根據(jù)該狀態(tài)空間的9種可能和12種算符，構(gòu)造它的狀態(tài)空間圖。其狀態(tài)空間圖如下圖所示。 2, 2 1, 2 1, 3 3, 3 3, 2 2, 3 3, 1 1, 1 2, 1 圖 二階Hanoi塔問題的狀態(tài)空間圖 在狀態(tài)空間圖中，從初始節(jié)點(diǎn)（狀態(tài)）到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)（狀態(tài)）的任何一條通路都是問題的一個(gè)解。但其中最短路徑的長度是3，它由三個(gè)算符，和組成，這就是盤移動(dòng)次數(shù)最少的最優(yōu)解。 十、根據(jù)下面的事實(shí)構(gòu)造一個(gè)產(chǎn)生式系統(tǒng)的規(guī)則庫和數(shù)據(jù)庫，并分別運(yùn)用正向推理方式和反向推理方式結(jié)合規(guī)則排序控制策略，給出問題“李先生會(huì)出交通事故嗎？”的答案。要求說明用這兩種推理方式解答問題的過程。 (1) 35歲到55歲的人是中年人； (2) 中年人是老練而細(xì)心的； (3) 老練、細(xì)心并有駕駛技術(shù)的人是不會(huì)出交通事故的； (4) 李先生43歲，并有駕駛技術(shù)； (5) 李太太35歲； (6) 李公子12歲。 解： 產(chǎn)生式系統(tǒng)的規(guī)則庫R包含以下三條規(guī)則 R1：如果x是35歲到55歲，則x是中年人； R２：如果x是中年人，則x是老練而細(xì)心的； R３：如果x是老練、細(xì)心并有駕駛技術(shù)的，則x是不會(huì)出交通事故的； 初始狀態(tài)下產(chǎn)生式系統(tǒng)的綜合數(shù)據(jù)庫F包含以下事實(shí)： F1：李先生43歲，并有駕駛技術(shù)； F2：李太太35歲； F3：李公子12歲； 正向推理方式求解問題的過程如下： 根據(jù)綜合數(shù)據(jù)庫中的事實(shí)在R中找出匹配規(guī)則R1，執(zhí)行R1得到新的事實(shí)“李先生是中年人，并有駕駛技術(shù)”，將新的事實(shí)作為F4加入綜合數(shù)據(jù)庫中。根據(jù)綜合數(shù)據(jù)庫中的事實(shí)在R中找出匹配規(guī)則R1，R2，執(zhí)行R1得到新的事實(shí)“李太太是中年人”，將新的事實(shí)作為F5加入綜合數(shù)據(jù)庫中。根據(jù)綜合數(shù)據(jù)庫中的事實(shí)在R中找出匹配規(guī)則R2，執(zhí)行R2得到新的事實(shí)“李先生是老練而細(xì)心的，并有駕駛技術(shù)”，將新的事實(shí)作為F6加入綜合數(shù)據(jù)庫中。根據(jù)綜合數(shù)據(jù)庫中的事實(shí)在R中找出匹配規(guī)則R2，執(zhí)行R2得到新的事實(shí)“李太太是老練而細(xì)心的”，將新的事實(shí)作為F7加入綜合數(shù)據(jù)庫中。根據(jù)綜合數(shù)據(jù)庫中的事實(shí)在R中找出匹配規(guī)則R3，執(zhí)行R3得到新的事實(shí)“李先生是不會(huì)出交通事故的”，將新的事實(shí)作為F8加入綜合數(shù)據(jù)庫中。此時(shí)，綜合數(shù)據(jù)庫中已包含問題的答案，因此過程結(jié)束。 反向推理方式求解問題的過程如下： 用目標(biāo)事實(shí)“李先生不會(huì)出交通事故”與規(guī)則庫中規(guī)則的后件進(jìn)行匹配，得到匹配規(guī)則R３。由于R３的前件不是已知事實(shí)，因此將前件作為子目標(biāo)再與規(guī)則庫中規(guī)則的后件進(jìn)行匹配，得到匹配規(guī)則R2。由于R2的前件還不是已知事實(shí)，因此將其作為子目標(biāo)再與規(guī)則庫中規(guī)則的后件進(jìn)行匹配，得到匹配規(guī)則R1。由于R1的前件是已知事實(shí)，從而推理過程結(jié)束，得出問題的答案“李先生不會(huì)出交通事故”。 第10頁