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第一章 人工智能概述 1

第一节 人工智能概况 1

一、什么是人工智能 1

二、什么是智能 1

第二节 人工智能的研究途径 3

第三节 人工智能的研究目标 4

第四节 人工智能的研究领域 5

一、模式识别(Pattem Recognition) 5

二、问题求解(Problem Solving) 7

三、自然语言理解(Natural Language Understanding) 8

四、自动定理证明(Automatic Theorem Proving) 8

五、机器视觉(Machine Vision) 9

六、自动程序设计(Automatic Programming) 10

七、专家系统(Expert System) 11

一、人工智能研究的历史回顾 12

第五节 人工智能研究的历史回顾及进展 12

九、机器人(Robots) 12

八、机器学习(Machine Learning) 12

二、人工智能研究的进展 18

习题一 20

第二章 问题求解的基本原理 21

第一节 状态空间法问题求解 21

一、问题的状态空间表示 21

二、状态空间的穷搜索法 22

三、启发式搜索法 24

第二节 问题归约法 27

一、问题归约描述 27

二、与或图表示 28

三、AO 算法 29

第三节 博弈树搜索 33

一、极大极小过程 34

二、α-β过程 35

习题二 37

一、谓词逻辑的符号体系 39

第一节 一阶谓词逻辑基础 39

第三章 基于逻辑的问题求解方法 39

二、谓词演算公式 40

三、谓词公式的解释 40

四、谓词演算的基本等价式及推理规则 41

五、谓词逻辑的演绎推理方法 42

六、谓词公式的规范化 43

七、置换与合一 45

一、归结原理简介 46

第三节 归结(消解)原理 46

第二节 基于一阶谓词逻辑的知识表达 46

二、归结原理在问题求解中的应用举例 48

第四节 基于规则的演绎推理 49

一、基于规则的正向演绎推理(FR) 49

二、基于规则的反向演绎推理(BR) 50

第五节 时序逻辑 51

一、时序逻辑概述 51

二、基于系统状态的时序逻辑 53

三、基于时序规则的控制领域知识表达--时序规则法 55

习题三 57

第四章 产生式系统 59

第一节 产生式系统概述 59

第二节 产生式系统的工作周期 60

第三节 产生式系统的控制策略 62

一、正向推理 62

二、反向推理 65

第四节 典型的产生式系统CLIPS 68

三、正反向混合推理 68

一、CLIPS的基本组成与知识表示 69

二、CLIPS的推理机制 70

第五节 对产生式系统的评价 73

一、ERTE算法 74

二、知识库编译 74

三、并行处理 75

习题四 75

一、语义网络的知识表示 76

第五章 基于结构化表示的问题求解 76

第一节 语义网络 76

二、语义网络的推理 81

三、语义网络表示的特点与不足 83

第二节 框架系统 83

一、框架的构成 84

二、框架系统的推理 86

三、框架表示的特点与不足 86

一、关于对象的定义 87

第三节 面向对象的表示方法 87

二、消息、接口和方法 88

三、类(class) 88

四、封装与继承 90

五、面向对象知识表示与语义网络、框架系统的比较 92

习题五 93

第六章 不确定知识表示及推理 94

第一节 不确定推理概述 94

一、不确定性问题的代数模型 94

二、几种主要的不确定性推理方法 96

第二节 不确定推理方法 97

一、确定性因子法 97

二、主观Bayes方法 101

三、D-S证据理论 107

四、可能性理论 114

五、信念网络 121

第三节 非单调推理 122

一、缺省推理 123

二、自认识逻辑 125

三、界限理论 126

四、正确性维持系统 128

第四节 粗集理论 130

一、RST的概述 130

二、粗集理论的不确定性知识表示 131

习题六 132

二、规划的特性和作用 136

一、规划概念 136

第一节 规划 136

第七章 规划求解系统 136

三、系统规划求解的方法与途径 138

第二节 机器规划成功性基本原理 138

一、概述 138

二、总规划的设计与分层规划原理 139

三、规划问题求解与最优规划原理 140

四、规划的双序求解与诊断 141

第三节 规划搜索求解 141

一、搜索域的分层规划 141

二、分层规划搜索的并行处理 142

三、一个实例--魔方问题的规划搜索求解 143

第四节 机器人规划问题求解 143

一、机器人工作规划及生成方法 144

二、规划的执行与操作控制 144

第五节 基于谓词逻辑的机器规划设计 145

一、机器人行动规划问题分析 145

三、机器人过程控制与环境约束 145

二、机器人行动规划状态与操作设计 146

三、机器人行动规划过程设计 148

四、机器人多级规划 149

习题七 150

一、什么是学习 152

二、人类学习与机器学习 152

第一节 机器学习的概念 152

第八章 机器学习 152

第二节 机器学习系统 153

一、什么是机器学习系统 153

二、一种机器学习系统模型 154

第三节 机器学习分类 155

一、基于推理策略的分类 156

二、基于系统性的分类 160

第四节 机器学习的发展简史 161

二、从例子学习的两个空间模型 162

一、概述 162

第五节 从例子中学习 162

三、学习单个概念 167

四、学习多个概念 175

五、学习执行多步任务 179

第六节 基于解释的学习 180

一、基于解释学习系统的结构 181

二、基于解释学习的工作原理 181

三、基于解释学习的方法 181

第七节 从观察中学习 183

习题八 192

第九章 数据库中的知识发现 193

第一节 引言 193

第二节 KDD研究现状 194

第三节 KDD的一般机理和理论基础 196

一、一般机理 196

三、抽取知识的类型和表示 197

二、主要研究方法 197

四、知识发现状态空间 198

五、KDD、数据挖掘及其他相关领域之间的关系 199

第四节 KDD系统的基本框架 199

一、KDD系统的特点 199

二、KDD系统的基本框架 200

第五节 数据库发现知识的方法 201

习题九 202

第六节 KDD所面临的问题和研究方向 202

第十章 遗传算法 203

第一节 遗传算法的基本概念 203

第二节 简单遗传算法 203

第三节 图式定理 209

第四节 遗传算法应用中的一些基本问题 210

一、知识表示(编码) 210

二、适应度函数 211

三、控制参数和终止判据 211

一、改进的选择方法 212

第五节 高级遗传算法(RGA) 212

二、高级遗传运算和算法 213

三、混合遗传算法 214

四、并行遗传算法 215

第六节 遗传算法(GA)应用举例 216

一、GA在TSP(旅行商)问题求解中应用 217

二、GA在电网优化规划中的应用 217

习题十 218

三、GA在木材切割优化中的应用 218

第十一章 专家系统概述 220

第一节 专家系统简介 220

一、专家系统概念及发展动态 220

二、专家系统的特点 220

三、专家系统应用举例 221

第二节 专家系统的基本结构及工作原理 223

第三节 专家系统的开发过程 225

第四节 PC计算机故障诊断指导专家系统(PCDGES)示例 226

习题十一 231

第十二章 自然语言处理 232

第一节 自然语言处理的一般问题 232

一、自然语言处理的概念及意义 232

二、自然语言处理的发展简史 232

三、自然语言处理领域中的几种思想 234

四、自然语言处理的层次 235

第二节 语法层：形式语法分析 237

一、转换生成语法 237

二、扩充转移网络 241

第三节 语义层：格语法 242

第四节 语用层：篇章算法 243

一、篇章结构与文本连贯性 243

二、框架理论 244

三、修辞结构理论 246

第五节 自然语言生成 249

一、自然语言生成 249

二、语言生成系统特点分析 249

三、生成系统结构 250

四、系统功能语法 251

第六节 自然语言处理系统 254

习题十二 254

第十三章 计算机视觉 256

第一节 图像的理解与分析 256

一、关于视觉信息的表像框架 256

二、边缘距离的计算 258

三、表面方向的确定 260

第二节 物体形状的描述与计算 262

一、生物形状的广义锥体表示 263

二、广义锥体描述的计算 263

第三节 机器人三维视觉 264

一、视觉系统设计 264

二、臂控立体摄像机 265

三、三维物体识别系统 265

习题十三 266

一、Prolog 概述 267

第二节 Prolog 语言 267

第一节 人工智能语言概述 267

第十四章 人工智能语言 267

二、PDC Rrolog 简介 268

三、Prolog 的三种基本语句 269

四、PDC Prolog 程序的基本结构 270

五、Prolog 的基本数据结构 271

六、Prolog 的基本工作原理 273

七、Prolog 程序应用举例 274

第三节 LISP 语言 289

一、LISP 语言的数据结构 290

二、LISP 语言的程序结构与基本函数 290

三、LISP 语言中的递归和循环 292

四、LISP 在产生式系统中的应用举例 292

第四节 小结 295

习题十四 295

第十五章 人工神经网络 297

第一节 人工神经网络(ANN)概述 297

一、单层感知机神经网络 299

第二节 多层前馈神经网络(BP网络) 299

二、多层感知机神经网络概述 300

三、多层感知机神经网络(BP网络)的学习算法--反向传播算法 301

四、BP网络设计中的一些问题 302

五、多层感知机神经网络应用举例--基于神经网络的水净化控制决策系统(WCCD) 303

第三节 HOPFIELD 神经网络 306

一、HOPFIELD 神经网络概述 306

二、离散型HOP网络的基本学习规则 307

三、HOP网络的应用 309

第四节 海明(Hamming)神经网络 312

第五节 自组织特征映射神经网络(SOM) 313

习题十五 315

第十六章 融合多种智能技术的智能系统 317

第一节 概述 317

第二节 ES与NN的结合 318

一、ES与NN的结合概述 318

二、ES与NN结合的一些方法 319

三、ES与NN结合举例 321

第三节 GA与FZ的集成 326

一、概述 326

二、使用GA设计FZ系统 326

三、使用FZ控制GA系统 327

第四节 GA与NN的集成 328

第五节 GA与ES的集成 330

一、GA与ES的相互辅助 330

二、GA与ES的协同 332

习题十六 333

第十七章 人工智能的发展 334

第一节 人工智能的基本问题、主要学派及其观点 334

一、人工智能的五大基本问题 334

二、人工智能的主要学派 335

第二节 人工智能研究的策略 336

第三节 人工智能研究的新课题 337

参考文献 339

后记 344