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855 人工智能 · 习题重点考查内容梳理(按讲义章节定位)

整理来源:《855 人工智能习题题库及期末题库》+《855 人工智能重点核心讲义》(同为 2027 专版) 用途:把题库中反复出现的考点,逐条定位到讲义的"章—节",用于反向查证与二轮复习 题号约定:文中"卷N"是本梳理按题库原文出现顺序对 7 套试卷的自拟编号(非官方编号);章节号严格对应《重点核心讲义》体系


一、考查格局总览

1.1 题型与分值(7 套试卷的稳定结构)

题型 常见题量 分值区间 说明
选择题 13~15 题 13~15 分 覆盖面最广,几乎全部来自第 1、2、3、7 章的概念
填空题 8~26 空 30~40 分 分值最高,集中在定义、公式、结论性表述
简答题 3~5 题 25~27 分 概念阐述 + 子句集化简 + MGU 等
应用题 2~3 题 30 分 归结证明、可信度计算、搜索与剪枝、语义网络

结论:填空题 + 应用题合计约 60~70 分,是拉开差距的主战场;选择题靠概念记忆稳拿分。

1.2 章节权重(按 7 套试卷实际出题频度统计)

章节 出题频度 主要考查形式
第 3 章 确定性推理方法 ★★★★★ 子句集化简、MGU、归结反演证明、归结求解
第 5 章 搜索求解策略 ★★★★☆ OPEN/CLOSED 表、深度/广度访问序列、A/A*、α-β 剪枝
第 2 章 知识表示与知识图谱 ★★★★☆ 谓词表示、产生式、框架、语义网络、知识图谱
第 4 章 不确定性推理方法 ★★★★☆ 可信度 CF 计算、证据理论、模糊集合运算
第 1 章 绪论 ★★★☆☆ 以选择、填空为主
第 7 章 专家系统与机器学习 ★★☆☆☆ 专家系统结构/类型/开发步骤、机器学习分类
第 6 章 智能计算及其应用 ☆ 7 套试卷未出现直接考题
第 8 章 人工神经网络及其应用 ☆ 7 套试卷未出现直接考题

注意:第 6、8 章虽无真题,但讲义均独立成章并给出"重点考点总结",建议按讲义结论性内容做二轮兜底记忆。


二、逐章考点清单(含真题定位)

第 1 章 绪论

对应讲义:1.1 基本概念 / 1.2 发展简史 / 1.3 研究内容 / 1.4 主要研究领域

  1. 人工智能的学科定义(讲义 1.1.3) 真题:卷 5 选择"人工智能是一门(综合性交叉学科和边缘学科)";卷 6 选择 14 必背:智能 = 知识 + 智力;AI 定义三角度(科学定义/学科定义/通俗定义)。

  2. AI 英文缩写(讲义 1.1.3) 真题:卷 4 选择 1、卷 5 填空 3、卷 6 填空 4 —— Artificial Intelligence

  3. 发展史关键节点(讲义 1.2)

  4. 1950 年图灵提出机器智能测试模型 → 卷 2/3/4/7 选择"这个科学家是(图灵)";卷 5 填空 1;卷 7 简答 5"图灵实验"
  5. 1956 年达特茅斯会议,AI 正式诞生 → 卷 6 选择 1"人工智能产生于哪一年(1956)"
  6. 1997 年 5 月"深蓝"击败卡斯帕罗夫 → 卷 4 选择 9、卷 5 填空 9、卷 6 填空 9
  7. 其余需记住:1965 鲁宾孙提出归结原理;1972 PROLOG 与 MYCIN;1975 Holland《自然和人工系统中的适应性》
  8. 注意:讲义 1.2.3 把"深蓝"记为 1996 年,而题库与通行教材均为 1997 年 5 月,答题以 1997 年为准。

  9. 三大学派(第 1 章相关表述) 真题:卷 2/6 填空"人工智能三大学派是(符号主义、连接主义、行为主义)";卷 3/4/5 选择"不属于人工智能的学派是(机会主义)" 易错:神经网络研究属于连接主义(卷 2/3/6 选择)。

  10. 研究领域辨析 真题:卷 2/3/6 选择"下列哪个不是人工智能的研究领域(编译原理)"

  11. 人工智能的基本技术(讲义 1.3) 真题:卷 1 填空 3、卷 6 填空 5 —— 搜索技术、推理技术、知识表示和知识库技术、归纳技术、联想技术

  12. 远期/近期目标 真题:卷 4/5 填空、卷 6 填空 10 —— 远期 = 制造智能机器;近期 = 实现机器智能

  13. 研究内容五大块(讲义 1.3):知识表示 / 机器感知 / 机器思维 / 机器学习 / 机器行为

  14. 智能的特征(讲义 1.1.2):感知能力、记忆与思维能力、学习能力、行为能力


第 2 章 知识表示与知识图谱

对应讲义:2.1 概念 / 2.2 一阶谓词逻辑 / 2.3 产生式 / 2.4 框架 / 2.5 知识图谱 / 2.6 方法比较

2.1 知识本身(讲义 2.1)

  • 知识的定义与四大特性:相对正确性、不确定性、可表示性、可利用性 —— 卷 4/5 填空、卷 6 填空 6
  • 知识不确定性的三个来源:随机性、模糊性、经验性(讲义 2.1.1)
  • 知识表示的四项要求:表示能力、可理解性、可访问性、可扩充性
  • 知识的四种分类维度(按作用范围/作用及表示/结构及表现形式/确定性)—— 讲义第 2 章课后题 2.1

2.2 一阶谓词逻辑(讲义 2.2)★

  • 命题:非真即假的陈述句 —— 卷 4/5 选择"命题是可以判断真假的(陈述句)"
  • 谓词 / 个体 / 个体域;函数与谓词的区别(函数是从个体域到个体域的映射,谓词是从个体域到真值的映射)
  • 谓词的项与阶(一阶谓词 = 仅个体变元被量化)—— 卷 4/5 选择
  • 谓词公式与"解释";永真性、可满足性、不可满足性(讲义 2.2.3)
  • 谓词逻辑与命题逻辑的异同(讲义课后题 2.5)
  • 表示三步骤:定义谓词和个体 → 变元赋值 → 用连接词连接成公式
  • 四大特点:自然性、精确性、严密性、易实现性;缺点:不能表示不确定性知识、组合爆炸、效率低
  • 真题:卷 1 大题二("不存在最大的整数"形式化)、卷 7 简答 1(同题)、卷 2 简答 1.1(三个自然语言转谓词)

2.3 产生式表示法(讲义 2.3)★

  • 基本形式:P → Q 或 IF P THEN Q;P 为前件(条件),Q 为后件(结论或操作)
  • 产生式系统三要素:规则库 + 综合数据库 + 推理机 —— 卷 6 填空 7、卷 2 填空、卷 7 简答 6
  • 工作过程四步:匹配 → 冲突解决 → 执行 → 终止
  • 推理方式:正向推理、反向推理、双向推理 —— 卷 2/3/4/5 选择"产生式系统的推理不包括(简单推理)"
  • 冲突消解策略五条:专一性排序、规则排序、数据排序、就近排序、上下文限制
  • 产生式与蕴涵式的异同(讲义课后题 2.10)
  • 优缺点:效率不高、不能表示结构性知识
  • 产生式系统与图搜索的对比表 —— 卷 5 简答 3(原题即"补齐对比表")

2.4 框架表示法(讲义 2.4)

  • 框架结构:框架名 + 槽 + 侧面 + 值
  • 框架系统的三种关系:继承关系、成员关系、关联关系
  • 特性继承通过槽的三个侧面灵活实现 —— 卷 5 填空 3
  • 特点:结构性、继承性、自然性;缺点:缺乏形式理论、灵活性差
  • 经典实作题:"大学教师"框架 —— 卷 2/3 简答 4(属性含学历、专业、职称);办公室框架、计算机主机框架(讲义 2.17、2.18)

2.5 语义网络与知识图谱(讲义 2.5)

  • 语义网络:AKO 链、ISA 链用于表达节点知识的继承性 —— 卷 4/5/6 选择
  • 语义网络的推理方法:AKO、ISA(卷 7 填空 12)
  • 语义网络可表达的关系类型 —— 卷 5 简答 4
  • 表示类真题:
  • "苹果"知识 —— 卷 1 大题三
  • 胡途/思源公司/清华大学篮球赛 —— 卷 4 应用 1
  • "某个学生读过三国演义" —— 卷 5 应用 1(要求谓词公式+语义网络双写)
  • "每个学生都喜欢老师上的一门课";树/草/水草/果树/樱桃树 —— 卷 5 解答题 2、3
  • 知识图谱:2012 年 Google 提出;三元组(实体1,关系,实体2);逻辑架构 = 数据层+模式层;构建流程 = 知识获取→抽取→融合→验证→存储(讲义 2.5)

2.6 表示方法横向比较(讲义 2.6)

真题:卷 5 填空 2"目前所用的知识表示形式有(框架、语义网络、面向对象)";卷 6 填空 6;卷 7 填空 12 必须能默写讲义 2.6 的对比表(一阶谓词逻辑/产生式/框架/语义网络/知识图谱 的优点、缺点、适用范围)。


第 3 章 确定性推理方法 ★★★★★(全题库第一大考点)

3.1 推理的基本概念(讲义 3.1)

  • 推理定义与形式化:F ∧ K ⇒ C
  • 五套分类维度:逻辑基础(演绎/归纳/默认)、确定性、单调性、是否用启发知识、控制方向(正向/逆向/混合/双向)
  • 推理控制策略三要素:推理方向、搜索策略、冲突消解策略
  • 冲突消解四条排序原则:针对性、新鲜性、条件个数、匹配度
  • 真题:卷 1 填空 18;卷 2/3/6 填空"从已知事实出发,通过规则库求得结论的推理方式是(正向推理)"

3.2 自然演绎推理(讲义 3.2)

必须背下五条规则 —— 卷 4/5 选择、卷 6 填空 17、卷 2/3 填空 6:

规则 形式
假言推理 (A→B) ∧ A ⇒ B
拒取式 (A→B) ∧ ¬B ⇒ ¬A
假言三段论 (A→B) ∧ (B→C) ⇒ A→C
析取三段论 A∨B,¬A ⇒ B
合取引入/消去 A,B ⇒ A∧B;A∧B ⇒ A

3.3 谓词公式化为子句集(讲义 3.3)★★★ 必考大题

8/9 步流程(讲义 3.3.2,以 ∀x(∀yP(x,y)→¬∀y(Q(x,y)→R(x,y))) 为例):

  1. 消去蕴含式和等价式
  2. 把否定符号移到原子公式前(德摩根定律 + 量词转换律)
  3. 变量标准化(约束变元改名,保证唯一)
  4. 消去存在量词(用 Skolem 常量/Skolem 函数)
  5. 化为前束范式(全称量词移到最前)
  6. 化为 Skolem 标准形/合取范式(分配律)
  7. 消去全称量词
  8. 消去合取符号 ∧,拆成子句
  9. 更换变元名称,保证各子句变元唯一

真题:

  • 卷 1 大题四:∃x∀y(∀z(P(z)∧¬Q(x,z))→R(x,y,f(a)))(题库附完整答案)
  • 卷 7 简答 2 为同题
  • 卷 3 简答 1:∀x(∀yP(x,y)→¬∀y(Q(x,y)→R(x,y)))
  • 卷 4 简答 3:原题要求"写出 8 个步骤"(讲义第 5、7 步可合并,故有 8 步与 9 步两种写法,两种都要能答)
  • 卷 6 填空 2、卷 6 简答 2、卷 7 填空 2:On(x,y)→Above(x,y) ⇒ ¬On(x,y)∨Above(x,y)
  • 卷 1 填空 9、卷 5 填空 14:子句集与谓词公式的关系

3.4 鲁宾孙归结原理(讲义 3.4)★★★

  • 归结式定义:互补文字消去后剩余部分的析取;参与归结的两子句称亲本子句
  • 归结出空子句(NIL/□)⇒ 定理得证 —— 卷 4/5/6 选择"当前归结式是(空子句)"
  • 谓词逻辑归结必须先用 MGU(最一般合一) 统一变元
  • 因子与单元因子;谓词逻辑归结式的四种情况
  • 核心定理与两个推论(归结式是亲本子句的逻辑结论;加入归结式不改变不可满足性)
  • 归结策略 —— 卷 1 填空 15、卷 4 填空 2、卷 6 填空 15:
  • 具完备性的三种:删除策略、支持集策略、线性归结策略
  • 其余:宽度优先策略、单元归结策略、输入归结策略
  • 删除策略删除的子句:含纯文字的子句、含永真式的子句、被别的子句类含(包孕)的子句

3.5 归结反演与归结求解(讲义 3.4.4、3.5)★★★ 应用大题

标准五步:

  1. 把已知前提表示为谓词公式并化为子句集 S
  2. 把待证结论否定(求问题解时写成 ¬结论 ∨ ANSWER(x))
  3. 将②的子句并入 S
  4. 反复归结,把归结式并入 S
  5. 推出空子句 ⇒ 定理成立;得到 ANSWER 项 ⇒ 求得问题的解

真题(建议全部动手做一遍):

  • 卷 4 应用 3 / 卷 5 简答 5 / 卷 7 简答 6:祖孙关系(老李—大李—小李),要求注明每步置换与父子句编号,并说明如何用重言式求出具体值
  • 卷 4 应用 2 / 卷 5 简答 5 / 卷 6 简答 8:"能阅读者是识字的;海豚不识字;有些海豚聪明"⇒ 有些聪明者并不能阅读
  • 卷 5 应用 3(卷 5 简答 2 同):"凡是清洁的东西就有人喜欢;人们都不喜欢苍蝇"⇒ 苍蝇是不清洁的
  • 卷 1 大题七:刑侦知识,用线性归结策略求证 may-steal(John, Z)
  • 卷 5 简答 1:用线性消解策略证明 {P∨Q, ¬P∨R, ¬Q∨R, ¬R} 可消解
  • 卷 5 解答题 5 / 卷 6 简答 5、6:盗窃犯问题(五名侦察员证词),用消解原理 + ANSWER 谓词求出"钱和孙是作案者"
  • 卷 7 简答 3:某问题五条公式描述,用归结法证明 ∃xR(x)
  • 卷 1 大题八:Shortliffe 确定性理论,求 CF(B1)、CF(B2) 的更新值

3.6 置换与 MGU(讲义 3.4.3 + 习题)

  • 置换的定义与表示 s = {t1/v1, …, tn/vn}
  • 置换不可交换:E(s1·s2) ≠ E(s2·s1) —— 卷 1 大题五(E = P(x, f(y), z),给两个置换求复合)、卷 7 简答 2("什么是置换?置换可交换吗")
  • 复合置换与 MGU 求法:
  • 卷 1 填空 13(G·ε = G,δ·ε = δ)
  • 卷 1 填空 14:S = {P(x), P(y)} 的 MGU = {x/y} 或 {y/x}
  • 卷 4 简答 4:S = {P(f(x), y, g(y)), P(f(x), z, g(x))} 求 MGU
  • 卷 5 简答 4:W = {P(f(x, g(A,y)), z), P(f(x, z), z)} 求 MGU

第 4 章 不确定性推理方法 ★★★★

4.1 基本概念(讲义 4.1)

  • 不确定性来源:知识的不确定性(随机性、模糊性、不完全性、不一致性)+ 证据的不确定性
  • 高频填空题(卷 4 填空 1、卷 5 填空 4、卷 6 填空 4、卷 7 填空 7):按性质分为随机性、模糊性、不完全性、不一致性
  • 不确定性推理的五大基本问题:表示与度量、匹配算法及阈值、组合证据算法、传递算法、结论合成
  • 卷 5 选择 11:不确定性推理 = 从不确定性的初始证据出发,运用不确定性的知识

4.2 可信度方法(MYCIN 确定性理论)(讲义 4.2)★★★ 应用必考

  • 知识表示:IF E THEN H (CF(H,E)),CF ∈ [−1, 1]
  • CF(H,E)=1 支持;=0 无关;=−1 反对(静态强度)
  • CF(E) 表示证据当前的不确定性程度(动态强度)
  • 必背公式(卷 4 填空 3、卷 5 填空 6、卷 6 填空 3 均直接考):
  • CF(¬A) = −CF(A)
  • CF(A1∧A2) = min{CF(A1), CF(A2)}
  • CF(A1∨A2) = max{CF(A1), CF(A2)}
  • CF(H) = CF(H,E) × max{0, CF(E)}
  • 多规则合成:CF1≥0 且 CF2≥0 → CF = CF1+CF2−CF1×CF2;两者均 <0 → CF = CF1+CF2+CF1×CF2;异号 → CF = (CF1+CF2) / (1−min{|CF1|,|CF2|})
  • 应用真题:
  • 卷 1 大题八:R1、R2、R3 三条规则,求执行后 CF(B1)、CF(B2)
  • 卷 3 应用 2:JAVA 程序员招聘(判断甲、乙谁被录用 + 反推某门课程至少要考到多少分)
  • 卷 5 解答题 6:推理网络(A∧B→H, 0.7;C∨D→H, 0.9;E→H, 0.3)计算复合证据对 H 的可信度
  • 卷 5 另一卷解答题 6:r1~r4 规则,用 MYCIN 确定性方法求 CF(H)

4.3 证据理论(D-S 理论)(讲义 4.3)

  • 样本空间 D、命题与子集的对应
  • 基本概率分配 M:M(∅)=0,Σ M(A)=1
  • 信任函数 Bel(A) = Σ_{B⊆A} M(B) —— 卷 1 填空 25(求 Bel(A)、Bel(B))
  • 似然函数 Pl(A) = 1 − Bel(¬A);信任区间 [Bel(A), Pl(A)]
  • 卷 1 填空 26:信任区间为 [1,1] ⇒ 命题 A 为真(完全可信)
  • 概率分配函数的正交和(Dempster 组合规则)M = M1 ⊕ M2 及 K 的计算
  • 卷 5 填空 7:构成证据理论的函数 = 基本概率分配函数、信任函数、似然函数

4.4 模糊推理(讲义 4.4)

  • 模糊集合与隶属函数 μA(x) ∈ [0,1]
  • 三种表示法:Zadeh 表示法、序偶表示法、向量表示法
  • 集合运算:并 max、交 min、补 1−μ
  • 代数运算:代数积、代数和、有界和、有界积 —— 讲义例 4.5 必练(求 A·B、A+B、A⊕B、A⊗B)
  • 模糊关系与合成:最大-最小合成法、最大-代数积合成法
  • 模糊假言推理:B' = A' ∘ R
  • 模糊决策三方法:最大隶属度法、加权平均判决法、中位数法
  • 真题:卷 4 简答 1(三值逻辑表 T/F/U);卷 5 简答 1、卷 6 简答 3(解释模糊性知识:张三体型(胖,0.9);患者症状→疾病)
  • 卷 5 填空 8:对模糊不确定性一般采用隶属函数或模糊集来刻划

4.5 三种方法比较(讲义 4.5)

可信度方法(经验性、计算复杂度低、适用简单专家系统)/证据理论(集合论、中、信息融合与决策分析)/模糊推理(模糊集合论、中高、控制与模式识别)


第 5 章 搜索求解策略 ★★★★☆

5.1 搜索的基本概念(讲义 5.1)

  • 搜索定义:构造一条代价较少的推理路线
  • 搜索需解决的四个基本问题:解的存在性、最优性、时空复杂性、终止性
  • 搜索方向:数据驱动(正向)/目的驱动(逆向)/双向
  • 两大方式:盲目搜索(无信息)/启发式搜索(有信息)
  • 卷 4 填空 4、卷 7 填空 4:这类核心技术称为图搜索,用图表示的称为状态空间图(状态图)

5.2 状态空间表示法(讲义 5.2)

  • 状态、操作算子、状态空间四元组 (S, O, S0, G)
  • 问题的解 = 有限操作算子序列;最优解不一定唯一(讲义 5.3 思考题)
  • 状态图要素:节点、边、路径、路径代价
  • 八数码问题:状态表示 + 四个操作算子(Up/Down/Left/Right)
  • TSP 旅行商问题

5.3 盲目搜索(讲义 5.3)★★

  • 回溯策略:PS(当前路径状态表)、NPS(新路径状态表)、NSS(不可解状态集)
  • 宽度优先搜索:OPEN 表 = 队列;步骤 7 步;新状态加入 OPEN 表末尾;完备、无代价时最优、时空复杂度均 O(b^n)
  • 深度优先搜索:步骤同上,区别在第 6 步——新状态加入 OPEN 表首部(栈);时间 O(b^n)、空间 O(bn);不完备、不最优
  • 卷 1 填空 17:广度优先 OPEN 表是队列,深度优先是栈
  • 卷 4 简答 1:深度优先方法的特点(图搜索、通用方法、深度限制不当可能找不到解、不保证最优)
  • 改进:有界深度搜索(设定深度限 l)、迭代加深搜索
  • 真题:
  • 卷 2/卷 6 简答:写出树结点的深度优先/广度优先访问序列(题库答案:DFS 为 1-2-5-6-10-11-3-7-12-13-4-8-9;BFS 为 1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13)
  • 卷 4/卷 5 简答:广度优先与深度优先各自特点、优缺点及适用场景(须能背对比表)

5.4 启发式搜索(讲义 5.4)★★★

  • 启发信息三分类:陈述性/过程性/控制性
  • 估价函数 f(x) = g(x) + h(x)
  • g(x):初始节点到 x 已实际付出的代价
  • h(x):x 到目标节点最优路径的估计代价(启发函数)
  • 卷 4 填空 16、卷 6 填空 16:启发式搜索中通常用启发函数表示启发性信息
  • h(x)=0 时退化为盲目搜索;h(x) 越接近 h*(x) 效率越高
  • 八数码的 h 设计:h1(位置不符的数字个数)、h2(曼哈顿距离)、h3(逆序数)、h4(组合)
  • A 算法:OPEN 表按 f(x) 排序,每次取 f(x) 最小者扩展;共 8 步流程;OPEN 表存已生成未扩展状态,CLOSED 表存已扩展状态
  • A* 算法:要求 h(x) ≤ h*(x);三大特性——可采纳性、单调性、信息性
  • A 与 A* 的区别(必背对比表,卷 5 简答:何谓估价函数?A 与 A* 最显著的区别)
  • 真题:
  • 卷 1 大题六:加权交通图,求 A 到 E 最小费用路线,要求画出搜索树、Closed 表与 Open 表变化过程(规定不能用 Dijkstra 算法)
  • 卷 5 简答:八数码,定义 h(x) 为与目标数码不同的位置个数,用全局择优法画出搜索过程(卷 3 简答 3 同)

5.5 博弈树与 α-β 剪枝(题库高频)

  • 极小极大分析法:先生成博弈树,再计算倒推值
  • α-β 剪枝条件(卷 7 简答 2 原题):
  • α 剪枝:任一极小值层节点的 β ≤ 它任一先辈极大值节点的 α(即 α(先辈) ≥ β(后继)),可中止该 MIN 节点以下搜索,其倒推值取该 β
  • β 剪枝:任一极大值层节点的 α ≥ 它任一先辈极小值层节点的 β(即 α(后继) ≥ β(先辈)),可中止该 MAX 节点以下搜索,其倒推值取该 α
  • 卷 6 简答 1:"剪枝方法只是极小极大方法的一种近似,剪枝可能会漏掉最佳走步"——该说法不正确。α-β 剪枝利用已搜索信息剪掉对寻找最佳走步无意义的分枝,结果与极小极大法完全一致,只是效率大幅提高。
  • 真题:卷 4 应用 2、卷 5 应用 2、卷 6 应用题 7、卷 7 简答 4(画出博弈树 α-β 剪枝过程与各节点倒推值)

第 6 章 智能计算及其应用

题库 7 套试卷中未出现直接考题。 讲义 6.1~6.8 的"重点考点总结"仍需二轮过一遍:

  • 进化算法定义与分类(遗传算法 GA/进化规划 EP/进化策略 ES/遗传编程 GP/学习分类器系统 LCS)
  • 遗传算法:编码(二进制/实数/整数/字符)、适应度函数设计四原则、选择(适应度比例、排序、轮盘赌、锦标赛、最佳个体保存)、交叉(一点/二点/多点/PMX 部分匹配)、变异(位点/逆转/插入/互换)
  • GA 六大特点:广泛适用性、高效搜索能力、鲁棒性强、全局优化能力、并行性、可扩展性;GA 基本流程 5 步
  • GA 改进算法:双倍体、双种群、自适应
  • 群智能算法五大特征与"与进化算法的区别"
  • 粒子群 PSO:速度更新公式三项含义(惯性/个体认知/社会)、位置更新、四类模型(全模型/认知模型/社会模型/无私模型)、参数(ω、φ1、φ2、Vmax、Gmax)
  • 蚁群 ACO:转移概率公式、信息素更新公式、三种 Δτ 模型(蚂蚁圈系统/蚂蚁数量系统/蚂蚁密度系统)、α、β、ρ 参数含义

第 7 章 专家系统与机器学习 ★★☆

7.1 专家系统(讲义 7.1~7.4、7.7~7.9)

  • 定义:运用知识与推理解决只有专家才能解决的复杂问题的智能程序
  • 六大特点:具有专家水平的专业知识、能进行有效推理、具有启发性、灵活性、透明性、交互性
  • 十大类型:解释型(DENDRAL、PROSPECTOR)、诊断型(MYCIN、CASNET、PUFF、PIP、DART)、预测型、设计型(XCON、KBVLSI)、规划型(NOAH、SECS、TATR)、控制型(YES/MVS)、监督型(REACTOR)、修理型、教学型、调试型
  • 一般结构六部分:人机接口、推理机、知识库、综合数据库、知识获取机构、解释机构;核心 = 知识库 + 推理机
  • 卷 2/3/4/5/6/7 选择"下列哪部分不是专家系统的组成部分(用户)"
  • 卷 1 填空 19:专家系统结构包含人机界面、…、解释模块
  • 卷 5 填空 5:专家系统应具备的四大要素
  • 知识获取:四大过程(抽取→转换→输入→检测);三种模式(非自动/半自动/自动);知识获取是专家系统开发的"瓶颈"
  • 开发步骤:问题识别 → 概念化 → 形式化 → 实现 → 测试 —— 卷 3 简答 2、卷 7 简答 4
  • 骨架系统:EMYCIN(基于 MYCIN,产生式+反向推理+不确定性推理)、KAS(基于 PROSPECTOR,语义网络+贝叶斯概率)
  • 开发环境:AGE、KEE、PROLOG、LISP、CLIPS
  • 卷 1 填空 21:开发专家系统的三大基本问题 = 知识获取、知识表示、知识运用

7.2 机器学习(讲义 7.5)

  • 定义:使计算机通过学习自动获取知识并在实践中自我完善
  • 按学习方法分五类:机械式学习、指导式学习、示例学习、类比学习、解释学习(各类型原理、特点、示例须能对号)
  • 按学习能力分:监督学习、无监督学习、弱监督学习(定义、典型算法、应用场景)
  • 真题:卷 2/3/4/5/6 选择"主要研究计算机如何自动获取知识和技能……这门分支学科叫(机器学习)"

7.3 知识发现与数据挖掘(讲义 7.6)

  • KDD 定义;数据挖掘是 KDD 过程中的一个重要步骤
  • 一般过程:数据准备(选取/预处理/变换)→ 数据挖掘 → 结果解释与评价
  • 任务:数据总结、概念描述、分类、聚类、相关性分析、偏差分析、建模
  • 方法:统计方法、粗糙集、可视化、传统机器学习方法
  • 对象:数据库、数据仓库、Web 信息、图像和视频数据

第 8 章 人工神经网络及其应用

题库 7 套试卷中未出现直接考题。 按讲义 8.1~8.6 做概念记忆:

  • 生物神经元四部分:细胞体、树突、轴突、突触
  • 神经元数学模型三部分:加权求和、线性动态系统、非线性激活函数
  • 三种激活函数:阶跃函数、S 型函数、ReLU 函数
  • 网络结构:前馈型(BP 网络)与反馈型(Hopfield,全互连)
  • Hebb 学习规则
  • BP 神经网络:三层结构、前向传播+误差反向传播+梯度下降;存在三层 BP 网络可逼近任意连续函数
  • Hopfield:离散型(1982,能量函数与稳定性定理)、连续型(1984)、随机神经网络(玻耳兹曼机)
  • Hopfield 应用:联想记忆、优化计算(TSP)
  • 深度学习前沿:CNN(局部连接、权值共享、多卷积核、池化)、胶囊网络

三、必须拿满分的"八大计算/证明题型"

序号 题型 定位章节
1 谓词公式化子句集(8~9 步) 3.3
2 求 MGU / 复合置换 E(s1·s2) 3.4.3
3 归结反演证明(须写置换与父子句编号) 3.4.4
4 归结原理求求解(ANSWER 谓词、修改证明树) 3.5
5 可信度 CF 计算(单规则 + 多规则合成) 4.2
6 证据理论 Bel/Pl 计算 4.3
7 模糊集合的四种代数运算 4.4
8 搜索过程表(OPEN/CLOSED)与博弈树 α-β 剪枝 5.3~5.5

四、必背结论速查表

序号 结论 出处
1 CF(¬A) = −CF(A);CF(A1∧A2) = min;CF(A1∨A2) = max 讲义 4.2
2 CF(H) = CF(H,E) × max{0, CF(E)} 讲义 4.2
3 归结出空子句 ⇒ 定理得证 讲义 3.4
4 具完备性的三种归结策略:删除策略、支持集策略、线性归结策略 讲义 3.4.5
5 删除策略删除:纯文字子句、永真式子句、被类含的子句 讲义 3.4.5
6 广度优先 OPEN 表 = 队列;深度优先 OPEN 表 = 栈 讲义 5.3
7 A* 要求 h(x) ≤ h*(x);A 算法无此约束 讲义 5.4
8 α-β 剪枝不改变极小极大法的结果,只提高效率 讲义 5.4 相关
9 置换不可交换,E(s1·s2) ≠ E(s2·s1) 讲义 3.4.3
10 专家系统核心 = 知识库 + 推理机 讲义 7.3
11 知识获取是专家系统开发的"瓶颈" 讲义 7.3.5
12 三大学派:符号主义、连接主义、行为主义 讲义第 1 章
13 1950 图灵测试/1956 达特茅斯会议/1997 深蓝(后者与讲义 1996 记载不同,以 1997 为准) 讲义 1.2
14 语义网络的 AKO/ISA 链表达继承性 讲义 2.5
15 不确定性按性质分:随机性、模糊性、不完全性、不一致性 讲义 4.1

五、复习优先级建议

第一轮(全力抓 70 分以上的大头)

  • 第 3 章全章:3.1~3.6(子句集、MGU、归结反演、归结求解)
  • 第 5 章 5.2~5.5(状态空间、盲目搜索、启发式搜索、A/A*、α-β 剪枝)
  • 第 4 章 4.2~4.4(可信度方法、证据理论、模糊集合运算)

第二轮(补齐概念分)

  • 第 1 章 + 第 2 章的选择/填空高频点:学派、时间节点、产生式系统三要素、框架三要素、知识表示形式、AKO/ISA
  • 第 7 章:专家系统结构六部分与十大类型、机器学习五类方法、KDD 一般过程

第三轮(兜底,防冷门)

  • 第 6 章、第 8 章按讲义"重点考点总结"各过 1~2 遍(题库无真题,但可能出选择或填空)

附:本文档说明

  1. "卷N"为本文档按《855 人工智能习题题库及期末题库》原文出现顺序自拟的编号,共 7 套试卷(含 1 套"26 空填空 + 8 道大题"的试卷库卷目),非官方编号。
  2. 章节号严格对应《855 人工智能重点核心讲义》的"章—节"编号,便于回到讲义原文查证。
  3. 题库后附有《人工智能导论(第 5 版)》第二章、第五章课后思考题答案,复习时可直接对照第 2 章课后题 2.1~2.19、第 5 章课后题 5.1~5.8 使用。
  4. 讲义第 3 章中"归结反演"一节的原编号存在错位(印作 4.4),本文按规范记为 3.4.4。