人工智能第2章基于图的知识表示与图搜索技术（课后部分习题答案）
解：用四元组（f，w，s，g）表示状态，其中f表示猎人，w表示狼，s表示羊，g表示草，其中每个元素都可以为0或1，表示在左案，1表示在右岸。四元组可表示的状态共有16种，其中合法状态为10种：（0，0，0，0）（0，0，0，1）（0，0，1，0）（0，1，0，0）（0，1，0，1）（1，0，1，0）（1，0，1，1）（1，1，0，1）（1，1，1，0）（1，1，1，1）初始状态为（0，0，0，0）目标状态为（1，1，1，1）共有其中操作：从左岸到右岸三种，从右岸到左岸四种方案有两种：p2→q0→p3→q2→p2→q0→p2p2→q0→p1→q2→p3→q0→p2解：用（a，b，c）来表示火柴的状态，用0表示火柴朝下，1表示朝上，三根火柴共有八种状态（0，0，0）（0，0，1）（0，1，0）（0，1，1）（1，0，0）（1，0，1）（1，1，0）（1，1，1）操作有两个：fab：将火柴a和b倒置fbc：将火柴b和c倒置初始状态：（1，1，1）目标状态：（0，0，0）状态图如下所示：从图上看，没有从初始状态到目标状态的联通路径，所以此问题没有解。解：引入一个三元组(q0,q1,q2)来描述总状态，开状态为0，关状态为1，全部可能的状态为：Q0=(0,0,0);Q1=(0,0,1);Q2=(0,1,0)Q3=(0,1,1);Q4=(1,0,0);Q5=(1,0,1)Q6=(1,1,0);Q7=(1,1,1)。翻动琴键的操作抽象为改变上述状态的算子，即F＝{a,b,c}a:把第一个琴键q0翻转一次b:把第二个琴键q1翻转一次c:把第三个琴键q2翻转一次问题的状态空间为问题的状态空间图如下页所示：从状态空间图，我们可以找到Q5到Q7为3的两条路径，而找不到Q5到Q0为3的路径，因此，初始状态“关、开、关”连按三次琴键后只会出现“关、关、关”的状态。不考虑代价，广度优先搜索过程：A－﹥B－﹥C－﹥D－﹥E－﹥F，解为：A－﹥C－﹥F深度优先搜索过程为：A－﹥C－﹥G－﹥M－﹥P－﹥O－﹥L解为：A－﹥C－﹥G－﹥L分支界限法搜索过程：A－﹥B－﹥C－﹥G－﹥E－﹥L解为：A－﹥C－﹥G－﹥L瞎子爬山法搜索过程：A－﹥B－﹥E－﹥J解为：A－﹥B－﹥E－﹥J解树有3个：ABDI，7；ABEJK，7；ACF5（最优解）解：
清华大学出版社
本书全面系统地阐述了人工智能的基本原理，勾画了人工智能理论和技术体系的基本框架，内容涵盖了人工智能各个分支领域的基本知识和主要内容，并体现了人工智能的最新进展。本书内容全面、基础、新颖、实用，为读者进一步学习和研发奠定了基础，指引了方向。全书共分为六篇，每篇为一个知识单元。本书结构风格独特，条理清楚，语言精练，图文并茂，理例结合，深入浅出，易读易懂，易教易学。本书适合于人工智能、数据科学、计算机、自动化、软件工程、网络工程、电子信息等专业使用，亦可供其他专业的师生和相关工程技术人员自学或参考。
more>前言在互联网、大数据和高速计算的支持下，以深度学习的成功应用为标志和引信，近年来蓄势已久的人工智能研究和应用出现了井喷式爆发。人工智能的迅猛发展引起了各国政府的高度重视，各国政府纷纷制定、颁布相关的规划和政策。2017年7月，国务院发布了《新一代人工智能发展规划》。2018年4月，教育部又发布了《高等学校人工智能创新行动计划》。此后，国内各高等院校纷纷开设了人工智能课程，有不少高校设置了人工智能专业，甚至成立了人工智能学院。正是在这样的背景下，笔者才撰写了这本《人工智能导论》，并荣幸地被清华大学出版社列选和出版。但本书并非一部全新之作，它实际上是在《人工智能技术导论》（第三版）的基础上扩充而成的。2000年1月，笔者的《人工智能技术导论》一书在西安电子科技大学出版社出版。2002年推出该书第二版，2007年推出第三版。其中，第二版被评为科技类全国优秀畅销书并荣获省部级教学成果二等奖，第三版则为国家“十一五”规划教材并再次获省级二等奖。从2000年起，这三部教材相继发行至今，已被国内百余所院校所采用，并被数十部同类教材或书籍所参考，还被百余篇有关学术论文所引用。然而，近年来人工智能学科正在以前所未有的速度迅猛发展，新思想、新理论、新技术、新方法不断涌现，新分支、新领域不断开拓，那么，在这样的新形势下，作为人工智能的导论性教材也应该与时俱进，于是，这部新版教材便应需而生。鉴于已经有了人工智能专业，这部新教材的适用范围就从计算机、信息类专业扩展到人工智能专业。于是，其写作目标被定为：勾画人工智能学科的总体架构，阐述其各个分支的原理、方法、课题和发展概况，涵盖人工智能的基本知识、经典内容和最新进展，为读者进一步学习和研发奠定基础，指引方向。面对新的水准和目标，笔者参阅了国内外大量文献资料，一方面博采众长，一方面又不落俗套，大胆创新，在原教材的基础上，对本书的内容进行重新策划，反复斟酌，几经修改，方脱稿成书。具体来讲，对于本书的撰写，笔者主要从以下几个方面做了努力和探索，这也可算是本书的一些特色。——结合人工智能学科的已有成果与研究现状，以及自己的教学和研究实践，在第1章中系统地介绍了人工智能的基本概念、研究内容、研究方法、分支领域、应用前景、历史沿革、现状与趋势，全方位地归纳和总结了人工智能的基本原理，构成了全书的导引和平台。——将人工智能学科的研究内容归纳概括为：搜索与求解、知识与推理、学习与发现、发明与创造、感知与响应、理解与交流、记忆与联想、竞争与协作、系统与建造、应用与工程等十个方面，它们构成了人工智能学科的总体架构；进而在此基础上组织教材，将教材内容分为搜索与求解、知识与推理、学习与发现、感知与决策和理解与交流、系统与建造等五个知识单元，再加上第一单元共六个单元。这六个知识单元构成了本书独特的结构风格。——在选材方面，以全面、基础、典型、新颖为原则，以人工智能的经典著作为依据，并参考ACM和IEEECS中对人工智能课程内容的要求，同时又兼顾该学科的当前热点，确定各篇、章、节的具体内容和详略程度。书中收编了人工智能的最新成果，但又不刻意赶时髦、追风头；书中涉及人工智能的诸多课题，但对于较深入和较专门的内容则点到为止。另外，书中还融入了笔者自己的一些学术观点和研究成果（书中第8.5.1节～8.5.3节和第14章取材于笔者的专著：PrinciplesofImpreciseInformationProcessing:ANewTheoreticalandTechnologicalSystem（SpringerNature,2016），这些可作为选讲内容）。还需说明的是，考虑到本书的专业性质，故选材较为宽泛和基础。其中有些内容看起来似乎不那么时髦和热门，但对于人工智能专业和计算机类专业的学生来讲，则是必备的基础知识。这些内容即使课堂上不讲或不全讲，也至少可以作为学生的专业资料积累和知识储备。——从整书到各篇、章、节，基本上都是“概述”+“实例”——这种近乎“分形”式的结构模式和行文风格，从而使教材内容泛而不空，虚中有实，而使读者能够既概略又具体地了解和掌握人工智能的基本知识和技能。——本书在写作上所追求的目标和效果是：将道理讲清楚，让读者看明白。为此，本书在写法上继续保持层次分明、条理清楚、理例结合、图文并茂、深入浅出、详略得当的行文风格，并力求将复杂问题简单化，将艰涩理论通俗化，使得本书更加易读易懂、易教易学。——为了体现和突出“导论”性，书中每一篇的开头都有导语，大部分章节开头都有引言或概述，有些章节末尾还有进一步的延伸学习导引。——除了习题外，书中还安排了上机实习及指导。书末还附有中英文名词对照及索引——相当于一本小型人工智能辞典。另外，对任课老师还配备了一整套教学资源，包括教学大纲、教学课件、电子教案、在线作业、教学计划表和微课视频，可供使用或参考。——本书的结构特点使本书具有很好的适应性。事实上，任课老师和读者可以以第1章为基础和平台，再根据各自的需要，灵活地选取书中的篇、章、节甚至小节，组织自己的教学内容。也就是说，本书可适应多种不同课时和要求的教学。以上特点使得本书还特别适合自学。资源下载提示课件等资源：扫描封底的“课件下载”二维码，在公众号“书圈”下载。教材(源码)等资源：扫描目录上方的二维码下载。在线作业：扫描封底刮刮卡中的二维码，可以登录在线作业平台。总之，较之前的《人工智能技术导论》（第三版），本书内容更加充实和精练，质量又有了进一步提升。虽然如此，但之前教材的影子仍隐约可见。也就是说，使用过《人工智能技术导论》（第三版）的院校和老师很容易转到这部新教材上来。全书共有6篇19章，全部讲授大约需要80学时。目录中带星号的章节可作为选讲内容。另外，还有10学时的上机实习。经过60余年的发展，人工智能已有了长足进步，内容已非常丰富；但它仍然是一个发展中的学科，尚未形成一个公认的定型的理论和技术体系。所以，要编撰一部高质量、有特色的导论性教材并非易事。加之视野和水平有限，所以，尽管自己付出了很大努力，但书中肯定仍有一些不尽如人意甚至错误之处。故恳请专家、同行不吝赐教，也希望选用本书的各位老师和同学及读者提出宝贵意见和建议。在本书出版之际，我要衷心感谢清华大学出版社计算机与信息分社社长魏江江和王冰飞编辑，正是在他们的支持和付出下，本书才得以顺利完成和出版。同时，我还要感谢那些为本书提供了知识资源的国内外专家、学者以及所有为本书的撰写和出版提供过帮助和支持的人士！作者2020年4月配套资源下载
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