人工智能的基础
元知识是思想和意识的核心,如果没有掌握元知识的,就不能学习和认知基本的知识,元知识对于人们认知系统的建立起着重要作用。人工智能和深度学习领域研究各种各样的智能系统,自主学习机制均是以模拟人脑思维活动为目的,没有学习元知识的能力的智能系统起码不能算是一个智能系统。
二、知识的分类
布鲁姆在学习目标分类学方面进行了开创性工作,他将学习目标分为认知、情感和动作技能三大领域。在认知领域,其认知教育目标分类学将将教育目标分为知识、领会、运用、分析、综合、评价等六个类别。
布鲁姆认知目标分类诞生几十年来,对其修订工作一直没有停过。以加涅的学习结果分类理论和安德森的产生式理论以及以安德森为首的团队进行的布鲁姆认知分类修订版最为著名。
加涅的认知学习结果分类
加涅将可能的学习结果分为五类:陈述性知识、智慧技能、认知策略、动作技能和态度,每一种分类又可以分为不同的亚类。如下图所示:
加涅认知学习结果分类
陈述性知识是指可以用言语表达的信息,在陈述性知识是回答“是什么”的问题。智慧技能是人们按照一定的方式方法做事的能力,它们是“怎么做”的知识,如应用规则与原理解决确定性的问题。认知策略是指个体自主学习、记忆和思维活动的较高层次的智慧技能。
Gagne对于知识的分类
Gagne将可能的学习结果分为五种类型:陈述性知识、智慧技能、认知策略、态度和动作技能,具体的定义如表所示。其中陈述性知识分为符号记忆、事实的知识、有组织的整体知识三个小类。
Gagne定义的学习结果类型
类型定义陈述性知识要求学习者逐字逐句的记忆、解释或者从事实、名单、姓名中总结或是组织信息。陈述性知识有时被描述成是“知道什么”。智慧技能智慧技能的结果是学习和培训情景中的主要学习目标。智慧技能最重要的是将规则应用于之前没有遇到的例子中,也称为程序性知识,描述为“怎么做”。认知策略学生用认知策略来管理他们自身的学习,有时称为学习策略或者“学习如何学习”。认知策略支持其他领域的学习。态度态度是一种使学习者倾向于选择某种行为方式的心理状态。Gagne将态度描述为认知、情感和行为互相作用的结果。动作技能以流畅和精确定时为特征的肌肉运动调节就是动作技能。最正规的修订工作是由课程理论与教育研究专家安德森为首的一个专家小组经过5年的工作,于2001年公布的原分类学的修订版。本文基于此种分类方式对不同类型的知识的认知过程分别进行分析,试图找出虚拟维修训练中元知识的认知规律依据。
布鲁姆教育目标分类学修订版的与以前最大的不同是将教育目标分成两个维度。一个是认知过程维度,另一个是知识维度。认知过程维度仍分为6大类,但第一类的知识改为记忆,保留了理解、应用、分析和评价,增加了创造。将旧版中的知识单独划出来作为一个新的维度。知识维度将知识分为事实性知识、概念性知识、程序性知识和元认知知识。
布鲁姆认知教育目标分类修订前后对比
以认知过程维度为横轴、知识维度为纵坐标,就形成了如下图所示的认知目标二维分类模型。不同的知识维度,对应不同的认知过程,由此形成了不同的学习和训练目标以及训练方法、训练策略。
认知目标分类二维模型
在总结以上专家对于知识的分类方式后,这里将最具权威的修订布鲁姆教育目标分类学作为本文的主要研究分类,并以此作为元知识的分类方式。
事实性知识事实性知识的研究基础
事实性知识是学习者在学习某一专业时必须掌握的基本元素,这些元素包括时间,地点,人物,事件。对应装备虚拟维修训练,如装备的技术性能、基本技术参数等。事实性知识可能以独立元素或点滴信息而存在,而被认为在本质上和其自身是有某种价值的。它又可分为术语知识、具体细节和要素知识两个亚类。
事实性知识的一般过程
对于事实性知识,在知识呈现情景阶段通过对呈现的知识考察可发现事实性知识呈现的离散性特点。在学习过程情景阶段,通过对学习时交互方式的考察可以发现认知过程以被动接收为主的特点。
事实性知识的认知过程以记忆为主。
事实性知识的基本规律事实性知识有如下特点:
(1)以陈述性的知识为主。
(2)认知内容没有认知中的高级分析加工或加工量很小,信息不存在认知困难,认知任务主要在于信息的量。
(3)认知过程是离散的。
(4)认知过程以被动的视听接收为主
事实性知识的分类
术语知识包括特殊言语和非言语的符号(如词、数字、标记、图画)。每一个专业都有其特有的标识和符号表示方式,它们是掌握这一学科的基础。掌握一个专业的术语知识,同一个专业的人就可以快速交流,短时间内实现思想的碰撞,更有利于擦出新的火花。掌握术语知识可以方便人们快速记忆一些东西,为将来学习更加深刻的内容打下坚实基础。
具体细节和元素知识指时间、地点、人物、事件等知识。它可能包括非常具体的信息,如在哪一时刻打开哪一个开关或按钮,也可能有大概的信息,如事件出现的时期或大量现象出现的一般顺序。与只能在一定的背景中才可知的事实相比,具体事实可以看作是独立的和分散的元素。
概念性知识概念性知识的研究基础
概念性知识是指一个整体结构中各个要素之间的关系,就是这个关系表达了某一专业的知识是如何形成的,各个要素之间是如何互相影响的,以如何组成一个完整的系统。将概括的知识按照意义的方式加以概括总结,用以体现某些问题、现象的内在联系。概念性知识有如下三个亚类:类别与分类的知识、原理与概括的知识、理论、模式与结构的知识。
概念性知识的一般过程
概念性知识的一般过程是一个以记忆为基础,到理解的过程。
概念性知识的基本规律
概念性知识有如下特点:
(1)以陈述性的抽象知识为主。
(2)需要对认知内容加以理解。
(3)记忆与理解相互作用形成认知。
概念性知识的分类
分类和类目的知识这个亚类包括特殊类目、类别、部分和排列。当题材(或教材)发展时,学习该材料的人发现,开发出一些类别和类目使之能将这些类别和类目用于结构化和系统化的现象,是很有好处的。同术语和具体事实相比,这类知识是比较一般的和抽象的。
分类或类目的知识是发展某一个学术性学科的重要方面。信息适当分类和经验进人适当类目乃是学习和发展的经典指标。而且新近关于概念变化和理解的研究表明,信息的错误分类进人不适当类目可以限制学生的学习。
如同前述,原理和概括是由分类和类目构成的。这个亚类抽象的概括出人们见到的各种现象,并且将这些现象抽象成知识。这些抽象知识对于描述某种现象,解释这种现象出现的原因,预测事件的发展趋势,并根据预测结果采取相应的行动具有重大的价值。
原理和概括知识,就是从大量的事实和事件中,抽象和概括出这些事实的核心,并且分析这些核心的内在联系和之间的相互作用,以及如何构成整个事实或事件的整体。
理论、模型和结构的知识包括原理、概括及其组合成相互联系的知识,这个亚类侧重于将原理和概括以某种方式相联系,从而形成理论、模型或结构。
学科具有不同研究范式和认识论,学生应该知道从概念上加工和组织教材的不同方式和在该教材中的研究领域。
程序性知识程序性知识的研究基础
程序性知识是“如何做事的知识”,如何思考及如何解决问题,在遇到问题时,不仅要想到如何去解决问题,同时也要知道在什么样的场景下,使用什么样的方式去解决什么样的问题。程序性知识有三个亚类:具体学科技能和算法的知识、具体学科技巧和方法的知识、确定何时运用适当程序的知识。
程序性知识的一般过程
程序性知识不仅包括了基本的由记忆到理解的一般认知过程,还包括了理解之后的应用和分析。
程序性知识的基本规律
程序性知识有如下特点:
1、认知内容综合性强,需要经过高级分析加工进行理解。
2、对情景依赖性高,认知任务主要在于正确把握当前情景并做出合理判断。
3、认知过程是一个交互的过程,需要主动参与,是一个不断反复的过程。
4、认知过程是一个连续的整体、实时性要求高。
程序性知识的分类
如上所述,程序性知识可以表达为一系列步骤,在总体上是我们所知的程序有时这些步骤的顺序是不变的;有时需做出决策,决定先做什么,然后在做什么。相似地,有时其结果是固定的(只有单一预定的答案),有时答案不定。
与通常最终导致固定结果的具体技能和算法不同,有些程序并不导致预先决定的单一解答或答案。例如我们以某种先后有序的方式遵循一般科学方法去设计某一研究,但实验设计的结果依据大景的因素可能会有很大差异。程序性知识的这一亚类与上个个亚类相比,其结果是较为开放的和不固定的。
具体学科的技术和方法的知识主要是意见一致的结果或学科规范,而不是更为直接来自观察、试验或发现的知识。决定何时运用适当程序的标准的知识是指除了知道与专门课题有关的程序外,也希望人们知道何时运用它们,后者涉及过去运用它们的方式。这些知识几乎是历史的或百科全书式的。
这一亚类更多的涉及到人们对于当前情况的情景认知能力,首先要对当前的所处的状态做一个判断,然后将判断所得到的信息与已知的相关程序性知识做匹配,最后做出选择,决定在什么样的时间和空间,以及各种复杂条件下,适用什么样的程序,最后通过对人们用定律解决问题的能力进行评定。
元认知知识元认知知识的研究基础
元认知知识一般指关于认知的知识,也指个体对于自身情况的是否有足够的了解,并且能够做出正确的判断,包括了解自己认知活动中的优势与不足,以及采用什么样的一般策略去发现必要的信息。元认知知识有如下三个亚类:策略知识、关于认知任务的知识、自我知识。
元认知知识的一般过程
元认知知识的认知过程是在事实性知识、概念性知识、程序性知识的基础上,逐渐递进的过程。由最初事实性知识的记忆,到概念性知识的理解,程序性知识的应用、分析,元认知知识在这个基础上,增加了评价和创造的过程。
元认知知识的基本规律
元认知知识有如下特点:
1、认知难度大,要求高。
2、认知的形成可以作用于设计阶段以改善学习训练效果。
元认知知识的分类
策略性知识是有关学习、思考和解决问题的一般策略的知识。这个亚类中的策略可以跨不同的任务和教材运用,而不仅仅对某一学科领域中某种任务最有用,如用于解二次方程式和欧姆定律。
除了各种策略的知识之外,个人还积累了有关认知任务的知识。在传统元认知知识区分中,弗拉维尔把下列知识纳人元认知知识:不同认知任务可能有难度较大的,也有比较简单的,根据难度的不同,可能需要不同策略。回忆任务需要个体积极搜寻和提取适当信息,而再认任务只需要个体在几种选择中做出决定和选择正确的或最适当的答案。
自我知识
弗拉维尔提出,除不同策略和认知任务的知识之外,自我知识也是一种重要的元认知知识。专家的一个标志是他们对自己不知道的东西很清晰,所以他们具有发现所需要的和适当的信息的一般策略。个人对自我知识深度和广度的意识是自我知识的一个非常重要的方面。他们对自己的实际知识和能力没有夸大和虚假的印象,他们知道自己知道什么和不知道什么。
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人工智能的基础
文章对先验知识和对知识的哲学意义一些看法。
原文链接https://blog.csdn.net/VucNdnrzk8iwX/article/details/79723327
一、元知识的概念
元知识的定义目前对元知识的定义,在学术界还没有一个严格的概念。通常来说,元知识就是“关于知识的知识”。元知识可用来描述一类知识或知识集合所包含的内容、基本结构和一般特征。没有元知识, 人们无法描述知识、使用知识和认识知识。在自动控制与人工智能等系统领域中,一般把使用和控制该系统领域知识的知识称为元知识。元知识不是领域知识,不能解决具体知识领域问题;而是关于各领域知识的性质、结构、功能、特点、规律、组成与使用的知识, 是管理、控制和使用领域知识的知识。
元知识是思想和意识的核心,如果没有掌握元知识的,就不能学习和认知基本的知识,元知识对于人们认知系统的建立起着重要作用。人工智能和深度学习领域研究各种各样的智能系统,自主学习机制均是以模拟人脑思维活动为目的, 没有学习元知识的能力的智能系统起码不能算是一个智能系统。
二、知识的分类布鲁姆在学习目标分类学方面进行了开创性工作,他将学习目标分为认知、情感和动作技能三大领域。在认知领域,其认知教育目标分类学将将教育目标分为知识、领会、运用、分析、综合、评价等六个类别。
布鲁姆认知目标分类诞生几十年来,对其修订工作一直没有停过。以加涅的学习结果分类理论和安德森的产生式理论以及以安德森为首的团队进行的布鲁姆认知分类修订版最为著名。
加涅的认知学习结果分类加涅将可能的学习结果分为五类:陈述性知识、智慧技能、认知策略、动作技能和态度,每一种分类又可以分为不同的亚类。如下图所示:
加涅认知学习结果分类
陈述性知识是指可以用言语表达的信息,在陈述性知识是回答“是什么”的问题。智慧技能是人们按照一定的方式方法做事的能力,它们是“怎么做”的知识,如应用规则与原理解决确定性的问题。认知策略是指个体自主学习、记忆和思维活动的较高层次的智慧技能。
Gagne对于知识的分类Gagne将可能的学习结果分为五种类型:陈述性知识、智慧技能、认知策略、态度和动作技能,具体的定义如表所示。其中陈述性知识分为符号记忆、事实的知识、有组织的整体知识三个小类。
Gagne定义的学习结果类型
类型
定义
陈述性知识
要求学习者逐字逐句的记忆、解释或者从事实、名单、姓名中总结或是组织信息。陈述性知识有时被描述成是“知道什么”。
智慧技能
智慧技能的结果是学习和培训情景中的主要学习目标。智慧技能最重要的是将规则应用于之前没有遇到的例子中,也称为程序性知识,描述为“怎么做”。
认知策略
学生用认知策略来管理他们自身的学习,有时称为学习策略或者“学习如何学习”。认知策略支持其他领域的学习。
态度
态度是一种使学习者倾向于选择某种行为方式的心理状态。Gagne将态度描述为认知、情感和行为互相作用的结果。
动作技能
以流畅和精确定时为特征的肌肉运动调节就是动作技能。
修订的布鲁姆认知教育目标分类最正规的修订工作是由课程理论与教育研究专家安德森为首的一个专家小组经过5年的工作,于2001年公布的原分类学的修订版。本文基于此种分类方式对不同类型的知识的认知过程分别进行分析,试图找出虚拟维修训练中元知识的认知规律依据。
布鲁姆教育目标分类学修订版的与以前最大的不同是将教育目标分成两个维度。一个是认知过程维度,另一个是知识维度。认知过程维度仍分为6大类,但第一类的知识改为记忆,保留了理解、应用、分析和评价,增加了创造。将旧版中的知识单独划出来作为一个新的维度。知识维度将知识分为事实性知识、概念性知识、程序性知识和元认知知识。
布鲁姆认知教育目标分类修订前后对比
以认知过程维度为横轴、知识维度为纵坐标,就形成了如下图所示的认知目标二维分类模型。不同的知识维度,对应不同的认知过程,由此形成了不同的学习和训练目标以及训练方法、训练策略。
认知目标分类二维模型
在总结以上专家对于知识的分类方式后,这里将最具权威的修订布鲁姆教育目标分类学作为本文的主要研究分类,并以此作为元知识的分类方式。
事实性知识事实性知识的研究基础事实性知识是学习者在学习某一专业时必须掌握的基本元素,这些元素包括时间,地点,人物,事件。对应装备虚拟维修训练,如装备的技术性能、基本技术参数等。事实性知识可能以独立元素或点滴信息而存在,而被认为在本质上和其自身是有某种价值的。它又可分为术语知识、具体细节和要素知识两个亚类。
事实性知识的一般过程对于事实性知识,在知识呈现情景阶段通过对呈现的知识考察可发现事实性知识呈现的离散性特点。在学习过程情景阶段,通过对学习时交互方式的考察可以发现认知过程以被动接收为主的特点。
事实性知识的认知过程以记忆为主。
事实性知识的基本规律事实性知识有如下特点:(1)以陈述性的知识为主。
(2)认知内容没有认知中的高级分析加工或加工量很小,信息不存在认知困难,认知任务主要在于信息的量。
(3)认知过程是离散的。
(4)认知过程以被动的视听接收为主
事实性知识的分类术语知识包括特殊言语和非言语的符号(如词、数字、标记、图画)。每一个专业都有其特有的标识和符号表示方式,它们是掌握这一学科的基础。掌握一个专业的术语知识,同一个专业的人就可以快速交流,短时间内实现思想的碰撞,更有利于擦出新的火花。掌握术语知识可以方便人们快速记忆一些东西,为将来学习更加深刻的内容打下坚实基础。
具体细节和元素知识指时间、地点、人物、事件等知识。它可能包括非常具体的信息,如在哪一时刻打开哪一个开关或按钮,也可能有大概的信息,如事件出现的时期或大量现象出现的一般顺序。与只能在一定的背景中才可知的事实相比,具体事实可以看作是独立的和分散的元素。
概念性知识概念性知识的研究基础概念性知识是指一个整体结构中各个要素之间的关系,就是这个关系表达了某一专业的知识是如何形成的,各个要素之间是如何互相影响的,以如何组成一个完整的系统。将概括的知识按照意义的方式加以概括总结,用以体现某些问题、现象的内在联系。概念性知识有如下三个亚类:类别与分类的知识、原理与概括的知识、理论、模式与结构的知识。
概念性知识的一般过程概念性知识的一般过程是一个以记忆为基础,到理解的过程。
概念性知识的基本规律概念性知识有如下特点:
(1)以陈述性的抽象知识为主。
(2)需要对认知内容加以理解。
(3)记忆与理解相互作用形成认知。
概念性知识的分类分类和类目的知识这个亚类包括特殊类目、类别、部分和排列。当题材(或教材)发展时,学习该材料的人发现,开发出一些类别和类目使之能将这些类别和类目用于结构化和系统化的现象,是很有好处的。同术语和具体事实相比,这类知识是比较一般的和抽象的。
分类或类目的知识是发展某一个学术性学科的重要方面。信息适当分类和经验进人适当类目乃是学习和发展的经典指标。而且新近关于概念变化和理解的研究表明,信息的错误分类进人不适当类目可以限制学生的学习。
如同前述,原理和概括是由分类和类目构成的。这个亚类抽象的概括出人们见到的各种现象,并且将这些现象抽象成知识。这些抽象知识对于描述某种现象,解释这种现象出现的原因,预测事件的发展趋势,并根据预测结果采取相应的行动具有重大的价值。
原理和概括知识,就是从大量的事实和事件中,抽象和概括出这些事实的核心,并且分析这些核心的内在联系和之间的相互作用,以及如何构成整个事实或事件的整体。
理论、模型和结构的知识包括原理、概括及其组合成相互联系的知识,这个亚类侧重于将原理和概括以某种方式相联系,从而形成理论、模型或结构。
学科具有不同研究范式和认识论,学生应该知道从概念上加工和组织教材的不同方式和在该教材中的研究领域。
程序性知识程序性知识的研究基础程序性知识是“如何做事的知识”,如何思考及如何解决问题,在遇到问题时,不仅要想到如何去解决问题,同时也要知道在什么样的场景下,使用什么样的方式去解决什么样的问题。程序性知识有三个亚类:具体学科技能和算法的知识、具体学科技巧和方法的知识、确定何时运用适当程序的知识。
程序性知识的一般过程程序性知识不仅包括了基本的由记忆到理解的一般认知过程,还包括了理解之后的应用和分析。
程序性知识的基本规律程序性知识有如下特点:
1、认知内容综合性强,需要经过高级分析加工进行理解。
2、对情景依赖性高,认知任务主要在于正确把握当前情景并做出合理判断。
3、认知过程是一个交互的过程,需要主动参与,是一个不断反复的过程。
4、认知过程是一个连续的整体、实时性要求高。
程序性知识的分类如上所述,程序性知识可以表达为一系列步骤,在总体上是我们所知的程序有时这些步骤的顺序是不变的;有时需做出决策,决定先做什么,然后在做什么。相似地,有时其结果是固定的(只有单一预定的答案),有时答案不定。
与通常最终导致固定结果的具体技能和算法不同,有些程序并不导致预先决定的单一解答或答案。例如我们以某种先后有序的方式遵循一般科学方法去设计某一研究,但实验设计的结果依据大景的因素可能会有很大差异。程序性知识的这一亚类与上个个亚类相比,其结果是较为开放的和不固定的。
具体学科的技术和方法的知识主要是意见一致的结果或学科规范,而不是更为直接来自观察、试验或发现的知识。决定何时运用适当程序的标准的知识是指除了知道与专门课题有关的程序外,也希望人们知道何时运用它们,后者涉及过去运用它们的方式。这些知识几乎是历史的或百科全书式的。
这一亚类更多的涉及到人们对于当前情况的情景认知能力,首先要对当前的所处的状态做一个判断,然后将判断所得到的信息与已知的相关程序性知识做匹配,最后做出选择,决定在什么样的时间和空间,以及各种复杂条件下,适用什么样的程序,最后通过对人们用定律解决问题的能力进行评定。
元认知知识元认知知识的研究基础元认知知识一般指关于认知的知识,也指个体对于自身情况的是否有足够的了解,并且能够做出正确的判断,包括了解自己认知活动中的优势与不足,以及采用什么样的一般策略去发现必要的信息。元认知知识有如下三个亚类:策略知识、关于认知任务的知识、自我知识。
元认知知识的一般过程元认知知识的认知过程是在事实性知识、概念性知识、程序性知识的基础上,逐渐递进的过程。由最初事实性知识的记忆,到概念性知识的理解,程序性知识的应用、分析,元认知知识在这个基础上,增加了评价和创造的过程。
元认知知识的基本规律元认知知识有如下特点:
1、认知难度大,要求高。
2、认知的形成可以作用于设计阶段以改善学习训练效果。
元认知知识的分类策略性知识是有关学习、思考和解决问题的一般策略的知识。这个亚类中的策略可以跨不同的任务和教材运用,而不仅仅对某一学科领域中某种任务最有用,如用于解二次方程式和欧姆定律。
除了各种策略的知识之外,个人还积累了有关认知任务的知识。在传统元认知知识区分中,弗拉维尔把下列知识纳人元认知知识:不同认知任务可能有难度较大的,也有比较简单的,根据难度的不同,可能需要不同策略。回忆任务需要个体积极搜寻和提取适当信息,而再认任务只需要个体在几种选择中做出决定和选择正确的或最适当的答案。
自我知识
弗拉维尔提出,除不同策略和认知任务的知识之外,自我知识也是一种重要的元认知知识。专家的一个标志是他们对自己不知道的东西很清晰,所以他们具有发现所需要的和适当的信息的一般策略。个人对自我知识深度和广度的意识是自我知识的一个非常重要的方面。他们对自己的实际知识和能力没有夸大和虚假的印象,他们知道自己知道什么和不知道什么。
人工智能导论练习题(上)
文章目录@[toc]练习题一一、选择题二、填空题三、简答题练习题二一、选择题二、填空题三、判断题四、简答题练习题三一、选择题二、填空题三、判断题四、简答题练习题四一、选择题二、填空题三、判断题四、简答题练习题一一、选择题1.【多选题】认识智能的观点有(ABC)
A.思维理论
B.知识阈值理论
C.进化理论
D.行为理论
2.【多选题】思维方式有(ACD)A.抽象思维
B.逆向思维
C.形象思维
D.灵感思维
3.【多选题】人工智能研究的领域包括(ABCD)A.符号智能
B.计算智能
C.机器学习
D.机器感知
4.【多选题】智能包含的能力有(ABCD)A.感知能力
B.记忆和思维能力
C.学习和自适应能力
D.行为能力
5.【单选题】图灵测试是图灵在(B)年在论文中《计算机与智能》中提出的
A.1956B.1950C.1946D.1940
6.【多选题】机器学习包括(ABC)A.监督学习B.强化学习C.非监督学习D.群体学习
7.【单选题】AI的诞生是在(A)A.1956年
B.1950年
C.1957年
D.1958
8.【多选题】参加达特茅斯会议的有(ABCD)A.麦卡锡
B.明斯基
C.香农
D.洛切斯特
9.【单选题】(D)提出“知识工程”概念
A.纽厄尔、西蒙
B.塞缪尔
C.明斯基D.费根鲍姆
10.【多选题】人工智能的三大学派是(ABC)A.符号学派B.联结学派C.行为学派D.统计学派
11.【单选题】专家系统是(A)学派的成果
A.符号学派B.联接学派C.行为学派D.统计学派
12.【单选题】神经网络是(B)学派的成果
A.符号学派B.联接学派C.行为学派D.统计学派
13.【单选题】人工智能是指(C)A.自然智能B.人的智能C.机器智能D.通用智能
二、填空题1.图灵测试是目的是验证机器是否有智能
2.中文屋子实验是为了证明即使通过图灵测试也不能说明计算机能思维
3.人工智能的近期目标研究如何使计算机去做那些靠人的智力才能做的工作
4.人工智能的终极目标是探讨智能形成的基本机理,研究利用自动机模拟人的思维过程
5.“人工智能”术语的提出是在达特茅斯会议
6.麦卡锡正式提出“人工智能”概念,被称为人工智能之父
三、简答题1.简述人工智能的研究现状与最新的研究成果。
(1)专用人工智能取得突破性进展,专用人工智能在机器人领域、机器翻译领域、人脸识别领域、虹膜识别领域和图像篡改检测等领域取得成功应用。(2)统计学习成为人工智能走向实用的理论基础,深度神经网络与强化学习的结合,构建生成器模型与判别器模型,仿生学,类生命机器人,通过生命系统与机电系统在细胞和分子尺度上的融合,实现感知、思维、能量转换和驱动的新一代机器人系统。
2.什么是机器感知?
使机器(计算机)具有类似于人的感知能力。以机机器视觉(machinevision)与机机器听觉为主
3.20世纪60年代末,人工智能陷入低潮,是因为什么?
①在博弈方面,塞缪尔的下棋程序在与世界冠军对弈时,5局中败了4局。②在定理证明方面,鲁滨逊归结法的能力有限。当用归结原理证明”两个连续函数之和还是连续函数”时,推了10万步也没证明出结果。③在问题求解方面,由于过去的研究-般针对具有良好结构的问题,而现实世界中的问题多为不良结构,如果仍用那些方法去处理,将会产生组合爆炸问题。④在机器翻译方面,原来人们以为只要有一-本双解字典和一-些语法知识就可以实现两种语言的互译,但后来发现并不那么简单,甚至会闹出笑话。例如,把"心有余而力不足"的英语句子"Thespiritiswillingbutthefleshisweak"翻译成俄语,再由俄语翻译成英语时竟变成了“酒是好的,肉变质了”,即英语句子为”Thewineisgoodbutthemeatisspoiled"。⑤在神经生理学方面,研究发现人脑由10"一l0.个神经元组成,按当时的技术条件用机器从结构.上模拟人脑是根本不可能的。对单层感知器模型,明斯基出版的专著《Perceptrons》中指出了其存在的严重缺陷,致使人工神经网络的研究落入低潮。⑥在人工智能的本质、理论、思想和机理方面,人工智能受到了来自哲学、心理学、神经生理学等社会各界的责难、怀疑和批评。
4.什么是知识表示?
(1)知识表示是指把知识客体中的知识因子与知识关联起来,便于人们识别和理解知识。知识表示是知识组织的前提和基础,任何知识组织方法都是要建立在知识表示的基础上,知识表示有主观知识表示和客观知识表示两种。(2)知识表示就是对知识的描述,即用一些约定的符号把知识编码成一组可以被计算机直接识别,并便于系统使用的数据结构。
(3)将人类知识形式化或者模型化。
5.什么是人工智能学科?
一门研究如何构造智能机器(智能计算机)或智能系统,使它能模拟、延伸、扩展人类智能的学科。
6.什么是强人工智能与弱人工智能?
(1)强人工智能:有可能制造出真正能推理和解决问题的智能机器,并且它将被认为是有知觉的,有自我意识的,分为类人的人工智能、非类人的人工智能。(2)弱人工智能:不可能制造出能真正地推理和解决问题的智能机器,这些机器只不过看起来像是智能的,但是并不真正拥有智能,也不会有自主意识。
练习题二一、选择题1.【单选题】当P为F,Q为F,R为T时,(P∨Q)↔R的真值是(B)
A.TB.FC.不确定
2.【多选题】以下那些统称为项(ABC)A.个体常量
B.变元
C.函数
D.谓词
3.【单选题】以下(D)连接词叫蕴含A.↔
B.∨
C.∧
D.→
4.【单选题】连接词的优先级(A)
A.﹁∧∨→↔
B.∧∨→↔﹁
C.→↔﹁∧∨
D.﹁∨∧→↔
5.【多选题】以下关于谓词公式说法正确的是(ABCD)A.单个谓词是谓词公式
B.A,B是谓词公式,则﹁A,A∧B,A∨B,A→B也是谓词公式
C.A,B是谓词公式,则有("x)A,($x)A也是谓词公式
D.有限步应用上述过程生成的公式也是谓词公式
6.【单选题】通过一组符号及其组合来描述事物的是(A)
A.数据B.信息C.知识D.文字
7.【多选题】知识的特点有(ABCD)A.相对正确性B.不确定性C.可表示性D.可利用性
8.【多选题】知识按功能来分类,可以分为(ABCD)A.事实性知识
B.过程性知识
C.控制性知识
D.元知识
9.【多选题】经典逻辑分为(AB)
A.命题逻辑B.一阶谓词逻辑C.多值逻辑D.模糊逻辑
10.【多选题】知识表示方法的类型,按知识的不同存储方式来分,可分为(BC)A.索引性知识B.陈述性知识C.过程性知识D.结构性知识
11.【多选题】谓词的个体可以是(ABCD)A.常量
B.变元
C.函数
D.谓词
12.【单选题】Greater(5,3)是(B)元谓词A.1B.2C.3D.4
13.【单选题】Teacher(father(Zhan))的个体是(C)A.常量B.变量C.函数D.谓词
14.【单选题】二阶谓词的个体是(D)A.常量B.变量C.函数D.谓词
二、填空题1.设D是个体域,f:Dn→D是一个映射,其中Dn={(x1,x2,…,xn)|,x1,x2,…xnD},谓词是Dn到{T,F}的映射,函数是Dn到D的映射
2.个体变元的取值范围称为个体域,它可以是无限集
3.当P与Q为F,R为T时,(P∨Q)→R的真值是T
4.信息是对数据的解释,在特定场合下的具体含义
5.知识按作用范围分类,可以分为常识性知识与领域性知识
6.逻辑分为经典逻辑与非经典逻辑
7.一个命题在同一条件下不能同时既为真又为假
8.命题由谓词表示,它由谓词名和个体组成
9.个体的数目称为谓词的元数
10.约束变元是辖域内与量词中同名的变元
11.位于量词后面的原子谓词或者用括号括起来的谓词公式称为该量词的辖域
三、判断题1.(T)数据是记录信息的符号,是信息的载体和表示
2.(T)有关信息关联在一起所形成的信息称为知识
3.(F)信息是人类在长期的生活及社会实践、科学研究及实验中积累的认识与经验
4.(F)知识表示是对知识的描述,即用一组符号把知识编码成计算机可以接受的某种结构。其表示方法是唯一的
5.(T)知识按确定性分类,可分为确定性知识与不确定性知识
6.(T)“太阳每天从东方升起”是一个命题
7.(T)一个命题可在一定条件下为真,而在另一条件下为假
8.(F)没有真假意义的陈述句是命题
9.(T)谓词名一般用具有意义的英文单词表示,或英文字母表示,也可以用其他符号,甚至中文表示。
10.(F)“明天会下雨”是一个命题
11.(T)谓词与函数的区别是谓词的真值只有真与假,而函数的值(非真值)可能有多个。
12.(T)与量词辖域内不同名的变元称为自由变元
四、简答题1.传统的知识表示方法有那些(列举6个)?
(1)非结构化方法:一阶谓词逻辑、产生式规则(2)结构化方法:语义网络、框架(3)其它方法:状态空间法、问题归约法
2.数据、信息与知识的关系是什么?
(1)数据是记录信息的符号,是信息的载体和表示;信息是对数据的解释,在特定场合下的具体含义(2)把有关信息关联在一起所形成的信息称为知识(3)有格式的数据经过处理、解释过程会形成信息,有关的信息关联到一起,经过处理过程形成知识
3.请用一阶谓词知识表示法表示下列知识
(1)所有的人都喜欢的一种游戏
(2)对于所有自然数,均有x+y>x
(3)某些人对某些食物过敏
(4)不存在最大的整数
练习题三一、选择题1.【单选题】消去存在量词时,当(B)时,用skolem函数
A.存在量词未出现在全称量词的辖域内时
B.存在量词出现在全称量词的辖域内时
C.以上情况都需要D.以上情况都不需要
2.【多选题】判断下列子句集中哪些是不可满足的(ABDF)
A.{¬P∨Q,¬Q,P,¬P}
B.{P∨Q,¬P∨Q,P∨¬Q,¬P∨¬Q}
C.{P(y)∨Q(y),¬P(f(x))∨R(a)}
D.{¬P(x)∨Q(x),¬P(y)∨R(y),P(a),S(a),¬S(z)∨¬R(z)}
E.{¬P(x)∨Q(f(x),a),¬P(h(y))∨Q(f(h(y)),a)∨¬P(z)}
F.{P(x)∨Q(x)∨R(x),¬P(y)∨R(y),¬Q(a),¬R(b)}
二、填空题1.设C1与C2是子句集中的任意两个子句,且C1中的文字L1与C2中的文字L2互补,令:C12={C1-L1}∨{C2-L2},则称C12为C1与C2的归结式
2.若P是原子谓词公式,则称P和~P为互补文字
3.鲁宾逊归结原理应用反证法,即欲证明P→Q,只要证明P和非Q的合取为F
三、判断题1.(F)
2.(F)
3.(T)若C12是子句集S中C1、C2的归结式,则用C12代替C1、C2后得到的新子句集S1不可满足,则S也不可满足
4.(T)归结式是其亲本子句的逻辑结论
5.(F)任何文字的合取式称为子句
6.(T)从初始证据出发,按某种策略不断运用知识库中的已知知识,逐步推出结论的过程称为推理
7.(T)谓词公式不可满足的充要条件是其子句集不可满足
8.(F)空子句是可以满足的
9.(F)对于一阶谓词逻辑,如果没有归结出空子句,则说明原谓词公式是不可满足的
10.(T)对于一阶谓词逻辑,若子句集是不可满足的,则必存在一个从该子句集到空子句的归结演绎
11.(T)若C12是子句集S中C1、C2的归结式,若将C12加入到S中后得到的新子句集为S2,则S不可满足的充要条件是S2不可满足
四、简答题1.
2.
3.
4.
练习题四一、选择题1.【多选题】不确定性推理,包括(ABCD)A.主观Bayes推理
B.证据理论
C.模糊推理
D.概率推理
2.【单选题】是(C)A.假言三段论B.析取三段论C.假言推理D.拒取式
3.【多选题】按推理的逻辑基础分类,推理分为(ABC)A.演绎推理
B.归纳推理
C.默认推理
D.双向推理
4.【单选题】设P和Q是两个谓词公式,D是它们共同的个体域,若对于D上的任何一个解释P和Q都有相同的真值,则称P和Q在D上(D)A.永真B.永假C.不可满足D.等价
5.【单选题】对于谓词公式P,如果至少存在一个解释使得公式P在此解释下的真值为T,则称公式P是(C)A.永真的B.永假的C.可满足的
D.不可满足的
6.【单选题】是(B)A.结合律B.连接词化归律
C.分配律D.德•摩根律
7.【单选题】是(A)A.德.摩根律
B.吸收律
C.补余律D.结合律
二、填空题1.设个体域D={1,2},求公式,设对个体常量b,函数f(x)指派的值分别为:b=2,f(1)=1,f(2)=2,对谓词P,Q:P(1)=F,P(2)=T,Q(1,2)=T,Q(2,2)=T,谓词的真值是T
2.P(y)
3.对于谓词公式P和Q,若P→Q永真,则称P永真蕴含Q
4.启发式知识是指与问题有关且能加快推理进程、求得问题最优解的知识
5.自然演绎推理是从一组已知为真的事实出发,直接运用经典逻辑的推理规则推出结论的过程
三、判断题1.(F)
2.(T)自然演绎推理与归结演绎推理属于确定性推理
3.(F)
4.(F)若谓词公式P对个体域D上的任何一个解释都取真值T,则称P是永真的
5.(T)永假性与不可满足是等价的
6.(F)
四、简答题1.什么是P规则,什么是T规则?
(1)P规则:在推理的任何步骤上都可引入前提。(2)T规则:推理时,如果前面步骤中有一个或多个公式永真蕴含公式S,则可把S引入推理过程中。
2.演绎推理与归纳推理的区别是什么?
(1)演绎推理所得出的结论实际上早已蕴含在一般性知识的前提中,演绎推理只不过是将已有事实揭露出来,因此它不能增殖新知识。(2)归纳推理由个别事物或现象推出一般性知识的过程,是增殖新知识的过程。
3.什么是推理策略中的冲突消解?
当事实可以匹配多条规则时,冲突消解解决那条土规则可以被激活。
4.用一阶谓词知识表示与自然演绎推理完成推理。
设已知如下知识:
(1)如果是需要编程序的课,王程就喜欢。
(2)所有的程序设计语言课都是需要编程序的课。
(3)C是一门程序设计语言课。
求证:王程喜欢C这门课。
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