(人工智能)人工智能經(jīng)典習(xí)題集及各章總結(jié)(期末考試必備)

（人工智能）人工智能經(jīng)典習(xí)題集及各章總結(jié)(期末考試必備)

人工智能各章小結(jié)及習(xí)題解答第一部分緒論習(xí)題解答：1．什么是人工智能？發(fā)展過(guò)程中經(jīng)歷了哪些階段？解：人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)重要分支，也是一門(mén)正在發(fā)展中的綜合性前沿學(xué)科，它是由計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、哲學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等多種學(xué)科相互滲透而發(fā)展起來(lái)的，目前正處于發(fā)展階段尚未形成完整體系。發(fā)展過(guò)程中經(jīng)歷的階段有：第一階段（40年代中～50年代末）神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)時(shí)代第二階段（50年代中～60年代中）通用方法時(shí)代第三階段（60年代中～80年代初）知識(shí)工程時(shí)代第四階段（80年代中～90年代初）新的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)時(shí)代第五階段（90年代初～現(xiàn)在）海量信息處理與網(wǎng)絡(luò)時(shí)代2．人工智能研究的基本內(nèi)容是什么？解：基本內(nèi)容是：搜索技術(shù)、知識(shí)表示、規(guī)劃方法、機(jī)器學(xué)習(xí)、認(rèn)知科學(xué)、自然語(yǔ)言理解與機(jī)器翻譯、專家系統(tǒng)與知識(shí)工程、定理證明、博弈、機(jī)器人、數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)、多Agent系統(tǒng)、復(fù)雜系統(tǒng)、足球機(jī)器人、人機(jī)交互技術(shù)等。3．人工智能主要有哪幾大研究學(xué)派？解：（１）符號(hào)主義學(xué)派：由心理學(xué)途徑產(chǎn)生，符號(hào)主義認(rèn)為人工智能起源于數(shù)理邏輯，人類認(rèn)識(shí)（智能）的基本元素是符號(hào)，而智能行為則是符號(hào)運(yùn)算的結(jié)果。（２）連接主義學(xué)派：由生理學(xué)途徑產(chǎn)生，連接主義又稱為仿生學(xué)派，認(rèn)為人工智能的基本元素是神經(jīng)元，智能產(chǎn)生于大量神經(jīng)元的并行分布式聯(lián)結(jié)之中，而智能行為則是聯(lián)結(jié)計(jì)算的結(jié)果。（３）行為主義學(xué)派：由生物演化途徑產(chǎn)生，行為主義認(rèn)為人工智能起源于控制論，提出智能取決于感知和行為，取決于對(duì)外界復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)，而不是表示和推理。４．人工智能有哪些主要的研究領(lǐng)域？解：（１）問(wèn)題求解（２）邏輯推理與定理證明（３）自然語(yǔ)言理解（４）自動(dòng)程序設(shè)計(jì)（５）專家系統(tǒng)（６）機(jī)器學(xué)習(xí)（７）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（８）機(jī)器人學(xué)（９）模式識(shí)別（１０）機(jī)器視覺(jué)（１１）智能控制（１２）智能檢索（１３）智能調(diào)度與指揮（１４）分布式人工智能與Ａｇｅｎｔ（１５）計(jì)算智能與進(jìn)化計(jì)算（１６）數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)（１７）人工生命（１８）系統(tǒng)與語(yǔ)言工具第2部分知識(shí)與知識(shí)表示本章小結(jié)：知識(shí)表示謂詞表示法知識(shí)表示謂詞表示法產(chǎn)生式表示法框架表示法語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示法框架通常由指定事物各個(gè)方面的槽組成，每個(gè)槽擁有若干個(gè)側(cè)面，而每個(gè)側(cè)面又可擁有若干個(gè)值。語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)由節(jié)點(diǎn)和弧線或鏈線組成，節(jié)點(diǎn)用于表示物體、概念和狀態(tài)，弧線用于表示節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系。產(chǎn)生式系統(tǒng)由3個(gè)基本部分組成：規(guī)則庫(kù)、綜合數(shù)據(jù)庫(kù)、控制系統(tǒng)。首先定義謂詞，指出每個(gè)謂詞的確切含義，然后再用連接詞把有關(guān)的謂詞連接起來(lái)，形成一個(gè)謂詞公式表達(dá)一個(gè)完整的意義。習(xí)題解答：1設(shè)有如下問(wèn)題：（1）有五個(gè)相互可直達(dá)且距離已知的城市A、B、C、D、E，如圖所示；（2）某人從A地出發(fā)，去其它四個(gè)城市各參觀一次后回到A;（3）找一條最短的旅行路線請(qǐng)用產(chǎn)生式規(guī)則表示旅行過(guò)程。解：=1\*GB3①綜合數(shù)據(jù)庫(kù)（x）(x)中x可以是一個(gè)字母，也可以是一個(gè)字符串。=2\*GB3②初始狀態(tài)（A）=3\*GB3③目標(biāo)狀態(tài)（Ax1x2x3x4A）=4\*GB3④規(guī)則集：r1:IFL(S)=5THENGOTO(A)r2:IFL(S)<5THENGOTO(B)r3:IFL(S)<5THENGOTO(C)r4:IFL(S)<5THENGOTO(D)r5:IFL(S)<5THENGOTO(E)其中L(S)為走過(guò)的城市數(shù)，GOTO(x)為走向城市x=5\*GB3⑤路線如下圖所示:最短旅行路線為：A->C->D->E->B->A總距離為5+6+8+10+7=362神州大學(xué)和東方大學(xué)兩?；@球隊(duì)在東方大學(xué)進(jìn)行一場(chǎng)比賽，結(jié)局的比分是85：89，用語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示。第3部分推理本章小結(jié)：習(xí)題解答：1張某被盜，公安局派出五個(gè)偵察員去調(diào)查。研究案情時(shí)，偵察員A說(shuō)“趙與錢中至少有一人作案”；偵察員B說(shuō)“錢與孫中至少有一人作案”；偵察員C說(shuō)“孫與李中至少有一人作案”；偵察員D說(shuō)“趙與孫中至少有一人與此案無(wú)關(guān)”；偵察員E說(shuō)“錢與李中至少有一人與此案無(wú)關(guān)”。如果這五個(gè)偵察員的話都是可信的，試用歸結(jié)演繹推理求出誰(shuí)是盜竊犯。解：第一步：將5位偵察員的話表示成謂詞公式，為此先定義謂詞。 設(shè)謂詞P(x)表示是作案者，所以根據(jù)題意：A:P(zhao)∨P(qian)B:P(qian)∨P(sun)C:P(sun)∨P(li)D:﹁P(zhao)∨﹁P(sun)E:﹁P(qian)∨﹁P(li)以上每個(gè)偵察員的話都是一個(gè)子句。第二步：將待求解的問(wèn)題表示成謂詞。設(shè)y是盜竊犯，則問(wèn)題的謂詞公式為P(y)，將其否定并與ANSWER(y)做析?。害鑀(y)∨ANSWER(y)第三步：求前提條件及﹁P(y)∨ANSWER(y)的子句集，并將各子句列表如下：P(zhao)∨P(qian)P(qian)∨P(sun)P(sun)∨P(li)﹁P(zhao)∨﹁P(sun)﹁P(qian)∨﹁P(li)﹁P(y)∨ANSWER(y)第四步：應(yīng)用歸結(jié)原理進(jìn)行推理。P(qian)∨﹁P(sun)(1)與(4)歸結(jié)P(zhao)∨﹁P(li)(1)與(5)歸結(jié)P(qian)∨﹁P(zhao)(2)與(4)歸結(jié)P(sun)∨﹁P(li)(2)與(5)歸結(jié)﹁P(zhao)∨P(li)(3)與(4)歸結(jié)P(sun)∨﹁P(qian)(3)與(5)歸結(jié)P(qian)(2)與(7)歸結(jié)P(sun)(2)與(12)歸結(jié)ANSWER(qian)(6)與(13)歸結(jié)，σ={qian/y}ANSWER(sun)(6)與(14)歸結(jié),σ={sun/y}所以，本題的盜竊犯是兩個(gè)人：錢和孫。2任何兄弟都有同一個(gè)父親，John和Peter是兄弟，且John的父親是David，問(wèn)Peter的父親是誰(shuí)？解：第一步：將已知條件用謂詞公式表示出來(lái)，并化成子句集。那么，要先定義謂詞。定義謂詞：設(shè)Father(x,y)表示x是y的父親。設(shè)Brother(x,y)表示x和y是兄弟。將已知事實(shí)用謂詞公式表示出來(lái)：F1:任何兄弟都有同一個(gè)父親。(x)(y)(z)(Brother(x,y)∧Father(z,x)→Father(z,y))F2:John和Peter是兄弟。Brother(John,Peter)F3:John的父親是David。Father(David,John)將它們化成子句集，得S1={﹁Brother(x,y)∨﹁Father(z,x)∨Father(z,y),Brother(John,Peter),Father(David,John)}第二步：把問(wèn)題用謂詞公式表示出來(lái)，并將其否定與謂詞ANSWER做析取。設(shè)Peter的父親是u，則有：Father(u,Peter)將其否定與ANSWER做析取，得 G:﹁Father(u,Peter)∨ANSWER(u)第三步：將上述公式G化為子句集S2，并將S1和S2合并到S。S2={﹁Father(u,Peter)∨ANSWER(u)}S=S1∪S2將S中各子句列出如下：（1）﹁Brother(x,y)∨﹁Father(z,x)∨Father(z,y)（2）Brother(John,Peter)（3）Father(David,John)（4）﹁Father(u,Peter)∨ANSWER(u)第四步：應(yīng)用歸結(jié)原理進(jìn)行歸結(jié)。（5）﹁Brother(John,y)∨Father(David,y)（1）與（3）歸結(jié)，σ={David/z,John/x}（6）﹁Brother(John,Peter)∨ANSWER(David) （4）與（5）歸結(jié)，σ={David/u,Peter/y}（7）ANSWER(David)（2）與（6）歸結(jié)第五步：得到了歸結(jié)式ANSWER(David)，答案即在其中，所以u(píng)=David,即Peter的父親是David。第4部分搜索策略本章小結(jié)：狀態(tài)空間狀態(tài)空間搜索策略搜索策略盲目搜索啟發(fā)式搜索廣度優(yōu)先搜索深度優(yōu)先搜索有界深度優(yōu)先搜索代價(jià)樹(shù)的廣度優(yōu)先搜索代價(jià)樹(shù)的深度優(yōu)先搜索局部擇優(yōu)搜索全局擇優(yōu)搜索A*算法與/或樹(shù)搜索策略盲目搜索廣度優(yōu)先搜索深度及有界深度優(yōu)先搜索有序搜索特殊情況博弈問(wèn)題提高搜索效率的方法α-β剪枝技術(shù)極大極小分析法：計(jì)算出端節(jié)點(diǎn)的估值，再推算出父節(jié)點(diǎn)的得分。推算的方法是：對(duì)“或”節(jié)點(diǎn)，選其子節(jié)點(diǎn)中一個(gè)最大的得分作為父節(jié)點(diǎn)的得分，這是為了使自己在可供選擇的方案中選一個(gè)對(duì)自己最有利的方案；對(duì)“與”節(jié)點(diǎn)，選其子節(jié)點(diǎn)中一個(gè)最小的得分作為父節(jié)點(diǎn)的得分，這是為了立足于最壞的情況。這樣計(jì)算出的父節(jié)點(diǎn)的得分稱為倒推值。α-β剪枝技術(shù)：對(duì)于一個(gè)“與”節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，它取當(dāng)前子節(jié)點(diǎn)中的最小倒推值作為它倒推值的上界，稱此值為β值。對(duì)于一個(gè)“或”節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，它取當(dāng)前子節(jié)點(diǎn)中的最大倒推值作為它倒推值的下界，稱此值為α值。其一般規(guī)律為:（1）任何“或”節(jié)點(diǎn)x的α值如果不能降低其父節(jié)點(diǎn)的β值，則對(duì)節(jié)點(diǎn)x以下的分枝可停止搜索，并使x的倒推值為α。這種剪枝成為β剪枝。（2）任何“與”節(jié)點(diǎn)x的β值如果不能升高其父節(jié)點(diǎn)的α值，則對(duì)節(jié)點(diǎn)x以下的分枝可停止搜索，并使x的倒推值為β。這種剪枝成為α剪枝。習(xí)題解答:1圖4-1是五城市間的交通路線圖，A城市是出發(fā)地，E城市是目的地，兩城市間的交通費(fèi)用（代價(jià)）如圖中數(shù)字所示。求從A到E的最小費(fèi)用交通路線。解：先將交通圖轉(zhuǎn)換為代價(jià)樹(shù)，如圖4-2所示。若用g(x)表示從初始節(jié)點(diǎn)s0到節(jié)點(diǎn)x的代價(jià)，用c(x1,x2)表示從父節(jié)點(diǎn)x1到子節(jié)點(diǎn)x2的代價(jià)，則有：g(x2)=g(x1)+c(x1,x2)方法一：代價(jià)樹(shù)的廣度優(yōu)先搜索（擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)ｎ，將其子節(jié)點(diǎn)放入open表中，計(jì)算各子節(jié)點(diǎn)的代價(jià)，并按各節(jié)點(diǎn)的代價(jià)對(duì)open表中全部節(jié)點(diǎn)按從小到大的順序進(jìn)行排序（隊(duì)列））步驟如下：圖4-3-4圖4-3-4所以，最優(yōu)路徑為A->C->D->E方法二：代價(jià)樹(shù)的深度優(yōu)先搜索（不一定是最優(yōu)解）（擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)ｎ，將其子節(jié)點(diǎn)按代價(jià)從小到大的順序放到open表的首部（棧））步驟如下：4435AC1B1D18圖4-4-3934E2B2E為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，E2->D1->C1->A所以路徑為A->Ｃ->Ｄ->Ｅ注：該題代價(jià)樹(shù)的深度優(yōu)先搜索與代價(jià)樹(shù)的廣度優(yōu)先搜索的結(jié)果相同，但這只是巧合。一般情況下，這兩種方法得到的結(jié)果不一定相同。另外，由于代價(jià)樹(shù)的深度優(yōu)先搜索有可能進(jìn)入無(wú)窮分支的路徑，因此它是不完備的。２如下圖４-5所示，分別用代價(jià)樹(shù)的廣度優(yōu)先搜索策略和代價(jià)樹(shù)的深度優(yōu)先搜索策略，求A到E的最短費(fèi)用路徑。圖４－５圖４－５ＡＣＢＤＥ６５６７８７解：先將其化成代價(jià)樹(shù),如圖4-6：(1)代價(jià)樹(shù)的廣度優(yōu)先搜索,步驟如下：AAB1C167圖4-7-2圖4-7-2B1B1C16D1A11D2E17781415E為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，路徑為A->C->E，代價(jià)為15。（2）代價(jià)樹(shù)的深度優(yōu)先搜索,步驟如下：B1B1C167D1A511圖4-8-2圖4-8-2雖然C1代價(jià)低于D1，但按照代價(jià)樹(shù)的深度優(yōu)先搜索策略，對(duì)D1進(jìn)行擴(kuò)展，放入closed表中，因?yàn)锽1擴(kuò)展的節(jié)點(diǎn)為D1，而C1是A節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展得到的。E出棧，為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，結(jié)束。故解路徑為A->B->D->E,代價(jià)為17，不是最優(yōu)解。注：深度優(yōu)先搜索是不完備的，即使問(wèn)題有解，也不一定能求得解。得到的解也不一定是最優(yōu)解（因?yàn)槭蔷植績(jī)?yōu)先搜索）。3下圖是五城市間的交通費(fèi)用圖，若從西安出發(fā)，要求把每個(gè)城市都訪問(wèn)一遍，最后到達(dá)廣州，請(qǐng)找一條最優(yōu)路線。邊上的數(shù)字是兩城市間的交通費(fèi)用。解：先畫(huà)出代價(jià)樹(shù)：AAB1C1D1E1C2D2E2B2D3E3B3C3E4D4E5C4E6D5E7B4E8C5E9B5E10E11E12E13E14E15E16809512015017075160130709017013090751307013090751607570圖4-10按代價(jià)樹(shù)的廣度優(yōu)先搜索即可得出最優(yōu)路線，步驟如下：C1C1圖4-11-2AB1D12D2E2250155240C1C1圖4-11-4AB1D12D2E2250155240B2D3E3265225185故由此得出最優(yōu)路線為A->B1->D2->C4->E12即A->B->D->C->E，交通費(fèi)用為375。4設(shè)有如圖所示的一棵與/或樹(shù)，請(qǐng)分別用與/或樹(shù)的廣度優(yōu)先搜索及與/或樹(shù)的深度優(yōu)先搜索求出解樹(shù)。BBCt1t2t3t4t5AD解：（1）與/或樹(shù)的廣度優(yōu)先搜索先擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)A,得到節(jié)點(diǎn)B和C，再擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)B,得節(jié)點(diǎn)t1、t2，因?yàn)閠1、t2為可解節(jié)點(diǎn)，故節(jié)點(diǎn)B可解，從而可節(jié)點(diǎn)A可解。所以求得解樹(shù)為：（2）與/或樹(shù)的深度優(yōu)先搜索先擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)A,得到節(jié)點(diǎn)B和C,再擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)C,得節(jié)點(diǎn)D和t5,t5為可解節(jié)點(diǎn)，再擴(kuò)展節(jié)D，得節(jié)點(diǎn)t3、t4，因?yàn)閠3、t4為可解節(jié)點(diǎn)，故節(jié)點(diǎn)D可解，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)D和t5可解，故節(jié)點(diǎn)C可解，從而可節(jié)點(diǎn)A可解。所以求得解樹(shù)為：CCt3t4t5AD5設(shè)有如圖所示的與/或樹(shù)，請(qǐng)分別按和代價(jià)法及最大代價(jià)法求解樹(shù)代價(jià)。BBCDt2t1t4At357223621按和代價(jià)法：h(B)=7,h(C)=3,h(A)=7+3+5+6=21按最大代價(jià)法：h(B)=5,h(C)=2,h(A)=5+5=10談?wù)勀銓?duì)于人工智能的認(rèn)識(shí)。人工智能就是人造智能，目前指用計(jì)算機(jī)模擬或?qū)崿F(xiàn)的智能，因此人工智能又稱機(jī)器智能。人工智能在我看來(lái)，應(yīng)該是像人一樣思考的系統(tǒng)、像人一樣行動(dòng)的系統(tǒng)、理性地思考的系統(tǒng)、理性地行動(dòng)的系統(tǒng)，是像人一樣具有感知的系統(tǒng)，是可以獨(dú)立思考、獨(dú)立判斷的系統(tǒng)人工智能有哪些研究途徑和方法？它們的關(guān)系如何？心理模擬,符號(hào)推演;生理模擬,神經(jīng)計(jì)算;行為模擬,控制進(jìn)化;群體模擬,仿生計(jì)算;博采廣鑒,自然計(jì)算;原理分析,數(shù)學(xué)建模;它們各有所長(zhǎng),也都有一定的局限性，因此這些研究途徑和方法并不能互相取代,而是并存和互補(bǔ)的關(guān)系。人工智能有哪些研究?jī)?nèi)容？搜索與求解、學(xué)習(xí)與發(fā)現(xiàn)、知識(shí)與推理、發(fā)明與創(chuàng)造、感知與交流、記憶與聯(lián)想、系統(tǒng)與建造、應(yīng)用與工程等八個(gè)方面。人工智能有哪些分支領(lǐng)域和研究方向？從模擬的智能層次和所用的方法看，可分為符號(hào)智能和計(jì)算智能兩大領(lǐng)域；從模擬的腦智能或腦功能看，可分為機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器感知、機(jī)器聯(lián)想、機(jī)器推理、機(jī)器行為等分支領(lǐng)域；從應(yīng)用角度看，可分為難題求解、自動(dòng)規(guī)劃、調(diào)度與配置、機(jī)器定理證明、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、機(jī)器翻譯、智能控制、智能管理、智能決策、智能通信、智能仿真、智能CAD、智能制造、智能CAI、智能人機(jī)接口、模式識(shí)別、數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)據(jù)庫(kù)中的知識(shí)發(fā)現(xiàn)、計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新、計(jì)算機(jī)文藝創(chuàng)作、機(jī)器博弈、智能機(jī)器人；從系統(tǒng)角度看，可分為智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和智能應(yīng)用系統(tǒng)；從基礎(chǔ)理論看，可分為數(shù)理邏輯和多種非標(biāo)準(zhǔn)邏輯、圖論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊集、粗糙集、概率統(tǒng)計(jì)和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論與支持向量機(jī)、形式語(yǔ)言與自動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域；人工智能有哪些應(yīng)用領(lǐng)域或課題？試舉例說(shuō)明難題求解、自動(dòng)規(guī)劃、調(diào)度與配置、機(jī)器定理證明、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、機(jī)器翻譯、智能控制、智能管理、智能決策、智能通信、智能仿真、智能CAD、智能制造、智能CAI、智能人機(jī)接口、模式識(shí)別、數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)據(jù)庫(kù)中的知識(shí)發(fā)現(xiàn)、計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新、計(jì)算機(jī)文藝創(chuàng)作、機(jī)器博弈、智能機(jī)器人。就機(jī)器博弈方面，在1997年IBM的“深藍(lán)”計(jì)算機(jī)以2勝3平1負(fù)的戰(zhàn)績(jī)擊敗了蟬聯(lián)12年之久的直接國(guó)際象棋冠軍加里卡斯帕羅夫，比如先如今中的五子棋對(duì)弈，能實(shí)現(xiàn)人與電腦之間的下棋，電腦自動(dòng)搜索棋步，還可根據(jù)人們所選的電腦難度來(lái)決定電腦的難易程度。簡(jiǎn)述人工智能的發(fā)展?fàn)顩r人工智能的現(xiàn)狀和發(fā)展呈現(xiàn)如下特點(diǎn)：多種途徑齊頭并進(jìn)，多種方法寫(xiě)作互補(bǔ)；新思想、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，新領(lǐng)域、新方向不斷開(kāi)括;理論研究更加深入，應(yīng)用研究更加廣泛;研究隊(duì)伍日益壯大，社會(huì)影響越來(lái)越大;以上特點(diǎn)展現(xiàn)了人工智能學(xué)科的繁榮景象和光明前景。它表明，雖然在通向其最終目標(biāo)的道路上，還有不少困難、問(wèn)題和挑戰(zhàn)，但前進(jìn)和發(fā)展畢竟是大勢(shì)所趨。7、試編寫(xiě)一個(gè)描述親屬關(guān)系的PROLOG程序，然后再給出一些事實(shí)數(shù)據(jù)，建立一個(gè)小型演繹數(shù)據(jù)庫(kù)。domainsname=symbol.sex=symbol.age=integer.predicatesperson(name,sex,age)mother(name,name)father(name,name)brother(name,name)sister(name,name)grandfather(name,name)grandmother(name,name)goalbrother(Name1,Name2),write(Name1,"is",Name2,"'sbrother!\n"),sister(Name3,Name4),write(Name3,"is",Name4,"'ssister!\n"),grandfather(Name5,Name6),write(Name5,"is",Name6,"'sgrandfather!\n"),grandmother(Name7,Name8),write(Name7,"is",Name8,"'sgrandmother!\n").clausesperson(alan,m,21).person(john,m,22).person(marry,w,23).person(ann,w,24).mother(alice,alan).mother(alice,john).mother(alice,marry).mother(alice,ann).mother(marry,jane).father(alan,tom).father(tom,ben).brother(Name1,Name2):-person(Name1,m,Age1),person(Name2,m,Age2),mother(Z,Name1),mother(Z,Name2),Age1>Age2.sister(Name3,Name4):-person(Name3,w,Age3),person(Name4,w,Age4),mother(Z,Name3),mother(Z,Name4),Age3>Age4.grandfather(Name1,Name2):-father(Name1,Y),father(Y,Name2).grandmother(Name7,Name8):-mother(Name7,X),mother(X,Name8).8．何為狀態(tài)圖和與或圖？圖搜索與問(wèn)題求解有什么關(guān)系？狀態(tài)圖是描述尋找目標(biāo)或路徑問(wèn)題的有向圖，即描述一個(gè)實(shí)體基于事件反應(yīng)的動(dòng)態(tài)行為，顯示了該實(shí)體如何根據(jù)當(dāng)前所處的狀態(tài)對(duì)不同的時(shí)間做出反應(yīng)的。與或圖是一種系統(tǒng)地將問(wèn)題分解為互相獨(dú)立的小問(wèn)題，然后分而解決的方法。與或圖中有兩種代表性的節(jié)點(diǎn)：“與節(jié)點(diǎn)”和“或節(jié)點(diǎn)”，“與節(jié)點(diǎn)”指所有的后續(xù)節(jié)點(diǎn)都有解時(shí)它才有解；“或節(jié)點(diǎn)”指各個(gè)后續(xù)節(jié)點(diǎn)均完全獨(dú)立，只要其中有一個(gè)有解它就有解。關(guān)系：?jiǎn)栴}求解就是在一個(gè)圖中尋找一個(gè)從初始節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路徑問(wèn)題，圖搜索模擬的實(shí)際是人腦分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的過(guò)程，它基于領(lǐng)域知識(shí)的問(wèn)題求解過(guò)程。9.綜述圖搜索的方式和策略。答：圖搜索方式可分為樹(shù)式搜索和線式搜索。圖搜索策略可分為盲目搜索和啟發(fā)式搜索。10.什么是問(wèn)題的解?什么是最優(yōu)解？答：能夠解決問(wèn)題的方法或具體做法。其中最好的解決方法即代價(jià)最小的解稱為最優(yōu)解。11.什么是與或樹(shù)？什么是可解節(jié)點(diǎn)？什么是解樹(shù)？答：一棵樹(shù)中的弧線表示所連樹(shù)枝為“與”關(guān)系,不帶弧線的樹(shù)枝為或關(guān)系。這棵樹(shù)中既有與關(guān)系又有或關(guān)系，因此被稱為與或樹(shù)。滿足下列條件的節(jié)點(diǎn)為可解節(jié)點(diǎn)。①終止節(jié)點(diǎn)是可解節(jié)點(diǎn)；②一個(gè)與節(jié)點(diǎn)可解，當(dāng)且僅當(dāng)其子節(jié)點(diǎn)全都可解；③一個(gè)或節(jié)點(diǎn)可解，只要其子節(jié)點(diǎn)至少有一個(gè)可解。解樹(shù)實(shí)際上是由可解節(jié)點(diǎn)形成的一棵子樹(shù),這棵子樹(shù)的根為初始節(jié)點(diǎn)，葉為終止節(jié)點(diǎn)，且這棵子樹(shù)一定是與樹(shù)。12.設(shè)有三只琴鍵開(kāi)關(guān)一字排開(kāi),初始狀態(tài)為“關(guān)、開(kāi)、關(guān)”,問(wèn)連按三次后是否會(huì)出現(xiàn)“開(kāi)、開(kāi)、開(kāi)”或“關(guān)、關(guān)、關(guān)”的狀態(tài)？要求每次必須按下一個(gè)開(kāi)關(guān),而且只能按一個(gè)開(kāi)關(guān)。請(qǐng)畫(huà)出狀態(tài)空間圖。解：用（K1,K2,K3）表示三個(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，取值為0時(shí)表示閉合，為1時(shí)表示打開(kāi)。則初始狀態(tài)為（0，1，0）。根據(jù)題設(shè)要求，一個(gè)狀態(tài)I的下一個(gè)狀態(tài)和I只能有一位取值不同（此即狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)則），據(jù)此可以畫(huà)出狀態(tài)空間圖。（0，0，0）（0，0，0）（1，1，0）（1，1，0） 從此狀態(tài)圖不難看出：經(jīng)過(guò)連續(xù)三步有狀態(tài)（0，1，0）只能到達(dá)狀態(tài)（0，0，0）而不能到達(dá)狀態(tài)（1，1，1），即會(huì)出現(xiàn)狀態(tài)“關(guān)，關(guān)，關(guān)”，但不會(huì)出現(xiàn)“開(kāi)，開(kāi)，開(kāi)”。13.有一農(nóng)夫帶一只狼、一只羊和一筐菜欲從河的左岸乘船到右岸,但受下列條件限制：(1)船太小,農(nóng)夫每次只能帶一樣?xùn)|西過(guò)河。(2)如果沒(méi)有農(nóng)夫看管,則狼要吃羊,羊要吃菜。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)過(guò)河方案,使得農(nóng)夫、狼、羊、菜都能不受損失地過(guò)河。畫(huà)出相應(yīng)的狀態(tài)空間圖。提示：(1)用四元組(農(nóng)夫、狼、羊、菜)表示狀態(tài),其中每個(gè)元素都可為0或1,用0表示在左岸,用1表示在右岸。(2)把每次過(guò)河的一種安排作為一個(gè)算符,每次過(guò)河都必須有農(nóng)夫,因?yàn)橹挥兴梢詣澊＝猓撼跏糞=(0，0，0，0)，目標(biāo)G=(1，1，1，1)定義操作符L(i)表示農(nóng)夫帶東西到右岸：定義操作符R(i)表示農(nóng)夫帶東西到左岸：

i=0農(nóng)夫自己到右岸；

i=0農(nóng)夫自己到左岸；i=1農(nóng)夫帶狼到右岸；i=1農(nóng)夫帶狼到左岸；i=2農(nóng)夫帶羊到右岸；i=2農(nóng)夫帶羊到左岸；i=3農(nóng)夫帶菜到右岸；i=3農(nóng)夫帶菜到左岸；約束狀態(tài)如下：(1，0，0，X)狼、羊在左岸；(1，X，0，0)羊、菜在左岸；(0，1，1，X)狼、羊在右岸；(0，X，1，1)羊、菜在右岸；

14.請(qǐng)闡述狀態(tài)空間的一般搜索過(guò)程。OPEN表與CLOSED表的作用是什么？答：先把問(wèn)題的初始狀態(tài)作為當(dāng)前擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展，生成一組子節(jié)點(diǎn)，然后檢查問(wèn)題的目標(biāo)狀態(tài)是否出現(xiàn)在這些子節(jié)點(diǎn)中。若出現(xiàn)，則搜索成功，找到了問(wèn)題的解；若沒(méi)出現(xiàn)，則再按照某種搜索策略從已生成的子節(jié)點(diǎn)中選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為當(dāng)前擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)。重復(fù)上述過(guò)程，直到目標(biāo)狀態(tài)出現(xiàn)在子節(jié)點(diǎn)中或者沒(méi)有可供操作的節(jié)點(diǎn)為止。所謂對(duì)一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行“擴(kuò)展”是指對(duì)該節(jié)點(diǎn)用某個(gè)可用操作進(jìn)行作用，生成該節(jié)點(diǎn)的一組子節(jié)點(diǎn)。OPEN表用于存放剛生成的節(jié)點(diǎn)，對(duì)于不同的搜索策略，節(jié)點(diǎn)在OPEN表中的排序是不同的。CLOSED表用于存放將要擴(kuò)展或者已擴(kuò)展的節(jié)點(diǎn)。15.廣度優(yōu)先搜索與深度優(yōu)先搜索各有什么特點(diǎn)？答：廣度優(yōu)先搜索就是始終先在同一級(jí)節(jié)點(diǎn)中考查,只有當(dāng)同一級(jí)節(jié)點(diǎn)考查完之后,才考查下一級(jí)節(jié)點(diǎn)。或者說(shuō),是以初始節(jié)點(diǎn)為根節(jié)點(diǎn)，向下逐級(jí)擴(kuò)展搜索樹(shù)。所以,廣度優(yōu)先策略的搜索樹(shù)是自頂向下一層一層逐漸生成的。深度優(yōu)先搜索就是在搜索樹(shù)的每一層始終先只擴(kuò)展一個(gè)子節(jié)點(diǎn),不斷地向縱深前進(jìn),直到不能再前進(jìn)（到達(dá)葉子節(jié)點(diǎn)或受到深度限制）時(shí)，才從當(dāng)前節(jié)點(diǎn)返回到上一級(jí)節(jié)點(diǎn)，沿另一方向又繼續(xù)前進(jìn)。這種方法的搜索樹(shù)是從樹(shù)根開(kāi)始一枝一枝逐漸形成的。深度優(yōu)先搜索亦稱為縱向搜索。由于一個(gè)有解的問(wèn)題樹(shù)可能含有無(wú)窮分枝，深度優(yōu)先搜索如果誤入無(wú)窮分枝(即深度無(wú)限)，則不可能找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。所以，深度優(yōu)先搜索策略是不完備的。另外，應(yīng)用此策略得到的解不一定是最佳解(最短路徑)。廣度優(yōu)先搜索與深度優(yōu)先搜索都屬于盲目搜索。16.是五大城市間的交通示意圖,邊上的數(shù)字是兩城市間的距離。用圖搜索技術(shù)編寫(xiě)程序,求解以下問(wèn)題：解：domainsp=string

d=integerpp=p*

predicatesroad(p,p,d)path(p,p,pp,d)member(p,pp)

clausespath(X,Y,L,D):-road(X,Y,D),L=[X|[Y]].path(X,Y,L,D):-road(X,Z,D1),%從當(dāng)前點(diǎn)向前走到下一點(diǎn)Znot(member(Z,L)),

path(Z,Y,［Z|L］,D2),D=D1+D2.%再找Z到出口Y的路徑member(X,［X|_］).member(X,［_|T］)ifmember(X,T).road(A,B,D):-road(B,A,D).%因?yàn)闆](méi)向圖/*交通圖*/road(“西安”,”北京”,1165).road(“西安”,”上海”,1511).road(“西安”,“廣州”,2129).road(“西安”,”昆明”,1942).road(“昆明”,”北京”,3179).road(“昆明”,”上?！?2677).road(“昆明”,“廣州”,2216).road(“北京”,”廣州”,2510).road(“上?！?”北京”,1462).road(“廣州”,“上?！?1511).（1）path(“西安”,”北京”,L,D),write(L,D).（2）path(“西安”,”北京”,L,D),member(“上海”,L),write(L,D).

（3）path(“西安”,”北京”,L,D),member(“上?！?L),not(member(“昆明”,L)),write(L,D).17.何謂估價(jià)函數(shù)？在估價(jià)函數(shù)中,g(x)和h(x)各起什么作用？答：估價(jià)函數(shù)用來(lái)估計(jì)節(jié)點(diǎn)重要性的函數(shù)。估價(jià)函數(shù)f(x)被定義為從初始節(jié)點(diǎn)S0出發(fā)，約束經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)x到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)Sg的所有路徑中最小路徑代價(jià)的估計(jì)值。它的一般形式為：f(x)=g(x)+h(x)其中，g(x)是從初始節(jié)點(diǎn)S0到節(jié)點(diǎn)x的實(shí)際代價(jià)；h(x)是從節(jié)點(diǎn)x到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)Sg的最優(yōu)路徑的估計(jì)代價(jià)。18.局部擇優(yōu)搜索與全局擇優(yōu)搜索的相同處與區(qū)別各是什么？答：局部擇優(yōu)搜索與全局擇優(yōu)搜索的區(qū)別是，擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)N后僅對(duì)N的子節(jié)點(diǎn)按啟發(fā)函數(shù)值大小以升序排序，再將它們依次放入OPEN表的首部。故算法從略。19.傳教士和野人問(wèn)題。有三個(gè)傳教士和三個(gè)野人一起來(lái)到河邊準(zhǔn)備渡河,河邊有一條空船,且傳教士和野人都會(huì)劃船,但每次最多可供兩人乘渡。河的任何一岸以及船上一旦出現(xiàn)野人人數(shù)超過(guò)傳教士人數(shù),野人就會(huì)把傳教士吃掉。為安全地渡河,傳教士應(yīng)如何規(guī)劃渡河方案？試給出該問(wèn)題的狀態(tài)圖表示,并用PROLOG語(yǔ)言編程求解之。若傳教士和野人的數(shù)目均為五人,渡船至多可乘三人,請(qǐng)定義一個(gè)啟發(fā)函數(shù),并給出相應(yīng)的搜索樹(shù)。解：首先選取描述問(wèn)題狀態(tài)的方法。在這個(gè)問(wèn)題中，需要考慮兩岸的修道士人數(shù)和野人數(shù)，還需要考慮船在左岸還是在右岸。從而可用一個(gè)三元組來(lái)表示狀態(tài)：S=(m,c,b)其中，m表示左岸的修道士人數(shù)，c表示左岸的野人數(shù)，b表示左岸的船數(shù)。右岸的狀態(tài)可由下式確定：右岸修道士數(shù)：m'=3-m；右岸野人數(shù)：c'=3-c；右岸船數(shù)：b'=1-b在這種表示方式下，m和c都可取0、1、2、3中之一，b可取0和1中之一。因此，共有4×4×2=32種狀態(tài)。這32種狀態(tài)并非全有意義，除去不合法狀態(tài)和修道士被野人吃掉的狀態(tài)，有意義的狀態(tài)只有16種：S0=(3,3,1)S1=(3,2,1)S2=(3,1,1)S3=(2,2,1)S4=(1,1,1)S5=(0,3,1)S6=(0,2,1)S7=(0,1,1)S8=(3,2,0)S9=(3,1,0)S10=(3,0,0)S11=(2,2,0)S12=(1,1,0)S13=(0,2,0)S14=(0,1,0)S15=(0,0,0)有了這些狀態(tài)，還需要考慮可進(jìn)行的操作。操作是指用船把修道士或野人從河的左岸運(yùn)到右岸，或從河的右岸運(yùn)到左岸。每個(gè)操作都應(yīng)當(dāng)滿足如下條件：一是船至少有一個(gè)人（m或c）操作，離開(kāi)岸邊的m和c的減少數(shù)目應(yīng)該等于到達(dá)岸邊的m和c的增加數(shù)目；二是每次操作船上人數(shù)不得超過(guò)2個(gè)；三是操作應(yīng)保證不產(chǎn)生非法狀態(tài)。因此，操作應(yīng)由條件部分和動(dòng)作部分：條件：只有當(dāng)其條件具備時(shí)才能使用動(dòng)作：刻劃了應(yīng)用此操作所產(chǎn)生的結(jié)果。操作的表示：用符號(hào)Pij表示從左岸到右岸的運(yùn)人操作用符號(hào)Qij表示從右岸到左岸的操作其中：i表示船上的修道士人數(shù)j表示船上的野人數(shù)操作集本問(wèn)題有10種操作可供選擇：F={P01,P10,P11,P02,P20,Q01,Q10,Q11,Q02,Q20}下面以P01和Q01為例來(lái)說(shuō)明這些操作的條件和動(dòng)作。操作符號(hào)條件動(dòng)作P01b=1,m=0或3,c≥1b=0,c=c-1Q01b=0,m=0或3，c≤2b=1,c=c+1

20.設(shè)（1）凡事清潔的東西就有人喜歡（2）人們都不喜歡蒼蠅用歸結(jié)原理證明蒼蠅是不清潔的21.八皇后問(wèn)題：答案：用八元組(X0,X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7)表示第1~8行的棋子，值(x0,x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7)表示其在列上的位置。狀態(tài)可表示為八元組的一組值。專家系統(tǒng)：所謂專家系統(tǒng)，就是基于人類專家知識(shí)的程序系統(tǒng)。專家系統(tǒng)的特點(diǎn)是擁有大量的專家知識(shí)（包括領(lǐng)域知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)知識(shí)），能模擬專家的思維方式，面對(duì)領(lǐng)域中復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題，能作出專家水平級(jí)的決策，像專家一樣解決實(shí)際問(wèn)題。

專家系統(tǒng)的特征：1)處理問(wèn)題的性質(zhì)：善于解決不確定、非結(jié)構(gòu)化、沒(méi)有算法解或雖有算法解但在現(xiàn)有機(jī)器上無(wú)法實(shí)施的困難問(wèn)題。2)處理問(wèn)題方法：靠知識(shí)和推理來(lái)解決問(wèn)題3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：強(qiáng)調(diào)知識(shí)與推理的分離，系統(tǒng)具有很好的靈活性和可擴(kuò)充性。4具有解釋功能：在運(yùn)行中能回答用戶提出的問(wèn)題，同時(shí)還能對(duì)輸出（結(jié)論）或處理問(wèn)題的過(guò)程作出解釋。5具有“自學(xué)習(xí)”能力：即不斷對(duì)已有知識(shí)進(jìn)行擴(kuò)充、完善和提煉。6專家系統(tǒng)它始終如一地以專家級(jí)水平求解問(wèn)題。

各部分功能：1知識(shí)庫(kù)：以某種表示形式存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中的知識(shí)集合。知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)一般包括專家知識(shí)、領(lǐng)域知識(shí)和元知識(shí)。2推理機(jī)：推理機(jī)就是實(shí)現(xiàn)機(jī)器推理的程序，包括通常的邏輯推理和基于產(chǎn)生式的操作。3動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)：是存放初始證據(jù)事實(shí)、推理結(jié)果和控制信息的場(chǎng)所。4。人機(jī)界面：最終用戶與專家系統(tǒng)的交互界面5解釋模塊：

專門(mén)負(fù)責(zé)向用戶解釋專家系統(tǒng)的行為和結(jié)果。

6知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)：是知識(shí)庫(kù)的支撐軟件。其功能包括知識(shí)庫(kù)的建立、刪除、重組；知識(shí)的獲取、知識(shí)的檢查等。

專家系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展情況：醫(yī)學(xué)診斷/地質(zhì)勘探/物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析/生物遺傳研究/市場(chǎng)決策/生產(chǎn)管理。20世紀(jì)90年代模糊技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和面向?qū)ο蟮刃录夹g(shù)迅速崛起，為專家系統(tǒng)注入了新的活力。

知識(shí)獲取：知識(shí)獲取是建造專家系統(tǒng)的關(guān)鍵一步，也是較為困難的一步，被稱為建造專家系統(tǒng)的“瓶頸”。知識(shí)獲取大體有三種途徑。1人工獲?。杭从?jì)算機(jī)人員與領(lǐng)域?qū)＜液献?，?duì)有關(guān)領(lǐng)域知識(shí)和專家知識(shí)，進(jìn)行挖掘、搜集、分析、綜合、整理、歸納，然后以某種表示形式存入知識(shí)庫(kù)。2半自動(dòng)獲取，即利用某種專門(mén)的知識(shí)獲取系統(tǒng)，采取提示、指導(dǎo)或問(wèn)答的方式，幫助專家提取、歸納有關(guān)知識(shí)，并自動(dòng)記入知識(shí)庫(kù)。3

自動(dòng)獲取又可分為兩種形式：一種是系統(tǒng)本身具有一種機(jī)制，使得系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中能不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并修改和擴(kuò)充自己的知識(shí)庫(kù)；另一種是開(kāi)發(fā)專門(mén)的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)，讓機(jī)器自動(dòng)從實(shí)際問(wèn)題中獲取知識(shí)，并填充知識(shí)庫(kù)。

22.有兩個(gè)最優(yōu)解樹(shù)左解樹(shù)：為最優(yōu)解右解樹(shù)按和代價(jià)法，代價(jià)為：g(S0)=12,g(A)=7,g(D)=4.按最大代價(jià)法，代價(jià)為：g(S0)=10,g(A)=5,g(D)=2.知識(shí)表示方法部分參考答案2.8設(shè)有如下語(yǔ)句，請(qǐng)用相應(yīng)的謂詞公式分別把他們表示出來(lái)：s(1)有的人喜歡梅花，有的人喜歡菊花，有的人既喜歡梅花又喜歡菊花。解：定義謂詞dP(x)：x是人L(x,y)：x喜歡y其中，y的個(gè)體域是{梅花，菊花}。將知識(shí)用謂詞表示為：(x)(P(x)→L(x,梅花)∨L(x,菊花)∨L(x,梅花)∧L(x,菊花))(2)有人每天下午都去打籃球。解：定義謂詞P(x)：x是人B(x)：x打籃球A(y)：y是下午將知識(shí)用謂詞表示為：a(x)(y)(A(y)→B(x)∧P(x))(3)新型計(jì)算機(jī)速度又快，存儲(chǔ)容量又大。解：定義謂詞NC(x)：x是新型計(jì)算機(jī)F(x)：x速度快B(x)：x容量大將知識(shí)用謂詞表示為：(x)(NC(x)→F(x)∧B(x))(4)不是每個(gè)計(jì)算機(jī)系的學(xué)生都喜歡在計(jì)算機(jī)上編程序。解：定義謂詞S(x)：x是計(jì)算機(jī)系學(xué)生L(x,pragramming)：x喜歡編程序U(x,puter)：x使用計(jì)算機(jī)將知識(shí)用謂詞表示為：?(x)(S(x)→L(x,pragramming)∧U(x,puter))(5)凡是喜歡編程序的人都喜歡計(jì)算機(jī)。解：定義謂詞P(x)：x是人L(x,y)：x喜歡y將知識(shí)用謂詞表示為：(x)(P(x)∧L(x,pragramming)→L(x,puter))2.9用謂詞表示法求解機(jī)器人摞積木問(wèn)題。設(shè)機(jī)器人有一只機(jī)械手，要處理的世界有一張桌子，桌上可堆放若干相同的方積木塊。機(jī)械手有4個(gè)操作積木的典型動(dòng)作：從桌上揀起一塊積木；將手中的積木放到桌之上；在積木上再摞上一塊積木；從積木上面揀起一塊積木。積木世界的布局如下圖所示。BB圖機(jī)器人摞積木問(wèn)題解：(1)先定義描述狀態(tài)的謂詞CLEAR(x)：積木x上面是空的。ON(x,y)：積木x在積木y的上面。ONTABLE(x)：積木x在桌子上。HOLDING(x)：機(jī)械手抓住x。HANDEMPTY：機(jī)械手是空的。其中，x和y的個(gè)體域都是{A,B,C}。問(wèn)題的初始狀態(tài)是：ONTABLE(A)ONTABLE(B)ON(C,A)CLEAR(B)CLEAR(C)HANDEMPTY問(wèn)題的目標(biāo)狀態(tài)是：ONTABLE(C)ON(B,C)ON(A,B)CLEAR(A)HANDEMPTY(2)再定義描述操作的謂詞在本問(wèn)題中，機(jī)械手的操作需要定義以下4個(gè)謂詞：Pickup(x)：從桌面上揀起一塊積木x。Putdown(x)：將手中的積木放到桌面上。Stack(x,y)：在積木x上面再摞上一塊積木y。Upstack(x,y)：從積木x上面揀起一塊積木y。其中，每一個(gè)操作都可分為條件和動(dòng)作兩部分，具體描述如下：Pickup(x)條件：ONTABLE(x)，HANDEMPTY，CLEAR(x)動(dòng)作：刪除表：ONTABLE(x)，HANDEMPTY添加表：HANDEMPTY(x)Putdown(x)條件：HANDEMPTY(x)動(dòng)作：刪除表：HANDEMPTY(x)添加表：ONTABLE(x)，CLEAR(x)，HANDEMPTYStack(x,y)條件：HANDEMPTY(x)，CLEAR(y)動(dòng)作：刪除表：HANDEMPTY(x)，CLEAR(y)添加表：HANDEMPTY，ON(x,y)，CLEAR(x)Upstack(x,y)條件：HANDEMPTY，CLEAR(y)，ON(y,x)動(dòng)作：刪除表：HANDEMPTY，ON(y,x)添加表：HOLDING(y)，CLEAR(x)(3)問(wèn)題求解過(guò)程利用上述謂詞和操作，其求解過(guò)程為：ONTABLE(A)ONTABLE(B)ONTABLE(A)ONTABLE(B)ONTABLE(C)CLEAR(A)CLEAR(B)CLEAR(C)HANDEMPTYONTABLE(A)ONTABLE(B)HOLDING(C)CLEAR(A)CLEAR(B)CLEAR(C)ONTABLE(A)ONTABLE(ONTABLE(A)ONTABLE(C)ON(B,C)CLEAR(A)CLEAR(B)HANDEMPTYONTABLE(A)ONTABLE(C)HOLDING(B)CLEAR(A)CLEAR(B)CLEAR(C)2.10用謂詞表示法求解農(nóng)夫、狼、山羊、白菜問(wèn)題。農(nóng)夫、狼、山羊、白菜全部放在一條河的左岸，現(xiàn)在要把他們?nèi)克偷胶拥挠野度?，農(nóng)夫有一條船，過(guò)河時(shí)，除農(nóng)夫外船上至多能載狼、山羊、白菜中的一種。狼要吃山羊，山羊要吃白菜，除非農(nóng)夫在那里。似規(guī)劃出一個(gè)確保全部安全過(guò)河的計(jì)劃。請(qǐng)寫(xiě)出所用謂詞的定義，并給出每個(gè)謂詞的功能及變量的個(gè)體域。解：(1)先定義描述狀態(tài)的謂詞要描述這個(gè)問(wèn)題，需要能夠說(shuō)明農(nóng)夫、狼、羊、白菜和船在什么位置，為簡(jiǎn)化問(wèn)題表示，取消船在河中行駛的狀態(tài)，只描述左岸和右岸的狀態(tài)。并且，由于左岸和右岸的狀態(tài)互補(bǔ)，因此可僅對(duì)左岸或右岸的狀態(tài)做直接描述。本題選擇對(duì)左岸進(jìn)行直接描述的方法，即定義謂詞如下：AL(x)：x在左岸其中，x的個(gè)體域是{農(nóng)夫，船，狼，羊，白菜}。對(duì)應(yīng)地，?AL(x)表示x在右岸。問(wèn)題的初始狀態(tài)：AL(農(nóng)夫)AL(船)AL(狼)AL(羊)AL(白菜)問(wèn)題的目標(biāo)狀態(tài)：?AL(農(nóng)夫)?AL(船)?AL(狼)?AL(羊)?AL(白菜)(2)再定義描述操作的謂詞本題需要以下4個(gè)描述操作的謂詞：L-R：農(nóng)夫自己劃船從左岸到右岸L-R(x)：農(nóng)夫帶著x劃船從左岸到右岸R-L：農(nóng)夫自己劃船從右岸到左岸R-L(x)：農(nóng)夫帶著x劃船從右岸到左岸其中，x的個(gè)體域是{狼，羊，白菜}。對(duì)上述每個(gè)操作，都包括條件和動(dòng)作兩部分。它們對(duì)應(yīng)的條件和動(dòng)作如下：L-R：農(nóng)夫劃船從左岸到右岸條件：AL(船)，AL(農(nóng)夫)，?AL(狼)∨?AL(羊)，?AL(羊)∨?AL(白菜)動(dòng)作：刪除表：AL(船)，AL(農(nóng)夫)添加表：?AL(船)，?AL(農(nóng)夫)L-R(狼)：農(nóng)夫帶著狼劃船從左岸到右岸條件：AL(船)，AL(農(nóng)夫)，AL(狼)，?AL(羊)動(dòng)作：刪除表：AL(船)，AL(農(nóng)夫)，AL(狼)添加表：?AL(船)，?AL(農(nóng)夫)，?AL(狼)L-R(羊)：農(nóng)夫帶著羊劃船從左岸到右岸條件：AL(船)，AL(農(nóng)夫)，AL(羊)，AL(狼)，AL(白菜)或：AL(船)，AL(農(nóng)夫)，AL(羊)，?AL(狼)，?AL(白菜)動(dòng)作：刪除表：AL(船)，AL(農(nóng)夫)，AL(羊)添加表：?AL(船)，?AL(農(nóng)夫)，?AL(羊)L-R(白菜)：農(nóng)夫帶著白菜劃船從左岸到右岸條件：AL(船)，AL(農(nóng)夫)，AL(白菜)，?AL(狼)動(dòng)作：刪除表：AL(船)，AL(農(nóng)夫)，AL(白菜)添加表：?AL(船)，?AL(農(nóng)夫)，?AL(白菜)R-L：農(nóng)夫劃船從右岸到左岸條件：?AL(船)，?AL(農(nóng)夫)，AL(狼)∨AL(羊)，AL(羊)∨AL(白菜)或：?AL(船)，?AL(農(nóng)夫)，?AL(狼)，?AL(白菜)，AL(羊)動(dòng)作：刪除表：?AL(船)，?AL(農(nóng)夫)添加表：AL(船)，AL(農(nóng)夫)R-L(羊)：農(nóng)夫帶著羊劃船從右岸到左岸條件：?AL(船)，?AL(農(nóng)夫)，?AL(羊)，?AL(狼)，?AL(羊)，AL(白菜)動(dòng)作：刪除表：?AL(船)，?AL(農(nóng)夫)，?AL(羊)添加表：AL(船)，AL(農(nóng)夫)，AL(羊)(3)問(wèn)題求解過(guò)程AL(農(nóng)夫)AL(船)AL(狼)AL(羊)AL(白菜)2.11用謂詞表示法求解修道士和野人問(wèn)題。在河的北岸有三個(gè)修道士、三個(gè)野人和一條船，修道士們想用這條船將所有的人都運(yùn)過(guò)河去，但要受到以下條件限制：(1)修道士和野人都會(huì)劃船，但船一次只能裝運(yùn)兩個(gè)人。(2)在任何岸邊，野人數(shù)不能超過(guò)修道士，否則修道士會(huì)被野人吃掉。假定野人愿意服從任何一種過(guò)河安排，請(qǐng)規(guī)劃出一種確保修道士安全的過(guò)河方案。要求寫(xiě)出所用謂詞的定義、功能及變量的個(gè)體域。解：（1）定義謂詞先定義修道士和野人人數(shù)關(guān)系的謂詞：G(x,y,S)：在狀態(tài)S下x大于yGE(x,y,S)：在狀態(tài)S下x大于或等于y其中，x,y分別代表修道士人數(shù)和野人數(shù)，他們的個(gè)體域均為{0,1,2,3}。再定義船所在岸的謂詞和修道士不在該岸上的謂詞：Boat(z,S)：狀態(tài)S下船在z岸EZ(x,S)：狀態(tài)S下x等于0，即修道士不在該岸上其中，z的個(gè)體域是{L,R}，L表示左岸，R表示右岸。再定義安全性謂詞：Safety(z,x,y,S)≡(G(x,0,S)∧GE(x,y,S))∨(EZ(x,S))其中，z,x,y的含義同上。該謂詞的含義是：狀態(tài)S下，在z岸，保證修道士安全，當(dāng)且僅當(dāng)修道士不在該岸上，或者修道士在該岸上，但人數(shù)超過(guò)野人數(shù)。該謂詞同時(shí)也描述了相應(yīng)的狀態(tài)。再定義描述過(guò)河方案的謂詞：L-R(x,x1,y,y1,S)：x1個(gè)修道士和y1個(gè)野人渡船從河的左岸到河的右岸條件：Safety(L,x-x1,y-y1,S’)∧Safety(R,3-x+x1,3-y+y1,S’)∧Boat(L,S)動(dòng)作：Safety(L,x-x1,y-y1,S’)∧Safety(R,3-x+x1,3-y+y1,S’)∧Boat(R,S’)R-L(x,x1,y,y1,S)：x2個(gè)修道士和y2個(gè)野人渡船從河的左岸到河的右岸條件：Safety(R,3-x-x2,3-y-y2,S’)∧Safety(L,x+x2,y+y2,S’)∧Boat(R,S)動(dòng)作：Safety(R,3-x-x2,3-y-y2,S’)∧Safety(L,x+x2,y+y2,S’)∧Boat(L,S’)(2)過(guò)河方案Safety(L,3,3,S0)∧Safety(R,0,0,S0)∧Boat(L,S0)L-R(3,1,3,1,S0)L-R(3,0,3,2,S0)Safety(L,2,2,S1)∧Safety(R,1,1,S1)∧Boat(R,S1)Safety(L,3,1,S1’)∧Safety(R,0,2,S1’)∧Boat(R,S1’)R-L(2,1,2,0,S1)R-L(3,0,1,1,S1’)Safety(L,3,2,S2)∧Safety(R,0,1,S2)∧Boat(L,S2)L-R(3,0,2,2,S2)Safety(L,3,0,S3)∧Safety(R,0,3,S3)∧Boat(R,S3)R-L(3,0,0,1,S3)Safety(L,3,1,S4)∧Safety(R,0,2,S1)∧Boat(L,S4)L-R(3,2,1,0,S4)Safety(L,1,1,S5)∧Safety(R,2,2,S5)∧Boat(R,S5)R-L(1,1,1,1,S5)Safety(L,2,2,S6)∧Safety(R,1,1,S6)∧Boat(L,S6)L-R(2,2,2,0,S6)Safety(L,0,2,S7)∧Safety(R,3,1,S7)∧Boat(R,S7)R-L(0,0,2,1,S7)Safety(L,0,3,S8)∧Safety(R,3,0,S8)∧Boat(L,S8)L-R(0,0,3,2,S8)Safety(L,0,1,S9)∧Safety(R,3,2,S9)∧Boat(R,S9)R-L(0,1,1,0,S9)Safety(L,1,1,S10)∧Safety(R,2,2,S10)∧Boat(L,S10)L-R(1,1,1,1,S10)Safety(L,0,0,S11)∧Safety(R,3,3,S11)∧Boat(R,S11)2.18請(qǐng)對(duì)下列命題分別寫(xiě)出它們的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)：(1)每個(gè)學(xué)生都有一臺(tái)計(jì)算機(jī)。gGS解：gGS計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)AKOAKOOwnsOwnsoo(2)高老師從3月到7月給計(jì)算機(jī)系學(xué)生講《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課。解：8月8月EndEnd老師老師(3)學(xué)習(xí)班的學(xué)員有男、有女、有研究生、有本科生。解：參例2.14(4)創(chuàng)新公司在科海大街56號(hào)，劉洋是該公司的經(jīng)理，他32歲、碩士學(xué)位。解：參例2.10(5)紅隊(duì)與藍(lán)隊(duì)進(jìn)行足球比賽，最后以3：2的比分結(jié)束。解：比賽比賽紅隊(duì)紅隊(duì)2.19請(qǐng)把下列命題用一個(gè)語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示出來(lái)：(1)樹(shù)和草都是植物；解：樹(shù)樹(shù)(2)樹(shù)和草都有葉和根；葉解：葉樹(shù)樹(shù)(3)水草是草，且生長(zhǎng)在水中；解：水草水草(4)果樹(shù)是樹(shù)，且會(huì)結(jié)果；解：結(jié)果結(jié)果(5)梨樹(shù)是果樹(shù)中的一種，它會(huì)結(jié)梨。解：結(jié)梨結(jié)梨2.25假設(shè)有以下一段天氣預(yù)報(bào)：“北京地區(qū)今天白天晴，偏北風(fēng)3級(jí)，最高氣溫12o，最低氣溫-2o，降水概率15%。”請(qǐng)用框架表示這一知識(shí)。解：Frame<天氣預(yù)報(bào)>地域：北京時(shí)段：今天白天天氣：晴風(fēng)向：偏北風(fēng)力：3級(jí)氣溫：最高：12度最低：-2度降水概率：15%2.26按“師生框架”、“教師框架”、“學(xué)生框架”的形式寫(xiě)出一個(gè)框架系統(tǒng)的描述。解：師生框架Frame<Teachers-Students>Name：Unit（Last-name，F(xiàn)irst-name）Sex：Area（male，female）Default：maleAge：Unit（Years）Telephone：HomeUnit（Number）MobileUnit（Number）教師框架Frame<Teachers>AKO<Teachers-Students>Major：Unit（Major-Name）Lectures：Unit（Course-Name）Field：Unit（Field-Name）Project：Area（National，Provincial，Other）Default：ProvincialPaper：Area（SCI，EI，Core，General）Default：Core學(xué)生框架Frame<Students>AKO<Teachers-Students>Major：Unit（Major-Name）Classes：Unit（Classes-Name）Degree：Area（doctor，mastor,bachelor）Default：bachelor確定性推理部分參考答案3.8判斷下列公式是否為可合一，若可合一，則求出其最一般合一。(1)P(a,b),P(x,y)(2)P(f(x),b),P(y,z)(3)P(f(x),y),P(y,f(b))(4)P(f(y),y,x),P(x,f(a),f(b))(5)P(x,y),P(y,x)解：(1)可合一，其最一般和一為：σ={a/x,b/y}。(2)可合一，其最一般和一為：σ={y/f(x),b/z}。(3)可合一，其最一般和一為：σ={f(b)/y,b/x}。(4)不可合一。(5)可合一，其最一般和一為：σ={y/x}。3.11把下列謂詞公式化成子句集：(x)(y)(P(x,y)∧Q(x,y))(x)(y)(P(x,y)→Q(x,y))(x)(y)(P(x,y)∨(Q(x,y)→R(x,y)))(x)(y)(z)(P(x,y)→Q(x,y)∨R(x,z))解：(1)由于(x)(y)(P(x,y)∧Q(x,y))已經(jīng)是Skolem標(biāo)準(zhǔn)型，且P(x,y)∧Q(x,y)已經(jīng)是合取范式，所以可直接消去全稱量詞、合取詞，得{P(x,y),Q(x,y)}再進(jìn)行變?cè)獡Q名得子句集：S={P(x,y),Q(u,v)}(2)對(duì)謂詞公式(x)(y)(P(x,y)→Q(x,y))，先消去連接詞“→”得：(x)(y)(?P(x,y)∨Q(x,y))此公式已為Skolem標(biāo)準(zhǔn)型。再消去全稱量詞得子句集：S={?P(x,y)∨Q(x,y)}(3)對(duì)謂詞公式(x)(y)(P(x,y)∨(Q(x,y)→R(x,y)))，先消去連接詞“→”得：(x)(y)(P(x,y)∨(?Q(x,y)∨R(x,y)))此公式已為前束范式。再消去存在量詞，即用Skolem函數(shù)f(x)替換y得：(x)(P(x,f(x))∨?Q(x,f(x))∨R(x,f(x)))此公式已為Skolem標(biāo)準(zhǔn)型。最后消去全稱量詞得子句集：S={P(x,f(x))∨?Q(x,f(x))∨R(x,f(x))}(4)對(duì)謂詞(x)(y)(z)(P(x,y)→Q(x,y)∨R(x,z))，先消去連接詞“→”得：(x)(y)(z)(?P(x,y)∨Q(x,y)∨R(x,z))再消去存在量詞，即用Skolem函數(shù)f(x)替換y得：(x)(y)(?P(x,y)∨Q(x,y)∨R(x,f(x,y)))此公式已為Skolem標(biāo)準(zhǔn)型。最后消去全稱量詞得子句集：S={?P(x,y)∨Q(x,y)∨R(x,f(x,y))}3-13判斷下列子句集中哪些是不可滿足的：{?P∨Q,?Q,P,?P}{P∨Q,?P∨Q,P∨?Q,?P∨?Q}{P(y)∨Q(y),?P(f(x))∨R(a)}{?P(x)∨Q(x),?P(y)∨R(y),P(a),S(a),?S(z)∨?R(z)}{?P(x)∨Q(f(x),a),?P(h(y))∨Q(f(h(y)),a)∨?P(z)}{P(x)∨Q(x)∨R(x),?P(y)∨R(y),?Q(a),?R(b)}解：(1)不可滿足，其歸結(jié)過(guò)程為：??P∨Q?Q?PPNIL(2)不可滿足，其歸結(jié)過(guò)程為：(3)不是不可滿足的，原因是不能由它導(dǎo)出空子句。(4)不可滿足，其歸結(jié)過(guò)程略(5)不是不可滿足的，原因是不能由它導(dǎo)出空子句。(6)不可滿足，其歸結(jié)過(guò)程略3.14對(duì)下列各題分別證明G是否為F1,F2,…,Fn的邏輯結(jié)論：F:(x)(y)(P(x,y)G:(y)(x)(P(x,y)F:(x)(P(x)∧(Q(a)∨Q(b)))G:(x)(P(x)∧Q(x))F:(x)(y)(P(f(x))∧(Q(f(y)))G:P(f(a))∧P(y)∧Q(y)F1:(x)(P(x)→(y)(Q(y)→L(x.y)))F2:(x)(P(x)∧(y)(R(y)→L(x.y)))G:(x)(R(x)→Q(x))F1:(x)(P(x)→(Q(x)∧R(x)))F2:(x)(P(x)∧S(x))G:(x)(S(x)∧R(x))解：(1)先將F和?G化成子句集：S={P(a,b),?P(x,b)}再對(duì)S進(jìn)行歸結(jié)：??P(x,b){a/x}所以，G是F的邏輯結(jié)論(2)先將F和?G化成子句集由F得：S1={P(x)，(Q(a)∨Q(b))}由于?G為：?(x)(P(x)∧Q(x))，即(x)(?P(x)∨?Q(x))，可得：S2={?P(x)∨?Q(x)}因此，擴(kuò)充的子句集為：S={P(x)，(Q(a)∨Q(b))，?P(x)∨?Q(x)}再對(duì)S進(jìn)行歸結(jié)：Q(a)Q(a)∨Q(b)Q(a)?P(x)∨?Q(x)?P(a)P(x)NIL{a/b}{a/x}{a/x}所以，G是F的邏輯結(jié)論同理可求得(3)、(4)和(5)，其求解過(guò)程略。3.15設(shè)已知：如果x是y的父親，y是z的父親，則x是z的祖父；每個(gè)人都有一個(gè)父親。使用歸結(jié)演繹推理證明：對(duì)于某人u，一定存在一個(gè)人v，v是u的祖父。解：先定義謂詞F(x,y)：x是y的父親GF(x,z)：x是z的祖父P(x)：x是一個(gè)人再用謂詞把問(wèn)題描述出來(lái)：已知F1：(x)(y)(z)(F(x,y)∧F(y,z))→GF(x,z))F2：(y)(P(x)→F(x,y))求證結(jié)論G：(u)(v)(P(u)→GF(v,u))然后再將F1，F(xiàn)2和?G化成子句集：①?F(x,y)∨?F(y,z)∨GF(x,z)②?P(r)∨F(s,r)③P(u)④?GF(v,u))對(duì)上述擴(kuò)充的子句集，其歸結(jié)推理過(guò)程如下：??F(x,y)∨?F(y,z)∨GF(x,z)?GF(v,u)?F(x,y)∨?F(y,z)?P(r)∨F(s,r)?F(y,z)∨?P(y)?P(r)∨F(s,r)?P(y)∨?P(z)?P(y)P(u)NIL{x/v,z/u}{x/s,y/r}{y/s,z/r}{y/z}{y/u}由于導(dǎo)出了空子句，故結(jié)論得證。3.16假設(shè)張被盜，公安局派出5個(gè)人去調(diào)查。案情分析時(shí)，貞察員A說(shuō)：“趙與錢中至少有一個(gè)人作案”，貞察員B說(shuō)：“錢與孫中至少有一個(gè)人作案”，貞察員C說(shuō)：“孫與李中至少有一個(gè)人作案”，貞察員D說(shuō)：“趙與孫中至少有一個(gè)人與此案無(wú)關(guān)”，貞察員E說(shuō)：“錢與李中至少有一個(gè)人與此案無(wú)關(guān)”。如果這5個(gè)偵察員的話都是可信的，使用歸結(jié)演繹推理求出誰(shuí)是盜竊犯。解：(1)先定義謂詞和常量設(shè)C(x)表示x作案，Z表示趙，Q表示錢，S表示孫，L表示李(2)將已知事實(shí)用謂詞公式表示出來(lái)趙與錢中至少有一個(gè)人作案：C(Z)∨C(Q)錢與孫中至少有一個(gè)人作案：C(Q)∨C(S)孫與李中至少有一個(gè)人作案：C(S)∨C(L)趙與孫中至少有一個(gè)人與此案無(wú)關(guān)：?(C(Z)∧C(S))，即?C(Z)∨?C(S)錢與李中至少有一個(gè)人與此案無(wú)關(guān)：?(C(Q)∧C(L))，即?C(Q)∨?C(L)(3)將所要求的問(wèn)題用謂詞公式表示出來(lái)，并與其否定取析取。設(shè)作案者為u，則要求的結(jié)論是C(u)。將其與其否)取析取，得：?C(u)∨C(u)(4)對(duì)上述擴(kuò)充的子句集，按歸結(jié)原理進(jìn)行歸結(jié)，其修改的證明樹(shù)如下：{Q/u}因此，錢是盜竊犯。實(shí)際上，本案的盜竊犯不止一人。根據(jù)歸結(jié)原理還可以得出：??C(Q)∨?C(L)??C(u)∨C(u){S/u}因此，孫也是盜竊犯。3.18設(shè)有子句集：{P(x)∨Q(a,b),P(a)∨Q(a,b),Q(a,f(a)),P(x)∨Q(x,b)}分別用各種歸結(jié)策略求出其歸結(jié)式。解：支持集策略不可用，原因是沒(méi)有指明哪個(gè)子句是由目標(biāo)公式的否定化簡(jiǎn)來(lái)的。刪除策略不可用，原因是子句集中沒(méi)有沒(méi)有重言式和具有包孕關(guān)系的子句。單文字子句策略的歸結(jié)過(guò)程如下：Q(a,f(a))Q(a,f(a)){b/f(a)}{a/x}{b/f(a)}用線性輸入策略（同時(shí)滿足祖先過(guò)濾策略）的歸結(jié)過(guò)程如下：{a/x}{a/x}QQ(a,b){b/f(a)}3.19設(shè)已知：能閱讀的人是識(shí)字的；海豚不識(shí)字；有些海豚是很聰明的。請(qǐng)用歸結(jié)演繹推理證明：有些很聰明的人并不識(shí)字。解：第一步，先定義謂詞，設(shè)R(x)表示x是能閱讀的；K(y)表示y是識(shí)字的；W(z)表示z是很聰明的；第二步，將已知事實(shí)和目標(biāo)用謂詞公式表示出來(lái)能閱讀的人是識(shí)字的：(x)(R(x))→K(x))海豚不識(shí)字：(y)(?K(y))有些海豚是很聰明的：(z)W(z)有些很聰明的人并不識(shí)字：(x)(W(z)∧?K(x))第三步，將上述已知事實(shí)和目標(biāo)的否定化成子句集：?R(x))∨K(x)?K(y)W(z)?W(z)∨K(x))第四步，用歸結(jié)演繹推理進(jìn)行證明W(z)W(z)3.20對(duì)子句集：{P∨Q,Q∨R,R∨W,R∨P,W∨Q,Q∨R}用線性輸入策略是否可證明該子句集的不可滿足性？解：用線性輸入策略不能證明子句集{P∨Q,Q∨R,R∨W,R∨P,W∨Q,Q∨R}的不可滿足性。原因是按線性輸入策略，不存在從該子句集到空子句地歸結(jié)過(guò)程。3.21對(duì)線性輸入策略和單文字子句策略分別給出一個(gè)反例，以說(shuō)明它們是不完備的。3.22分別說(shuō)明正向、逆向、雙向與/或形演繹推理的基本思想。3.23設(shè)已知事實(shí)為((P∨Q)∧R)∨(S∧(T∨U))F規(guī)則為S→(X∧Y)∨Z試用正向演繹推理推出所有可能的子目標(biāo)。解：先給出已知事實(shí)的與/或樹(shù)，再利用F規(guī)則進(jìn)行推理，其規(guī)則演繹系統(tǒng)如下圖所示。由該圖可以直接寫(xiě)出所有可能的目標(biāo)子句如下：P∨Q∨Ｔ∨ＵP∨Q∨Ｘ∨ＺP∨Q∨Y∨ＺR∨T∨UR∨X∨ZR∨Y∨ZUXZQZTUXUXZQZTUXXYXYF規(guī)則F規(guī)則XX∧YUQUQ已知事實(shí)已知事實(shí)(P∨Q)(P∨Q)T∨U3.24設(shè)有如下一段知識(shí)：“張、王和李都屬于高山協(xié)會(huì)。該協(xié)會(huì)的每個(gè)成員不是滑雪運(yùn)動(dòng)員，就是登山運(yùn)動(dòng)員，其中不喜歡雨的運(yùn)動(dòng)員是登山運(yùn)動(dòng)員，不喜歡雪的運(yùn)動(dòng)員不是滑雪運(yùn)動(dòng)員。王不喜歡張所喜歡的一切東西，而喜歡張所不喜歡的一切東西。張喜歡雨和雪?！痹囉弥^詞公式集合表示這段知識(shí)，這些謂詞公式要適合一個(gè)逆向的基于規(guī)則的演繹系統(tǒng)。試說(shuō)明這樣一個(gè)系統(tǒng)怎樣才能回答問(wèn)題：“高山俱樂(lè)部中有沒(méi)有一個(gè)成員，他是一個(gè)登山運(yùn)動(dòng)員，但不是一個(gè)滑雪運(yùn)動(dòng)員？”解：(1)先定義謂詞A(x)表示x是高山協(xié)會(huì)會(huì)員S(x)表示x是滑雪運(yùn)動(dòng)員C(x)表示x是登山運(yùn)動(dòng)員L(x,y)表示x喜歡y(2)將問(wèn)題用謂詞表示出來(lái)“張、王和李都屬于高山協(xié)會(huì)A(Zhang)∧A(Wang)∧A(Li)高山協(xié)會(huì)的每個(gè)成員不是滑雪運(yùn)動(dòng)員，就是登山運(yùn)動(dòng)員(x)(A(x)∧?S(x)→C(x))高山協(xié)會(huì)中不喜歡雨的運(yùn)動(dòng)員是登山運(yùn)動(dòng)員(x)(?L(x,Rain)→C(x))高山協(xié)會(huì)中不喜歡雪的運(yùn)動(dòng)員不是滑雪運(yùn)動(dòng)員(x)(?L(x,Snow)→?S(x))王不喜歡張所喜歡的一切東西(y)(L(Zhang,y)→?L(Wang,y))王喜歡張所不喜歡的一切東西(y)(?L(Zhang,y)→L(Wang,y))張喜歡雨和雪L(Zhang,Rain)∧L(Zhang,Snow)(3)將問(wèn)題要求的答案用謂詞表示出來(lái)高山俱樂(lè)部中有沒(méi)有一個(gè)成員，他是一個(gè)登山運(yùn)動(dòng)員，但不是一個(gè)滑雪運(yùn)動(dòng)員？(x)(A(x)→C(x)∧?S(x))(4)為了進(jìn)行推理，把問(wèn)題劃分為已知事實(shí)和規(guī)則兩大部分。假設(shè)，劃分如下：已知事實(shí)：A(Zhang)∧A(Wang)∧A(Li)L(Zhang,Rain)∧L(Zhang,Snow)規(guī)則：(x)(A(x)∧?S(x)→C(x))(x)(?L(x,Rain)→C(x))(x)(?L(x,Snow)→?S(x))(y)(L(Zhang,y)→?L(Wang,y))(y)(?L(Zhang,y)→L(Wang,y))(5)把已知事實(shí)、規(guī)則和目標(biāo)化成推理所需要的形式事實(shí)已經(jīng)是文字的合取形式：f1:A(Zhang)∧A(Wang)∧A(Li)f2:L(Zhang,Rain)∧L(Zhang,Snow)將規(guī)則轉(zhuǎn)化為后件為單文字的形式：r1:A(x)∧?S(x)→C(x))r2:?L(x,Rain)→C(x)r3:?L(x,Snow)→?S(x)r4:L(Zhang,y)→?L(Wang,y)r5:?L(Zhang,y)→L(Wang,y)將目標(biāo)公式轉(zhuǎn)換為與/或形式?A(x)∨(C(x)∧?S(x))(6)進(jìn)行逆向推理逆向推理的關(guān)鍵是要能夠推出L(Zhang,Rain)∧L(Zhang,Snow)，其逆向演繹過(guò)程如下圖所示。C(x)C(x)∧?S(x)??S(x)rr34{Rain/y}{Snow/y}{Rain/y}{Snow/y}搜索策略部分參考答案4.5有一農(nóng)夫帶一條狼，一只羊和一框青菜與從河的左岸乘船倒右岸，但受到下列條件的限制：(1)船太小，農(nóng)夫每次只能帶一樣?xùn)|西過(guò)河；如果沒(méi)有農(nóng)夫看管，則狼要吃羊，羊要吃菜。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)過(guò)河方案，使得農(nóng)夫、浪、羊都能不受損失的過(guò)河，畫(huà)出相應(yīng)的狀態(tài)空間圖。題示：(1)用四元組（農(nóng)夫，狼，羊，菜）表示狀態(tài)，其中每個(gè)元素都為0或1，用0表示在左岸，用1表示在右岸。(2)把每次過(guò)河的一種安排作為一種操作，每次過(guò)河都必須有農(nóng)夫，因?yàn)橹挥兴梢詣澊?。解：第一步，定義問(wèn)題的描述形式用四元組S=（f，w，s，v）表示問(wèn)題狀態(tài)，其中，f，w，s和v分別表示農(nóng)夫，狼，羊和青菜是否在左岸，它們都可以取1或0，取1表示在左岸，取0表示在右岸。第二步，用所定義的問(wèn)題狀態(tài)表示方式，把所有可能的問(wèn)題狀態(tài)表示出來(lái)，包括問(wèn)題的初始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)。由于狀態(tài)變量有4個(gè)，每個(gè)狀態(tài)變量都有2種取值，因此有以下16種可能的