- 电子工业出版社
- 9787121165719
- 1-1
- 350581
- 16开
- 2012-05
- 368
- 智能科学与技术
- 本科 研究生(硕士、EMBA、MBA、MPA、博士)
内容简介
全书共分为11章,除第1章人工智能概述外,其余内容划分为四大部分。第一部分为确定性人工智能的三大基本技术,包括第2,3,4章的知识表示、确定性推理和搜索部分。第二部分包括第5章不确定性人工智能和第6章的智能算法。第三部分为人工智能的重要研究领域,包括第7章的分布式人工智能,第8章的机器学习,第9章的专家系统。第四部分为人工智能应用部分,包括第10章的人工智能设计语言和第11章的人工智能的应用举例。
目录
目 录
第1章 人工智能概述
1.1 人工智能的定义和研究目标1
1.1.1 人工智能的定义1
1.1.2 人工智能的研究目标1
1.2 人工智能研究的基本内容及其特点2
1.2.1 人工智能研究的基本内容2
1.2.2 人工智能研究的特点3
1.3 人工智能的基本技术5
1.3.1 推理技术5
1.3.2 搜索技术5
1.3.3 知识表示与知识库技术5
1.3.4 归纳技术5
1.3.5 联想技术6
1.4 人工智能的发展史6
1.4.1 孕育期(1956年以前) 6
1.4.2 形成期(1956—1970年) 7
1.4.3 知识应用期(20世纪70年代到80年代末) 9
1.4.4 综合集成期(20世纪80年代末至今) 11
1.5 人工智能的研究与应用领域11
1.6 人工智能研究的不同学派及其争论16
1.6.1 人工智能的三大学派16
1.6.2 人工智能理论的争论18
1.6.3 人工智能研究方法的争论18
1.7 人工智能进展19
1.7.1 人工智能发展面临的困难19
1.7.2 人工智能与云计算19
1.7.3 人工智能与物联网21
1.7.4 人工智能发展的新趋势22
习题一22
第2章 知识表示
2.1 一阶谓词逻辑表示法24
2.1.1 一阶谓词逻辑表示法24
2.1.2 一阶谓词逻辑表示法的特点30
1
2.1.3 一阶谓词表示法的应用举例32
2.2 产生式表示法34
2.2.1 产生式与产生式系统34
2.2.2 产生式系统的分类及其特点38
2.2.3 产生式表示法应用举例41
2.3 框架表示42
2.3.1 框架与框架网络43
2.3.2 框架的推理及其特点48
2.4 语义网络表示法52
2.4.1 语义网络52
2.4.2 语义网络的推理及其特点56
2.5 面向对象表示法59
2.5.1 面向对象的知识表示59
2.5.2 面向对象知识表示法的特点62
习题二64
第3章 经典逻辑推理
3.1 推理的基本概念66
3.1.1 推理方式及其分类66
3.1.2 推理的控制策略68
3.1.3 模式匹配及其变量代换71
3.2 自然演绎推理74
3.3 归结演绎推理75
3.3.1 谓词公式化为子句集的方法75
3.3.2 海伯伦理论77
3.3.3 鲁宾逊归结原理78
3.3.4 归结反演81
3.3.5 基于归结反演的问题求解82
3.3.6 归结反演策略84
3.4 与/或形的演绎推理87
3.4.1 与/或形的正向演绎推理88
3.4.2 与/或形的逆向演绎推理90
3.4.3 代换的一致性与剪枝策略92
习题三92
第4章 搜索策略
4.1 问题求解过程的形式表示96
4.1.1 状态空间表示法96
4.1.2 与/或树表示法98
4.2 状态空间的盲目搜索策略100
4.2.1 宽度优先搜索100
4.2.2 深度优先搜索101
4.2.3 有界深度优先搜索102
4.2.4 代价树的宽度优先搜索103
4.2.5 代价树的深度优先搜索104
4.3 状态空间的启发式搜索策略104
4.3.1 估价函数与择优搜索105
4.3.2 图的有序搜索与A算法106
4.3.3 A算法应用举例110
4.4 与/或树的搜索策略112
4.4.1 与/或树的宽度优先搜索112
4.4.2 与/或树的有界深度优先搜索113
4.4.3 与/或树的有序搜索114
4.4.4 博弈树的启发式搜索117
4.5 搜索性能的量度120
习题四120
第5章 知识的不确定性与不确定推理
5.1 知识的不确定性125
5.1.1 证据的不确定性125
5.1.2 规则的不确定性126
5.1.3 推理的不确定性127
5.2 不确定推理的概率基础128
5.3 确定性理论129
5.3.1 可信度的概念129
5.3.2 CF模型130
5.3.3 带加权因子的可信度推理134
5.4 主观Bayes方法136
5.4.1 知识不确定性的表示136
5.4.2 证据不确定性的表示138
5.4.3 组合证据不确定性的计算139
5.4.4 不确定性的更新139
5.4.5 结论不确定性的合成141
5.5 证据理论143
5.5.1 DS理论的形式描述143
5.5.2 证据理论的推理模型147
5.6 可能性理论和模糊推理154
5.6.1 模糊逻辑基础154
5.6.2 模糊知识表示159
5.6.3 模糊概念的匹配161
5.6.4 模糊推理162
5.7 非单调推理166
习题五167
第6章 智能算法
6.1 爬山法170
6.1.1 爬山法的基本思想170
6.1.2 爬山法算法流程170
6.1.3 爬山法应用举例171
6.1.4 爬山法的特点171
6.1.5 爬山法存在的问题171
6.2 模拟退火算法172
6.2.1 模拟退火算法的基本思想172
6.2.2 模拟退火算法流程172
6.2.3 模拟退火算法应用举例173
6.2.4 模拟退火算法的特点174
6.3 禁忌搜索算法174
6.3.1 禁忌搜索算法的基本思想174
6.3.2 影响禁忌搜索算法性能的关键因素174
6.3.3 禁忌搜索算法流程178
6.3.4 禁忌搜索应用举例179
6.3.5 禁忌搜索算法的特点182
6.4 蚁群算法182
6.4.1 蚁群觅食行为的启示182
6.4.2 蚁群算法的基本思想182
6.4.3 蚁群算法流程183
6.4.4 蚁群算法的特点184
6.5 粒子群算法185
6.5.1 鸟群飞行方式的启示185
6.5.2 粒子群算法的基本思想185
6.5.3 粒子群算法流程187
6.5.4 粒子群算法的应用举例187
6.5.5 粒子群算法的特点189
6.6 遗传算法189
6.6.1 遗传算法的基本思想189
6.6.2 遗传算法流程190
6.6.3 遗传算法应用举例190
6.6.4 遗传算法的特点191
6.7 小结191
习题六192
第7章 分布式人工智能
7.1 分布式人工智能概述207
7.1.1 分布式人工智能的定义207
7.1.2 分布式人工智能的分类207
7.2 Agent技术208
7.2.1 Agent简介208
7.2.2 移动Agent技术209
7.3 多Agent系统212
7.3.1 MAS的概念及特性212
7.3.2 与MAS有关的问题212
7.3.3 MAS通信214
7.4 细胞膜计算技术216
7.4.1 细胞膜计算的基本情况216
7.4.2 细胞膜的化学组成和结构216
7.4.3 细胞膜计算的基本概念219
7.4.4 细胞膜计算应用举例220
7.5 元胞自动机技术222
7.5.1 自动机简介222
7.5.2 元胞自动机的定义223
7.5.3 元胞自动机的构成223
7.5.4 元胞自动机的特征226
7.5.5 经典元胞自动机模型227
7.6 小结230
习题七231
第8章 机器学习
8.1 机器学习的基本过程232
8.1.1 机器学习的定义232
8.1.2 西洋跳棋游戏233
8.1.3 西洋跳棋程序学习目标的确定233
8.1.4 西洋跳棋程序的具体学习过程233
8.1.5 机器学习的基本过程234
8.2 决策树学习235
8.2.1 决策树学习方法简介235
8.2.2 信息增益236
8.2.3 基本的决策树学习算法———ID3算法237
8.2.4 ID3算法举例238
8.2.5 决策树学习算法的特点240
8.3 人工神经网络学习241
8.3.1 生物神经元241
8.3.2 人工神经元241
8.3.3 布尔函数的神经元实现243
8.3.4 神经网络学习机制246
8.3.5 前馈型BP网络250
8.3.6 反馈型Hopfield网络255
8.3.7 Kohonen自组织网络259
8.4 马尔可夫模型261
8.4.1 马尔可夫模型简介261
8.4.2 基于马尔可夫性质的学习法简介262
8.4.3 基于马尔可夫性质的学习法应用举例263
8.4.4 基于马尔可夫性质的学习法的适用问题265
8.5 贝叶斯学习法265
8.5.1 贝叶斯学习法的基本思想265
8.5.2 朴素贝叶斯分类器268
8.5.3 基于参数估计的贝叶斯分类方法270
8.5.4 贝叶斯方法的特点275
8.6 基于实例的学习275
8.6.1 K近邻分类法275
8.6.2 距离加权最近邻算法276
8.6.3 局部加权回归276
8.6.4 径向基函数278
8.6.5 基于实例的学习方法的特点278
8.7 小结279
习题八280
第9章 专家系统
9.1 专家系统的概念281
9.1.1 什么是专家系统281
9.1.2 专家系统的特点281
9.1.3 专家系统的类型282
9.1.4 专家系统与知识系统283
9.1.5 专家系统与知识工程283
9.1.6 专家系统与人工智能284
9.2 专家系统的结构284
9.2.1 概念结构284
9.2.2 实际结构285
9.2.3 分布式结构286
9.2.4 黑板模型286
9.3 专家系统的应用与发展概况288
9.3.1 专家系统的意义288
9.3.2 专家系统的应用288
9.3.3 专家系统的发展概况289
9.4 专家系统设计与实现293
9.4.1 一般步骤与方法293
9.4.2 快速原型与增量式开发293
9.4.3 知识获取293
9.4.4 知识表示与知识描述语言设计294
9.4.5 知识库与知识库管理系统设计295
9.4.6 推理机与解释功能设计296
9.4.7 系统结构设计297
9.4.8 人机界面设计298
9.5 专家系统开发工具与环境298
9.5.1 专家系统开发工具299
9.5.2 专家系统开发环境300
9.6 新一代专家系统研究301
9.6.1 深层知识专家系统301
9.6.2 模糊专家系统301
9.6.3 神经网络专家系统302
9.6.4 大型协同分布式专家系统302
9.6.5 网上(多媒体)专家系统303
9.6.6 事务处理专家系统303
9.7 小结303
习题九304
第10章 人工智能程序设计语言
10.1 LISP语言305
10.1.1 Scheme语言的基本概念306
10.1.2 Scheme语言的数据类型306
10.1.3 Scheme语言的过程定义313
10.1.4 Scheme语言的常用控制结构314
10.2 Prolog语言318
10.2.1 Prolog语言及其基本结构318
10.2.2 Prolog程序的简单例子319
10.3 Prolog语言的常用版本321
10.4 小结322
习题十322
第11章 人工智能应用举例
11.1 专家系统实例323
11.1.1 PROSPECTOR的功能与结构323
11.1.2 知识表示324
11.1.3 控制策略326
11.1.4 解释系统327
11.2 智能算法运行与“云端”的设想328
11.2.1 并行计算到云计算的演变328
11.2.2 云计算智能与MonteCarlo方法329
11.2.3 模拟谐振子算法329
11.2.4 云计算系统与智能算法334
11.3 元胞自动机在城市交通流中的应用334
11.3.1 快速公交系统简介334
11.3.2 兰州快速公交模型建立335
11.3.3 数值模拟与仿真分析336
参考文献339
第1章 人工智能概述
1.1 人工智能的定义和研究目标1
1.1.1 人工智能的定义1
1.1.2 人工智能的研究目标1
1.2 人工智能研究的基本内容及其特点2
1.2.1 人工智能研究的基本内容2
1.2.2 人工智能研究的特点3
1.3 人工智能的基本技术5
1.3.1 推理技术5
1.3.2 搜索技术5
1.3.3 知识表示与知识库技术5
1.3.4 归纳技术5
1.3.5 联想技术6
1.4 人工智能的发展史6
1.4.1 孕育期(1956年以前) 6
1.4.2 形成期(1956—1970年) 7
1.4.3 知识应用期(20世纪70年代到80年代末) 9
1.4.4 综合集成期(20世纪80年代末至今) 11
1.5 人工智能的研究与应用领域11
1.6 人工智能研究的不同学派及其争论16
1.6.1 人工智能的三大学派16
1.6.2 人工智能理论的争论18
1.6.3 人工智能研究方法的争论18
1.7 人工智能进展19
1.7.1 人工智能发展面临的困难19
1.7.2 人工智能与云计算19
1.7.3 人工智能与物联网21
1.7.4 人工智能发展的新趋势22
习题一22
第2章 知识表示
2.1 一阶谓词逻辑表示法24
2.1.1 一阶谓词逻辑表示法24
2.1.2 一阶谓词逻辑表示法的特点30
1
2.1.3 一阶谓词表示法的应用举例32
2.2 产生式表示法34
2.2.1 产生式与产生式系统34
2.2.2 产生式系统的分类及其特点38
2.2.3 产生式表示法应用举例41
2.3 框架表示42
2.3.1 框架与框架网络43
2.3.2 框架的推理及其特点48
2.4 语义网络表示法52
2.4.1 语义网络52
2.4.2 语义网络的推理及其特点56
2.5 面向对象表示法59
2.5.1 面向对象的知识表示59
2.5.2 面向对象知识表示法的特点62
习题二64
第3章 经典逻辑推理
3.1 推理的基本概念66
3.1.1 推理方式及其分类66
3.1.2 推理的控制策略68
3.1.3 模式匹配及其变量代换71
3.2 自然演绎推理74
3.3 归结演绎推理75
3.3.1 谓词公式化为子句集的方法75
3.3.2 海伯伦理论77
3.3.3 鲁宾逊归结原理78
3.3.4 归结反演81
3.3.5 基于归结反演的问题求解82
3.3.6 归结反演策略84
3.4 与/或形的演绎推理87
3.4.1 与/或形的正向演绎推理88
3.4.2 与/或形的逆向演绎推理90
3.4.3 代换的一致性与剪枝策略92
习题三92
第4章 搜索策略
4.1 问题求解过程的形式表示96
4.1.1 状态空间表示法96
4.1.2 与/或树表示法98
4.2 状态空间的盲目搜索策略100
4.2.1 宽度优先搜索100
4.2.2 深度优先搜索101
4.2.3 有界深度优先搜索102
4.2.4 代价树的宽度优先搜索103
4.2.5 代价树的深度优先搜索104
4.3 状态空间的启发式搜索策略104
4.3.1 估价函数与择优搜索105
4.3.2 图的有序搜索与A算法106
4.3.3 A算法应用举例110
4.4 与/或树的搜索策略112
4.4.1 与/或树的宽度优先搜索112
4.4.2 与/或树的有界深度优先搜索113
4.4.3 与/或树的有序搜索114
4.4.4 博弈树的启发式搜索117
4.5 搜索性能的量度120
习题四120
第5章 知识的不确定性与不确定推理
5.1 知识的不确定性125
5.1.1 证据的不确定性125
5.1.2 规则的不确定性126
5.1.3 推理的不确定性127
5.2 不确定推理的概率基础128
5.3 确定性理论129
5.3.1 可信度的概念129
5.3.2 CF模型130
5.3.3 带加权因子的可信度推理134
5.4 主观Bayes方法136
5.4.1 知识不确定性的表示136
5.4.2 证据不确定性的表示138
5.4.3 组合证据不确定性的计算139
5.4.4 不确定性的更新139
5.4.5 结论不确定性的合成141
5.5 证据理论143
5.5.1 DS理论的形式描述143
5.5.2 证据理论的推理模型147
5.6 可能性理论和模糊推理154
5.6.1 模糊逻辑基础154
5.6.2 模糊知识表示159
5.6.3 模糊概念的匹配161
5.6.4 模糊推理162
5.7 非单调推理166
习题五167
第6章 智能算法
6.1 爬山法170
6.1.1 爬山法的基本思想170
6.1.2 爬山法算法流程170
6.1.3 爬山法应用举例171
6.1.4 爬山法的特点171
6.1.5 爬山法存在的问题171
6.2 模拟退火算法172
6.2.1 模拟退火算法的基本思想172
6.2.2 模拟退火算法流程172
6.2.3 模拟退火算法应用举例173
6.2.4 模拟退火算法的特点174
6.3 禁忌搜索算法174
6.3.1 禁忌搜索算法的基本思想174
6.3.2 影响禁忌搜索算法性能的关键因素174
6.3.3 禁忌搜索算法流程178
6.3.4 禁忌搜索应用举例179
6.3.5 禁忌搜索算法的特点182
6.4 蚁群算法182
6.4.1 蚁群觅食行为的启示182
6.4.2 蚁群算法的基本思想182
6.4.3 蚁群算法流程183
6.4.4 蚁群算法的特点184
6.5 粒子群算法185
6.5.1 鸟群飞行方式的启示185
6.5.2 粒子群算法的基本思想185
6.5.3 粒子群算法流程187
6.5.4 粒子群算法的应用举例187
6.5.5 粒子群算法的特点189
6.6 遗传算法189
6.6.1 遗传算法的基本思想189
6.6.2 遗传算法流程190
6.6.3 遗传算法应用举例190
6.6.4 遗传算法的特点191
6.7 小结191
习题六192
第7章 分布式人工智能
7.1 分布式人工智能概述207
7.1.1 分布式人工智能的定义207
7.1.2 分布式人工智能的分类207
7.2 Agent技术208
7.2.1 Agent简介208
7.2.2 移动Agent技术209
7.3 多Agent系统212
7.3.1 MAS的概念及特性212
7.3.2 与MAS有关的问题212
7.3.3 MAS通信214
7.4 细胞膜计算技术216
7.4.1 细胞膜计算的基本情况216
7.4.2 细胞膜的化学组成和结构216
7.4.3 细胞膜计算的基本概念219
7.4.4 细胞膜计算应用举例220
7.5 元胞自动机技术222
7.5.1 自动机简介222
7.5.2 元胞自动机的定义223
7.5.3 元胞自动机的构成223
7.5.4 元胞自动机的特征226
7.5.5 经典元胞自动机模型227
7.6 小结230
习题七231
第8章 机器学习
8.1 机器学习的基本过程232
8.1.1 机器学习的定义232
8.1.2 西洋跳棋游戏233
8.1.3 西洋跳棋程序学习目标的确定233
8.1.4 西洋跳棋程序的具体学习过程233
8.1.5 机器学习的基本过程234
8.2 决策树学习235
8.2.1 决策树学习方法简介235
8.2.2 信息增益236
8.2.3 基本的决策树学习算法———ID3算法237
8.2.4 ID3算法举例238
8.2.5 决策树学习算法的特点240
8.3 人工神经网络学习241
8.3.1 生物神经元241
8.3.2 人工神经元241
8.3.3 布尔函数的神经元实现243
8.3.4 神经网络学习机制246
8.3.5 前馈型BP网络250
8.3.6 反馈型Hopfield网络255
8.3.7 Kohonen自组织网络259
8.4 马尔可夫模型261
8.4.1 马尔可夫模型简介261
8.4.2 基于马尔可夫性质的学习法简介262
8.4.3 基于马尔可夫性质的学习法应用举例263
8.4.4 基于马尔可夫性质的学习法的适用问题265
8.5 贝叶斯学习法265
8.5.1 贝叶斯学习法的基本思想265
8.5.2 朴素贝叶斯分类器268
8.5.3 基于参数估计的贝叶斯分类方法270
8.5.4 贝叶斯方法的特点275
8.6 基于实例的学习275
8.6.1 K近邻分类法275
8.6.2 距离加权最近邻算法276
8.6.3 局部加权回归276
8.6.4 径向基函数278
8.6.5 基于实例的学习方法的特点278
8.7 小结279
习题八280
第9章 专家系统
9.1 专家系统的概念281
9.1.1 什么是专家系统281
9.1.2 专家系统的特点281
9.1.3 专家系统的类型282
9.1.4 专家系统与知识系统283
9.1.5 专家系统与知识工程283
9.1.6 专家系统与人工智能284
9.2 专家系统的结构284
9.2.1 概念结构284
9.2.2 实际结构285
9.2.3 分布式结构286
9.2.4 黑板模型286
9.3 专家系统的应用与发展概况288
9.3.1 专家系统的意义288
9.3.2 专家系统的应用288
9.3.3 专家系统的发展概况289
9.4 专家系统设计与实现293
9.4.1 一般步骤与方法293
9.4.2 快速原型与增量式开发293
9.4.3 知识获取293
9.4.4 知识表示与知识描述语言设计294
9.4.5 知识库与知识库管理系统设计295
9.4.6 推理机与解释功能设计296
9.4.7 系统结构设计297
9.4.8 人机界面设计298
9.5 专家系统开发工具与环境298
9.5.1 专家系统开发工具299
9.5.2 专家系统开发环境300
9.6 新一代专家系统研究301
9.6.1 深层知识专家系统301
9.6.2 模糊专家系统301
9.6.3 神经网络专家系统302
9.6.4 大型协同分布式专家系统302
9.6.5 网上(多媒体)专家系统303
9.6.6 事务处理专家系统303
9.7 小结303
习题九304
第10章 人工智能程序设计语言
10.1 LISP语言305
10.1.1 Scheme语言的基本概念306
10.1.2 Scheme语言的数据类型306
10.1.3 Scheme语言的过程定义313
10.1.4 Scheme语言的常用控制结构314
10.2 Prolog语言318
10.2.1 Prolog语言及其基本结构318
10.2.2 Prolog程序的简单例子319
10.3 Prolog语言的常用版本321
10.4 小结322
习题十322
第11章 人工智能应用举例
11.1 专家系统实例323
11.1.1 PROSPECTOR的功能与结构323
11.1.2 知识表示324
11.1.3 控制策略326
11.1.4 解释系统327
11.2 智能算法运行与“云端”的设想328
11.2.1 并行计算到云计算的演变328
11.2.2 云计算智能与MonteCarlo方法329
11.2.3 模拟谐振子算法329
11.2.4 云计算系统与智能算法334
11.3 元胞自动机在城市交通流中的应用334
11.3.1 快速公交系统简介334
11.3.2 兰州快速公交模型建立335
11.3.3 数值模拟与仿真分析336
参考文献339