《人工智能大作業(yè)實(shí)驗(yàn)【高教成教】》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《人工智能大作業(yè)實(shí)驗(yàn)【高教成教】（21頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、湖南中醫(yī)藥大學(xué)本科課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱人工智能計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)執(zhí)筆人：丁長松 審定人：*學(xué)院負(fù)責(zé)人：*湖南中醫(yī)藥大學(xué)教務(wù)處二一四年三月一、課程性質(zhì)和教學(xué)目的人工智能是計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生的一門專業(yè)必修課，適應(yīng)于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、醫(yī)藥信息工程專業(yè)。本課程是關(guān)于人工智能領(lǐng)域的引導(dǎo)性課程，通過本課程的學(xué)習(xí)，是使學(xué)生了解和掌握人工智能的基本概念、原理和方法，培養(yǎng)學(xué)生在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中應(yīng)用人工智能技術(shù)提高分析和解決較復(fù)雜問題的能力，啟發(fā)學(xué)生對(duì)人工智能的興趣，培養(yǎng)知識(shí)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新能力。人工智能主要研究智能信息處理技術(shù)、開發(fā)具有智能特性的各類應(yīng)用系統(tǒng)的核心技術(shù)。本課程主要介紹人工智能的基本理論、方法和技術(shù)，主

2、要包括常用的知識(shí)表示、邏輯推理和問題求解方法、人工智能發(fā)展學(xué)派以及主要理論。先修課程：高等數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫原理、算法設(shè)計(jì)與分析、數(shù)理邏輯二、課程目標(biāo)人工智能實(shí)驗(yàn)應(yīng)在一種為高效率開發(fā)專家系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的高級(jí)程序系統(tǒng)或高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言環(huán)境中進(jìn)行。在目前開來，專家系統(tǒng)開發(fā)工具和環(huán)境可分為5種主要類型：程序設(shè)計(jì)語言、知識(shí)工程語言、輔助型工具、支持工具及開發(fā)環(huán)境。在這里主要是要求學(xué)生能用相關(guān)術(shù)語描述、表示一些問題；用程序設(shè)計(jì)語言如：C、C+、JAVA編程來實(shí)現(xiàn)一些基本的算法、推理、搜索等過程。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求實(shí)驗(yàn)一：謂詞表示【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】設(shè)農(nóng)夫、狼、山羊、白菜都在河的左岸，現(xiàn)在要把它們運(yùn)送到河的右岸

3、去，農(nóng)夫有條 船，過河時(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。試設(shè)計(jì)出一個(gè)確保全部都能過河的方案?！緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹孔寣W(xué)生加深對(duì)謂詞邏輯和謂詞知識(shí)表示的理解。【實(shí)驗(yàn)要求】寫出所用謂詞的定義，并給出每個(gè)謂詞的功能及變量的個(gè)體域，然后編程來實(shí)現(xiàn)。 【參考學(xué)時(shí)】1. 定義狀態(tài)的謂詞2. 定義變?cè)膫€(gè)體域3. 描述問題的初始和目標(biāo)狀態(tài)4. 定義動(dòng)作5. 解釋過程解：(1) 先定義描述狀態(tài)的謂詞AL(x)：x在左岸AL(x)表示x在右岸。（2）定義個(gè)體域x的個(gè)體域：農(nóng)夫，船，狼，羊，白菜。（3）定義初始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài) 問題的初始狀態(tài)：AL(農(nóng)夫)，AL(船)，

4、AL(狼)，AL(羊)，AL(白菜)，問題的目標(biāo)狀態(tài)：AL(農(nóng)夫)，AL(船)，AL(狼)，AL(羊)，AL(白菜) (4) 定義動(dòng)作4個(gè)動(dòng)作：農(nóng)夫不帶來回農(nóng)夫帶來回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x的個(gè)體域是狼，羊，白菜。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

5、)，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

6、：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) 問題求解過程代碼如下#include#includetypedef int datatype;/datatype定義stru

7、ct seqque/隊(duì)列結(jié)構(gòu)體int maxnum;int f,r;/存放頭尾下標(biāo)datatype *q;typedef struct seqque *pseqque;/*創(chuàng)建一個(gè)新的隊(duì)列*/pseqque createmptyqueue (int m)pseqque paqu=(pseqque)malloc(sizeof(struct seqque);/申請(qǐng)結(jié)構(gòu)體動(dòng)態(tài)空間if (paqu!=NULL)paqu-q=(datatype*)malloc(sizeof(datatype)*m);/申請(qǐng)datatype動(dòng)態(tài)空間if (paqu-q)paqu-maxnum=m;paqu-f=0;/置頭

8、下標(biāo)為0paqu-r=0;/置尾下標(biāo)為0return paqu;else free(paqu);printf(超出存儲(chǔ)空間！);return NULL;/*入隊(duì)運(yùn)算函數(shù)*/void enque(pseqque paqu,datatype x)if (paqu-r+1)%(paqu-maxnum)=paqu-f)printf(隊(duì)列已滿！);else paqu-qpaqu-r=x;paqu-r=(paqu-r+1)%(paqu-maxnum);/*出隊(duì)運(yùn)算函數(shù)*/void deque(pseqque paqu)if (paqu-f=paqu-r)printf(空隊(duì)列！);elsepaqu-f=(p

9、aqu-f+1)%(paqu-maxnum);/*取隊(duì)列頭元素*/datatype frontque (pseqque paqu)if (paqu-f=paqu-r)printf(隊(duì)列為空！);else return (paqu-qpaqu-f);/*判斷是否為空隊(duì)列函數(shù)*/int isemptyque(pseqque paqu)if (paqu-f=paqu-r)return 1;else return 0;/*判斷農(nóng)夫位置*/int farmer(int location)return(0!=(location&0x08);/*判斷狼位置*/int wolf(int location)re

10、turn(0!=(location&0x04);/*判斷白菜位置*/int cabbage(int location)return(0!=(location&0x02);/*判斷羊位置*/int goat(int location)return(0!=(location&0x01);/*安全狀態(tài)的判斷函數(shù)*/int safe(int location)if (goat(location)=cabbage(location)&(goat(location)!=farmer(location)return 0;/羊吃白菜if (goat(location)=wolf(location)&(wolf

11、(location)!=farmer(location)return 0;/狼吃羊return 1;/*解決農(nóng)夫問題函數(shù)*/void farmerproblem(void)int i,movers,location,newlocation;int route16;/記錄已走過的步驟pseqque moveto;/存放安全的步驟moveto=createmptyqueue(16);/創(chuàng)建新隊(duì)列enque(moveto,0x00);/置狀態(tài)初值for (i=0;i16;i+)/置已走過步驟初值routei=-1;route0=0;while(!isemptyque(moveto)&(route15

12、=-1)location=frontque(moveto);/取頭狀態(tài)為當(dāng)前狀態(tài)deque(moveto);/刪除隊(duì)列頭狀態(tài)for (movers=1;movers=8;movers=0;location=routelocation)printf(位置是：%dn,location);if (location=0)exit(0);else printf(此問題無解！);/*主函數(shù)*/void main()farmerproblem();實(shí)驗(yàn)二：一個(gè)用于動(dòng)物識(shí)別的產(chǎn)生式系統(tǒng)【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，讓其實(shí)現(xiàn)可以識(shí)別老虎、金錢豹、斑馬、長頸鹿、企鵝、信天翁這6種動(dòng)物?！緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹孔寣W(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)產(chǎn)生

13、式系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和理解?！緦?shí)驗(yàn)要求】其規(guī)則庫中應(yīng)包含至少15條規(guī)則，假設(shè)推理開始時(shí)綜合數(shù)據(jù)庫中存放有以下事實(shí)：動(dòng)物有暗斑，有長脖子，有長腿，有奶，有蹄。【參考學(xué)時(shí)】6課時(shí)：上機(jī)實(shí)驗(yàn)6課時(shí)。設(shè)計(jì)如下：（1） IDENTIFIER產(chǎn)生式規(guī)則規(guī)則I1：如果該動(dòng)物有毛發(fā) 那么它是哺乳動(dòng)物規(guī)則I2：如果該動(dòng)物有奶 那么它是哺乳動(dòng)物規(guī)則I3：如果該動(dòng)物有羽毛 那么它是鳥類動(dòng)物規(guī)則I4：如果該動(dòng)物能生蛋 它能飛行 那么它是鳥類動(dòng)物給出的六種動(dòng)物除了哺乳動(dòng)物即是鳥類動(dòng)物，故I1-I4這一組規(guī)則可用于區(qū)分這兩類動(dòng)物。規(guī)則I5：如果該動(dòng)物是哺乳動(dòng)物 它吃肉 那么它是肉食動(dòng)物規(guī)則I6：如果該動(dòng)物是哺乳動(dòng)物 它長有爪子

14、它長有利齒 它眼睛前視 那么它是肉食動(dòng)物規(guī)則I7：如果該動(dòng)物是哺乳動(dòng)物 它長有蹄 那么它是有蹄動(dòng)物規(guī)則I8：如果該動(dòng)物是哺乳動(dòng)物 它反芻 那么它是有蹄動(dòng)物，并且是偶蹄動(dòng)物 I5-I8用于區(qū)分哺乳動(dòng)物中的食肉動(dòng)物和有蹄動(dòng)物。規(guī)則I9：如果該動(dòng)物是食肉動(dòng)物 它有暗斑 那么它是金錢豹規(guī)則I10：如果該動(dòng)物是食肉動(dòng)物 它沒有暗斑 它有黃色條紋 那么它是老虎I9-I10用于區(qū)分肉食動(dòng)物。規(guī)則I11：如果該動(dòng)物是有蹄動(dòng)物 它有長脖子 那么它是長頸鹿規(guī)則I12：如果該動(dòng)物是有蹄動(dòng)物 它沒有長脖子 它有黑白條紋 那么它是斑馬I11-I12用于區(qū)分蹄型動(dòng)物。規(guī)則I13：如果該動(dòng)物是鳥類 它有能游水 那么他是會(huì)水

15、鳥類規(guī)則I14：如果該動(dòng)物是鳥類 它有長腿 它會(huì)飛 那么它是信天翁規(guī)則I15：如果該動(dòng)物是會(huì)水鳥類 它不會(huì)飛 它是黑色和白色的 那么它是信企鵝 I13-I15用于區(qū)分鳥類動(dòng)物。代碼如下：#include#includeint main()int a5=0,0,0,0,0;printf(請(qǐng)輸入該動(dòng)物的特征 有的特征輸入1 無的特征輸入0nn);for(int k=0;k5;k+)if(k=0)printf(該動(dòng)物是否有奶？n);else if(k=1)printf(該動(dòng)物是否有蹄？n);else if(k=2)printf(該動(dòng)物是否有長腿？n);else if(k=3)printf(該動(dòng)物是否

16、有暗斑？n);else if(k=4)printf(該動(dòng)物是否有長脖子？n);scanf(%d,&ak);printf(輸入的序列為：);for(int j=0;j5;j+)printf(%d,aj);printf(n);int b=-1;for(int i=0;i5;i+)if(i=0)if(ai=1)printf(該動(dòng)物是哺乳動(dòng)物n);b=1;if(ai=0)printf(該動(dòng)物不是哺乳動(dòng)物n);b=0;if(i=1)if(ai=1&b=1)printf(該動(dòng)物是有蹄動(dòng)物n);b=11;if(ai=0&b=1)printf(該動(dòng)物不是有蹄動(dòng)物n);b=10;if(i=2)if(ai=1&b

17、=0)printf(該動(dòng)物有長腿n);b=01;/信天翁if(ai=0&b=0)printf(該動(dòng)物沒有長腿n);b=00;/企鵝if(i=3)if(ai=1&b=10)printf(該動(dòng)物有暗斑n);b=101;/獵豹if(ai=0&b=10)printf(該動(dòng)物無暗斑nn);b=100;/老虎if(i=4)if(ai=1&b=11)printf(該動(dòng)物有長脖子n);b=111;/長頸鹿if(ai=0&b=11)printf(該動(dòng)物沒有長脖子n);b=110;/斑馬if(b=01)printf(該動(dòng)物是信天翁n);else if(b=00)printf(該動(dòng)物是企鵝n);else if(b=

18、101)printf(該動(dòng)物是獵豹n);else if(b=100)printf(該動(dòng)物是老虎n);else if(b=111)printf(該動(dòng)物是長頸鹿n);else if(b=110)printf(該動(dòng)物是斑馬n);elseprintf(該動(dòng)物不存在n);system(pause);return 0;實(shí)驗(yàn)三：子句消解代碼如下#include#include#include#include#define N 50#define M 50void ReplaceString(char *Src,char *a,char *b) char *ptr; int len = strlen(Src)

19、; ptr = (char*)malloc(sizeof(char)*len + 10); strcpy(ptr, Src); int subLen_a = strlen(a);int subLen_b=strlen(b);int j;int k=subLen_b-subLen_a; for ( int i=0; ilen; i+ ) if ( 0=strncmp(&ptri, a, subLen_a) )for(j=i+subLen_a;jlen;j+)ptrj+k=ptrj;strncpy(&ptri, b, subLen_b); ptrlen+k = 0;strcpy(Src,ptr);

20、void xiaojie(char a,char b)char ANN,BNN;int n=0,m=0,i,j;int lenth_a=strlen(a),lenth_b=strlen(b);for(i=0;ilenth_a;i+)if(ai!=V)Anm=ai;m+;elseAnm=0;m=0;n+;Anm=0;int k=n;/A的記錄行數(shù)n=0,m=0;for(i=0;ilenth_b;i+)if(bi!=V)Bnm=bi;m+;elseBnm=0;m=0;n+;Bnm=0;int r=n;/B的記錄行數(shù)/檢查兩子句是否含有互補(bǔ)對(duì)for(n=0;n=k;n+)for(m=0;m=r;m+

21、)if(Bm0=)&(Bm1=An0)/出現(xiàn)互補(bǔ)對(duì)/置換char xNN,yNN;int g=0,h=0;lenth_a=strlen(An);lenth_b=strlen(Bm);for(i=2;ilenth_a-1;i+)if(Ani!=,)xgh=Ani;h+;elsexgh=0;h=0;g+;xgh=0;g=0,h=0;for(i=3;ilenth_b-1;i+)if(Bni!=,)ygh=Bni;h+;elseygh=0;h=0;g+;ygh=0;for(int i=0;i=strlen(yi)coutxi/yiendl; for(j=0;j=r;j+)ReplaceString(B

22、j ,yi, xi); if(strlen(xi)strlen(yi) coutyi/xiendl; for(j=0;j=k;j+)ReplaceString(Aj ,xi, yi);for(i=n;i=k;i+)/消去互補(bǔ)對(duì)strcpy(Ai,Ai+1);k=k-1;for(i=m;i=r;i+)strcpy(Bi,Bi+1);r=r-1;else if(An0=)&(An1=Bm0)char xNN,yNN;int g=0,h=0;lenth_a=strlen(An);lenth_b=strlen(Bm);for(i=3;ilenth_a;i+)if(Ani!=,)xgh=Ani;h+;e

23、lsexgh=0;h=0;g+;xgh=0;g=0,h=0;for(i=2;ilenth_b;i+)if(Bni!=,)ygh=Bni;h+;elseygh=0;h=0;g+;ygh=0;for(i=0;i=strlen(yi)coutxi/yiendl; for(j=0;j=r;j+) ReplaceString(Bj ,yi, xi); if(strlen(xi)strlen(yi)cout&endl; coutyi/xiendl; for(j=0;j=k;j+)ReplaceString(Aj ,xi, yi);for(i=n;i=k;i+)/消去互補(bǔ)對(duì)strcpy(Ai,Ai+1);k

24、=k-1;for(i=m;i=r;i+)strcpy(Bi,Bi+1);r=r-1;else continue;/輸出結(jié)果cout消解后的字句為：endl;for(n=0;n=k;n+)coutAnV;for(m=0;mr;m+)coutBmV;coutBmendl;void main()char aN,bN;cout請(qǐng)輸入所要消解的第一個(gè)子句：a;cout請(qǐng)輸入所要消解的第二個(gè)子句：b;xiaojie(a,b);運(yùn)行結(jié)果：四、教材與教學(xué)資源選用教材：蔡自興，徐光祐。人工智能及應(yīng)用，第4版。清華大學(xué)出版社，2010.參考書目：1. 王萬森. 人工智能原理及其應(yīng)用（第2版），電子工業(yè)出版社，20

25、07.1。普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材, 北京市精品教材。書號(hào)：ISBN：978-7-121-03730-6.2. 人工智能基礎(chǔ)教材，邵軍力、張景等編著，電子工業(yè)出版社3. 人工智能引論美.麗奇著，李衛(wèi)華等譯，廣東科技出版社4. 人工智能導(dǎo)論林堯瑞、馬少平著，清華大學(xué)出版社。 五、教學(xué)時(shí)間分配序號(hào)實(shí)驗(yàn)名稱內(nèi)容提要每組人數(shù)實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)實(shí)驗(yàn)類型所在實(shí)驗(yàn)室1用謂詞表示農(nóng)夫、狼、山羊、白菜問題試設(shè)計(jì)出一個(gè)確保農(nóng)夫、狼、山羊、白菜都能過河的方案。34基礎(chǔ)機(jī)房2設(shè)計(jì)一個(gè)動(dòng)物識(shí)別的產(chǎn)生式系統(tǒng)設(shè)計(jì)讓其實(shí)現(xiàn)可以識(shí)別老虎、金錢豹、斑馬、長頸鹿、企鵝、信天翁這6種 動(dòng)物的系統(tǒng)36設(shè)計(jì)機(jī)房3八數(shù)碼難題在33的方格

26、棋盤上，分別放置了標(biāo)有數(shù)字1、2、3、4、5、6、7、8的八張牌， 初始狀態(tài)S0按照規(guī)則移動(dòng)到目標(biāo)狀態(tài)S836設(shè)計(jì)機(jī)房4討論人工智能的發(fā)展趨勢(shì)12討論教室 六、大綱說明（一）適用對(duì)象與參考學(xué)時(shí)本課程適用于計(jì)算機(jī)專業(yè)本科學(xué)生，參考學(xué)時(shí)48學(xué)時(shí)，其中上機(jī)實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí)，討論2學(xué)時(shí)。（二）教學(xué)建議實(shí)踐教學(xué)：在課程后半程安排適當(dāng)?shù)纳蠙C(jī)實(shí)驗(yàn)和課堂討論，讓學(xué)生應(yīng)用人工智能的理論、方法，分組設(shè)計(jì)幾個(gè)軟件，使理論與實(shí)際相結(jié)合。測(cè)評(píng)：課程實(shí)驗(yàn)考試方式為考查；實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分應(yīng)占課程總成績的比例20%：在課程考試筆試中，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容占考試內(nèi)容的比例不超過5%。實(shí)驗(yàn)成績中預(yù)習(xí)占0.1、操作占0.3、實(shí)驗(yàn)紀(jì)律占0.1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告占0.5，以等級(jí)制（優(yōu)=90、良=80、中=70、合格=60、差=50、零=0）記分并進(jìn)行最終得分折算；本課程最后成績=實(shí)驗(yàn)成績*0.2+課程考試成績*0.8。21試題yu教育