人工智能及其应用
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前言

人工智能是计算机科学与应用中的一个传统分支,涵盖众多的领域。人工智能技术被广泛运用于许多方面。人工智能涉及的内容广泛,而且一直在不断地发展,随时都在产生新的方法和理论。

本书的编写参考了国家学位委员会对工科学科各层次学历人员关于“人工智能教学大纲”的基本要求,内容较全面地反映了人工智能学科整体结构及其研究进展状况。凝聚了作者多年讲授人工智能原理的教学实践与科学研究成果,注重理论与实践的结合,从人工智能的基本概念和发展过程出发,着重阐述了人工智能的原理、技术及其应用方法。

本书作为人工智能入门性的教材,主要介绍人工智能研究中最基本的、最经典的理论和方法。全书共分为11章,第1章简要介绍了人工智能的发展历史、研究途径和方法、研究领域。第2章为知识及其表示方法,包括状态空间表示法,与或图表示法,一阶谓词逻辑表示法,产生式表示法,语义网络表示法,框架表示法,脚本表示法,面向对象的表示法,过程表示法,Petri网表示法。第3章为搜索技术,包括盲目搜索和启发式搜索等;与或图搜索,包括AO∗算法和博弈树搜索等。第4章为知识推理,包括归结演绎推理,归结控制策略,基于规则的演绎推理以及非归结演绎推理。第5章为高级搜索,包括禁忌搜索算法,模拟退火算法,人工神经网络,遗传算法,进化策略,进化编程,遗传编程,人工生命,粒子群优化算法,免疫计算等。第6章为高级知识表示与知识推理,包括模糊逻辑,多值逻辑,模态逻辑,非单调逻辑,不确定推理,时间推理,空间推理,定性推理和描述逻辑等。第7章为 Agent 及 Multi-Agent 系统,包括 Agent 概念,BDI 模型,Agent 结构,Agent 通信, Multi-Agent系统模型与结构,移动Agent,面向Agent的程序设计等。第8 章为自然语言理解,包括句法分析,语义分析,自然语言理解系统应用举例,机器翻译,语音识别,信息检索等内容。第9章为机器学习,包括机器学习的分类,实例学习,类比学习,解释学习,强化学习,决策树学习等。第10 章为规划系统,包括早期的自动规划技术(GPS,Green和STRIPS),图规划,分层规划,部分排序规划技术等。第11 章为人工智能应用,介绍应用人工智能技术的一些实例,主要采用MATLAB实现。本书每章后面都附有练习题。

本教材适用学时数为32~64(2 ~4 学分),章节编排具有相对的独立性,使教师与学生便于取舍,便于不同层次院校的不同专业选用,以适应不同教学学时数的需要。教材内容完善、新颖,有利于学生能力的培养。其中:32学时,可讲授第1章,第2章的2.1~2.7节,第3章的3.1~3.3节,第4 章的4.1、4.2 节,第6 章的6.1 节;第7 章的7.1 ~7.5节;第8章的8.1~8.4节;第9章的9.1、9.2节和第10章的10.1~10.3节。64学时,可讲授第1,2,3,4,5,7,8 章,以及6.1 ~6.5,9.1 ~9.4,10.1 ~10.6 节。此外,根据教学目标不同,教师也可以适当取舍。

本书由李国勇和李维民编著,全书由李国勇整理定稿。太原理工大学博士生导师彭新光教授主审了全书,并提出了许多宝贵的意见和建议,在此深表谢意。

本书在写作过程中,参考了大量的国内外文献资料,在此一并感谢。

由于作者水平有限,书中难免有遗漏与不当之处,欢迎读者批评指正。

编著者