《人工智能》课程教案.docx

《人工智能》课程教案 第一章 绪 论 教学内容:本章一方面简介人工智能定义、发展概况及有关学派和她们认知观,接着讨论人工智能研究和应用领域,最后简介本书重要内容和编排。 教学重点:1．从不同科学或学科出发对人工智能进行定义; 2．简介人工智能来源与发展过程; 3．讨论人工智能与人类智能关系; 4．简介当前人工智能重要学派; 5．简介人工智能所研究范畴与应用领域。 教学难点:1．怎么样理解人工智能; 2．人工智能作为一门学科有什么意义; 3．人工智能重要学派与其争论焦点; 教学办法:课堂教学为主,充分运用网络课程中多媒体素材来表达抽象概念。 教学规定:重点掌握人工智能几种定义,掌握当前人工智能三个重要学派及对人工智能理解,普通理解人工智能重要研究范畴和应用领域。 1.1 人工智能定义与发展 教学内容:本小节重要简介当前对人工智能几种定义,并对人工智能来源和发展进行了总结和分析。 教学重点:几种人工智能定义和人工智能发展几种重要时期。 教学难点:理解人工智能定义与本质。 教学办法:课堂讲授为主。 教学规定:从学科和能力角度深刻理解人工智能定义,初步理解人工智能来源及其发展过程。 1.1.1 人工智能定义 定义1 智能机器 可以在各类环境中自主地或交互地执行各种拟人任务(anthropomorphic tasks)机器。 定义2 人工智能(学科) 人工智能(学科)是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器一种分支。它近期重要目的在于研究用机器来模仿和执行人脑某些智力功能,并开发有关理论和技术。 定义3 人工智能(能力) 人工智能(能力)是智能机器所执行普通与人类智能关于智能行为,如判断、推理、证明、辨认、感知、理解、通信、设计、思考、规划、学习和问题求解等思维活动。 为了让读者对人工智能定义进行讨论,以便更深刻地理解人工智能,下面综述其他几种关于人工智能定义。 定义4 人工智能是一种使计算机可以思维,使机器具备智力激动人心新尝试(Haugeland,1985)。 定义5 人工智能是那些与人思维、决策、问题求解和学习等关于活动自动化(Bellman,1978)。 定义6 人工智能是用计算模型研究智力行为(Charniak和McDermott,1985)。 定义7 人工智能是研究那些使理解、推理和行为成为也许计算(Winston,1992)。 定义8 人工智能是一种可以执行需要人智能创造性机器技术(Kurzwell,1990)。 定义9 人工智能研究如何使计算机做事让人过得更好(Rick和Knight,1991)。 定义10 人工智能是一门通过计算过程力图理解和模仿智能行为学科(Schalkoff,1990)。 定义11 人工智能是计算机科学中与智能行为自动化关于一种分支(Luger和Stubblefield,1993)。 其中,定义4和定义5涉及拟人思维;定义6和定义7与理性思维关于;定义8和定义9涉及拟人行为;定义10和定义11与拟人理性行为关于。 1.1.2 人工智能来源与发展 人工智能发展是以硬件与软件为基本,经历了漫长发展历程。特别是20世纪30年代和40年代智能界,发现了两件重要事情:数理逻辑和关于计算新思想。以维纳(Wiener)、弗雷治、罗素等为代表对发展数理逻辑学科贡献及丘奇(Church)、图灵和其他某些人关于计算本质思想,为人工智能形成产生了重要影响。 1956年夏季,人类历史上第一次人工智能研讨会在美国达特茅斯(Dartmouth)大学举办,标志着人工智能学科诞生。 1969年召开了第一届国际人工智能联合会议(International Joint Conference on AI, IJCAI),此后每两年召开一次。 提问:为什么人工智能在1956年才正式诞生? 提问:为什么人工智能在1956年才正式诞生? 20世纪70～80年代,知识工程提出与专家系统成功应用,拟定了知识在人工智能中地位。 近十近年来,机器学习、计算智能、人工神经网络等和行为主义研究进一步开展,形成高潮。同步,不同人工智能学派间争论也非常热烈。这些都推动人工智能研究进一步发展。 1.2 人类智能与人工智能 教学内容:本节重要讨论人类智能与人工智能关系问题。 教学重点:智能信息解决系统,人类智能与人工智能关系。 教学难点:智能信息解决系统假设。 教学办法:课堂讲授为主。 教学规定:理解人类认知活动与计算机比较关系,基本理解智能信息解决系统。 1.2.1 智能解决信息系统假设 1、符号解决系统六种基本功能 信息解决系统又叫符号操作系统(Symbol Operation System)或物理符号系统(Physical Symbol System)。所谓符号就是模式(pattern)。 一种完善符号系统应具备下列6种基本功能