《计算机智能导论》课件_第1章.pptx

第1章绪论

——从人工智能到计算智能;

1.1人工智能的发展;

例1.1.1(i)凡孔子的后代是人,(ii)凡人皆会死,因此凡孔子的后代会死。若写成普遍的形式,则是:(i)凡S是M;(ii)凡M是P;因此凡S是P。这里(i)及(ii)是两个前提,若这两个前提为真,则以上推出的结论(凡S是P)亦必然是真,因此这个三段论是正确的。;

2.归纳法

Bacon(培根,1561—1626年)在《新工具》中提出归纳法,提出“知识就是力量”。他十分重视科学实验,认为只有经过实验才能获得真正的知识。

3.图灵与人工智能

艾伦·麦席森·图灵(Turing,1912年—1954年,见图1-1,

英国数学家),以“纸上下棋机”率先探讨了下棋与机器智能的联系,是举世公认的“人工智能之父”。;

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4.人工智能的物质基础———计算机

二战期间,美国军方为了解决计算大量军用数据的难题,成立了由宾夕法尼亚大学莫奇利和埃克特领导的研究小组,开始研制世界上第一台计算机。经过三年紧张的工作,第一台电子计算机终于在1946年2月14日问世了,它由17468个电子管、6万个电阻器、1万个电容器和6千个开关组成,重达30吨,占地160平方米,耗电174千瓦,耗资45万美元。这台计算

机每秒只能运行5千次加法运算,称为“埃尼阿克”即ENIAC(电子数字积分计算机,见图1-2),为人工智能研究奠定了物质基础。;

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5.数学奇才、计算机之父———冯·诺依曼

冯·诺依曼计算机结构如图1-3所示。;

6.MP模型

1943年,McCulloch和Pitts建立了神经网络数学模型,如图1-4所示,通过模拟人脑实现智能,开创了人工神经网络的研究。;

7.Wiener控制论

Wiener曾研究计算机如何能像大脑一样工作,并发现了二者的相似性。

8.英国数学家、逻辑学家Boole

Boole实现了莱布尼茨的思维符号化和数学化的思想,提出了一种崭新的代数系统———布尔代数。;

1.1.2人工智能的诞生

1.导因

现实世界中相当多问题的求解都是复杂的,常无算法可循,即使有计算方法,也是NP(Non-deterministicPolynomial,即多项式复杂程度的非确定性)问题。

2.达特茅斯会议

1956年夏天,美国达特茅斯大学召开了一次影响深远的历史性会议。;

3.现代电脑的智能与人类智能

一方面,电脑能计算出10亿位的π值,能快速处理全国人口普查的海量数据,能精确地控制宇宙飞船登上月球的每一个步骤,任何聪明绝顶的人在它面前都相形见绌;另一方面,电脑的智力水平连普通3岁孩童都不如。

4.生物智能

对于低级动物来说,它的生存、繁衍是一种智能。;

5.人类智能

具体地讲,包括以下几方面能力:

(1)感知与认识事物、客观世界与自我的能力;

(2)通过学习取得经验、积累知识的能力;

(3)理解知识、运用知识及运用经验分析问题和解决问题的能力;

(4)联想、推理、判断、决策的能力;

(5)运用语言进行抽象、概括的能力;

(6)发现、发明、创造、创新的能力;

(7)实时地、迅速地、合理地应付复杂环境的能力;

(8)预测、洞察事物发展变化的能力。;

6.智能定义

下面几种定义是目前使用较多的定义:

(1)从生物学角度定义为“中枢神经系统的功能”。

(2)从心理学角度定义为“进行抽象思维的能力”。

(3)有人同义反复地把它定义为“获得能力的能力”。

(4)智能是个体或群体在不确定的动态环境中作出适当反应的能力,这种反应必须有助于它(它们)实现其最终的行为目标。

(5)智能是个体有目的的行为、合理的思维,以及有效地适应环境的综合能力。;

7.人工智能

人工智能是相对人的自然智能而言的,即用人工的方法和技术,研制智能机器或智能系统来模仿、延伸和扩展人的智能,实现智能行为和“机器思维”,解决需要人类专家才能

处理的问题。;

8.人工智能的特点与分支

1)特点

人工智能具备推理、学习和联想的特点。

2)分支

人工智能从一开始就形成了两种重要的研究范式,即符号主义和联接主义。

(1)符号主义:它认为人工智能源于数理逻辑。

(2)联接主义:它认为人工智能源于仿生学,特别是人脑模型的研究。

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例1.1.2感知器学习模型。

感知器学习模型如图1-5所示。;

1986年,鲁梅尔哈特(Rumelhart)等人提出了多层网络中的反向传播(BP)算法。此后,联接主义势头大振,从模型到算法,从理论分析到工程实现,为神经网络计算机走向