1、人工智能导论教学大纲大纲说明课程代码：3235042 总学时：32 学时（讲课 32 学时）总学分：2 学分课程类别：限制性选修适用专业：计算机科学与技术，以及有关专业预修要求：C 程序设计语言，数据结构课程的性质、目的、任务：人工智能是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个分支。本课程是计算机科学与技术，以及有关专业重要的专业方向与特色模块课程之一。通过本课程的开设，使学生对人工智能的发展概况、基本原理和应用领域有初步了解，对主要技术及应用有一定掌握，启发学生对人工智能的兴趣，培养知识创新和技术创新能力。课程教学的基本要求：人工智能的研究论题包括计算机视觉、规划与行动、多 Agent
2、 系统、语音识别、自动语言理解、专家系统和机器学习等。这些研究论题的基础是通用和专用的知识表示和推理机制、问题求解和搜索算法，以及计算智能技术等。要求学生掌握这些研究论题的基础知识。人工智能还提供一套工具以解决那些用其它方法难以解决，甚至无法解决的问题。这些工具包括启发式搜索和规划算法，知识表示和推理形式，机器学习技术，语音和语言理解方法，计算机视觉和机器人学等。要求学生掌握利用其中的重要工具解决给定问题的基本方法。大纲的使用说明：通过适当调节教学内容和学时安排，减少有关章节学时和增加专家系统这一章的学时，本大纲亦可作为人工智能与专家系统的课程教学大纲。大纲正文第一章 绪论 学时：2 学时（讲
3、课 2 学时）了解人类智能与人工智能的含义，人工智能的发展和应用领域；理解人工智能的内涵。本章讲授要点：在介绍人工智能概念的基础上，使学生了解本课程所涉知识的重要意义，以及人工智能的应用现状和应用前景。重点：人工智能的定义、发展，及其应用领域。难点：对人工智能内涵的理解。第一节 人工智能的定义和发展第二节 人类智能和人工智能第三节 人工智能的学派及其争论第四节 人工智能的研究与应用领域第五节 人工智能对人类的影响第二章 知识表示 学时：6 学时（讲课 6 学时）了解实现知识表示的语义网络法、框架表示法、剧本表示法及过程表示法；理解状态空间法、问题规约法；掌握谓词逻辑法。本章讲授要点： 对知识表
4、示的方法进行全面介绍，对于后续章节将涉及的知识表示方法作重点讲解。重点：状态空间法，谓词逻辑法，以及语义网络法。难点：采用谓词逻辑法实现知识表示。第一节 状态空间法第二节 问题规约法第三节 谓词逻辑法第四节 语义网络法第五节 框架表示第六节 剧本表示第七节 过程的表示作业：采用状态空间法和问题规约法实现知识表示；用谓词演算公式表示命题。第三章 搜索原理 学时：6 学时讲课 6 学时了解遗传算法、模拟退火算法；理解盲目搜索、启发式搜索；掌握启发式搜索与其它搜索的关系的有关知识。本章讲授要点： 在介绍各种搜索原理的基础上，讲解它们的适用场合，以及它们之间的内在关系。重点：启发式搜索，及其与其它搜索
5、的关系。难点：各种搜索方法的适用场合。第一节 盲目搜索第二节 启发式搜索第三节 遗传算法第四节 模拟退火算法作业：说明宽度优先搜索，等代价搜索，有序搜索的内在关系 。第四章 推理技术 学时：6 学时讲课 6 学时了解规则演绎系统、不确定性推理的知识；理解消解原理；掌握利用消解原理解决问题的方法。本章讲授要点： 在介绍各种推理技术的基础上，着重阐述消解原理，利用消解原理解决问题的方法，以及消解原理的局限性。重点：消解原理，利用消解原理解决问题的方法。难点：利用消解原理解决问题的方法。第一节 消解原理第二节 规则演绎系统简介第三节 产生式系统第四节 不确定性推理作业：求谓词公式的子句集；用消解原理
6、证明命题。第五章 专家系统 学时：2 学时讲课 2 学时了解专家系统的一般特点，类型，结构和建造步骤。本章讲授要点： 概要介绍作为人工智能的一个重要应用领域，专家系统的一般特点和结构，拓宽学生对于人工智能应用研究的知识面。重点：专家系统的一般特点和结构。难点：专家系统的结构和建造步骤。第一节 专家系统概述第二节 专家系统的一般特点第三节 专家系统的类型第四节 专家系统的结构和建造步骤第六章 机器学习 学时：6 学时讲课 6 学时了解机器学习的研究意义，常用的机器学习方法；理解人工神经网络的原理；掌握基于反向传播网络的学习算法。本章讲授要点： 在介绍常用的机器学习方法的基础上，着重讲解人工神经网
7、络的原理，使学生对于基于反向传播网络的学习算法有较为深刻的理解。重点：人工神经网络的原理，基于反向传播网络的学习算法。难点：基于反向传播网络的学习算法。第一节 机器学习的研究意义与发展史第二节 机器学习的基本结构第三节 几种常用的学习方法第四节 人工神经网络作业：描述给定的反向传播网络的学习过程。第七章 规划系统 学时：2 学时讲课 2 学时了解规划的作用与任务；理解基于谓词逻辑的规划方法。本章讲授要点：使学生了解规划的作用与问题分解途径，体会自动规划与一般问题求解相比，更注重于问题的求解过程，而不是求解结果。重点：规划的作用与任务，基于谓词逻辑的规划。难点：基于谓词逻辑的规划。第一节 规划的
8、作用与任务第二节 基于谓词逻辑的规划第三节 STRIPS 规划系统第一节 分层规划 第八章 Agent 课时：2 学时讲课 2 学时了解分布式人工智能特点，以及 Agent 在分布式人工智能方面的作用；理解 Agent 的要素与结构。本章讲授要点：在分析分布式人工智能特点的基础上，介绍 Agent 在分布式人工智能方面的作用。重点：Agent 及其要素，Agent 的结构。难点：Agent 及其要素。第一节 分布式人工智能第二节 Agent 及其要素第三节 Agent 的结构第四节 Agent 通信本课程对学生自学的要求： 对本课程的预修课程 C 程序设计语言和数据结构进行复习，了解离散数学课
9、程中的相关内容。课前预习，课后完成所布置的作业和思考题，并了解与本课程相关的本专业前沿知识。课时数分配表： 序号 内容 学时 作业（次）1 第一章 绪论 22 第二章 知识表示 6 23 第三章 搜索原理 6 14 第四章 推理技术 6 15 第五章 专家系统 26 第六章 机器学习 6 17 第七章 规划系统 28 第八章 Agent 2合计 32考核方式与要求： 期末笔试与平时练习推荐教材与参考书目：1. 蔡自兴，徐光祐。人工智能及其应用，第三版，本科生用书。清华大学出版社，2003。2. N. J. Nilsson. Artificial Intelligence: A New Synthesis. Morgan Kanfmann, 1998; 机械工业出社，1999。3廉师友。人工智能技术导论，第二版。西安电子科技大学出版社，2002
