第一部分:第1章人工智能概述 第1章人工智能概述 1.1人工智能的概念4 1.2人工智能的研究目标 1.3人工智能研究的基本内容及特点 4人工智能的研究领域 1.5人工智能的基本技术 1.6人工智能的产生与发展 本章小结国 习题国 2004.11.3 A程序设计 1
1 第一部分：第1章 人工智能概述 2004.11.3 AI程序设计 第1章 人工智能概述 1.1 人工智能的概念 1.2 人工智能的研究目标 1.3 人工智能研究的基本内容及特点 1.4 人工智能的研究领域 1.5 人工智能的基本技术 1.6 人工智能的产生与发展 本章小结 习题
第一部分:第1章人工智能概述 1.1人工智能的概念 1.1.1什么是人工智能? 1.12为什么要研究人工智能 1.1.3人类智能的计算机模拟 2004.11.3 A程序设计 2
2 第一部分：第1章 人工智能概述 2004.11.3 AI程序设计 1.1 人工智能的概念 1.1.1 什么是人工智能？ 1.1.2 为什么要研究人工智能 1.1.3 人类智能的计算机模拟
第一部分:第1章人工智能概述 1.1.1什么是人工智能? 所谓“人工智能”是指用计算机模拟或实现的智能。 作为一个学科,人工智能研究的是如何使机器(计算机) 具有智能的科学和技术,特别是人类智能如何在计算机 上实现或再现的科学和技术。因此,从学科角度讲,当 前的人工智能是计算机科学的一个分支。 人工智能虽然是计算机科学的一个分支,但它的研 究却不仅涉及到计算机科学,而且还涉及到脑科学、神 经生理学、心理学、语言学、逻辑学、认知(思维)科 学、行为科学和数学,以及信息论、控制论和系统论等 众多学科领域。因此,人工智能实际上是一门综合性的 交叉学科和边缘学科。 2004.11.3 A程序设计
3 第一部分：第1章 人工智能概述 2004.11.3 AI程序设计 1.1.1 什么是人工智能？ 所谓“人工智能”是指用计算机模拟或实现的智能。 作为一个学科，人工智能研究的是如何使机器（计算机） 具有智能的科学和技术，特别是人类智能如何在计算机 上实现或再现的科学和技术。因此，从学科角度讲，当 前的人工智能是计算机科学的一个分支。 人工智能虽然是计算机科学的一个分支，但它的研 究却不仅涉及到计算机科学，而且还涉及到脑科学、神 经生理学、心理学、语言学、逻辑学、认知（思维）科 学、行为科学和数学，以及信息论、控制论和系统论等 众多学科领域。因此，人工智能实际上是一门综合性的 交叉学科和边缘学科
第一部分:第1章人工智能概述 1.1.1什么是人工智能? 广义的人工智能学科是模拟、延伸和扩展人的智能, 研究与开发各种机器智能和智能机器的理论、方法与技术 的综合性学科。 人工智能是一个含义很广的词语,在其发展过程中, 具有不同学科背景的人工智能学者对它有着不同的理解, 提出了一些不同的观点,人们称这些观点为符号主义 ( Symbol i sm)、连接主义( Connect ion i sm)和行为主义 ( Action i sm等,或者叫做逻辑学派( Log ici sm)、仿生学派 ( Bionics ism和生理学派( Phys ism)。此外还有计算 机学派、心理学派和语言学派等。 2004.11.3 A程序设计 4
4 第一部分：第1章 人工智能概述 2004.11.3 AI程序设计 广义的人工智能学科是模拟、延伸和扩展人的智能， 研究与开发各种机器智能和智能机器的理论、方法与技术 的综合性学科。 人工智能是一个含义很广的词语，在其发展过程中， 具有不同学科背景的人工智能学者对它有着不同的理解， 提出了一些不同的观点，人们称这些观点为符号主义 (Symbolism) 、 连 接 主 义 (Connectionism) 和 行 为 主 义 (Actionism)等，或者叫做逻辑学派(Logicism)、仿生学派 (Bionicsism)和生理学派(Physiologism)。此外还有计算 机学派、心理学派和语言学派等。 1.1.1 什么是人工智能？
第一部分:第1章人工智能概述 1.1.1什么是人工智能? 斯坦福大学人工智能研究中心的尼尔逊(N.J Nilsson)教授从处理的对象出发,认为“人工智能是关 于知识的科学,即怎样表示知识、怎样获取知识和怎样 使用知识的科学”。麻省理工学院温斯顿(P.H. Winston)教授则认为“人工智能就是研究如何使计算机 去做过去只有人才能做的富有智能的工作”。斯坦福大 学费很鮑姆(E.A. Feigenbaum)教授从知识工程的角度 出发,认为“人工智能是一个知识信息处理系统”。 2004.11.3 A程序设计
5 第一部分：第1章 人工智能概述 2004.11.3 AI程序设计 斯坦福大学人工智能研究中心的尼尔逊（N. J. Nilsson）教授从处理的对象出发，认为“人工智能是关 于知识的科学，即怎样表示知识、怎样获取知识和怎样 使用知 识的 科学” 。麻 省理 工学院 温斯 顿 （P. H. Winston）教授则认为“人工智能就是研究如何使计算机 去做过去只有人才能做的富有智能的工作” 。斯坦福大 学费很鲍姆（E.A. Feigenbaum）教授从知识工程的角度 出发，认为“人工智能是一个知识信息处理系统” 。 1.1.1 什么是人工智能？
第一部分:第1章人工智能概述 1.1.1什么是人工智能? 综合各种不同的人工智能观点,可以从“能力”和 科”两个方面对人工智能进行定义。从能力的角度来看,人 工智能是相对于人的自然智能而言的,所谓人工智能是指用 人工的方法在机器(计算机)上实现的智能;从学科的角度 来看,人工智能是作为一个学科名称来使用的,所谓人工智 能是一门研究如何构造智能机器或智能系统,使它能模拟、 延伸和扩展人类智能的学科。总之,人工智能是一门综合性 的边缘学科。它借助于计算机建造智能系统,完成诸如模式 识别、自然语言理解、程序自动设计、自动定理证明、机器 人、专家系统等智能活动。它的最终目标是构造智能机 2004.11.3 A程序设计
6 第一部分：第1章 人工智能概述 2004.11.3 AI程序设计 综合各种不同的人工智能观点，可以从“能力”和“学 科”两个方面对人工智能进行定义。从能力的角度来看，人 工智能是相对于人的自然智能而言的，所谓人工智能是指用 人工的方法在机器（计算机）上实现的智能；从学科的角度 来看，人工智能是作为一个学科名称来使用的，所谓人工智 能是一门研究如何构造智能机器或智能系统，使它能模拟、 延伸和扩展人类智能的学科。总之，人工智能是一门综合性 的边缘学科。它借助于计算机建造智能系统，完成诸如模式 识别、自然语言理解、程序自动设计、自动定理证明、机器 人、专家系统等智能活动。它的最终目标是构造智能机。 1.1.1 什么是人工智能？
第一部分:第1章人工智能概述 1.1.2为什么要研究人工智能 我们知道,电子计算机是迄今为止最有效的信息处理工具,以至于人们称 它为“电脑”。但现在的普通计算机系统的智能还相当低下,譬如缺乏自适应、 自学习、自优化等能力,也缺乏社会常识或专业知识等,而只能是被动地按照 人们为它事先安排好的工作步骤进行工作。因而它的功能和作用就受到很大的 限制,难以满足越来越复杂和越来越广泛的社会需求。既然计算机和人脑一样 都可进行信息处理,那么是否也能让计算机同人脑一样也具有智能呢?这正是 人们研究人工智能的初衷 事实上,如果计算机自身也具有一定智能的话,那么,它的功效将会发生 质的飞跃,成为名副其实的电“脑”。这样的电脑将是人脑更为有效的扩展和 延伸,也是人类智能的扩展和延伸,其作用将是不可估量的。例如,用这样的 电脑武装起来的机器人就是智能机器人。智能机器人的出现,将标志着人类社 会进入了一个新的时代 2004.11.3 A程序设计 7
7 第一部分：第1章 人工智能概述 2004.11.3 AI程序设计 我们知道，电子计算机是迄今为止最有效的信息处理工具，以至于人们称 它为“电脑”。但现在的普通计算机系统的智能还相当低下，譬如缺乏自适应、 自学习、自优化等能力，也缺乏社会常识或专业知识等，而只能是被动地按照 人们为它事先安排好的工作步骤进行工作。因而它的功能和作用就受到很大的 限制，难以满足越来越复杂和越来越广泛的社会需求。既然计算机和人脑一样 都可进行信息处理，那么是否也能让计算机同人脑一样也具有智能呢?这正是 人们研究人工智能的初衷。 事实上，如果计算机自身也具有一定智能的话，那么，它的功效将会发生 质的飞跃，成为名副其实的电“脑”。这样的电脑将是人脑更为有效的扩展和 延伸，也是人类智能的扩展和延伸，其作用将是不可估量的。例如，用这样的 电脑武装起来的机器人就是智能机器人。智能机器人的出现，将标志着人类社 会进入了一个新的时代。 1.1.2 为什么要研究人工智能
第一部分:第1章人工智能概述 1.1.2为什么要研究人工智能 研究人工智能也是当前信息化社会的迫切要求。我们知道,人类社会现在已 经进入了信息化时代。但信息化的进一步发展,就必须有智能技术的支持。例如, 当前迅速发展着的国际互联网 Internet就强烈地需要智能技术。特别是当我们要 在 Internet上构筑信息高速公路时,其中有许多技术问题就要用人工智能的方法 来解决。这就是说,人工智能技术在 Internet和未来的信息高速公路上将发挥重 要作用。 智能化也是自动化发展的必然趋势。自动化发展到一定水平,再向前发展就 是智能化,即智能化是继机械化、自动化之后,人类生产和生活中的又一个技术 特征。 另外,研究人工智能,对探索人类自身智能的奥秘也可提供有益的帮助。因 为我们可以通过电脑对人脑进行模拟,从而揭示人脑的工作原理,发现自然智能 的渊源。 2004.11.3 A程序设计 8
8 第一部分：第1章 人工智能概述 2004.11.3 AI程序设计 研究人工智能也是当前信息化社会的迫切要求。我们知道，人类社会现在已 经进入了信息化时代。但信息化的进一步发展，就必须有智能技术的支持。例如， 当前迅速发展着的国际互联网Internet就强烈地需要智能技术。特别是当我们要 在Internet上构筑信息高速公路时，其中有许多技术问题就要用人工智能的方法 来解决。这就是说，人工智能技术在Internet和未来的信息高速公路上将发挥重 要作用。 智能化也是自动化发展的必然趋势。自动化发展到一定水平，再向前发展就 是智能化，即智能化是继机械化、自动化之后，人类生产和生活中的又一个技术 特征。 另外，研究人工智能，对探索人类自身智能的奥秘也可提供有益的帮助。因 为我们可以通过电脑对人脑进行模拟，从而揭示人脑的工作原理，发现自然智能 的渊源。 1.1.2 为什么要研究人工智能
第一部分:第1章人工智能概述 1.1.3人类智能的计算机模拟 人类的认知过程是个非常复杂的行为,至今仍未能 被完全解释。人们从不同的角度对它进行研究,从而 形成诸如认知生理学、认知心理学和认知工程学等相 关学科。对这些学科的深入研究已超出本书范围。这 里仅讨论几个与人工智能有密切关系的问题。 2004.11.3 A程序设计
9 第一部分：第1章 人工智能概述 2004.11.3 AI程序设计 1.1.3 人类智能的计算机模拟 人类的认知过程是个非常复杂的行为，至今仍未能 被完全解释。人们从不同的角度对它进行研究，从而 形成诸如认知生理学、认知心理学和认知工程学等相 关学科。对这些学科的深入研究已超出本书范围。这 里仅讨论几个与人工智能有密切关系的问题
第一部分:第1章人工智能概述 1.1.3人类智能的计算机模拟 1.研究认知过程的任务 人的心理活动具有不同的层次,它可与计算机的层次相比较 (见图1.1)。心理活动的最高层级是思维策略,中间一层是初级信 息处理,最低层级为生理过程,即中枢神经系统、神经元和大脑的 活动。与此相应的是计算机的程序、语言和硬件。 研究认知过程的主要任务是探求高层次思维决策与初级信息处 理的关系,并用计算机程序来模拟人的思维策略水平,而用计算机 语言模拟人的初级信息处理过程。 令T表示时间变量,x表示认知操作( cognitive operati on),ⅹ 的变化△x为当时机体状态S(机体的生理和心理状态以及脑子里的 记忆等)和外界刺激R的函数。当外界刺激作用到处于某特定状态 的机体时,便发生变化,即语言和硬件。 2004.11.3 A程序设计 10
10 第一部分：第1章 人工智能概述 2004.11.3 AI程序设计 1．研究认知过程的任务 人的心理活动具有不同的层次，它可与计算机的层次相比较 （见图1.1）。心理活动的最高层级是思维策略，中间一层是初级信 息处理，最低层级为生理过程，即中枢神经系统、神经元和大脑的 活动。与此相应的是计算机的程序、语言和硬件。 研究认知过程的主要任务是探求高层次思维决策与初级信息处 理的关系，并用计算机程序来模拟人的思维策略水平，而用计算机 语言模拟人的初级信息处理过程。 令T表示时间变量，x表示认知操作(cognitive operation)，x 的变化△x为当时机体状态S（机体的生理和心理状态以及脑子里的 记忆等）和外界刺激R的函数。当外界刺激作用到处于某—特定状态 的机体时，便发生变化，即语言和硬件。 1.1.3 人类智能的计算机模拟