人工智能名词解释和简答题总结

1.智能
学习和求解问题的能力,解决新问题、理性行动与像人一样的行动的能力。智能是世界上实现目标的能力的计算部分。人们、许多动物和一些机器都会出现各种各样和层级的智能

2.智能包含的能力
(1)感知能力
(2)记忆和思维能力
(3)学习和自适应能力
(4)行为能力

3.什么是人工智能?
(1)人工智能是研究、开发用于模拟、延申和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术学科
(2)它企图了解智能的实质、并产生一种新的能以人类智能相识的方式做出反应的智能机器。
(3)人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能,但能像人那样思考、也可能超过人的智能。

4.什么是机器感知?
使机器(计算机)具有类似于人的感知能力。 以机机器视觉(machine vision)与机机器听觉为主。
5.人工智能陷入低潮
20世纪60年代末,人工智能研究遇到困难,如机器翻译,机器证明。
6.知识表示
将人类知识形式化或者模型化

7.人工智能学科
一门研究如何构造智能机器(智能计算机) 或智能系统 或智能系统,使它能模拟 使它能模拟、延伸延伸、扩展人类智能的学科。

8.强人工智能和弱人工智能
(1)强人工智能:有可能制造出真正能推理和解决问题的智能机器,并且它将被认为是有知觉的,有自我意识的,分为类人的人工智能、非类人的人工智能
(2)弱人工智能:不可能制造出能真正地推理和解决问题的智能机器,这些机器只不过看起来像是智能的,但是并不真正拥有智能,也不会有自主意识.

9.人工智能三大学派及其思想与成果
(1)符号主义学派:符号主义学派认为,认识的基元是符号,认识过程就是符号运算和推理,智能行为的充要条件是物理符号系统。知识可以用符号进行表示,也可用符号进行推理,可以建立基于知识的人类智能和机器智能统一的理论体系。
代表人物:纽厄尔,西蒙
代表成果:人工定理证明,人工智能语言LISP,鲁滨逊归结原理,专家系统。
(2)连接主义学派:连接主义学派认为,思维的基元是神经元,而不是符号,思维的过程是神经元的连接活动,而不是符号运算的过程。反对符号主义对于物理符号的假设,人脑不同于计算机,提出连接主义的人脑工作模式取代符号主义的计算机工作模式。
代表人物:麦克洛克,或普菲德尔
代表成果:单层感知机,Hopfield网络,BP网络
(3)行为主义学派,行为主义学派认为人工智能起源于控制论,智能取决于感知与行为,取决于对外部复杂环境的适应。
代表任务及成果:布鲁克斯研制的六角机器虫

10.知识表示的基本方法
非结构化方法:一阶谓词逻辑,产生式规则
结构化方法:语义网络,框架
其他方法:状态空间法,问题规约法

11.数据、信息与知识的关系是什么?
(1)数据是记录信息的符号,是信息的载体和表示;信息是对数据的解释,在特定场合下的具体含义
(2)把有关信息关联在一起所形成的信息称为知识
(3)有格式的数据经过处理、解释过程会形成信息,有关的信息关联到一起,经过处理过程形成知识

12.什么是P规则,什么是T规则?
P规则:在推理的任何步骤上都可引入前提。
T规则:推理时,如果前面步骤中有一个或多个公式永真蕴含公式S,则可把S引入推理过程中。

13. 演绎推理与归纳推理的区别是什么?
(1)演绎推理所得出的结论实际上早已蕴含在一般性知识的前提中,演绎推理只不过是将已有事实揭露出来,因此它不能增殖新知识。
(2)归纳推理由个别事物或现象推出一般性知识的过程,是增殖新知识的过程。

14.什么是推理策略中的冲突消解?
冲突消解策略是指当推理过程有多条知识可用时,如何从这多条知识中选取一条最佳知识用于推理的策略,常用的冲突消解策略有领域性知识优先和新鲜知识优先等。

15.产生式系统
把一组产生式放在一起。一个产生式的结论可以供另一个产生式作为已知事实使用,以求得问题的解,这种系统成为产生式系统。

16.产生式系统的组成
(1)一个综合数据库,又称事实库,用于存放输入的事实,从外部数据库输入的事实、中间结果、最后结果
(2)一组产生式规则,描述某领域内知识的产生式集合
(3)一个控制系统,包含推理方式和控制策略,又称推理机或推理引擎

17.语义网
语义网络是通过概念及其语义关系来表达知识的一种网络图,它是一个代标注的有向图。节点用来表示各种概念、事务、属性、动作、状态等。弧是有方向,用来体现节点间的主次关系。弧上的标注用来表示节点间的语义联系或语义关系。

18.框架系统
框架是人们认识事物的一种通用的数据结构形式。在框架理论中,框架是知识的基本单位,把一组有关的框架连结起来便可以形成一个框架系统,框架由若干个槽组成,槽可以由若干个侧面组成。一个侧面用来描述相应属性的一个方面。槽和侧面所具有的属性值称为槽值和侧面值。
19.框架之间的横向联系
框架A的某个槽值是另一个框架B时,则称框架A与框架B之间具有横向联系。

20.框架之间的纵向联系
是指那种具有继承关系的上下层框架之间的联系,纵向联系通过预定以槽名AKO和ISA等来实现。

21.搜索
依靠经验,利用已有知识,根据问题的实际情况,不断寻找可利用知识,从而构造一条代价最小的推理路线,使问题得以解决的过程称为搜索。

22.盲目搜索和智能搜索
(1)盲目搜素是指在搜索之前就预定好控制策略,整个搜索过程中的策略不变,即使搜索出来的中间信息有利用价值,其搜索过程中的策略不再改变,效率低,灵活性差,不利于复杂问题求解。
(2)智能搜索是指可以利用搜索过程中得到的中间信息(与问题相关的信息)来引导搜索过程向最优方向发展的算法。

23.问题规约法
把一个复杂问题分解或变换为一组本源问题的过程叫做问题规约。实质:
从目标问题出发,逆向推理,建立子问题以及子问题的子问题,直至最后把初始问题规约为一个平凡的本源问题集合。

24.状态空间图与与或图有什么区别及联系?
(1)状态空间图是描述寻找目标或路径问题的有向图,即描述一个实体基于事件反应的动态行为,显示了该实体如何根据当前所处的状态对不同的时间做出反应的。状态空间图可以看成只有或节点的与或图。
(2)与或图是一种系统地将问题分解为互相独立的小问题,然后分而解决的方法。
(3)与或图中有两种代表性的节点:“与节点"和“或节点",“与节点指所有的后续节点都有解时它才有解;“或节 点’指各个后续节点均完全独立,只要其中有一个有解它就有解。
状态空间图可以看成与或树的一个特例,即只有或树,没有与树

25.启发式信息
用于指导搜索过程且与具体问题求解有关的控制信息称为启发信息
启发信息作用分类:
1.用于决定先扩展哪一个节点
2.在扩展节点时,用于决定要生成哪一个或哪几个后继节点
3.用于确定某些应该从搜索树中抛弃或修建的节点

26.估价函数
在扩展节点时,用来描述节点重要程度的函数称为估价函数, 一般形式为f(x)=g(x)+h(x)。其中,g(x)为初始节点S0到节点x已实际付出的代价,h(x)是从节点x到目标节点Sg的最优路径的估计代价,启发信息主要由h(x)来体现,故把它称为启发函数。

27.A算法
在状态空间搜索中,如果每一步都利用估价函数f(n)=g(n)+h(n)对Open表中的节点进行排序,则称为A算法。它是一种为启发式搜索算法
类型:
全局择优:从Open表中的所有节点中选择一个估价函数值最小的进行扩展
局部择优:仅从刚生成的子节点中选择一个估价函数值最小的进行扩展。

28.A*算法
对在A算法的基础上,选用了一个比较特殊的估价函数,对节点n定义f*(x)=
g*(x)+h*(x),表示从S0开始通过节点x到Sg的一条最佳路径的代价,g是g的估计,h是h的估计。g(x)是对最小代价g*(x)的估计,且g(x)>0,g(x)>=g*(x),
h(x)为h*(x)的下界,即对所有的x存在h(x)<=h*(x)

29.A*算法的最优性
A算法的搜索效率很大程度上取决启发函数h(x),一般来说,在满足h(x)<=h(x)
的基础上,h(x)的值越
大越好。h(x)的值越大,说明它携带的启发信息越多,A算法搜索时扩展的节点就越少,搜索效率就越高。A算法的这一特性被称为最优性。

30.解树
由可解节点构成,并且这些可解节点可以推出初始节点,为可解节点的子树且一定包含初始节点。

31.与或树的有序搜索
盲目搜索:没有考虑代价,所求得的解树不一定是代价最小的解树,即不是最优解树。
启发式搜索:要多看几步,计算一下扩展一个节点可能要付出的代价,以选择代价最小的节点进行扩展。

32.希望树
在有序搜索中,应选择那些最有希望成为最优解树一部分的节点进行扩展。我们称这些节点构成的树为希望树。

33.博弈树
在博弈过程中,已方的各种攻击方案为“或”关系,而对方的应着方案为“与”关系。描述博弈过程的“与/或”树称为博弈树。

34.极大极小分析法
根据所求解问题的特殊性设计合适的估价函数,计算当前博弈树中所有端节点的得分,该分数称为静态估计值。根据端节点的估值推算出其父节点的分数:
若父节点为“或节点”,则其分数等于其所有子节点分数的最大值。
若父节点为“与节点”,则其分数等于其所有子节点分数的最小值。
计算出的父节点的分数值称为倒退值
如果一个方案能获得较大的倒退值,则它就是当前最好的行动方案。

35.什么是不确定性推理
不确定性推理泛指除精确推理以外的其他各种推理问题。包括不完备、不精确知识的推理、模糊知识推理,非单调性推理等。

36. 请简要解释BP学习算法的正向传播与反向传播的含义?
正向传播:输入信息由输入层传至隐层,最终在输出层输出。
反向传播:修改各层神经元的权值,使误差信号最小。

37. 请简要说明池化层的基本作用,以及池化操作的基本过程与常用方法
池化层(Pooling Layer)也叫子采样层(Subsample Layer)或降采样(downsampling),其主要作用是利用子采样(或降采样)对输入图像的像素进行合并,得到池化层的特征图谱。
池化操作的一个重要概念是池化窗口或子采样窗口。所谓池化窗口是指池化操作所使用的一个矩形区域,池化操作利用该矩形区域实现对卷积层特征图像素的合并。
例如,一个88的输入图像,若采用大小为22的池化窗口对其进行池化操作,就意味着原图像上的4个像素将被合并为1个像素,原卷积层中的特征图经池化操作后将缩小为原图的1/4。
池化操作的基本过程是:从特征图的左上角开始,按照池化窗口,先从左到右,然后再从上向下,不重叠地依次扫过整个图像,并同时利用子采样方法进行池化计算。
常用的池化方法有最大池化(max pooling)法、平均池化(mean pooling)法和概率矩阵池化(stochastic pooling)法等。这里主要讨论最大池化法和平均池化法。

38. BP学习算法的基本思想是什么?
BP学习算法的基本思想是输入学习样本,使用反向传播算法对网络的权值和偏差进行反复的调整训练,使输出的向量与期望向量尽可能地接近。

39.在BP学习算法实现时,应注意哪些问题?
(1)隐层数及隐层中神经元数的确定,无确定的指导方法,需要通过经验调整;
(2)初始权值的设置,一般设为一个均值为0的随机分所布初始权值;
(3)训练数据的预处理,常使用线性特征比例变换,把所有特征变换到[0,1],或者 [-1,1]区间之间,使得在每个训练集上,每个特征的均值为0,并且具有相同的方差。
(4)后处理过程,当应用神经网络进行分类操作时,通常把输出值编码成所谓的名义变量,具体的值对应类别符号

40.简述BP算法的实现过程
(1)初始化:对所有连接权和阈值赋以随机任意小值;
(2) 从 N 组输入输出样本中取一组样本:x=[x1, x2,…, xp1]T, d=[d1, d2,…,dpm]T, 把输入信息x=[x1, x2,…, xp1]T输入到BP网络中 ;
(3)正向传播:计算各层节点的输出;
(4)计算网络的实际输出与期望输出的误差;
(5)反向传播:从输出层方向计算到第一个隐层,按连接权 值修正公式向减小误差方向调整网络的各个连接权值;
(6)让t+1→t,取出另一组样本重复(2)-(5),直到 N 组 输入输出样本的误差达到要求时为止。

41.请简要说明卷积操作的基本过程,以及什么是卷积核?
卷积(convolution)在卷积神经网络中的主要作用是实现卷积操作,形成网络的卷积层。
卷积操作的基本过程是:针对图像的某一类特征,先构造其特征过滤器(FF),然后利用该滤器对图像进行特征提取,得到相应特征的特征图( FM)。依此针对图像的每一类特征,重复如上操作,最后得到由所有特征图构成的卷积层。
特征过滤器也称为卷集核(Coiling Kernel,CK),它实际上是由相关神经元连接权值所形成的一个权值矩阵,该矩阵的大小由卷集核的大小确定。卷集核与特征图之间具有一一对应关系,一个卷集核唯一地确定了一个特征图,而一个特征图也唯一地对应着一个卷积核。

42. 简述神经元模型工作过程是怎样的?
1、从各输入端接收输入信号,包括外界刺激与接收其它神经元的输出
2、根据连接权值求出所有输入的加权和
3、用非线性激励函数进行转换,得到输出
43.P规则T规则
P规则:在推理的任何步骤上都可引入前提。
T规则:推理时,如果前面步骤中有一个或多个公式永真蕴含公式S,则可把S引入推理过程中。

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