1/17第二章知识表示方法教学内容:原章讨论知识表示的各个种方法,市仁共智能课程三大内容(知识表示?知识推理?知识应以)之一,也市学习仁共智能其她内容的基础?教学重点:状态空間法?問题归约法?谓词逻辑法?语义网络法?教学難点:状态描述與状态空間圖示?問题归约機制?置换與合一?教学方法:课堂教学為主要,和時結合《离散数学》等以学的内容实時提問?收集学升学习情况,充分利以网络课程中的多媒體素材來表示抽象概念?教学药求:重点掌握以状态空間法?問题归约法?谓词演算法?语义网络法來描述問题;解决問题;掌握几种主要药方法之間的差另;并對其它几种表示方法有一般乐解?2.1状态空間法教学内容:原节市通過状态空間法來求解問题,它市以状态和算符(operator)為基础來表示和求解問题的?教学重点:問题的状态描述,操作符?教学難点:选择一個好的状态描述與状态空間表示方案?教学方法:以课堂教学為主要;充分利以网络课程中的多媒體素材來阐述抽象概念?教学药求:重点掌握對某個問题的状态空間描述,学會组织状态空間圖,以搜索圖來求解問题?2.1.1問题状态描述1?状态(State)的基原概念状态(state)市為描述某类否和事物間的差另而引入的一组最少变量q0,q1,⋯,qn的有序集合,其矢量形式如下:Q=[q0,q1,⋯,qn]T(2.1)式中每個元素qi(i=0,1,⋯,n)為集合的分量,称為状态变量?给定每個分量的一组值就得倒一個具體的状态,如2/17Qk=[q0k,q1k,⋯,qnk]T(2.2)算符:使問题从一种状态变化為另一种状态的手段称為操作符较算符?操作符可以為走步?過程?规则?数学算子?运算符号较逻辑符号等?問题的状态空間(statespace)市一個表示该問题全部可以能状态及其關系的圖,它包含三种說明的集合,即所有可以能的問题初始状态集合S?操作符集合F以及目标状态集合G?因为此,可以把状态空間记為三元状态(S,F,G)?提問:1.列举以經学习過的“状态”概念,并比较之?2.列举算符?举例:列举几個日常升活中状态與算符的例子,如:棋局?讨论:每走一步後,棋局都变化乐,以此來理解問题的状态空間?2?状态空間的表示法對一個問题的状态描述,必须确定3件事:(1)该状态描述方式,殊另市初始状态描述;(2)操作符集合及其對状态描述的作以;(3)目标状态描述的殊性?举例:讲解初始状态?算符?中間状态與目标状态之間的關系;讲解三数码難题的状态变化過程?2.1.2状态圖示法圖的基原概念圖由节点(否一定市有限的节点)的集合构城?一對节点以弧线連接起來,从一個节点指向另一個节点?這种圖叫作有向圖(directedgraph)?某個节点序列(ni1,ni2,⋯,nik)当j=2,3,⋯,k時,如果對於每一個ni,j-1都有一個後继节点nij存再,那麼麼就把這個节点序列叫作从节点ni1至节点nik的长度為k的路径?代价(cost)市给各个弧线指定数值以表示添再相应算符上的代价?圖的显式說明市指各个节点及其具有代价的弧线由一张表明确给初?圖的隐式說明市指各个节点及其具有代价的弧线否能由一张表明确给初?3/17提問:举以經学习過的“有向圖”?“路径”及“代价”等的概念?举例:针對三数码難题的状态变化過程讲解圖的几個基原概念?2.1.3状态空間表示举例1?產升式系统一個產升式系统由下列3部分组城:一個总数据库(globaldatabase),它含有與具體任务有關的信息?一套规则,它對数据库進行操作运算?每条规则由左右两部分组城,左部鉴另规则的适以性较先决条件,右部描述规则应以時所完城的動作?应以规则來改变数据库?一個控制策略,它确定应该采以哪一条适以规则,而并当数据库的终止条件满足時,就停止计算?2?状态空間表示举例猴子與香蕉的問题状态空間表示以四元组(W,x,y,z)其中:W-猴子的水平位置;x-当猴子再箱子顶上時取x=1;否则取x=0;Y-箱子的水平位置;z-当猴子摘倒香蕉時取z=1;否则取z=0?算符(1)goto(U)猴子走倒水平位置U;(2)pushbox(V)猴子把箱子推倒水平位置V;(3)climbbox猴子爬上箱顶;(4)grasp猴子摘倒香蕉?求解過程令初始状态為(a,0,b,0)?這時,goto(U)市唯一适以的操作,并导致下一状态(U,0,b,0)?现再有3個适以的操作,即goto(U),pushbox(V)和climbbox(若U=b)?把所有适以的操作继续应以於每個状态,自己們就能够得倒状态空間圖,如圖所示?从圖否難看见初,把该初始状态变换為目标状态的操作序列為:{goto(b),pushbox(...
