人工智能原理与方法 (2008 年度畅销榜NO.2236 )

本书较全面地介绍了人工智能的基本理论、方法及其应用技术。全书共12章，可分为三大部分：第一部分包括第1章至第6章，论述了人工智能的三大技术，即知识表示、推理及搜索，重点讨论了不确定性的表示及处理技术；第二部分包括第7章至第10章，着重讨论了专家系统、机器学习、模式识别及智能决策支持系统等研究领域的有关概念及系统构成技术；第三部分包括第ll章和第12章，分别讨论了神经网络和智能计算机的概念、模型、研究现状及展望等。\r\n\r\n 该书取材新颖，具有系统性、新颖性、实用性及可读性等特点，便于教学和自学，适于作为计算机学科本科生及研究生的教科书，亦可供有关科技人员参考。\r\n
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第1章 绪论 \r\n\r\n 1. 1 什么是人工智能 \r\n\r\n 1. 1. 1 智能 \r\n\r\n 1. 1. 2 人工智能 \r\n\r\n 1. 1. 3 人工智能的发展简史 \r\n\r\n 1. 2 人工智能的研究目标及基本内容 \r\n\r\n 1. 2. 1 人工智能的研究目标 \r\n\r\n 1. 2. 2 人工智能研究的基本内容 \r\n\r\n 1. 3 人工智能的研究途径 \r\n\r\n 1. 3. 1 以符号处理为核心的方法 \r\n\r\n 1. 3. 2 以网络连接为主的连接机制方法 \r\n\r\n 1. 3. 3 系统集成 \r\n\r\n 1. 4 人工智能的研究领域 \r\n\r\n 1. 4. 1 专家系统 \r\n\r\n 1. 4. 2 机器学习 \r\n\r\n 1. 4. 3 模式识别 \r\n\r\n 1. 4. 4 自然语言理解 \r\n\r\n 1. 4. 5 自动定理证明 \r\n\r\n 1. 4. 6 自动程序设计 \r\n\r\n 1. 4. 7 机器人学 \r\n\r\n 1. 4. 8　博弈 \r\n\r\n 1. 4. 9 智能决策支持系统 \r\n\r\n 1. 4. 10　人工神经网络 \r\n\r\n 本章小结 \r\n\r\n 习 题 \r\n\r\n 第2章 人工智能的数学基础 \r\n\r\n 2. 1 命题逻辑与谓词逻辑 \r\n\r\n 2. 1. 1 命题 \r\n\r\n 2. 1. 2 谓词 \r\n\r\n 2. 1. 3 谓词公式 \r\n\r\n 2. 1. 4　谓词公式的解释 \r\n\r\n 2. 1. 5 谓词公式的永真性. 可满足性. 不可满足性 \r\n\r\n 2. 1. 6 谓词公式的等价性与永真蕴含 \r\n\r\n 2. 2　多值逻辑 \r\n\r\n 2. 3 概率论 \r\n\r\n 2. 3. 1 随机现象 \r\n\r\n 2. 3. 2 样本空间与随机事件 \r\n\r\n 2. 3. 3 事件的概率 \r\n\r\n 2. 3. 4 条件概率 \r\n\r\n 2. 3. 5 全概率公式与Bayes公式 \r\n\r\n 2. 4 模糊理论 \r\n\r\n 2. 4. 1 模糊性 \r\n\r\n 2. 4. 2 集合与特征函数 \r\n\r\n 2. 4. 3 模糊集与隶属函数 \r\n\r\n 2. 4. 4 模糊集的表示方法 \r\n\r\n 2. 4. 5 模糊集的运算 \r\n\r\n 2. 4. 6 模糊集的λ水平截集 \r\n\r\n 2. 4. 7 模糊度 \r\n\r\n 2. 4. 8 模糊数 \r\n\r\n 2. 4. 9 模糊关系及其合成 \r\n\r\n 2. 4. 10 模糊变换 \r\n\r\n 2. 4. 11 实数域上几种常用的隶属函数 \r\n\r\n 2. 4. 12 建立隶属函数的方法 \r\n\r\n 本章小结 \r\n\r\n 习 题 \r\n\r\n 第3章 知识与知识表示 \r\n\r\n 3. 1 基本概念 \r\n\r\n 3. 1. 1 什么是知识 \r\n\r\n 3. 1. 2 知识的特性 \r\n\r\n 3. 1. 3 知识的分类 \r\n\r\n 3. 1. 4 知识的表示 \r\n\r\n 3. 2 一阶谓词逻辑表示法 \r\n\r\n 3. 2. 1 表示知识方法 \r\n\r\n 3. 2. 2 一阶谓词逻辑表示法的特点 \r\n\r\n 3. 3 产生式表示法 \r\n\r\n 3. 3. 1 产生式的基本形式 \r\n\r\n 3. 3. 2 产生式系统 \r\n\r\n 3. 3. 3 产生式系统的分类 \r\n\r\n 3. 3. 4 产生式表示法的特点 \r\n\r\n 3. 4 框架表示法 \r\n\r\n 3. 4. 1 框架理论 \r\n\r\n 3. 4. 2 框架 \r\n\r\n 3. 4. 3 框架网络 \r\n\r\n 3. 4. 4 框架中槽的设置与组织 \r\n\r\n 3. 4. 5 框架系统中求解问题的基本过程 \r\n\r\n 3. 4. 6 框架表示法的特点 \r\n\r\n 3. 5 语义网络表示法 \r\n\r\n 3. 5. 1 语义网络的概念 \r\n\r\n 3. 5. 2 知识的语义网络表示 \r\n\r\n 3. 5. 3 常用的语义联系 \r\n\r\n 3. 5. 4 语义网络系统中求解问题的基本过程 \r\n\r\n 3. 5. 5 语义网络表示法的特点 \r\n\r\n 3. 6 脚本表示法 \r\n\r\n 3. 6. 1 概念依赖理论 \r\n\r\n 3. 6. 2 脚本 \r\n\r\n 3. 7 过程表示法 \r\n\r\n 3. 7. 1 表示知识方法 \r\n\r\n 3. 7. 2 过程表示法的特点 \r\n\r\n 3. 8 Petri网表示法 \r\n\r\n 3. 8. 1 表示知识方法 \r\n\r\n 3. 8. 2 Petri网表示法的特点 \r\n\r\n 3. 9 面向对象表示法 \r\n\r\n 3. 9. 1 面向对象的基本概念 \r\n\r\n 3. 9. 2 表示知识方法 \r\n\r\n 本章小结 \r\n\r\n 习 题 \r\n\r\n 第4章 经典逻辑推理 \r\n\r\n 4. 1 基本概念 \r\n\r\n 4. 1. 1 什么是推理 \r\n\r\n 4. 1. 2 推理方式及其分类 \r\n\r\n 4. 1. 3 推理的控制策略 \r\n\r\n 4. 1. 4 模式匹配 \r\n\r\n 4. 1. 5 冲突消解策略 \r\n\r\n 4. 2 自然演绎推理 \r\n\r\n 4. 3 归结演绎推理 \r\n\r\n 4. 3. 1 子句 \r\n\r\n 4. 3. 2 海伯伦理论 \r\n\r\n 4. 3. 3 鲁宾逊归结原理 \r\n\r\n 4. 3. 4 归结反演 \r\n\r\n 4. 3. 5 应用归结原理求取问题的答案 \r\n\r\n 4. 3. 6 归结策略 \r\n\r\n 4. 4 与／或形演绎推理 \r\n\r\n 4. 4. 1 与／或形正向演绎推理 \r\n\r\n 4. 4. 2 与域形逆向演绎推理 \r\n\r\n 4. 4. 3 与域形双向演绎推理 \r\n\r\n 4. 4. 4 代换的一致性及剪枝策略 \r\n\r\n 本章小结 \r\n\r\n 习 题 \r\n\r\n 第5章 不确定与非单调推理 \r\n\r\n 5. 1 基本概念 \r\n\r\n 5. 1. 1 什么是不确定性推理 \r\n\r\n 5. 1. 2 不确定性推理中的基本问题 \r\n\r\n 5. 1. 3 不确定性推理方法的分类 \r\n\r\n 5. 2 概率方法 \r\n\r\n 5. 2. 1 经典概率方法 \r\n\r\n 5. 2. 2 逆概率方法 \r\n\r\n 5. 3 主观Bayes方法 \r\n\r\n 5. 3. 1 知识不确定性的表示 \r\n\r\n 5. 3. 2 证据不确定性的表示 \r\n\r\n 5. 3. 3 组合证据不确定性的算法 \r\n\r\n 5. 3. 4 不确定性的传递算法 \r\n\r\n 5. 3. 5 结论不确定性的合成算法 \r\n\r\n 5. 4 可信度方法 \r\n\r\n 5. 4. 1 可信度的概念 \r\n\r\n 5. 4. 2 C-F模型 \r\n\r\n 5. 4. 3 带有阈值限度的不确定性推理 \r\n\r\n 5. 4. 4 加权的不确定性推理 \r\n\r\n 5. 4. 5 前提条件中带有可信度因子的不确定性推理 \r\n\r\n 5. 5 证据理论 \r\n\r\n 5. 5. 1 D－S理论 \r\n\r\n 5. 5. 2 一个具体的不确定性推理模型 \r\n\r\n 5. 6 模糊推理 \r\n\r\n 5. 6. 1 模糊命题 \r\n\r\n 5. 6. 2　模糊知识的表示 \r\n\r\n 5. 6. 3 模糊匹配与冲突消解 \r\n\r\n 5. 6. 4 模糊推理的基本模式 \r\n\r\n 5. 6. 5 简单模糊推理 \r\n\r\n 5. 6. 6　模糊三段论推理 \r\n\r\n 5. 6. 7　多维模糊推理 \r\n\r\n 5. 6. 8 多重模糊推理 \r\n\r\n 5. 6. 9 带有可信度因子的模糊推理 \r\n\r\n 5. 7 基于框架表示的不确定性推理 \r\n\r\n 5. 7. 1 不确定性知识的框架表示 \r\n\r\n 5. 7. 2 框架的不确定性匹配 \r\n\r\n 5. 7. 3 框架推理 \r\n\r\n 5. 8 基于语义网络表示的不确定性推理 \r\n\r\n 5. 8. 1 不确定性知识的语义网络表示 \r\n\r\n 5. 8. 2　语义网络推理 \r\n\r\n 5. 9　非单调推理 \r\n\r\n 5. 9. 1 非单调推理的概念 \r\n\r\n 5. 9. 2 缺省理论 \r\n\r\n 5. 9. 3 界限理论 \r\n\r\n 5. 9. 4 正确性维持系统TMS \r\n\r\n 本章小结 \r\n\r\n 习 题 \r\n\r\n 第6章　搜索策暗 \r\n\r\n 6. 1 基本概念 \r\n\r\n 6. 1. 1 什么是搜索 \r\n\r\n 6. 1. 2 状态空间表示法 \r\n\r\n 6. 1. 3　与域树表示法 \r\n\r\n 6. 2 状态空间的搜索策略 \r\n\r\n 6. 2. 1 状态空间的一般搜索过程 \r\n\r\n 6. 2. 2　广度优先搜索 \r\n\r\n 6. 2. 3 深度优先搜索 \r\n\r\n 6. 2. 4 有界深度优先搜索 \r\n\r\n 6. 2. 5 代价树的广度优先搜索 \r\n\r\n 6. 2. 6 代价树的深度优先搜索 \r\n\r\n 6. 2. 7　启发式搜索 \r\n\r\n 6. 2. 8 A*算法 \r\n\r\n 6. 3 与域树的搜索策略 \r\n\r\n 6. 3. 1 与域树的一般搜索过程 \r\n\r\n 6. 3. 2 与域树的广度优先搜索 \r\n\r\n 6. 3. 3 与域树的深度优先搜索 \r\n\r\n 6. 3. 4 与域树的有序搜索 \r\n\r\n 6. 3. 5 博弈树的启发式搜索 \r\n\r\n 6. 3. 6 α-β剪枝技术 \r\n\r\n 6. 4 搜索的完备性与效率 \r\n\r\n 6. 4. 1 完备性 \r\n\r\n 6. 4. 2 搜索效率 \r\n\r\n 本章小结 \r\n\r\n 习 题 \r\n\r\n 第7章 专家系统 \r\n\r\n 7. 1 基本概念 \r\n\r\n 7. 1. 1 什么是专家系统 \r\n\r\n 7. 1. 2 专家系统的产生与发展 \r\n\r\n 7. 1. 3 专家系统的分类 \r\n\r\n 7. 2 专家系统的一般结构 \r\n\r\n 7. 2. 1 人机接口 \r\n\r\n 7. 2. 2　知识获取机构 \r\n\r\n 7. 2. 3 知识库及其管理系统 \r\n\r\n 7. 2. 4 推理机 \r\n\r\n 7. 2. 5 数据库及其管理系统 \r\n\r\n 7. 2. 6 解释机构 \r\n\r\n 7. 3 知识获取 \r\n\r\n 7. 3. 1 知识获取的任务 \r\n\r\n 7. 3. 2　知识获取方式 \r\n\r\n 7. 4 知识的检测与求精 \r\n\r\n 7. 4. 1 知识的一致性与完整性 \r\n\r\n 7. 4. 2 基于经典逻辑的检测方法 \r\n\r\n 7. 4. 3 基于Petri网的检测方法 \r\n\r\n 7. 4. 4 知识求精 \r\n\r\n 7. 5 知识的组织与管理 \r\n\r\n 7. 5. 1 知识的组织 \r\n\r\n 7. 5. 2 知识的管理 \r\n\r\n 7. 6 专家系统的建造与评价 \r\n\r\n 7. 6. 1 专家系统的建造原则 \r\n\r\n 7. 6. 2 专家系统的开发过程 \r\n\r\n 7. 6. 3 专家系统的评价 \r\n\r\n 7. 7 专家系统的开发工具 \r\n\r\n 7. 7. 1 人工智能语言 \r\n\r\n 7. 7. 2 专家系统外壳 \r\n\r\n 7. 7. 3 通用型专家系统工具 \r\n\r\n 7. 7. 4 专家系统开发环境 \r\n\r\n 7. 8 新一代专家系统的研究 \r\n\r\n 7. 9 专家系统举例 \r\n\r\n 7. 9. 1 动物识别系统 \r\n\r\n 7. 9. 2 专家系统MYCIN \r\n\r\n 本章小结 \r\n\r\n 习 题 \r\n\r\n 第8章 机器学习 \r\n\r\n 8. 1 基本概念 \r\n\r\n 8. 1. 1 什么是机器学习 \r\n\r\n 8. 1. 2 学习系统 \r\n\r\n 8. 1. 3 机器学习的发展 \r\n\r\n 8. 1. 4 机器学习的分类 \r\n\r\n 8. 2 机械式学习 \r\n\r\n 8. 3 指导式学习 \r\n\r\n 8. 4 归纳学习 \r\n\r\n 8. 4. 1 归纳推理 \r\n\r\n 8. 4. 2 示例学习 \r\n\r\n 8. 4. 3 观察与发现学习 \r\n\r\n 8. 5 类比学习 \r\n\r\n 8. 5. 1 类比推理 \r\n\r\n 8. 5. 2 属性类比学习 \r\n\r\n 8. 5. 3 转换类比学习 \r\n\r\n 8. 6 基于解释的学习 \r\n\r\n 8. 6. 1 基于解释学习的概念 \r\n\r\n 8. 6. 2 基于解释学习的学习过程 \r\n\r\n 8. 6. 3 领域知识的完善性 \r\n\r\n 8. 7 学习方法的比较与展望 \r\n\r\n 8. 7. 1 各种学习方法的比较 \r\n\r\n 8. 7. 2 机器学习的展望 \r\n\r\n 本章小结 \r\n\r\n 习 题 \r\n\r\n 第9章 模式识别 \r\n\r\n 9. 1 基本概念 \r\n\r\n 9. 1. 1 什么是模式识别 \r\n\r\n 9. 1. 2 模式识别的一般过程 \r\n\r\n 9. 2 统计模式识别 \r\n\r\n 9. 2. 1 模板匹配分类法 \r\n\r\n 9. 2. 2 最小距离分类法 \r\n\r\n 9. 2. 3 相似系数分类法 \r\n\r\n 9. 2. 4 几何分类法 \r\n\r\n 9. 2. 5 Bayes分类法 \r\n\r\n 9. 2. 6 聚类分析法 \r\n\r\n 9. 3 结构模式识别 \r\n\r\n 9. 3. 1 结构模式识别的基本过程 \r\n\r\n 9. 3. 2 基元抽取与模式文法 \r\n\r\n 9. 3. 3 模式的识别与分析 \r\n\r\n 9. 4 模糊模式识别 \r\n\r\n 9. 4. 1 基于最大隶属原则的模式分类 \r\n\r\n 9. 4. 2 基于择近原则的模式分类 \r\n\r\n 9. 4. 3 基于模糊等价关系的模式分类 \r\n\r\n 9. 4. 4 基于模糊相似关系的模式分类 \r\n\r\n 本章小结 \r\n\r\n 习 题 \r\n\r\n 第10章 智能决策支持系统 \r\n\r\n 10. 1 基本概念 \r\n\r\n 10. 1. 1 决策与决策过程 \r\n\r\n 10. 1. 2 决策支持系统 \r\n\r\n 10. 1. 3 智能决策支持系统 \r\n\r\n 10. 2 智能决策支持系统的基本构件 \r\n\r\n 10. 2. 1 数据库系统 \r\n\r\n 10. 2. 2　模型库系统 \r\n\r\n 10. 2. 3 方法库系统 \r\n\r\n 10. 2. 4 知识库系统 \r\n\r\n 10. 2. 5 人机接口系统 \r\n\r\n 10. 3 智能决策支持系统的系统结构 \r\n\r\n 10. 3. 1 四库结构 \r\n\r\n 10. 3. 2 融合结构 \r\n\r\n 10. 4 多媒体人机智能接口 \r\n\r\n 10. 4. 1 多媒体技术 \r\n\r\n 10. 4. 2 多媒体技术在智能决策支持系统中的应用 \r\n\r\n 10. 4. 3 多媒体人机智能接口的设计与实现 \r\n\r\n 本章小结 \r\n\r\n 习 题 \r\n\r\n 第11章 神经网络 \r\n\r\n 11. 1 基本概念 \r\n\r\n 11. 1. 1 脑神经系统与生物神经元 \r\n\r\n 11. 1. 2 人工神经元及其互连结构 \r\n\r\n 11. 1. 3 人工神经网络的特征及分类 \r\n\r\n 11. 1. 4 神经网络研究的发展简史 \r\n\r\n 11. 2 神经网络模型 \r\n\r\n 11. 2. 1 感知器 \r\n\r\n ll. 2. 2 B-P模型 \r\n\r\n 11. 2. 3 Hopfield模型 \r\n\r\n 11. 2. 4 自适应共振理论 \r\n\r\n 11. 3 神经网络在专家系统中的应用 \r\n\r\n 11. 3. 1 神经网络与专家系统的互补性 \r\n\r\n 11. 3. 2 基于神经网络的知识表示 \r\n\r\n 11. 3. 3 基于神经网络的推理 \r\n\r\n 11. 4 神经网络在模式识别中的应用 \r\n\r\n 本章小结 \r\n\r\n 习 题 \r\n\r\n 第12章 智能计算机 \r\n\r\n 12. 1 什么是智能计算机 \r\n\r\n 12. 2 知识信息处理系统 \r\n\r\n 12. 3 人工神经网络计算机 \r\n\r\n 12. 3. 1 数字集成电路形式 \r\n\r\n 12. 3. 2 模拟集成电路形式 \r\n\r\n 12. 4 光计算机 \r\n\r\n 12. 4. 1 空间光调制器 \r\n\r\n 12. 4. 2 光互连 \r\n\r\n 12. 4. 3 光全息存储与光计算机的研制 \r\n\r\n 12. 5 生物计算机 \r\n\r\n 本章小结 \r\n\r\n 习 题 \r\n\r\n 附录 \r\n\r\n 参考文献 \r\n
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本教材系按电子工业部的《1996—2000年全国电子信息类专业教材编审出版规划》, 由全国高校计算机专业教学指导委员会编审. 推荐出版. 该书由马玉祥教授主审, 李伯成教授为责任编委.

人工智能自1956年作为一门新兴的前沿学科问世以来, 已经取得了许多引人瞩目的成就, 逐渐形成了诸如专家系统. 机器学习. 模式识别. 自然语言理解. 机器人学等多个研究领域. 现在, 各发达国家都把人工智能作为重点列入了本国的高科技发展计划, 投人了巨大的人力与财力, 并在智能计算机的研制方面形成了激烈竞争的局面. 在这种形势下, 作者曾于1994年编写出版了《人工智能》一书, 被多所高等院校用作本科生及研究生教材, 反映较好, 3年内先后印刷两次, 仍不能满足需要. 为了适应教学. 科研等日益发展的需求, 作者在该书的基础上, 吸收国内外最新的研究成果并结合自己的研究及教学实践, 经修订及大量增加新内容, 重新编写了《人工智能原理与方法》这本书, 把它奉献给广大读者, 愿它能对从事该学科研究及学习的人们有所启迪与帮助.

作者从事人工智能的教学及研究工作多年, 深切体会到达一研究及教学的难度. 这一方面是由于人工智能是一门涉及面较宽的综合性学科, 与数学. 计算机科学. 思维科学. 神经生理学. 心理学等多种学科都有密切的联系, 需要多方面的知识, 另一方面是由于它是一门正在迅速发展着的学科, 新的思想. 新的理论以及新的方法不断涌现, 新的研究成果不断充实着它的研究内容, 尚未形成完整. 成熟的理论体系, 这除了对研究者提供了广阔的研究天地外, 同时也要求他们要不断地学习, 随时跟踪迅速发展的形势. 鉴于这些情况, 本书在选材. 内容组织及描述等方面力求做到：

系统性：系统地介绍人工智能的基本理论. 方法及实现技术.

新颖性：在介绍人工智能的传统理论及方法的同时, 着眼于当前国内外的最新研究, 使读者掌握当前提出的新理论. 新方法, 跟踪各研究领域发展的新趋势.

实用性：把理论与应用实践密切结合起来, 既注重理论上的探讨, 又注重理论在实践中的应用. 本书结合当前国内外人工智能应用的实际情况, 对不确定性的概念及其表示与处理方法做了较多的讨论, 提供了多种处理方法.

可读性：鉴于人工智能涉及的面较宽, 学习上有一定难度的情况, 本书首先对有关的预备性知识进行了简要的讨论, 为后继内容的学习作了铺垫, 另外在内容的安排上努力做到由浅入深, 前呼后应, 在语言的表达方式上力求通俗易懂, 尽量用实例说明抽象的概念与原理, 便于理解, 每一章的后面都附有小结与思考题, 突出重点, 便于教学与自学.

本书可作为大学本科人工智能课程的教科书, 亦可作为研究生以及对人工智能有兴趣的科技. 工程技术人员学习的参考书.

全书共分12章. 第l章(绪论)介绍人工智能的基本概念, 例如什么是人工智能, 人工智能的研究目标及方法等, 第2章(人工智能的数学基础)介绍本书中用到的数学知识, 如一阶谓词逻辑. 多值逻辑. 概率及模糊理论等, 第3章(知识与知识表示)介绍知识的概念. 特性及其表示方法, 第4章(经典逻辑推理)介绍推理的基本概念以及运用经典逻辑进行的推理, 如自然演绎推理. 归结演绎推理等, 第5章(不确定与非单调推理)介绍不确定性推理与非单调推理的概念. 不确定性推理中需要解决的基本问题. 不确定性的表示方法及处理方法等, 第6章(搜索策略)介绍推理中的各种搜索策略, 如盲目搜索及启发式搜索等, 第7章(专家系统). 第8章(机器学习). 第9章(模式识别)及第10章(智能决策支持系统)分别介绍人工智能中各主要研究领域的有关概念及实现技术, 第11章(神经网络)介绍神经网络的概念. 主要模型及其在专家系统与模式识别中的应用, 第12章(智能计算机)介绍智能计算机的概念以及当前研究的现状与展望.

李伯成教授. 马玉祥教授在百忙中对全书进行了审阅, 提出了许多宝贵意见, 在此谨表示衷心的感谢. 研究生罗文通. 常欣编制并调试了附录中的程序, 在此也表示感谢.

由于作者水平所限, 书中疏漏与错误之处在所难免, 恳请广大同行和读者指正.

王永庆

1997年9月

于西安交通大学

无封面