人工智能课程教学大纲.doc

人工智能课程教学大纲 【课程编码】JSZX0300 【适用专业】 计算机科学与技术 【课 时】 72(理论)+28(实验) 【学 分】 3 【课程性质、目标和要求】人工智能是计算机科学的重要分支，是计算机科学与技术专业本科生的专业限选课之一。本课程介绍如何用计算机来模拟人类智能，即如何用计算机实现诸如问题求解、规划推理、模式识别、知识工程、自然语言处理、机器学习等只有人类才具备的智能，使得计算机更好得为人类服务作为本科生一个学期的课程，重点掌握人工智能的基础知识和基本技能，以及人工智能的一般应用完成如下教学目标：（1）了解人工智能的概念和人工智能的发展，了解国际人工智能的主要流派和路线，了解国内人工智能研究的基本情况，熟悉人工智能的研究领域（2） 较详细地论述知识表示的各种主要方法。重点掌握状态空间法、问题归约法和谓词逻辑法，熟悉语义网络法，了解知识表示的其他方法，如框架法、剧本法、过程法等。（3） 掌握盲目搜索和启发式搜索的基本原理和算法，特别是宽度优先搜索、深度优先搜索、 等代价搜索、启发式搜索、有序搜索、A*算法等了解博弈树搜索、遗传算法和模拟退火算法的基本方法(4) 掌握消解原理、规则演绎系统和产生式系统的技术、了解不确定性推理、非单调推理的概念（5） 概括性地介绍人工智能的主要应用领域，如专家系统、机器学习、规划系统、自然语言理解和智能控制等（6）简介人工智能程序设计的语言和工具(7) 掌握Visual Prolog编程环境，会使用Prolog语言编写简单的智能程序。要求学生已修过数据结构、离散数据和编译原理。【教学时间安排】本课程计 3 学分，理论课时72 ,实验课时28。 学时分配如下表所示：章次课程内容课时备注(教学形式)1绪论4讲授2知识表示方法14讲授3搜索原理 10讲授4推理技术 10讲授5机器学习6讲授6规划系统6讲授7专家系统6讲授8自然语言理解6讲授9智能控制6讲授10人工智能程序设计4讲授合 计72【教学内容要点】教学要求的层次课程的教学要求大体上分为三个层次：了解、理解和认识。了解即能正确判别有关概念和方法；理解是能正确表达有关概念和方法的含义；认识是在理解的基础上加以灵活应用。第一章 绪论一、学习目的要求1、了解人工智能的定义、起源与发展2、了解人工智能的研究与应用领域3、理解人工智能求解方法的特点二、主要教学内容1、人工智能的定义、起源与发展2、人工智能的研究与应用领域3、人工智能求解方法的特点第二章 知识表示方法一、学习目的要求1、认识状态空间法2、理解问题归约法3、认识谓词逻辑法4、认识语义网络法5、认识框架表示6、认识剧本表示7、理解过程表示二、主要教学内容1、状态空间法2、问题归约法3、谓词逻辑法4、语义网络法5、框架表示6、剧本表示7、过程表示第三章 搜索原理一、学习目的要求1、认识盲目搜索2、理解启发式搜索3、了解遗传算法4、了解模拟退火法二、主要教学内容1、盲目搜索2、启发式搜索3、遗传算法4、模拟退火法第四章 推理技术一、学习目的要求 1、理解消解原理2、理解规则演绎系统3、理解产生式系统3、认识不确定性推理4、理解非单调推理二、主要教学内容 1、消解原理2、规则演绎系统3、产生式系统4、不确定性推理5、非单调推理第五章 机器学习一、学习目的要求1、了解机器学习的定义、研究意义与发展历史2、认识机器学习的主要策略与基本结构3、理解机械学习4、理解基本解释经验的学习5、了解基于事例的学习6、了解基于概念的学习7、了解基于类比的学习8、理解基于神经网络的学习二、主要教学内容1、机器学习的定义、研究意义与发展历史2、机器学习的主要策略与基本结构3、机械学习4、基本解释经验的学习5、基于事例的学习6、基于概念的学习7、基于类比的学习8、基于神经网络的学习第六章 规划系统一、学习目的要求1、理解规划的作用与任务2、理解基于谓词逻辑的规划3、了解STRIPS规划系统4、了解分层规划二、主要教学内容1、规划的作用与任务2、基于谓词逻辑的规划3、STRIPS规划系统4、分层规划第七章 专家系统一、学习目的要求1、不同模型的专家系统2、理解专家系统3、了解专家系统开发工具4、理解专家系统实例二、主要教学内容1、专家系统2、基于规则的专家系统3、基于框架的专家系统4、基于模型的专家系统5、专家系统开发工具6、专家系统实例第八章 自然语言理解一、学习目的要求1、理解语言及其理解的一般问题2、理解句法和语义的自动分析3、了解句子的自动理解4、了解语言的自动生成5、了解文本的自动翻译6、理解自然语言理解系统的主要模型7、理解自然语言理解系统应用举例8、了解语音识别二、主要教学内容1、语言及其理解的一般问题2、句法和语义的自动分析3、句子的自动理解4、语言的自动生成5、文本的自动翻译6、自然语言理解系统的主要模型7、自然语言理解系统应用举例8、语音识别第九章 智能控制一、学习目的要求1、了解智能控制的历史沿革 2、了解智能控制的研究领域3、理解智能控制的学科结构理论 4、了解智能控制系统二、主要教学内容1、智能控制概述2、智能控制的研究领域3、智能控制的学科结构理论4、智能控制系统 第十章 人工智能程序设计一、学习目的要求1、了解逻辑型编程语言 2、综合应用LISP语言 3、综合应用PROLOG语言 4、了解关系数据库 二、主要教学内容1、逻辑型编程语言 2、LISP语言 3、PROLOG语言 4、关系数据库 【教学（实验）内容要点】序号实验名称实验类型课时备注1Visual Prolog 环境的建立与熟悉验证42Prolog语言元素验证43Visual Prolog 面向对象元素验证44PIE推理机的实现设计、开发85三层结构的家族定理的设计与实现设计、开发8合 计28一、（实验1）Visual Prolog 环境的建立与熟悉1、实验目的要求 掌握Visual Prolog 安装与卸载。 掌握Visual Prolog的基本特性。 理解项目文件结构以及之间的关系。 掌握调试项目的步骤。 2、实验主要内容 Visual Prolog的安装与卸载。 构建Visual Prolog 项目。 3、实验条件 需要Visual Prolog编程环境。二、（实验2）Prolog语言元素1、实验目的要求 掌握Horn子句的表示方法。 理解Prolog推理机的构建方法。 掌握Prolog程序控制和Prolog算符。2、实验主要内容 Prolog推理机。 程序控制。 算符。 三、（实验3）Visual Prolog 面向对象元素1、实验目的要求 掌握Visual Prolog中类与对象的概念与表示。 理解对象模型2、实验主要内容 接口 类的声明和类的实现 学生对象的Prolog实现。 四、（实验4）PIE推理机的实现1、实验目的要求 掌握Prolog推理机的实现方法。 理解Prolog推理机具体使用方法。2、实验主要内容 Prolog推理机。 家族定理的分析与实现。 五、（实验5）三层结构的家族定理的设计与实现1、实验目的要求 掌握使用Visual Prolog开发三层结构的系统。2、实验主要内容 家族定理的GUI编程 家族定理的逻辑层编码 家族定理的数据层编码【成绩考核方式】 1、成绩评定总则 本课程考核分为平时考核和期末闭卷考试和实验考核三部分。其中平时成绩占15%，期末占60%，实验占25%。 2、平时成绩评定 平时成绩依据学生的课堂出勤率、作业完成情况进行评定。评定时，应充分体现公平、公正、实事求是的原则，客观地评价学生平时的表现。 3、期末闭卷考试 期末闭卷考试。试题的覆盖率至少要达到大纲要求的80%，试题的类型一般可以选择、填空、判断、解答、算法求解、设计为宜。 4、实验考核见实验大纲 【教材与参考书目】 指定教材：人工智能基础，蔡自兴，蒙祖强。高等教育出版社，2005年5月 参考书目：1人工智能（上、下册），陆汝钤，北京：科学出版社， 1996年2人工智能原理，石纯一等，北京：清华大学出版社，19933人工智能基础，高济等，北京：高等教育出版社，2002 【有关说明（教学建议）】l 本课程概念多、较抽象、涉及面广，因此教学形式以讲授方式为主。l 关键性概念、整体实现思想方面的问题可辅以课堂讨论的形式。（ 编制：马乐荣/审核：郝继升 ）