计算机组成原理智能系统.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第 8 章 人工智能,8.1 什么是人工智能,8.2 人工智能研究方法,8.3 人工智能研究与应用领域,计算机组成原理智能系统,第1页,人工智能定义,有些事情计算机能比人类做得更加好。比如，求100个5位数和，即使人用纸和笔也能够得出计算结果，不过要花费很长时间还可能犯错，而计算机却只用不到1秒钟就能给出准确无误计算结果；,有些事情计算机还远远达不到人类水平。比如，人能够识别出各种各样桌子（即使是缺乏一只桌腿破桌子），人脑能够对那些残缺、失真、变形信息进行快速识别，而计算机就极难做到这一点。,计算机组成原理智能系统,第2页,人工智能定义,什么是人工智能？,人工智能与人类智能有什么关系？,怎样判定机器是否含有智能？,计算机组成原理智能系统,第3页,人工智能定义,1981年，费根鲍姆（E.A.Feigenbaum）认为：“人工智能是计算机科学一个分支，包括到智能计算机系统设计，该系统显示人类行为中与智能相关一些特征”。,1984年，绍特里夫（E.A.Shortliffe）认为：“人工智能是计算机科学一个分支，它研究问题求解符号方法和非算法方法”。,计算机组成原理智能系统,第4页,人工智能定义,1992年，温斯顿（Winston）认为：“人工智能是计算机科学一个领域，它主要处理怎样使计算机感觉、推理和行为等问题”。,1997年，博登（M.Boden）认为：“人工智能是利用计算机程序和程序设计技术来认识普通智能原理和详细人类思想”。,计算机组成原理智能系统,第5页,人工智能定义,年，斯达特如塞（Stuart Russell）和皮特诺维志（Peter Norvig）认为：已经有人工智能定义能够分成四类：,像人一样思索系统；,像人一样行动系统；,理性思索系统；,理性行动系统。,计算机组成原理智能系统,第6页,人工智能起源和发展,1950年，英国数学家图灵发表了一篇含有里程碑性质论文计算机器和智能，论文中提出了一个问题：机器能够思索吗？开创了人工智能先河。,1956年夏，在达特莫斯大学召开了学术研讨会，会上经麦卡锡提议并正式采取了“人工智能”这一术语，标志着“人工智能”学科诞生。,计算机组成原理智能系统,第7页,人工智能起源和发展,1956年，纽厄尔（A.Newell）领导研究组研制出逻辑理论机，证实了数学原理第二章52个定理中38条。,1956年，赛穆尔（A.Samuel）研制成功含有自学习能力跳棋程序，于1962年击败了美国一个州跳棋冠军，表达出人工智能优势。,1960年，麦卡锡创建了面向人工智能程序设计表处理语言LISP，能够方便地处理各种符号进行符号推演。,计算机组成原理智能系统,第8页,人工智能起源和发展,20世纪50年代末到60年代初，开始了人工神经网络研究。,1960年，美国生产了第一批商用工业机器人，20世纪60年代末，机器人研究发展到高潮。,1964年，费根鲍姆研制了一个能够用有限自然语言进行交谈软件ELIZA，该软件能够模仿一名临床医生与心理病人在终端上对话，造成了自然语言了解这一分支领域出现。,计算机组成原理智能系统,第9页,人工智能起源和发展,20世纪60年代到70年代，教授系统研究有了很大发展，使人工智能开始走向实际应用。,1967年，如森泽格（Rosengerg）和伯格勒（Bagley）提出了遗传算法思想，1975年，霍兰德（Holland）奠定了遗传算法理论基础，造成了演化计算这一研究方向形成。,20世纪70年代初，英国爱丁堡大学柯瓦斯基（R.Kowalski）提出以逻辑为基础程序设计语言PROLOG，1986年，Borland企业推出可运行在个人计算机上Turbo PROLOG。,计算机组成原理智能系统,第10页,人工智能起源和发展,1977年，费根鲍姆提出了“知识工程”，标志着人工智能研究进入了实际应用阶段。,20世纪80年代开始，一些特定领域人工智能技术已经成熟，各国政府纷纷投入巨款用于人工智能及其应用研究。,1994年，IEEE召开了关于神经网络、进化计算和含糊系统首届计算智能国际会议。,20世纪90年代，智能Agent研究开始引发人工智能界广泛关注，并快速成为一个热门研究领域。,计算机组成原理智能系统,第11页,人工智能研究意义,现在普通计算机系统智能还相当低下，譬如缺乏自适应、自学习、自优化等能力，只能被动地按照人们为它事先安排好工作步骤进行工作。,智能化是自动化发展必定趋势，自动化发展到一定程度，再向前发展就必定是智能化。实际上，智能化是继机械化、自动化之后，人类生产和生活中又一个技术特征。,研究人工智能对探索人类本身智能奥秘也可提供有益帮助。,计算机组成原理智能系统,第12页,人工智能研究方法,符号智能,符号智能：,从人脑宏观心理层面入手，以智能行为心理模型为依据，主要经过逻辑推演，利用知识模拟人类思维过程。,符号智能主要研究内容包含知识获取、知识组织与管理、知识推理与利用等技术，这些技术组成了知识工程。,计算机组成原理智能系统,第13页,符号主义对机器是否含有智能判定是：两个系统（人和计算机）应该使用,相同内部过程,来生成结果，即用计算机来模拟人类智力活动。不过这种方法最少有三个关键问题极难处理：,（1）许多人不知道怎样表示自己怎样做事，人类智能包含了下意识、瞬间洞察力，以及其它一些人类极难了解或不能了解智力活动。,人工智能研究方法,符号智能,计算机组成原理智能系统,第14页,（2）人脑结构与计算机部件之间存在巨大差异，人脑能够将复杂工作分为许多细小、简单部分，并同时完成这些简单部分，这种并行处理能力，即使是最强大超级计算机也不能完全具备。,（3）机器做事情最正确方法与人类做这些事情时所用方法往往不一样，比如，在怀特弟兄之前，全部创造家都没有能够制造出飞行器，因为他们只是试图模拟鸟类而没有发挥机器本身特征。,人工智能研究方法,符号智能,计算机组成原理智能系统,第15页,人工智能研究方法,计算智能,计算智能以数值数据为基础，主要经过,数值计算,，利用,算法,进行问题求解。,神经计算,是从人脑生理层面入手，以智能行为生理模型为依据，采取数值计算方法，模拟人脑神经网络工作过程，来研究和实现人工智能。,进化计算,（演化计算）是以生物进化为基础，模拟人与环境交互和控制过程中表现出来行为特征，如反应、适应、学习、寻优等，来研究和实现人工智能。,含糊计算,是以含糊数学为基础，利用数学伎俩，描述和处理人思维存在含糊性概念，来研究和实现人工智能。,计算机组成原理智能系统,第16页,人工智能研究方法,智能Agent,Agent,是一个含有智能实体，这种实体能够是软件、设备、机器人或计算机系统。Agent抽象模型是含有传感器和效应器，Agent经过传感器感知环境，经过效应器作用于环境，而且能与其它Agent进行信息交流并协同工作。,基于Agent计算；,面向Agent程序设计；,面向Agent软件开发。,计算机组成原理智能系统,第17页,人工智能研究与应用领域,机器博弈,博弈,：诸以下棋、打牌、竞技、战争等一类竞争性智能活动。,博弈为人工智能提供了一个很好试验领域，人工智能中许多概念和方法都是从博弈中提取出来。,博弈结果显著，如IBM企业研制IBM超级计算机“深蓝”于1997年5月与当初国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫对弈，结果“深蓝”获胜。,计算机组成原理智能系统,第18页,人工智能研究与应用领域,教授系统,教授系统,是一个智能计算机系统，它利用知识和推理来处理只有教授才能处理复杂问题。,世界上第一个教授系统DENDRAL能够像物理化学家一样推断分子结构。,美国DEC企业配置教授系统XCON。,计算机组成原理智能系统,第19页,人工智能研究与应用领域,数据挖掘,数据挖掘,是指从大型数据库或数据仓库中提取隐含、未知、非平凡、有潜在应用价值信息或模式处理过程。,数据挖掘不但面向特定数据库检索，而且对这些数据进行微观和宏观统计、分析、综合及推理，企图发觉事件间相互联络，利用已经有数据对未来活动进行预测。,计算机组成原理智能系统,第20页,人工智能研究与应用领域,自然语言了解,自然语言处理（又称自然语言了解）采取人工智能理论和技术将自然语言机理用计算机程序表示出来，结构能够了解自然语言系统。,自然语言了解在以下场所取得广泛应用：,（1）机器翻译。,（2）篇章了解。,（3）自然语言接口。,计算机组成原理智能系统,第21页,人工智能研究与应用领域,模式识别,模式,是提供模仿用标本，,模式识别,就是识别出给定事物和哪一个模式相同或相同。,模式识别研究主要在以下两个方面：,（1）图形和图像识别,（2）语音识别,预处理系统,识别处理系统,待识别,事物,识别,结果,计算机组成原理智能系统,第22页,人工智能研究与应用领域,智能机器人,机器人,是一个可再编程多功效操作装置。,机器人和其它类型计算机最主要硬件区分是复杂,输入和输出设备,，机器人并不是把输出传送到屏幕或打印机，而是发送命令给关节、手臂或其它可移动部件。,当代机器人大都装有输入传感器，这些传感器允许机器人依据外界反馈信息纠正或修改他们行为。,计算机组成原理智能系统,第23页,人机共生,在人工智能、机器人、基因学、生物技术和微技术方面成就或许有一天会使这些技术界限全部消失。计算机和机器人勿庸置疑将会继续负担起更多原本应由人类来完成工作，它们甚至能够生长而且利用人类生物学中基因技术进行繁殖。假如它们能够变得足够智能以至于它们自己能够制造智能机器，那么全部事情就是可能了。不论是好是坏，我们都要与计算机共存。,人造智能机器和生物有机体界限到底是什么？,计算机组成原理智能系统,第24页,