- •1 Общая характеристика дисциплины
- •1.1 Значение дисциплины ии
- •1.2 Понятие "искусственный интеллект"
- •1.3 Краткая история развития ии
- •1.4 Классификация систем ии
- •Представления знаний - центральная проблема ии.
- •Компьютерной лингвистики, решение которой обеспечивает процесс естественно- языкового общения с эвм и процесс автомтического перевода с иностранных языков.
- •Компьютерной логики, имеющей особо важное значение для развития экспертных систем, поскольку ее цель – моделирование человеческих рассуждений.
- •1.5 Основные направления развития ии
- •2Языки систем искусственного интеллекта
- •2.1 Общие сведения о языках сии
- •2.2 Язык лисп
- •2.2.1 Алфавит
- •2.2.2 Атомы и точечные пары
- •2.2.3 Списки
- •2.2.4 Арифметические функции языка лисп
- •2.2.5 Функции setq и quote
- •2.2.6 Функции car и cdr
- •2.2.7 Композиция функций саr и cdr.
- •2.2.8 Пустой список
- •2.2.9 Функция cons
- •2.2.10 Логические значения и предикаты
- •2.2.11 Предикаты атом и eq
- •2.2.12 Предикат null
- •2.2.13 Предикаты, классифицирующие атомы
- •2.2.14 Арифметические предикаты сравнения
- •2.2.15 Операции над строками битов
- •2.2.16 Функция cond
- •2.2.17 Определяющее выражение функции
- •2.2.18 Определяемые функции
- •2.2.19 Рекурсивные функции
- •2.2.20 Prog- механизм.
- •2.3 Обращение (инверсия) списков
- •2.4 Вычисление факториала числа
- •2.5 Вычисление длины списка
- •2.6 Вычисление длины списка и его подсписков
- •2.7 Соединение списков
- •2.8 Удаление элемента из списка
- •2.9 Функция, вычисляющая список общих элементов двух списков
- •2.10 Функция, объединяющая два списка и не включающая повторяющиеся элементы
- •2.11 Ассоциативные списки
- •2.12 Функции, изменяющие значения указателей
- •2.13 Функции read и print
- •2.14 Функция eval
- •3 Представление задач и поиск решений
- •3.1 Представление задач в пространстве состояний
- •3.2 Сведение задачи к подзадачам
- •3.3Представление задач в виде доказательства теорем
- •3.4 Поиск решения в пространстве состояний
- •3.5 Алгоритм поиска в ширину
- •3.6 Алгоритм поиска в глубину
- •3.7Алгоритм равных цен
- •3.8 Алгоритмы эвристического (упорядочного) поиска
- •3.9 Поиск решения задачи, при сведении задачи к подзадачам
- •3.10 Представление знаний
- •3.10.1 Продукционные системы
- •3.10.2Семантические сети
- •3.10.3 Представление знаний фреймами
- •3.11 Сопоставление с образцом
- •3.11.1 Функции Mapcad, Apply и Funcall
- •3.11.2 Свойства Атомов
- •3.11.3 Функция сопоставления с образцом
- •3.11.4 Присваивание значений при сопоставлении с образцом
- •3.11.5 Функции Explope, Compress, AtomCar, AtomCdr
- •3.11.6 Задание ограничений при сопоставлении с образцом
- •3.12 Программная реализация лисп - машин
- •3.12.1 Структура памяти лисп - машины
- •3.12.2 Диалекты языка лисп
- •3.12.3 Аппаратная реализация языка лисп
- •4 Математические основы логического вывода
- •4.1 Решение задач с помощью доказательства теорем
- •4.2 Тождественные преобразования при доказательстве теорем
- •4.3 Принцип резолюции
- •4.4Примеры применения принципа резолюции
- •4.5 Система управления роботом strips.
- •5Решение задач искусственного интеллекта на языке пролог
- •5.1 Применение метода доказательства теорем в системе пролог
- •5.2 Особенности программирования на пролоГе
- •5.4 Арифметические предикаты
- •5.5 Предикаты управления возвратом
- •5.6 Программа вычисления квадратного корня
- •5.7 Вычисление n!
- •5.8 Область действия предиката отсечения
- •5.9 Отрицание на пролоГе
- •5.10 Определение структур управления
- •5.11 Организация циклов в языке пролог
- •5.11.1 Цикл repeat-fail
- •5.11.2 Сопоставление цикла с возвратом и рекурсии
- •5.12 Операторная запись.
- •5.13 Ввод-вывод в системе пролог
- •5.13.1 Предикаты ввода-вывода символов
- •5.13.2 Предикаты ввода-вывода термов
- •5.13.3 Примеры применения предикатов ввода-вывода
- •5.14 Предикат name
- •5.15 Предикаты проверки типов термов
- •5.16 Создание и декомпозиция термов
- •5.17 Предикаты работы с базой данных .
- •5.18 Бинарные деревья
- •5.18.1 Построение бинарного дерева
- •5.18.2 Преобразование списка в упорядоченное дерево
- •5.18.3 Преобразование дерева в список
- •5.18.4 Удаление элемента из дерева
- •5.18.5 Поиск в глубину
- •5.18.6 Поиск в ширину
- •5.19 Поиск решений в игровых программах.
- •5.20 Обратное усечение дерева.
3.11.4 Присваивание значений при сопоставлении с образцом
Cледующим направлением усовершенствования функции match будет то, чтобы при успешном сопоставлении факта с образцом, функция возвращала в переменных то, с чем она сопоставима.
Введем в образце дополнительные обозначения - атомы, начинающиеся со знаков > и &. Например,
(A >X B) (A &X B)
Если будем сопоставлять
(A &X B):=: (A X Y B), то &X (X Y)
(цвет &X красный):=:(цвет яблоко красный), >X яблоко
(+ <A <B):=:(+ 1 2), <A1 <B2
Если в образце встречается знак >, то соответствующей пе-
ременной присваивается одно значение; если &, то список значе-
ний. Для того, чтобы определить функцию , учитывающую эти осо-
бенности необходимо проанализировать , с какого символа начи-
нается атом в образце.
3.11.5 Функции Explope, Compress, AtomCar, AtomCdr
Функция (EXPLODE A) "разрывает" атом на части и получает список.
Например,
(EXPLODE 'ATOM) (A T O M)
В ЛИСПе имеется также обратная функция, которая воссоздает атом из составных частей.
Например,
(COMPRESS '(A T O M)) ATOM
Определим ряд вспомогательных функций:
ATOMCAR- выделяет первый элемент из имени атома;
ATOMCDR- остаток без первого элемента.
(DEFUN ATOMCAR (A)
(CAR (EXPLODE A))
)
(DEFUN ATOMCDR (A)
(COMPRESS (CDR (EXPLODE A)))
)
работа этой функции:
ABC (A B C) (B C) (BC)
Рассмотрим применение этих функций при сравнении с образцом. Чтобы match присваивала значения, требуется в ее определениии заменить символ * на >.
Фрагмент программы для 1-го случая:
((AND (EQUAL (ATOMCAR (CAR P)) '>)
(MATCH (CDR P)(CDR D)))
(SETQ (ATOMCDR (CAR P)(CAR D))
Т)
Если имя первого элемента образца начинается с > и сопоставление хвостов образца и факта прошло успешно, то параметру образца, который начинался с > присваивается список из первого элемента факта.
Изменим также и правила, связанные со знаком &.
((EQUAL (ATOMCAR (CAR P)) '&)
(COND ((MATCH (CDR P) (CDR D)) (2)
(SETQ (ATOMCDR (CAR P)) (LIST (CAR D)))
Т)
Возвращаем не один атом, а список из элементов:
((MATCH P (CDR D)) (3)
(SET (ATOMCDR (CAR P))
(CONS (CAR D)(EVAL (ATOMCDR (CAR P))))
Т)))
В приведенном фрагменте проверяется, является ли первый символ элемента из первого элемента списка P знаком &, если да, то с помощью COND реализуется одна из проверок 2 и 3.
Проверка 2 предполагает, что символу & соответствует первый элемент из D, далее проверяется, совпадают ли хвосты. Если да, то образец и факт совпали, тогда в переменную, которая начиналась с & записывается сделанная подстановка.
Например,
Образец (&L B D)
Образ (X B D)
Присваивание L(X)
Проверка 3 реализется когда & ставится в соответствие несколько элементов. Например,
Образец (&L B D)
Образ (X Y B D)
Ставим в соответствие L(X), хвосты не совпадают, ставим в соответсвие следующий элемент L(X Y), хвосты совпадают. Поэтому выполняется присваивание L(X Y) Если неудача, то присвоение не делается.
Рассмотренное определение функции требует изменений. Часто требуется не только подстановка в переменные, но и удовлетворение определенным свойствам при сопоставлении. Тогда в образец вписывают список "пакет ограничений".