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人工智能导论期末复习合集

人工智能导论期末复习合集

AI导论知识点目录人工智能导论期末复习合集〇、绪论一、知识的概念练习题二、基本搜索2.1 状态空间法2.2 无信息搜索2.2.1 宽度优先搜索【队列】2.2.2 深度优先搜索【栈】2.2.3 一致代价搜索【优先队列】练习题 2.3 启发式搜索2.3.1 贪婪搜索【优先队列】2.3.2 A*搜索【优先队列】总结练习题三、约束满足问题3.1 回溯法3.2 排序策略3.2.1 最少可取值3.2.2 度启发式3.2.3 最少约束值 3.3 推理策略3.3.1 约束传播-局部相容性3.3.2 智能回溯3.3.3 前向检查 3.4 问题结构特性3.4.1 树状约束满足问题-图转树练习题 3.5 局部搜索3.5.1 爬山法改进爬山法 3.5.2 模拟退火3.5.3 局部束搜索3.5.4 遗传算法练习题四、对抗搜索4.1 Minimax4.2 Alpha-Beta剪枝4.3 优化练习题五、贝叶斯推理5.1 推理(参考离散数学)5.2 贝叶斯推理(概率论与数理统计回顾)练习题六、专家系统6.1 基本概念练习题七、机器学习7.1 机器学习概述7.2 相关问题7.3 研究内容有监督学习无监督学习半监督学习研究内容 7.4 基本概念假设空间模型评估与选择数据集的划分性能度量 练习题八、维度约简8.1 概述8.2 特征选择(不考)过滤式包裹式嵌入式 8.3 互信息特征选择练习题九、深度学习绪论9.1 神经网络基础9.2 经典神经网络9.3 卷积神经网络十、集成学习10.1 集成学习基础10.2 个体生成集成学习主要问题个体生成AI导论总结

〇、绪论

重点:人工智能定义、人工智能研究内容(了解、理解即可)

一、知识的概念

重点:知识的概念、知识的表示

知识是人们在长期的生活及社会实践中、在科学研究及实验中积累起来的对客观世界的认识与经验。 知识的形式:事实、因果关联 知识的特性:相对正确性(明确前提)、不确定性(真假之外)、可表示性(形式描述)、可利用性(学以致用)

练习题知识的概念 在这里插入图片描述二、基本搜索 2.1 状态空间法

· 状态:表示问题解法中每一步问题状况的数据结构 · 操作:状态变换的手段 · 状态空间:表示问题全部可能状态及其关系的图 · 状态空间的解:从初始状态到目标状态的操作算子序列 在这里插入图片描述

2.2 无信息搜索

只按预定的控制策略进行搜索,在搜索过程中获得的中间信息不会用来改进控制策略。

每个节点的分支数为b,最浅解位于第s层,搜索空间共m层。

2.2.1 宽度优先搜索【队列】

在这里插入图片描述

时间复杂度:O(b sb^sbs) 空间复杂度:O(b sb^sbs) 具有完备性、最优性

2.2.2 深度优先搜索【栈】

在这里插入图片描述

时间复杂度:O(b mb^mbm) 空间复杂度:O( b m bmbm) 可能不具有完备性(图有环时需进行约束)、不具有最优性(最左的解)

2.2.3 一致代价搜索【优先队列】

在这里插入图片描述 解代价为C ∗ C^*C∗,边最小代价为εεε

时间复杂度:O(bC∗/εb^{C^*/ε}bC∗/ε) 空间复杂度:O(bC∗/εb^{C^*/ε}bC∗/ε) 具有完备性、最优性

练习题一致代价搜索的终止条件: 无信息搜索

在这里插入图片描述

2.3 启发式搜索

在搜索中加入了与问题有关的启发性信息,用于指导搜索朝着最有希望的方向进行,加速问题的求解过程并找到最优解。

2.3.1 贪婪搜索【优先队列】

搜索策略: 拓展看起来离目标最近的节点 评估函数:f(n)=h(n)f(n)=h(n)f(n)=h(n)【h(n)h(n)h(n)表示从nnn节点到目标节点最佳路径的估计代价】

最坏情况下退化为DFS,时间复杂度为O(b mb^mbm) 空间复杂度:O(b mb^mbm)【存储所有节点的信息】 不具有完备性和最优性

2.3.2 A*搜索【优先队列】

搜索策略: 避免拓展耗费已经很大的路径 评估函数:f(n)=g(n)+h(n)f(n)=g(n)+h(n)f(n)=g(n)+h(n)【g(n)表示初始节点到n节点的实际代价、h(n)表示估计代价】

可纳性 如果对任意节点 𝑛 𝑛n, h ( n ) ≤h ∗( n ) h(n)≤h^*(n)h(n)≤h∗(n)成立, 则启发式函数是可纳的(admissible), 其中,h ∗( n ) h^*(n)h∗(n)是结点 𝑛 𝑛n到目标状态的真实代价。

定理:若h(n)h(n)h(n)可纳,则A*搜索算法具有最优性。

一致性(一致->可纳) 若对于任意节点 n nn和通过操作 a aa生成的后续节点n ′n'n′,则 h ( n ) ≤ c o s t ( n , a ,n ′) + h (n ′) h(n)≤cost(n,a,n')+h(n')h(n)≤cost(n,a,n′)+h(n′)成立,则启发式函数是一致的

定理:若h(n)h(n)h(n)一致,则A*搜索算法具有最优性。

优势性 对于任意节点 nn n,可纳启发式函数h1 ( n )

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