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人工智能引论

人工智能引论(Introduction to Artificial Intelligence)研究如何表示知识、进行推理、寻找解,并从数据和环境反馈中学习。本组笔记覆盖前四节课,按知识依赖组织;原课件与课堂截图中的公式、例题已并入对应主题。

阅读路线

顺序 主题 核心问题
1 人工智能的框架与发展 智能任务有哪些计算方法?
2 可计算性与形式系统 什么能算,什么不能算?
3 命题逻辑与归结 怎样从前提严格推出结论?
4 一阶逻辑与量词推理 怎样表达对象、关系与一般规律?
5 知识图谱、FOIL 与路径推理 怎样学习规则、补全关系?
6 概率推理:贝叶斯网络与马尔可夫逻辑 不确定的知识怎样参与推理?
7 因果推理与辛普森悖论 观察到的关系与主动改变的效果有什么区别?
8 搜索问题与通用搜索框架 怎样把求解转化为状态空间探索?
9 启发式搜索:贪婪策略与 A* 如何利用估计代价,何时保证最优?
10 Minimax 与 Alpha–Beta 怎样考虑对手并省略无效分支?
11 UCB、UCT 与 MCTS 怎样通过采样平衡探索与利用?
12 黑白棋中的 MCTS 实现 如何把搜索映射到规则、状态和接口?

建议先理解逻辑中的“必然推出”,再阅读知识图谱中的“学习得到”,最后比较概率预测与因果结论。搜索基础承接第三节课末尾;第四节课继续展开启发式搜索、对抗搜索与采样搜索,最后落到黑白棋实现。

以知识、数据和环境反馈为输入的人工智能方法框架

原创概念图。可编辑源图与复现方法见 图示说明。

四节课的知识覆盖

课堂 整理范围 对应笔记
第一节 AI 的提出、研究传统、发展阶段、方法体系、计算基础、应用与素养 1、2
第二节 命题与联结词、等价变形、归结;绪论补充;谓词、量词与推理 1—4
第三节 逻辑回顾、归纳逻辑编程、FOIL、PRA、概率图模型、因果推断、搜索入门 3—8
第四节 搜索框架回顾、贪婪与 A*、Minimax 与 Alpha–Beta、多臂老虎机与 UCB、MCTS、黑白棋实现 8—12

第四节课的主线

先对照交通图理解“估计剩余代价”与“全程代价”,再对照完整博弈树理解剪枝上下界,最后用 UCB 和 MCTS 把确定性搜索转向采样估值。黑白棋示例重点检查 Pass、独立局面、收益视角与时间预算。

复习入口

知识图谱、贝叶斯网络、因果图和搜索图都使用“图”,但节点、边与计算目标不同;阅读时先确认图的语义,避免把一种图上的结论搬到另一种图上。

课程来源与公式校订见 资料对照与校订依据。