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《人工智能导论》上机实验指导书

昆明理工大学自动化系

2016年9月

基于人工智能的状态空间搜索策略研究

——八数码问题求解

一、实验目的

1. 熟悉人工智能系统中的问题求解过程；

2. 熟悉状态空间的盲目搜索和启发式搜索算法的应用； 3. 熟悉对八数码问题的建模、求解及编程语言的应用。

二、实验内容及要求

八数码问题：在3×3的方格棋盘上，摆放着1到8这八个数码，有1个方格是空的，其初始状态如图1所示，要求对空格执行空格左移、空格右移、空格上移和空格下移这四个操作使得棋盘从初始状态到目标状态。

2 8 3 1 6 4 7 0 5

1 2 3 8 4 7 6 5 (a) 初始状态 (b) 目标状态 图1 八数码问题示意图

请任选一种盲目搜索算法（广度优先搜索或深度优先搜索）或任选一种启发式搜索方法（全局择优搜索，加权状态图搜索，A 算法或 A* 算法）编程求解八数码问题（初始状态任选）。选择一个初始状态，画出搜索树，填写相应的OPEN表和CLOSED表，给出解路径，对实验结果进行分析总结，得出结论。

可任意选择一种熟悉的编程语言编程实现所选择的算法。 三、实验步骤

1.分析算法基本原理和基本流程；

2.确定对问题描述的基本数据结构，如 Open 表和 Closed 表等； 3.编写程序并调试成功； 5.撰写实验报告。 四、实验报告要求

所撰写的实验报告必须包含以下内容： 1. 算法基本原理和流程框图；

2. 基本数据结构分析和实现；

3. 编写程序的各个子模块，按模块编写文档，含每个模块的建立时间、功能、输入输出参数意义和与其它模块联系等；

4. 程序运行结果，含使用的搜索算法及搜索路径等；实验结果分析； 5. 结论；

6. 提供全部源程序及软件的可执行程序。 7. 实验报告双面打印。 附：实验报告格式模板

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小型专家系统的设计与实现

一、实验目的

1. 熟悉产生式表示法；

2. 掌握产生式系统工作原理和基于规则的推理；

3. 能够利用编程技术建立基于产生式表示法的小型专家系统；

二、实验内容及要求

运用所学内容，根据课本130页～131页的例6.1和例6.2的规则库和事实, 基于产生式表示法，编程实现小型专家系统--动物识别系统。任意选择一种熟悉的编程语言，实现动物识别系统。能够完成以下功能：

1.正向推理：根据输入的初始事实，正确识别出相应的动物； 2.逆向推理：根据已知动物，给出该动物的特征。 三、实验步骤

1.理解基于规则的推理； 2.确定建立系统的基本流程； 3.确定基本数据结构； 4.编写程序并调试成功； 5.撰写实验报告。 四、实验报告要求

所撰写的实验报告必须包含以下内容： 1. 动物识别系统的构成及其运行机制； 2. 系统实现流程框图；

3. 程序各个子模块的功能、输入输出参数意义以及和其它模块的联系等； 4. 程序运行结果； 5. 实验结果分析； 6. 结论；

7. 提供全部源程序及软件的可执行程序； 8. 实验报告双面打印。

附：实验报告格式模板

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