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1、人工智能课程设计简单小程序和家族关系推理系统信息学院 1201001193 温小龙1. 背景介绍“人工智能”一词最初是在 1956 年 Dartmouth 学会上提出的。从那以后,研 究者们发展了众多理论和原理,人工智能的概念也随之扩展。人工智能是一门极 富挑战性的科学，从事这项工作的人必须懂得计算机知识，心理学和哲学。人工 智能是包括十分广泛的科学，它由不同的领域组成，如机器学习，计算机视觉等 等，总的说来，人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人 类智能才能完成的复杂工作。Prolog 语言最早由 Aix-Marseille 大学的 Alain Colmerauer 与 P
2、hillipe Roussel 等人于 60 年代末研究开发。1972 年被公认为是 Prolog 语言正式诞生的年份，自 1972 年以后，分支出多种 Prolog 的方言。最主要的两种方言为 Edinburgh 和 Aix-Marseille。最早的Prolog解释器由Roussel建造，而第一个Prolog编译器则 是 David Warren编写的。Prolog 一直在北美和欧洲被广泛使用。日本政府曾经为了建造智能计算机而 用Prolog来开发ICOT第五代计算机系统。在早期的机器智能研究领域,Prolog 曾经是主要的开发工具。80年代Borland开发的Turbo Prolog，进
3、一步普及了 Prolog的使用。1995年确定了 ISO Prolog标准目前比较流行的实现工具包括 SWI-Prolog, Yap 等。2. 课程实验介绍本次课程实验要求使用prolog语言编写一个人工智能方面的应用。2.1 “Hello World”程序的实现本小实验是一个入门的实验，主要实现的功能是在鼠标点击处显示Hello World”。初始化界面如图2.1.1所示。图 2.1.1 初始化界面当鼠标点击时，会显示Hello World字样”，如图2.1.2所示。图 2.1.2 显示 “Hello World”2.2 数的阶乘的实现 本实验主要实验数的阶乘，即输入一个正整数，然后给出该数
4、的阶乘。初始化界面如图 2.2.1 所示。图 2.2.1 数阶乘的初始化界面输入一个数后，点击Factorial”按钮就可显示结果，如图2.2.2所示。图 2.2.2 5的阶乘的结果显示2.3 家族关系推理系统 这里我们选择编写一个家族分析系统，在这个系统里我们输入个人的一些简要信息(这里我们只考虑男女性别)以及家族信息。例如person(judith,female()表示judith为女性， parent(john,judith)表示john为judith的父母。我们用一个txt文件作为该系统的输入， 该文件里保存了我们所需要的家族信息。这里我们给系统设计了三个功能，分别是根据输入 信息找到
5、父子关系，爷孙关系以及输入一个人的姓名找到其祖先。我们的开发环境为visual prolog6。系统设计界面如图2.3.1所示：图 2.3.1 系统界面其中 find 菜单下边的三个子菜单为分别对应我们的三个子功能：父子关系推理，爷孙关系推理以及祖先推理。下面我们首先装载入数据，如图2.3.2 所示：图 2.3.2 装载数据成功接着我们根据数据先找父子关系及爷孙关系，结果如图2.3.3 所示图2.3.3父子关系推理结果lessagespam i$ father of johngrandfather testpam i$ grandfather of john讪图2.3.4爷孙关系推理结果：最后
6、我们在对话框里输入一个名字，用我们的系统推理出其祖先是谁，这里我们输入pam,则推断结果如图2.3.5 所示：图 2.3.5 祖先推理结果3.系统实现原理简介： 由于我们要实现系统的图形界面，因此这里我们将系统分为两个部分，其中一部分负责 根据输入来进行逻辑推理，我们这里暂称为逻辑推理层。下面将是我们逻辑推理层的prolog 代码：class predicatesfather:(string Person,string Father) nondeterm anyflow.clausesfather(Person,Father):- parent(Person,Father), person(F
7、ather,male().class predicatesgrandFather:(string Person,string GrandFather) nondeterm anyflow. clausesgrandFather(Person,GrandFather):- parent(Person,Parent), father(Parent,GrandFather).class predicatesancestor:(string Person,string Ancestor) nondeterm anyflow. clausesancestor(Person,Ancestor) :- pa
8、rent(Person,Ancestor).ancestor(Person,Ancestor):- parent(Person,P1), ancestor(P1,Ancestor).接着另一部分为一些GUI图形界面处理代码，这里我们就列出来了，具体可见附录。这里 我们实现的系统由于较为简单，因此在系统实现的时候没有将逻辑推理层和GUI处理分开 来，而是放在一起，这对于开发小型系统较为高效，但对于很复杂的AI系统是万万不能的。 4.总结Prolog是一个很强大的逻辑推理程序，尤其适合于AI人工智能领域。通过这次实践， 对开发AI程序有了更为直观的了解，增强了对人工智能的理解和兴趣。附录l.“He
9、llo Worl程序的源码Utah State Universityimplement queryinherits formWindow open core, vpiDomainsconstantsclassName = query/query. classVersion = .clauses classInfo(className, classVersion).clauses display(Parent) = Form :-Form = new(Parent), Form:show().clauses new(Parent):- formWindow:new(Parent), genera
10、tedInitialize().class facts mousePoint:pnt := pnt(-1, -1).predicates onMouseDown : drawWindow:mouseDownListener.clausesonMouseDown(_S, Point, _ShiftControlAlt, _Button) :- mousePoint := Point, Point= pnt(X, Y),R= rct(X-8, Y-8, X+60, Y+8),invalidate(R).predicatesonPaint : drawWindow:paintResponder.cl
11、ausesonPaint(_Source, _Rectangle, GDIObject) :- ifpnt(X, Y)= mousePoint, X0thenmousePoint := pnt(-1, -1), GDIObject:drawText(pnt(X, Y), Hello, World!, -1) else succeed() end if.% This code is maintained automatically, do not update it manually. 00:04:49-30.7.2007 factsok_ctl : button. cancel_ctl : b
12、utton. help_ctl : button.predicates generatedInitialize : ().clauses generatedInitialize():- setFont(vpi:fontCreateByName(MS Sans Serif, 8), setText(query), setRect(rct(50,40,186,104), setDecoration(titlebar(closebutton(),maximizebutton(),minimizebutton(), setBorder(sizeBorder(), setState(wsf_ClipSi
13、blings,wsf_ClipChildren), menuSet(noMenu), addShowListener(generatedOnShow), addMouseDownListener(onMouseDown), setPaintResponder(onPaint), ok_ctl := button:newOk(This), ok_ctl:setText(&OK), ok_ctl:setPosition(8, 40), ok_ctl:setSize(30, 12), ok_ctl:setAnchors(control:right,control:bottom), cancel_ct
14、l := button:newCancel(This), cancel_ctl:setText(Cancel), cancel_ctl:setPosition(48, 40), cancel_ctl:setSize(30, 12), cancel_ctl:setAnchors(control:right,control:bottom), help_ctl := button:new(This), help_ctl:setText(&Help), help_ctl:setPosition(88, 40), help_ctl:setSize(30, 12), help_ctl:setAnchors
15、(control:right,control:bottom).predicates generatedOnShow: window:showListener.clauses generatedOnShow(_,_):- succeed.% end of automatic code end implement query 2.数阶乘的源码Utah State Universityimplement queryinherits formWindow open core, vpiDomainsconstants className = formcontainer/query. classVersion = .clauses classInfo(className, classVersion).clauses display(Parent) = Form :- Form = new(Parent), Form:show().clauses new(Parent)
