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第一部分人工智能编程导论1

第一章 PROLOG入门1

1.1 Prolog中的事实表达1

习题3

1.2 只含事实和询问的简单程序3

A.Prolog程序3

B.资料对象5

C.匹配5

习题6

1.3 Prolog中的规则7

A.规则的描述7

B.Prolog中规则的用法9

习题16

1.4 Prolog中的递归规则16

A.递归的引入16

B.Prolog中递归规则的处理19

习题22

1.5 本章小结22

下章概要23

参考文献23

第二章 对PROLOG更深入的探讨25

2.1 资料表达和语法25

A.常量25

B.变量29

C.简单对象和结构对象30

D.小结32

习题33

2.2 匹配34

A.变量的实例化34

B.匹配的要求34

C.等式37

习题38

2.3 Prolog的说明特性和过程特性38

A.说明语言和过程语言的理解38

B.子句的排序：死循环的危险39

C.子句排序的技巧42

习题47

2.4 Prolog和逻辑48

A.谓词逻辑48

B.Horn子句48

2.5 本章小结49

下章概要49

参考文献50

第三章 算术、表和递归51

3.1 Prolog中的算术51

A.算术运算符51

B.算术比较运算符55

A.描述和语法58

习题58

3.2 表58

B.表头和表尾59

C.表和二元树60

习题61

3.3 Prolog中的递归和表处理61

A.使用表进行递归61

B.与迭代相比较65

3.4 表处理的实际应用66

A.附加66

B.反向68

C.增加和删除70

D.子表71

E.第一个和第末个元素72

F.长度73

G.除去重复73

H.表处理关系小结75

习题75

3.5 本章小结78

3.6 实际问题79

下章概要80

参考文献80

4.1 阻止回溯：截断81

第四章 回溯和程控81

4.2 Prolog中的回溯84

A.截断的理解84

B.Prolog为什么要回溯87

C.Prolog如何回溯87

习题88

4.3 截断的通常用法88

A.让关系确定88

B.“锁住”简单规则89

C.因失败而否定90

习题90

A.过程排序后果92

4.4 截断的果92

B.目标匹配后果93

习题97

4.5 本章小结97

下章概要97

参考文献98

第五章 输入和输出99

5.1 项的读写99

A.输入和输出流99

B.谓词write，tab，nl和read99

5.2 表的写操作101

习题102

A.谓词put103

5.3 字符的读写103

B.谓词get和getn104

习题104

5.4 文件的读写104

A.谓词see和seen104

B.谓词tell和told105

C.谓词seeing和telling106

习题106

5.5 程序的读操作106

A.谓词consult107

B.谓词reconsult107

习题109

5.6 本章小结110

下章概要111

参考文献111

第六章 内部工具112

6.1 内部算符及用户定义算符112

A.算符的类型112

B.用户定义算符的书写112

习题116

6.2 等同116

6.3 程控工具117

A.逗号和分号算符117

C.谓词tail118

B.谓词cut118

D.谓词true119

E.谓词call119

F.谓词not120

G.谓词repeat121

习题122

6.4 维持多解123

A.谓词findall123

B.谓词bagof123

C.谓词setof124

习题124

下章概要125

6.5 本章小结125

参考文献126

第七章 其它的内部工具127

7.1 评估Prolog项127

A.谓词var和nonvar127

B.谓词atom，integer，float，number和atomic128

习题129

7.2 构造和分解原子：谓词name130

7.3 存取和修改子句131

A.谓词assert和retract131

B.谓词listing135

C.谓词clause135

7.4 构造和分解结构对象136

习题136

A.谓词＝137

B.谓词functor139

C.谓词arg140

习题141

7.5 Prolog的调试工具141

A.谓词trace和notrace142

B.谓词spy和nospy144

习题145

7.6 本章小结145

下章概要145

参考文献146

第八章 PROLOG程序设计技术147

8.1 优秀编程原则147

8.2 程序布局147

A.注释147

B.意会148

C.布局一致148

D.子句要短149

E.分号操作符的限制使用149

F.谨慎使用assert，retract和cut150

G.实用谓词150

A.过程序程序的回避151

B.更多的变量151

8.3 程序设计的有效性技术151

C.基本状态与递归状态152

D.左递归、中心递归和尾递归153

E.子句中的子目标排序158

F.迭代与递归159

G.驱动程序driver160

8.4 程序开发161

A.展开的方法161

B.利用驱动程序进行模块化开发162

C.问题的特征描述162

习题162

8.5 本章小结163

参考文献164

下章概要164

第九章 PROLOG和LISP165

9.1 LISP165

A.LISP的起源165

B.语言165

9.2 Prolog和LISP的对比173

A.理解语言的发展174

B.Prolog与LISP的优点和局限174

9.3 本章小结176

下章概要176

参考文献177

A.人工智能的说明179

10.1 人工智能简介179

第十章 人工智能介绍179

第二部分人工智能原理导论179

B.人工智能的简短历史180

C.人工智能的用途184

D.人工智能的挑战184

习题185

10.2 专家系统介绍185

A.专家系统的描述185

B.在科学和工程中专家系统的用途187

C.专家系统中的知识表达188

D.基于逻辑的系统189

E.语义网络192

F.基于框架的系统194

G.面向对象程序200

H.黑板系统209

习题212

10.3 本章小结213

下章概要213

参考文献213

第十一章 人工智能中的PROLOG215

11.1 Prolog中的搜索策略215

A.搜索策略的一般定义和描述215

B.深度优先搜索216

C.宽度优先搜索221

D.最佳优先搜索223

E.小结224

习题225

11.2 Prolog中的知识表达225

A.基于规则的知识225

B.语义网络知识227

C.基于框架的知识230

D.面向对象程序240

习题241

11.3 其它的问题求解策略242

A.与或策略242

B.约束满足246

C.产生-检测法248

D.中间-结局分析250

习题252

11.4 本章小结252

下章概要254

参考文献254

第三部分化学工程实例研究：分离综合专家系统EXSEP的开发257

第十二章 EXSEP简介257

12.1 应用：分离流程开发和多组分分离排序257

A.分离系统综合或分离流程开发257

B.多组分分离的排序问题258

C.分离排序对有效的解题技巧的需求259

D.分离排序技术259

E.分离规则和EXSEP260

A.一般性开发技术261

12.2 专家系统开发简介261

D.EXSEP开发计划262

C.专家系统的局限262

12.3 本章小结266

下章概要266

参考文献266

第十三章 EXSEP在化工领域的应用前景268

13.1 引言268

A.例1：四组分混合物的分离268

B.过程流程综合中的挑战269

A.组分分配图与组分分配矩阵273

13.2 分离步骤综合过程的表达273

B.组分和产品分离的表达274

13.3 分离任务的可行性分析276

A.轻关键组分与重关键组分的选择276

B.简捷的可行性分析279

13.4 分离规范表283

13.5 旁路分析与伪产物转换286

A.采用物流旁路286

B.物流旁路的效果288

C.伪产品变换289

13.6 分离综合的经验规则290

A.入选的有序经验规则291

B.一个实例292

C.EXSEP中经验规则的执行297

D.落选的经验规则298

13.7 本章小结302

下章概要302

符号表303

参考文献304

第十四章 从用户的角度来看EXSEP306

14.1 使用要求306

A.硬件要求306

B.技术资料306

B.问题307

A.EXSEP的操作过程307

14.2 使用EXSEP：例1307

C.启动程序308

D.运行程序312

14.3 生成其它候选流程324

14.4 其它示例问题333

A.例2：修改例1使其包括伪产品333

B.例3348

C.实际问题357

14.5 本章小结359

下章概要359

参考文献360

A.逻辑结构361

第十五章 从人工智能的角度来看EXSEP361

15.1 知识表达361

B.问题分解363

C.约束366

15.2 搜索368

A.总体控制策略：计划-产生-检验368

B.搜索和控制369

15.3 Prolog编程371

A.概述371

B.程序驱动372

C.程序模块373

D.Prolog技术的应用377

E.开发Prolog关系385

15.4 实际问题390

15.5 本章小结395

下章概要396

参考文献396

第四部分基于知识的系统和人工神经网络在化工中的应用397

第十六章 基于知识的系统在化工中的应用概述397

16.1 引言397

参考文献与进一步读物397

16.2 专家系统的开发398

A.确定专家系统的可能性399

B.确定开发专家系统的适宜性400

C.开发专家系统是否值得401

参考文献与进一步读物402

16.3 过程故障诊断中的应用403

A.引言403

B.FALCON404

C.CATDEX406

D.BIOEXPERT407

E.故障诊断中的问题求解方法409

P.过程故障诊断中的挑战411

G.未来的方向411

参考文献与进一步读物412

A.引言415

16.4 过程控制中的应用415

B.应用416

C.人工神经网络417

D.过程控制中的挑战418

E.未来的方向419

参考文献与进一步读物419

16.5 过程设计中的应用423

A.引言423

B.应用423

C.过程设计中的挑战428

D.未来的方向428

参考文献与进一步读物429

B.应用432

A.引言432

16.6 过程计划与操作中的应用432

C.未来的方向434

参考文献与进一步读物434

16.7 过程建模与模拟中的应用436

A.引言436

B.应用436

C.未来的方向439

参考文献与进一步读物440

16.8 产品设计、开发与选择中的应用441

A.引言441

B.应用441

C.未来的方向444

参考文献与进一步读物445

16.9 实际问题445

16.10 本章小结447

第十七章 人工神经网络导论448

17.1 引言448

A.人工神经网络的本质448

B.人工神经网络与经验建模方法451

C.人工神经网络与专家系统452

17.2 神经计算基础452

A.节点的组成部分452

B.人工神经网络的拓扑结构455

C.人工神经网络的学习与训练简介456

D.反向传播学习：Vanilla反向传播算法457

E.反向传播学习的一个例子460

P.反向传播中的Sigmoid阈值函数466

G.广义Delta规则算法467

H.广义Delta规则的一个实例469

I.反向传播备注475

J.实际问题476

17.3 人工神经网络的应用479

A.过程控制480

B.故障诊断485

C.过程模拟489

D.过程预报490

E.实际问题491

17.4 评语与结论496

A.人工神经网络的优点496

B.人工神经网络的局限性496

C.结束语498

符号表498

参考文献与进一步读物499

第五部分附录503

附录1 美国信息交换标准代码(ASCII)503

附录2 带有注释的EXSEP程序清单506

附录3 术语集注569

附录4 部分习题和实际问题的答案591