基于开源硬件的中学人工智能课程设计与实践
文｜苏晓静 王曦廷 刘梦
究”课题编号（No.FCB170641AI03BJ）
近年来，以深度学习为代表的人工智能技术取得了极大进步，对推动新技术变革、产业发展发挥着重要作用。同时，人工智能带来的教育变革方兴未艾，人工智能与智慧教育引领教育教学的创新，已经成为教育信息化发展的必然趋势。在当今科技飞速发展的社会背景下，通用技术课程应该发挥它培养学生创造性思维与实践能力的作用。《普通高中通用技术课程标准》中的基本理念提出，“选择体现时代特点，与生活紧密联系的课程内容”，表明通用技术课程内容选择应与时俱进。
目前，将人工智能嵌入中学通用技术教育仍处于初步探索实践阶段，对于人工智能教育的理论研究与实践经验都比较匮乏。由于简单易用、性能强大和集成化成熟，以TensorFlow、Caffe等为代表的开源深度学习框架受到了广泛认可。因此，基于开源深度学习框架进行中学生人工智能课程设计，将是中学生体验与学习人工智能的优势途径。
一、课程设计理念及思路
（一）课程设计架构
本课程设计将STEAM教育理念和项目式学习理念贯穿在课程设计过程中，课程设计融入深度学习的相关内容。人工智能相关的复杂算法对中学生来说理解起来有难度，课程设计中选用了智能机器人作为载体，围绕搭建智能机器人实现人工智能技术和机器人技术的学习。通过课程综合设计，旨在让学生通过一系列案例实践，掌握深度学习的基本内容和树莓派交互控制，提升学生的主观体验和自主学习能力。
（二）深度学习框架的应用
深度学算法是近年来在人工神经网络领域的一项重大突破，是机器学习研究的一个新领域。它通过组合低层特征形成更加抽象的高层特征来发现数据的分布式特征。2006年加拿大多伦多大学教授、机器学习领域的领军人物Hinton和他的学生Salakhutdinov，在著名学术刊物《科学》上发表的文章中提出了深度网络和深度学习概念，开启了深度学习的研究热潮。经过多年的快速发展，它已经在计算机视觉、语音识别和自然语言处理等许多重要问题上取得了杰出成就。同时，以深度学习为核心的人工智能技术在教育领域的广泛应用，为传统的学校教育注入了新活力，推动了教学、学习与管理模式的变革，也使得教育在一次又一次的模式变革中不断由量变走向质变。
深度学习在科研与工业领域的优越表现，使得机器智能开始加速走进人类生活，一些深度学习开源框架随之发展起来。目前，深度学习开源框架主要有C a ff e、TensorFlow、Keras以及Pytroch等。本系列课程设计主
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信息化研究
目录 第一章:设计问题描述与分析 (1) 1.1.课程设计内容 (1) 1.2. 问题分析 (1) 1.3．功能实现 (2) 1.4．运行环境 (3) 第二章:算法设计与流程图 (4) 2.1.主函数的流程图 (4) 2.2.概要设计 (5) 2.4详细设计 (6) 2.4.1. 节点类型和指针类型 (6) 2.4.2.迷宫的操作 (6) （1）生成迷宫 (6) （2）打印迷宫矩阵与字符图形 (7) （3）迷宫求解路由求解操作 (7) （4）打印迷宫通路坐标 (8) (5)输出迷宫通路的字符图形 (8) 2.4.3. 主函数 (9) 第三章：调试分析 (10) 第四章：使用说明 (11)
第五章：测试结果 (12) 附录1 (19) 附录2 (19)
第一章：设计问题描述与分析 1.1.课程设计内容： 该系统是由C 语言编写的生成一个N×M(N行M列)的迷宫，完成迷宫的组织和存储，并实现迷宫路由算法。基本要求1、 N和M是用户可配置的，缺省值为50和50。 2、迷宫的入口和出口分别在左上角和右下角。 提示：（1）可以使用二维数组maze[M+2][N+2]表示迷宫，其中M,N为迷宫的行、列数，当元素值为0时表示该点是通路，当元素值为1时表示该点是墙。老鼠在每一点都有4种方向可以走，可以用数组move[4]来表示每一个方向上的横纵坐标的偏移量，可用另一个二维数组mark[M+2][N+2]记录节点的访问情况。（2）可以选用深度优先算法或广度优先算法实行，迷宫可由自动或手动生成。测试用例应该包含有解迷宫和无解迷宫。 1.2. 问题分析 本程序要求实现迷宫问题的相关操作，包括迷宫的组织和存储，并实现迷宫路由算法（即查找迷宫路径）。程序所能达到的：具体包括迷宫的建立，迷宫的存储（迷宫由自动生成或手动生成），迷宫中路径的查找 迷宫是一个矩形区域，迷宫存在一个入口和一个出口，其内部包含了不能穿越的墙或者障碍。迷宫的建立即是建立这样一个迷宫矩阵，用于存储迷宫信息，包括可穿越的路和不可穿越的墙或者障碍，分别用0表示通路，1表示障碍。对于迷宫矩阵，用m×n的矩阵来描述，m和n分别代表迷宫的行数和列数。这样，则迷宫中的每个位置都可以用其行号和列号来指定。从入口到出口的路径是由一组位置构成的。每个位置上都没有障碍，且每个位置（第一个除外）都是前一个位置的上、下、左、右的邻居。 为了描述迷宫中位置（i ，j）处有无障碍，规定，当位置（i ，j）处有一个障碍时，其值为1，否则为0.这样迷宫就可以用0、1矩阵来描述，在构造矩阵时，为了操作方便会将矩阵四周置为1（不通）。
计算机科学与技术学院 《人工智能》课程设计报告设计题目：动物识别系统 设计人员：学号： 学号： 学号： 学号： 学号： 学号： 指导教师： 2015年7月
目录 目录 (1) 摘要 (2) Abstract (2) 一、专家系统基本知识 (3) 1.1专家系统实际应用 (3) 1.2专家系统的开发 (3) 二、设计基本思路 (4) 2.1知识库 (4) ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.1.2 知识库建立 (4) 2.1.3 知识库获取 (5) 2.2 数据库 (6) ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 三、推理机构 (7) 3.1推理机介绍 (7) 3.1.1 推理机作用原理 (7) ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 3.2 正向推理 (7) 3.2.1 正向推理基本思想 (7) 3.2.2 正向推理示意图 (8) 3.2.3 正向推理机所要具有功能 (8) 3.3反向推理 (8) ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 3.3.2 反向推理示意图 (8) ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 四、实例系统实现 (9)
实验1: Prolog语言程序设计 人工智能（AI）语言是一类适应于人工智能和知识工程领域的、具有符号处理和逻辑推理能力的计算机程序设计语言。能够用它来编写求解非数值计算、知识处理、推理、规划、决策等具有智能的各种复杂问题。 Prolog是当代最有影响的人工智能语言之一，由于该语言很适合表达人的思维和推理规则，在自然语言理解、机器定理证明、专家系统等方面得到了广泛的应用，已经成为人工智能应用领域的强有力的开发语言。 尽管Prolog语言有许多版本，但它们的核心部分都是一样的。Prolog的基本语句仅有三种，即事实、规则和目标三种类型的语句，且都用谓词表示，因而程序逻辑性强，方法简捷，清晰易懂。另一方面，Prolog是陈述性语言，一旦给它提交必要的事实和规则之后，Prolog就使用内部的演绎推理机制自动求解程序给定的目标，而不需要在程序中列出详细的求解步骤。 一、实验目的 1、加深学生对逻辑程序运行机理的理解。 2、掌握Prolog语言的特点、熟悉其编程环境。 3、为今后人工智能程序设计做好准备。 二、实验内容 1、编写一个描述亲属关系的Prolog程序，然后再给予出一些事实数据，建立一个小型演绎数据库。 提示：可以以父亲和母亲为基本关系（作为基本谓词），再由此来描述祖父、祖母、兄弟、姐妹以及其他所属关系。 2、编写一个路径查询程序，使其能输出图中所有路径。 提示：程序中的事实描述了下面的有向图，规则是图中两节点间通路的定义。 e
3、一个雇主在发出招聘广告之后，收到了大量的应聘申请。为了从中筛选出不量的候选人，该雇主采用下列判据：申请者必须会打字、开车，并且住在伦敦。 （a）用Prolog规则表述这个雇主的选择准则。 （b）用Prolog事实描述下列申请者的情况： 史密斯住在剑桥，会开车但不会打字。 布朗住在伦敦，会开车也会打字。 简住在格拉斯哥，不会开车但会打字。 埃文斯住在伦敦，会开车也会打字。 格林住在卢顿，会开车也会打字。 （c）要求Prolog提供一个候选人名单。 4、实现递归谓词remove(X,Y,Z),它用于从表Y中除去所有整型数X的倍数值后得到新表Z。例如，对于询问 remove(2,[3,4,5,6,7,8,9,10],Z). 的回答为： Z=[3,5,7,9] 三、实验建议 1、首先运行Prolog安装目录中PROGRAM目录下的示例程序，对Prolog功能有一个感性认识。 （1）HANOI．PRO 实现汉诺塔演示的程序。 程序运行界面如图所示。
安徽建筑大学 课程设计报告 课程名称：数据结构与算法课程设计 题目：迷宫求解 院系：数理系 专业：信息与计算数学 班级： 学号： 姓名： 时间：
目录 一、需求分析 (2) 1.问题描述： (2) 2.基本要求 (2) 二、概要设计 (3) 1.数据结构 (3) 2.程序模块 (3) 3.算法设计 (5) 三、详细设计 (7) 1.数据类型定义 (7) 2.函数实现代码 (7) 3.函数之间的调用关系 (7) 四、调试分析 (7) 五、用户手册 (8) 六、测试结果 (8) 七、参考文献 (9) 八、附录 (9)
迷宫求解题目： 以一个m×n长方阵表示迷宫，0和1分别表示迷宫中的通路和障碍，设计一个程序，对任意设定的迷宫，求出一条从入口到出口的通路，或得出没有通路的结论。(1)以二维数组存储迷宫数据； (2)求得的通路以二元组( i , j )的形式输出，其中（i, j）指示迷宫中的一个坐标。 一、需求分析 1. 问题描述： 在迷宫中求出从入口到出口的路径。经分析，一个简单的求解方法是：从入口出发，沿某一方向进行探索，若能走通，则继续向前走；否则沿原路返回，换一方向再进行搜索，直到所有可能的通路都探索到为止。即所谓的回溯法。 求迷宫中从入口到出口的所有路径是一个经典的程序设计问题。由于计算机解迷宫时，通常用的是“穷举求解”的方法，即从入口出发，顺某一方向向前探索，若能走通，则继续往前走；否则沿原路退回，换一个方向再继续探索，直至所有可能的通路都探索到为止。为了保证在任何位置上都能沿原路退回，显然需要用一个后进先出的结构来保存从入口到当前位置的路径。因此，在求迷宫通路的算法中应用“栈”也就是自然而然的事了。 假设“当前位置”指的是“在搜索过程中某一时刻所在图中某个方块位置”，则求迷宫中一条路径的算法的基本思想是：若当前位置"可通"，则纳入"当前路径"，并继续朝“下一位置”探索，即切换“下一位置”为“当前位置”，如此重复直至到达出口；若当前位置“不可通”，则应顺着“来向”退回到“前一通道块”，然后朝着除“来向”之外的其他方向继续探索；若该通道块的四周四个方块均“不可通”，则应从“当前路径”上删除该通道块。所谓“下一位置”指的是“当前位置”四周四个方向（东、南、西、北）上相邻的方块。 2. 基本要求 （1）以二维数组maze.adr[m+1][n+1]表示迷宫，其中mg[0][j]和mg[m+1][j](0 j n)及mg[i][0]和mg[i][n](0 i m)为添加的一圈障碍，数组中以元素值为0表示通路，1表示障碍，限定迷宫大小m,n 10。 （2）用户以文件的形式输入迷宫的数据：文件中第一行的数据为迷宫的行数m 和列数n;从第2行至第m+1行（每行n个数）为迷宫值，同一行的两个数之间用空 白字符相隔。 （3）迷宫入口为（1，1），出口为（m,n）。 （4）每次移动只能从一个无障碍的单元到周围8个方向上任意无障碍的单元，编制程序给出一条通过迷宫的路径或报告一个“无法通过”的信息。 （5）本程序只求出一条成功的通路。 3．测试数据见下表，当入口为（1，1）时，出口为（8，8） 用一个字符类型的二微数组表示迷宫，数组中的每个元素表示一个小方格，取值“0”（表示可以进出）或“1”（表示不可以进出） 随机产生一个8*8的迷宫，其中使用迷宫障碍坐标如下： （1，3），（1，7），（2，3），（2，7），（3，5），（3，6）， （4，3），（4，4），（5，4），（6，2），（6，6），（7，2），（7，3）， （7，4），（7，6），（7，7），（8，1）。
人工智能课程设计报告-罗马尼亚度假 问题 1
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3 2020年5月29日 课 程 :人工智能课程设计报告 班 级: 姓 名: 学 号: 指导教师:赵曼 11月
人工智能课程设计报告 课程背景 人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来,理论和技术日益成熟,应用领域也不断扩大,能够设想,未来人工智能带来的科技产品,将会是人类智慧的”容器”。 人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能,但能像人那样思考、也可能超过人的智能。 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一般需要人类智能才能完成的复杂工作。但不同的时代、不同的人对这种”复杂工作”的理解是不同的。 人工智能是计算机学科的一个分支,二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一(空间技术、能源技术、人工智能)。也被认为是二十一世纪三大尖端技术(基因工程、纳米科学、人工智能)之一。这是因为近三十年来它获得了迅 速的发展,在很多学科领域都获得了广泛应用,并取得了丰硕的成果,人工智能已逐 - 1 - 2020年5月29日
《人工智能导论》课程研究总结题目：BP神经网络的非线性函数拟合 班级： 姓名： 学号： 年月日
本次作业我负责程序的编写，过程如下 Matlab软件中包含Matlab神经网络工具箱。它是以人工神经网络理论为基础，用Matlab语言构造出了该理论所涉及的公式运算、矩阵操作和方程求解等大部分子程序以用于神经网络的设计和训练。用户只需根据自己的需要调用相关的子程序，即可以完成包括网络结构设计、权值初始化、网络训练及结果输出等在内的一系列工作，免除编写复杂庞大程序的困扰。目前，Matlab神经网络工具包包括的网络有感知器、线性网络、BP神经网络、径向基网络、自组织网络和回归网络等。BP神经网络主要用到newff、sim和train3个神经网络函数，各函数解释如下。 1、newff：BP神经网络参数设置函数 函数功能：构建一个BP神经网络。 函数形式：net = newff（P，T，S，TF，BTF，BLF，PF，IPF，OPF，DDF） P：输入数据矩阵。 T：输出数据矩阵。 S：隐含层结点数。 TF：结点传递函数，包括硬限幅传递函数hardlim，对称硬限幅传递函数hardlims，线性传递函数pureline，正切S型传递函数tansig，对数S型传递函数logsig。 BTF：训练函数，包括梯度下降BP算法训练函数traingd，动量反传的梯度下降BP算法训练函数traingdm，动态自适应学习率的梯度下降BP算法训练函数traingda，动量反传和动态自适应学习率的梯度下降BP算法训练函数traingdx，Levenberg_Marquardt的BP算法训练函数trainlm。 BLF：网络学习函数，包括BP学习规格learngd，带动量项的BP学习规则learngdm。 PF：性能分析函数，包括均值绝对误差性能分析函数mae，均方差性能分析函数mse。 IPF：输入处理函数。 OPF：输出处理函数。 DDF：验证数据划分函数。 一般在使用过程中设置前面6个参数，后面4个参数采用系统默认参数。 2、train：BP神经网络训练函数 函数功能：用训练数据训练BP神经网络。 函数形式：[net，tr] = train（NET，X，T，Pi，Ai） NET：待训练网络。
武汉东湖学院计算机科学学院 课程设计报告 课程名称数据结构课程设 题目深度与广度优先搜索 迷宫问题 专业班级（请自己填写） 学号（请自己填写） 学生姓名（请自己填写） 指导教师吴佳芬 （请自己填写）年（请自己填写）月（请自己填写）日
武汉东湖学院计算机科学学院 课程设计任务书 课程名称：数据结构课程设计 设计题目：深度与广度优先搜索：迷宫问题 专业：（请自己填写）班级：（请自己填写） 完成时间：自己填写指导教师：吴佳芬专业负责人：许先斌
武汉大学东湖分校计算机科学学院 课程设计成绩评价表 指导教师：吴佳芬年月日
（由学生完成，以下为摸版） 【软件课程设计报告目录】 1、需求分析 说明程序设计的任务，强调的是程序要做什么，明确规定： （1）输入的形式和输入值的范围； （2）输出的形式； （3）程序所能达到的功能； （4）测试数据：包括正确的输入及其输出结果和含有错误的输入及其输出结果。 2、概要设计 说明本程序中用到的所有抽象数据类型的定义、主程序的流程以及各程序模块之间的层次（调用）关系。 3、详细设计 实现概要设计中定义的所有数据类型，对每个操作只需要写出伪码算法；对主程序和其他模块也都需要写出伪码算法；画出函数的调用关系。 4、使用说明、测试分析及结果 （1）说明如何使用你编写的程序； （2）测试结果与分析； （3）调试过程中遇到的问题是如何解决提以及对设计与实现的回顾讨论和分析； （4）运行界面。 5、课程设计总结（设计心得） （1）你在编程过程中用时多少？多少时间在纸上设计？多少时间上机输入和调试？多少时间在思考问题？ （2）遇到了哪些难题？你是怎么克服的？ （3）你对算法有什么改正想法吗？ （4）你的收获有哪些？ 参考文献 （由学生完成，以下为摸版，编页码：共x页，第x页）
人工智能学科诞生于20世纪50年代中期，当时由于计算机的产生与发展，人们开始了具有真正意义的人工智能的研究。（虽然计算机为AI提供了必要的技术基础,但直到50年代早期人们才注意到人类智能与机器之间的联系. Norbert Wiener是最早研究反馈理论的美国人之一.最熟悉的反馈控制的例子是自动调温器.它将收集到的房间温度与希望的温度比较,并做出反应将加热器开大或关小,从而控制环境温度.这项对反馈回路的研究重要性在于: Wiener从理论上指出,所有的智能活动都是反馈机制的结果.而反馈机制是有可能用机器 模拟的.这项发现对早期AI的发展影响很大。） 1956年夏，美国达特莫斯大学助教麦卡锡、哈佛大学明斯基、贝尔实验室申龙、IBM公司信息研究中心罗彻斯特、卡内基——梅隆大学纽厄尔和赫伯特.西蒙、麻省理工学院塞夫里奇和索罗门夫，以及IBM公司塞缪尔和莫尔在美国达特莫斯大学举行了以此为其两个月的学术讨论会，从不同学科的角度探讨人类各种学习和其他职能特征的基础，并研究如何在远离上进行精确的描述，探讨用机器模拟人类智能等问题，并首次提出了人工智能的术语。从此，人工智能这门新兴的学科诞生了。这些青年的研究专业包括数学、心理学、神经生理学、信息论和电脑科学，分别从不同角度共同探讨人工智能的可能性。他们的名字人们并不陌生，例如申龙是《信息论》的创始人，塞缪尔编写了第一个电脑跳棋程序，麦卡锡、明斯基、纽厄尔和西蒙都是“图灵奖”的获奖者。 这次会议之后，在美国很快形成了3个从事人工智能研究的中心，即以西蒙和纽威尔为首的卡内基—梅隆大学研究组，以麦卡锡、明斯基为首的麻省理工学院研究组，以塞缪尔为首的IBM公司研究组。随后，这几个研究组相继在思维模型、数理逻辑和启发式程序方面取得了一批显著的成果： （1）1956年，纽威尔和西蒙研制了一个“逻辑理论家“（简称LT）程序，它将每个问题都表示成一个树形模型,然后选择最可能得到正确结论的那一枝来求解问题，证明了怀特黑德与罗素的数学名著《数学原理》的第2章中52个定理中的38个定理。1963年对程序进行了修改，证明了全部定理。这一工作受到了人们的高度评价，被认为是计算机模拟人的高级思维活动的一个重大成果，是人工智能的真正开端。 （2）1956年，塞缪尔利用对策论和启发式搜索技术编制出西洋跳棋程序Checkers。该程序具有自学习和自适应能力，能在下棋过程中不断积累所获得的经验，并能根据对方的走步，从许多可能的步数中选出一个较好的走法。这是模拟人类学习过程第一次卓有成效的探索。这台机器不仅在1959年击败了塞缪尔本人，而且在1962年击败了美国一个州的跳棋冠军，在世界上引起了大轰动。这是人工智能的一个重大突破。 （3）1958年，麦卡锡研制出表处理程序设计语言LISP，它不仅可以处理数据，而且可以方便的处理各种符号，成为了人工智能程序语言的重要里程碑。目前，LISP语言仍然是研究人工智能何开发智能系统的重要工具。 （4）1960年纽威尔、肖和西蒙等人通过心理学实验，发现人在解题时的思维过程大致可以分为3个阶段：1。首先想出大致的解题计划；2。根据记忆中的公理、定理和解题规划、按计划实施解题过程；3.在实施解题过程中，不断进行方法和目标分析，修改计划。这是一个具有普遍意义的思维活动过程，其中主要是方法和目的的分析。（也就是人们在求解数学问题通常使用试凑的办法进行的试凑是不一定列出所有的可能性，而是用逻辑推理来迅速缩小搜索范围的办法进行的），基于这一发现，他们研制了“通用问题求解程序GPS”，用它来解决不定积分、三角函数、代数方程等11种不同类型的问题，并首次提出启发式搜索概念，从而使启发式程序具有较普遍的意义。
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 北京理工大学珠海学院课程设计说明书 _2014_—_2015_学年第_一_学期 题目: 迷宫与栈 学院：计算机学院 专业班级：软件工程x班 学号 x 学生姓名： XXX 指导教师：何春香 成绩： 时间： 2014年 11 月 7日
附件4： 北京理工大学珠海学院 课程设计任务书 2014 ～2015 学年第学期 学生姓名：专业班级： 指导教师：何春香工作部门：软件工程教研室一、课程设计题目 迷宫与栈问题 二、课程设计内容（含技术指标） 【问题描述】 以一个mXn的长方阵表示迷宫，0和1分别表示迷宫中的通路和障碍。设计一个程序，对任意设定的迷宫，求出一条从入口到出口的通路，或得出没有通路的结论。 【任务要求】 首先实现一个以链表作存储结构的栈类型，然后编写一个求解迷宫的非递归程序。求得的通路以三元组（i，j，d）的形式输出。其中：（i，j）指示迷宫中的一个坐标，d表示走到下一坐标的方向。如，对于下列数据的迷宫，输出一条通路为：（1，1，1），（1，2，2），（2，2，2），（3，2，3），（3，1，2），…。 编写递归形式的算法，求得迷宫中所有可能的通路。 以方阵形式输出迷宫及其通路。 【测试数据】 迷宫的测试数据如下：左上角（0，1）为入口，右下角（8，9）
为出口。 出口 出口 三、进度安排 1．初步设计：写出初步设计思路，进行修改完善，并进行初步设计。 2．详细设计：根据确定的设计思想，进一步完善初步设计内容，按要求编写出数据结构类型定义、各算法程序、主函数。编译分析调试错误。 3．测试分析：设计几组数据进行测试分析，查找存在的设计缺陷，完善程序。 4．报告撰写：根据上面设计过程和结果，按照要求写出设计报告。 5．答辩考核验收：教师按组（人）检查验收，并提出相关问题，以便检验设计完成情况。 四、基本要求 1．在设计时，要严格按照题意要求独立进行设计，不能随意更改。若确因条件所限，必须要改变课题要求时，应在征得指导教师同意的前提下进行。 2．在设计完成后，应当场运行和答辩，由指导教师验收，只有在验收合格后才能算设计部分的结束。 3．设计结束后要写出课程设计报告，以作为整个课程设计评分的书面依据和存档材料。设计报告以规定格式的电子文档书写、打印
人工智能课程设计报告 课班姓学程:人工智能课程设计报告级 : 名: 号: 指导教师:赵曼 2015年11月
人工智能课程设计报告 人工智能课程设计报告 课程背景 人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，可以设想，未来人工智能带来的科技产品，将会是人类智慧的“容器”。 人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能，但能像人那样思考、也可能超过人的智能。 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。但不同的时代、不同的人对这种“复杂工作”的理解是不同的。 人工智能是计算机学科的一个分支，二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一（空间技术、能源技术、人工智能）。也被认为是二十一世纪三大尖端技术（基因工程、纳米科学、人工智能）之一。这是因为近三十年来它获得了迅速的发展，在很多学科领域都获得了广泛应用，并取得了丰硕的成果，人工智能已逐步成为一个独立的分支，无论在理论和实践上都已自成一个系统。 人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的学科，主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机，使计算机能实现更高层次的应用。人工智能将涉及到计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。可以说几乎是自然科学和社会科学的所有学科，其范围已远远超出了计算机科学的范畴，人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系，人工智能是处于思维科学的技术应用层次，是它的一个应用分支。从思维观点看，人工智能不仅限于逻辑思维，要考虑形象思维、灵感思维才能促进人工智能的突破性的发展，数学常被认为是多种学科的基础科学，数学也进入语言、思维领域，人工智能学科也必须借用数学工具，数学不仅在标准逻辑、模糊数学等范围发挥作用，数学进入人工智能学科，它们将互相促进而更快地发展。
三子棋问题 一目的 运用所学课程的知识来研究、解决一些具有一定综合性问题的专业课题。通过课程设计提高学生综合运用所学知识来解决实际问题及进行科学实验或技术设计的初步能力。 二需求分析 1、该程序主要为设计简单的三子棋游戏； 2、三子棋问题即在3 * 3的二维数组上下棋，只要有棋子在行、列或对角线连成一线即取得胜利。 3、可实现玩家与电脑对弈。 三概要设计 1、主函数模块 int main() { do{ 开始新的对弈； }while(玩家选择停止游戏); return 0; } 2、调用函数模块 ①int chess(); /*函数功能：开始对弈 函数参数：无 函数返回值：return 0*/ { 初始化棋局； 选择玩家或电脑先行； do{ //开始下棋 输出当前棋局； if(该玩家走棋) { do{
玩家输出走棋位置； 检查走棋位置的合法性； }while(玩家输入合法的位置); } else if(电脑走棋) { 调用函数使电脑走棋 } 判断是否有一方胜出； }while(有一方胜出或平局); printf("最终棋局：\n"); 输出最终棋局； if(平局) 输出平局; } ②int check(char *chess,char sign); /*函数功能：使用了指针，判断位置可行则走棋，不可行则返回值为1 函数参数：使用指针传递棋局，以及欲走棋的位置 函数返回值：0代表可以走棋，1代表不可走棋 */ { 判断走棋位置是否合法； 不合法则返回1； 否则返回0； } ③int judge(char *chess); /*函数功能：判断是否有胜出 函数参数：当前棋局 函数返回值：0代表未有胜出，1代表玩家胜出，2代表电脑胜出*/ { for(行检查) { if(某行三子连线) { if(连线棋子为‘O’) 玩家胜出； else 电脑胜出； } } for(列检查)//思想同上 if(对角三字连线检查)//思想同上
人工智能开发教程有哪些 就像大多数软件应用程序的开发一样，开发人员也在使用多种语言来编写人工智能项目，但是现在还没有任何一种完美的编程语言，是可以完全速配人工智能项目的。不过，大家公认的人工智能首选语言是Python，看看教程吧。 python全新基础视频教程 https://https://www.doczj.com/doc/7311524092.html,/s/1i5kvG5f python课程教学高手晋级视频h ttps://https://www.doczj.com/doc/7311524092.html,/s/1htJW4KG python高级视频教程https://https://www.doczj.com/doc/7311524092.html,/s/1nvf3NOt Python的优点： 有丰富多样的库和工具； 支持算法测试，而无需实现它们； Python的面向对象设计提高了程序员的生产力； 与Java和C ++相比，Python的开发速度更快。 Python的缺点： 习惯使用Python来编写人工智能程序的程序员很难适应其它语言的语法； 与c++和Java不同的是，Python需要在解释器的帮助下工作，这就会拖
慢在AI开发中的编译和执行速度； 不适合移动计算。 看完Python教程，也了解了Python语言优缺点的你，大概也还是很想了解人工智能目前的发展状况吧？毕竟，只有人工智能发展好了，我们未来在人工智能这个领域中，也才能得到更好的发展。 人工智能在不久的将来，或者在未来几年，一定会得到质的提升。人工智能得到了全球从学术界到应用领域的高度重视，所以现在正是学习人工智能的黄金时期！在人工智能人才呈现巨大缺口的市场下，企业给予人才的薪酬普遍高于全国平均薪酬。 从目前的情况来看，企业就算给出高薪也很难找到合适的人工智能人才。要想拿到更高的薪资，要想过上更好的生活，那你就不得不选择千锋人工智能开发培训学校了： 经过前期企业调研，将潮流技术完美融入人工智能开发课程体系，实用性强，不掺杂无用讲解，只为给学员极致的教学体验。 而且课程优势突出，注重理论更重实践，融入多家名企案例，结合项目真实
《数据结构》课程设计报告-运动会分数统计一元多项式迷宫求解文章编辑纸牌游戏等
南京林业大学 数据结构课程设计报告 专业：计算机科学与技术 课程名称：数据结构 姓名： 学号：090801126 指导老师： 时间: 2011年1月
目录要点： 一.具体内容（题目） (1) 二.需求分析（功能要求） (2) 三.概要设计（程序设计思想） (3) 四.详细设计（源代码） (6) 五.调试分析（运行结果显示及说明） (31) 六．课设总结 (34) 题目1: 运动会分数统计** 任务：参加运动会有n个学校，学校编号为1……n。比赛分成m个男子项目，和w个女子项目。项目编号为男子1……m，女子m+1……m+w。不同的项目取前五名或前三名积分；取前五名的积分分别为：7，5，3，2，1，取前三名的积分分别为：5，3，2，；哪些取前五名或前三名由学生自己设定。（m〈=20，n〈=20）； 题目2：一元多项式** 任务：能够按照指数降序排列建立并输出多项式； 能够完成两个多项式的相加，相减，并将结果输入； 题目4：迷宫求解 任务：可以输入一个任意大小的迷宫数据，用非递归的方法求出一条走出迷宫的路径，并将路径输出； 题目5：文章编辑** 功能：输入一页文字，程序可以统计出文字、数字、空格的个数。 静态存储一页文章，每行最多不超过80个字符，共N行； 题目6：Joseph环 任务：编号是1，2，……，n的n个人按照顺时针方向围坐一圈，每个人只有一个密码（正整数）。一开始任选一个正整数作为报数上限值m，从第一个仍开始顺时针方向自1开始顺序报数，报到m时停止报数。报m的人出列，将他的密码作为新的m值，从他在顺时针方向的下一个人开始重新从1报数，如此下去，直到所有的人出列为止。设计一个程序来求出出列的顺序。 2
《人工智能导论》课程研究总结 题目：BP神经网络的非线性函数拟合 班级： 姓名： 学号： 年月日 本次作业我负责程序的编写，过程如下 Matlab软件中包含Matlab神经网络工具箱。它是以人工神经网络理论为基础，用Matlab语言构造出了该理论所涉及的公式运算、矩阵操作和方程求解等大部分子程序以用于神经网络的设计和训练。用户只需根据自己的需要调用相关的子程序，即可以完成包括网络结构设计、权值初始化、网络训练及结果输出等在内的一系列工作，免除编写复杂庞大程序的困扰。目前，Matlab神经网络工具包包括的网络有感知器、线性网络、BP神经网络、径向基网络、自组织网络和回归网络等。BP神经网络主要用到newff、sim和train3个神经网络函数，各函数解释如下。 1、newff：BP神经网络参数设置函数 函数功能：构建一个BP神经网络。 函数形式：net = newff（P，T，S，TF，BTF，BLF，PF，IPF，OPF，DDF） P：输入数据矩阵。 T：输出数据矩阵。 S：隐含层结点数。 TF：结点传递函数，包括硬限幅传递函数hardlim，对称硬限幅传递函数hardlims，线性传递函数pureline，正切S型传递函数tansig，对数S型传递函数logsig。 BTF：训练函数，包括梯度下降BP算法训练函数traingd，动量反传的梯度下降BP算法训练函数traingdm，动态自适应学习率的梯度下降BP算法训练函数traingda，动量反传和动态自适应学习率的梯度下降BP算法训练函数traingdx，Levenberg_Marquardt的BP算法训练函数trainlm。 BLF：网络学习函数，包括BP学习规格learngd，带动量项的BP学习规则learngdm。 PF：性能分析函数，包括均值绝对误差性能分析函数mae，均方差性能分析函数mse。IPF：输入处理函数。 OPF：输出处理函数。 DDF：验证数据划分函数。 一般在使用过程中设置前面6个参数，后面4个参数采用系统默认参数。 2、train：BP神经网络训练函数 函数功能：用训练数据训练BP神经网络。 函数形式：[net，tr] = train（NET，X，T，Pi，Ai） NET：待训练网络。 X：输入数据。 T：输出数据。 Pi：初始化输入层条件。 Ai：初始化输出层条件。 net：训练好的网络。 tr：训练过程记录。
迷宫问题 ——王欣歆20080564 一．需求设计：以一个m*m 的方阵表示迷宫，0和1分别表示迷宫中的通路和障碍。设计一个程序，对任意设定的迷宫，求出一条从入口的通道，或得出没有通路的结论。二．概要设计： 存储结构： 采用了数组以及结构体来存储数据，在探索迷宫的过程中用到的栈，属于顺序存储结构。 /*八个方向的数组表示形式*/ int move[8][2]={{0,1},{1,1},{1,0},{1,-1},{0,-1},{-1,-1},{-1, 0},{-1, 1}}; /*用结构体表示位置*/ struct position { int x,y; }; position stack[m*m+1]; 基本算法： 走迷宫的过程可以模拟为一个搜索的过程：每到一处，总让它按东、东南、南、西南、西、西北、北、东北8个方向顺序试探下一个位置；如果某方向可以通过，并且不曾到达，则前进一步，在新位置上继续进行搜索；如果8个方向都走不通或曾经到达过，则退回一步，在原来的位置上继续试探下一位置。 每前进或后退一步，都要进行判断：若前进到了出口处，则说明找到了一条通路；若退回到了入口处，则说明不存在通路。 用一个字符类型的二维数组表示迷宫，数组中每个元素取值“0”（表示通路）或“1”（表示墙壁）。迷宫的入口点在位置（1，1）处，出口点在位置（m,m）处。设计一个模拟走迷宫的算法，为其寻找一条从入口点到出口点的通路。 二维数组的第0行、第m+1行、第0列、第m+1列元素全置成“1”，表示迷宫的边界；第1行第1列元素和第m行第m列元素置成“0”，表示迷宫的入口和出口；其余元素值用随机函数产生。 假设当前所在位置是（x,y）。沿某个方向前进一步，它可能到达的位置最多有8个。 如果用二维数组move记录8个方向上行下标增量和列下标增量，则沿第i个方向前进一步，可能到达的新位置坐标可利用move数组确定： x=x+move[i][0] y=y+move[i][1] 从迷宫的入口位置开始，沿图示方向顺序依次进行搜索。在搜索过程中，每前进一步，在所到位置处做标记“ ” （表示这个位置在通路上），并将该位置的坐标压入栈中。 每次后退的时候，先将当前所在位置处的通路标记“ ”改 成死路标记“×”（表示这个位置曾到达过但走不通，以后 不要重复进入），然后将该位置的坐标从栈顶弹出。 678 51 432 x y o
人工智能课程报告 题目： 深 度 优 先 算 法 班级：XXXXXXXXXXX 学号：XXXXXXXXXXX 姓名：XXXXXXXXXXX
【摘要】结合生活中解决搜索问题所常用的思考方法与解题方法，从深度优先探讨了提高程序效率的适用技巧。 【关键词】1搜索顺序；2搜索对象；3搜索优化； 一、深度优先搜索的优化技巧 我们在做事情的时候，经常遇到这类问题——给出约束条件，求一种满足约束条件的方案，这类问题我们叫它“约束满足”问题。对于约束满足问题，我们通常可以从搜索的顺序和搜索的对象入手，进而提高程序的效率。 二、搜索的顺序及对象： 在解决约束满足问题的时候，问题给出的约束条件越强，对于搜索就越有利。之所以深度优先搜索的效率在很大程度上优于穷举，就是因为它在搜索过程中很好的利用了题目中的约束条件进行优化，达到提高程序效率的目的。 显然，在同样的一棵搜索树中，越在接近根接点的位置利用约束条件优化效果就越好。如何在搜索中最大化的利用题目的约束条件为我们提供剪枝的依据，是提高深度优先搜索效率的一个很重要的地方。而不同的搜索顺序和搜索对象就直接影响到我们对于题目约束条件的运用。 三、搜索特点 1.由于深度搜索过程中有保留已扩展节点，则不致于重复构造不必要的子树系统。 2.深度优先搜索并不是以最快的方式搜索到解，因为若目标节点在第i层的某处，必须等到该节点左边所有子树系统搜索完毕之后，才会访问到该节点，因此，搜索效率还取决于目标节点在解答树中的位置。
3.由于要存储所有已被扩展节点，所以需要的内存空间往往比较大。 4.深度优先搜索所求得的是仅仅是目前第一条从起点至目标节点的树枝路径，而不是所有通向目标节点的树枝节点的路径中最短的路径。 5.适用范围：适用于求解一条从初始节点至目标节点的可能路径的试题。若要存储所有解答路径，可以再建立其它空间，用来存储每个已求得的解。若要求得最优解，必须记下达到目前目标的路径和相应的路程值，并与前面已记录的值进行比较，保留其中最优解，等全部搜索完成后，把保留的最优解输出。 四、算法数据结构描述 深度优先搜索时，最关键的是结点扩展（ＯＰＥＮ）表的生成，它是一个栈，用于存放目前搜索到待扩展的结点，当结点到达深度界限或结点不能再扩展时，栈顶结点出栈，放入CLOSE表（存放已扩展节点），继续生成新的结点入栈OPEN 表，直到搜索到目标结点或OPEN栈空为止。 具体算法如下： ①把起始结点S放到非扩展结点OPEN表中(后进先出的堆栈)，如果此结点为一目标结点，则得到一个解。 ②如果OPEN为一空表，则搜索失败退出。 ③取OPEN表最前面(栈顶)的结点，并把它放入CLOSED的扩展结点表中，并冠以顺序编号ｎ。 ④如果结点ｎ的深度等于最大深度，则转向２。 ⑤否则，扩展结点ｎ，产生其全部子结点，把它们放入OPEN表的前头(入栈)，并配上指向ｎ的返回指针；如果没有后裔，则转向２。 ⑥如果后继结点中有任一个为目标结点，则求得一个解，成功退出；否则，转向２。
信息科学与工程学院 智能科学与技术专业本科培养方案 一、培养目标 培养具备良好的科学素质，系统地掌握智能科学与技术的基本理论、基本知识和基本技能与方法，在智能科学与工程领域具有较强的知识获取能力、知识工程能力和创新创业能力的宽口径复合型高质量以及具有计算机、自动化、电子等交叉学科基础的人才，能在企业、事业、科研部门、教育单位和行政部门等单位从事智能系统、智能信息处理、智能行为决策等方面的科学研究、开发设计、工程应用、决策管理和教学等工作。 二、培养要求 本专业学生主要学习智能科学技术及相关信息科学技术的基础理论和专业知识。学生接受从事科学研究、工程技术开发、教学、管理及应用等方面所需要的基本训练，具备从事智能系统、智能信息处理、智能行为决策等方面研究、开发、应用及管理的综合能力。 毕业生应获得以下几个方面的知识和能力： 1、具有较扎实的自然科学基础，较好的人文社会科学基础和外语能力。 2、系统掌握本专业领域必需的科学技术基础理论知识，主要包括电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、自动控制理论、微机原理与接口技术、离散数学、数据结构、脑与认知科学基础、人工智能、智能控制、机器人学导论、计算机仿真技术、数据库技术、网络工程等。 3、较好地掌握智能系统、智能信息处理等方面的专业知识，具有本专业领域1～2个方向的专业知识和技能，了解本专业学科的前沿和发展趋势，获得较好的工程实践训练，具有熟练的计算机应用能力。 4、具有本专业的科学研究、科技开发和组织决策管理能力，具有较强的工作适应能力。 5、能将智能技术与计算机技术、信息处理、控制技术有机结合应用于工程实践，具有创新意识和一定的创新能力。 三、主干学科 控制科学与控制工程、电气工程、计算机科学与技术 四、主要课程和特色课程 本专业主干课程主要包括：电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、自动控制理论、微机原理与接口技术、离散数学、数据结构、脑与认知科学基础、人工智能、智能控制、机器人学导论、计算机仿真技术、Web程序设计、语音信号处理、决策支持技术、运筹学、虚拟现实与智能游戏、智能优化算法及其应用、生物特征识别等。
信息工程学院 课程设计报告 课程名称《数据结构》 课题名称走迷宫游戏 专业 班级 学号 姓名 联系方式 指导教师 2015 年 12 月 27 日
目录 1、数据结构课程设计任务书............................................................... １ 1.1、题目........................................................................... １ 1.2、要求........................................................................... １ 2、总体设计............................................................................. １ 2.1、设计思路及总体组成框架......................................................... １ 2.2、操作流程图..................................................................... ２ 3、详细设计............................................................................. ５ 3.1、程序中所采用的数据结构及存储结构的说明......................................... ５ 3.2、函数功能模块说明............................................................... ５ 3.3、各函数的调用关系 ............................................................................................................................... ７ 4、调试与测试：......................................................................... ７ 4.1、调试方法与步骤：............................................................... ７ 4.2、测试结果的分析与讨论：......................................................... ８ 4.3、测试过程中遇到的主要问题及采取的解决措施：................................... １０ 6、源程序清单......................................................................... １０ 7、数据结构课程设计总结............................................................... １４ 8、参考文献........................................................................... １４