Einführung in die Methoden der Künstlichen Intelligenz. Klausurvorbereitung Überblick, Fragen,...

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1 Einführung in die Methoden der Künstlichen Intelligenz Klausurvorbereitung Überblick, Fragen,... PD Dr. David Sabel SoSe 2014 Stand der Folien: 18. Juli 2014

2 Klausur Termin: Donnerstag 31. Juli um 9.15h Ort: Dauer: Magnus-Hörsaal 120 Minuten Keine Hilfsmittel erlaubt! Ausweis mitbringen! D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 2/11

3 Bestehen und Bonus Klausur: Bestehen: Übung: 100 Klausurpunkte ab 50 Punkte 6*50 = 300 Übungspunkte Bonus: min(erworbene Übungspunkte,225) d.h. bei 75% der Übungspunkte schon voller Bonus ab... Punkte Note 4,0 3,7 3,3 3,0 2,7 2,3 2,0 1,7 1,3 1,0 D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 3/11

4 Überblick Suchen und Suchverfahren Suchproblem-Modellierung Initiale Zustände, Nachfolgerfunktion, Zieltest Nicht-informierte Suche (Blind search) Breitensuche, Tiefensuche, Tiefensuche mit Tiefenschranke, Iterative Tiefensuche (Iteratives Vertiefen) Varianten: Mit Sharing / Ohne Sharing Rückwärtsuche und Bidirektionale Suche Informierte Suche / Heuristische Suche Bergsteigen (Hill-climing), Best-first Suche A -Algorithmus D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 4/11

5 Überblick Suchen und Suchverfahren Suchproblem-Modellierung Initiale Zustände, Nachfolgerfunktion, Zieltest Nicht-informierte Suche (Blind search) Breitensuche, Tiefensuche, Tiefensuche mit Tiefenschranke, Iterative Tiefensuche (Iteratives Vertiefen) Varianten: Mit Sharing / Ohne Sharing Rückwärtsuche und Bidirektionale Suche Informierte Suche / Heuristische Suche Bergsteigen (Hill-climing), Best-first Suche A -Algorithmus D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 4/11

6 Überblick Suchen und Suchverfahren Suchproblem-Modellierung Initiale Zustände, Nachfolgerfunktion, Zieltest Nicht-informierte Suche (Blind search) Breitensuche, Tiefensuche, Tiefensuche mit Tiefenschranke, Iterative Tiefensuche (Iteratives Vertiefen) Varianten: Mit Sharing / Ohne Sharing Rückwärtsuche und Bidirektionale Suche Informierte Suche / Heuristische Suche Bergsteigen (Hill-climing), Best-first Suche A -Algorithmus D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 4/11

7 Überblick Suchen und Suchverfahren Suchproblem-Modellierung Initiale Zustände, Nachfolgerfunktion, Zieltest Nicht-informierte Suche (Blind search) Breitensuche, Tiefensuche, Tiefensuche mit Tiefenschranke, Iterative Tiefensuche (Iteratives Vertiefen) Varianten: Mit Sharing / Ohne Sharing Rückwärtsuche und Bidirektionale Suche Informierte Suche / Heuristische Suche Bergsteigen (Hill-climing), Best-first Suche A -Algorithmus D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 4/11

8 Überblick (2) Suchen und Suchverfahren (2) Suche bei Spielen MinMax-Verfahren Alpha-Beta Verfahren (Alpha-Beta Pruning) Varianten: > 2 Spieler, Spiele mit Zufall Evolutionäre Algorithmen Individuuen, Fitness, Genetische Operationen: Mutation, Rekombination D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 5/11

9 Überblick (2) Suchen und Suchverfahren (2) Suche bei Spielen MinMax-Verfahren Alpha-Beta Verfahren (Alpha-Beta Pruning) Varianten: > 2 Spieler, Spiele mit Zufall Evolutionäre Algorithmen Individuuen, Fitness, Genetische Operationen: Mutation, Rekombination D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 5/11

10 Überblick (2) Suchen und Suchverfahren (2) Suche bei Spielen MinMax-Verfahren Alpha-Beta Verfahren (Alpha-Beta Pruning) Varianten: > 2 Spieler, Spiele mit Zufall Evolutionäre Algorithmen Individuuen, Fitness, Genetische Operationen: Mutation, Rekombination D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 5/11

11 Überblick (3) Aussagenlogik Syntax und Semantik der Aussagenlogik Atome, Junktoren, Interpretation, Modelle, Erfüllbarkeit, Falsifizierbarkeit, Allgemeingültigkeit, Widersprüchlichkeit, Komplexität Normalformen Konjunktive NF (Klauselnormalform), Disjunktive NF, Komplexität, schneller CNF-Algorithmus Resolution für Aussagenlogik DPLL-Verfahren Algorithmus, Komplexität Modellierung von Problemen als Aussagenlogische Erfüllbarkeitsprobleme Logeleien, at-most, at-least Formeln, Sudoku,... D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 6/11

12 Überblick (3) Aussagenlogik Syntax und Semantik der Aussagenlogik Atome, Junktoren, Interpretation, Modelle, Erfüllbarkeit, Falsifizierbarkeit, Allgemeingültigkeit, Widersprüchlichkeit, Komplexität Normalformen Konjunktive NF (Klauselnormalform), Disjunktive NF, Komplexität, schneller CNF-Algorithmus Resolution für Aussagenlogik DPLL-Verfahren Algorithmus, Komplexität Modellierung von Problemen als Aussagenlogische Erfüllbarkeitsprobleme Logeleien, at-most, at-least Formeln, Sudoku,... D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 6/11

13 Überblick (3) Aussagenlogik Syntax und Semantik der Aussagenlogik Atome, Junktoren, Interpretation, Modelle, Erfüllbarkeit, Falsifizierbarkeit, Allgemeingültigkeit, Widersprüchlichkeit, Komplexität Normalformen Konjunktive NF (Klauselnormalform), Disjunktive NF, Komplexität, schneller CNF-Algorithmus Resolution für Aussagenlogik DPLL-Verfahren Algorithmus, Komplexität Modellierung von Problemen als Aussagenlogische Erfüllbarkeitsprobleme Logeleien, at-most, at-least Formeln, Sudoku,... D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 6/11

14 Überblick (3) Aussagenlogik Syntax und Semantik der Aussagenlogik Atome, Junktoren, Interpretation, Modelle, Erfüllbarkeit, Falsifizierbarkeit, Allgemeingültigkeit, Widersprüchlichkeit, Komplexität Normalformen Konjunktive NF (Klauselnormalform), Disjunktive NF, Komplexität, schneller CNF-Algorithmus Resolution für Aussagenlogik DPLL-Verfahren Algorithmus, Komplexität Modellierung von Problemen als Aussagenlogische Erfüllbarkeitsprobleme Logeleien, at-most, at-least Formeln, Sudoku,... D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 6/11

15 Überblick (3) Aussagenlogik Syntax und Semantik der Aussagenlogik Atome, Junktoren, Interpretation, Modelle, Erfüllbarkeit, Falsifizierbarkeit, Allgemeingültigkeit, Widersprüchlichkeit, Komplexität Normalformen Konjunktive NF (Klauselnormalform), Disjunktive NF, Komplexität, schneller CNF-Algorithmus Resolution für Aussagenlogik DPLL-Verfahren Algorithmus, Komplexität Modellierung von Problemen als Aussagenlogische Erfüllbarkeitsprobleme Logeleien, at-most, at-least Formeln, Sudoku,... D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 6/11

16 Überblick (3) Aussagenlogik Syntax und Semantik der Aussagenlogik Atome, Junktoren, Interpretation, Modelle, Erfüllbarkeit, Falsifizierbarkeit, Allgemeingültigkeit, Widersprüchlichkeit, Komplexität Normalformen Konjunktive NF (Klauselnormalform), Disjunktive NF, Komplexität, schneller CNF-Algorithmus Resolution für Aussagenlogik DPLL-Verfahren Algorithmus, Komplexität Modellierung von Problemen als Aussagenlogische Erfüllbarkeitsprobleme Logeleien, at-most, at-least Formeln, Sudoku,... D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 6/11

17 Überblick (4) Prädikatenlogik Syntax und Semantik der Prädikatenlogik Berechenbarkeitseigenschaften Normalformen PL 1 -Klauseln, Klauselnormalform, Skolemisierung Allgemeine Resolution für PL 1 Resolution und Faktorisierung mit Unifikation Lineare Resolution inbesondere Hornklauseln, SLD-Resolution D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 7/11

18 Überblick (4) Prädikatenlogik Syntax und Semantik der Prädikatenlogik Berechenbarkeitseigenschaften Normalformen PL 1 -Klauseln, Klauselnormalform, Skolemisierung Allgemeine Resolution für PL 1 Resolution und Faktorisierung mit Unifikation Lineare Resolution inbesondere Hornklauseln, SLD-Resolution D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 7/11

19 Überblick (4) Prädikatenlogik Syntax und Semantik der Prädikatenlogik Berechenbarkeitseigenschaften Normalformen PL 1 -Klauseln, Klauselnormalform, Skolemisierung Allgemeine Resolution für PL 1 Resolution und Faktorisierung mit Unifikation Lineare Resolution inbesondere Hornklauseln, SLD-Resolution D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 7/11

20 Überblick (4) Prädikatenlogik Syntax und Semantik der Prädikatenlogik Berechenbarkeitseigenschaften Normalformen PL 1 -Klauseln, Klauselnormalform, Skolemisierung Allgemeine Resolution für PL 1 Resolution und Faktorisierung mit Unifikation Lineare Resolution inbesondere Hornklauseln, SLD-Resolution D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 7/11

21 Überblick (4) Prädikatenlogik Syntax und Semantik der Prädikatenlogik Berechenbarkeitseigenschaften Normalformen PL 1 -Klauseln, Klauselnormalform, Skolemisierung Allgemeine Resolution für PL 1 Resolution und Faktorisierung mit Unifikation Lineare Resolution inbesondere Hornklauseln, SLD-Resolution D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 7/11

22 Überblick (5) Logisches Programmieren Hornklauselprogramme Definite Klauseln, Prolog-Notation, Logische Notation,... SLD-Resolution Semantik von Hornklauselprogramme... Prolog Einfache Programme, Listenprogrammierung, Cut-Operator und Negation Vergleich: Prolog vs. Hornklauselprogramme Parsen und Sprachverarbeitung in Prolog Definite Clause Grammars (DCGs), Übersetzung in Prolog,... D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 8/11

23 Überblick (5) Logisches Programmieren Hornklauselprogramme Definite Klauseln, Prolog-Notation, Logische Notation,... SLD-Resolution Semantik von Hornklauselprogramme... Prolog Einfache Programme, Listenprogrammierung, Cut-Operator und Negation Vergleich: Prolog vs. Hornklauselprogramme Parsen und Sprachverarbeitung in Prolog Definite Clause Grammars (DCGs), Übersetzung in Prolog,... D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 8/11

24 Überblick (5) Logisches Programmieren Hornklauselprogramme Definite Klauseln, Prolog-Notation, Logische Notation,... SLD-Resolution Semantik von Hornklauselprogramme... Prolog Einfache Programme, Listenprogrammierung, Cut-Operator und Negation Vergleich: Prolog vs. Hornklauselprogramme Parsen und Sprachverarbeitung in Prolog Definite Clause Grammars (DCGs), Übersetzung in Prolog,... D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 8/11

25 Überblick (5) Logisches Programmieren Hornklauselprogramme Definite Klauseln, Prolog-Notation, Logische Notation,... SLD-Resolution Semantik von Hornklauselprogramme... Prolog Einfache Programme, Listenprogrammierung, Cut-Operator und Negation Vergleich: Prolog vs. Hornklauselprogramme Parsen und Sprachverarbeitung in Prolog Definite Clause Grammars (DCGs), Übersetzung in Prolog,... D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 8/11

26 Überblick (5) Logisches Programmieren Hornklauselprogramme Definite Klauseln, Prolog-Notation, Logische Notation,... SLD-Resolution Semantik von Hornklauselprogramme... Prolog Einfache Programme, Listenprogrammierung, Cut-Operator und Negation Vergleich: Prolog vs. Hornklauselprogramme Parsen und Sprachverarbeitung in Prolog Definite Clause Grammars (DCGs), Übersetzung in Prolog,... D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 8/11

27 Überblick (5) Logisches Programmieren Hornklauselprogramme Definite Klauseln, Prolog-Notation, Logische Notation,... SLD-Resolution Semantik von Hornklauselprogramme... Prolog Einfache Programme, Listenprogrammierung, Cut-Operator und Negation Vergleich: Prolog vs. Hornklauselprogramme Parsen und Sprachverarbeitung in Prolog Definite Clause Grammars (DCGs), Übersetzung in Prolog,... D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 8/11

28 Überblick (6) Qualitatives zeitliches Schließen (Allen-Logik) Syntax von Allen-Formeln 13 Basisrelationen, Allensche Constraints, Konjunktive Allen-Constraints Semantik von Allen-Formeln Interpretationen, Erfüllbarkeit, Widersprüchlichkeit,... Allenscher Abschluss Transitivitätsregel, Matrix für die Komposition von Basisrelationen Algorithmen zur Berechnung des Allenschen Abschlusses Unvollständigkeit und Komplexität der Erfüllbarkeit D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 9/11

29 Überblick (6) Qualitatives zeitliches Schließen (Allen-Logik) Syntax von Allen-Formeln 13 Basisrelationen, Allensche Constraints, Konjunktive Allen-Constraints Semantik von Allen-Formeln Interpretationen, Erfüllbarkeit, Widersprüchlichkeit,... Allenscher Abschluss Transitivitätsregel, Matrix für die Komposition von Basisrelationen Algorithmen zur Berechnung des Allenschen Abschlusses Unvollständigkeit und Komplexität der Erfüllbarkeit D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 9/11

30 Überblick (6) Qualitatives zeitliches Schließen (Allen-Logik) Syntax von Allen-Formeln 13 Basisrelationen, Allensche Constraints, Konjunktive Allen-Constraints Semantik von Allen-Formeln Interpretationen, Erfüllbarkeit, Widersprüchlichkeit,... Allenscher Abschluss Transitivitätsregel, Matrix für die Komposition von Basisrelationen Algorithmen zur Berechnung des Allenschen Abschlusses Unvollständigkeit und Komplexität der Erfüllbarkeit D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 9/11

31 Überblick (6) Qualitatives zeitliches Schließen (Allen-Logik) Syntax von Allen-Formeln 13 Basisrelationen, Allensche Constraints, Konjunktive Allen-Constraints Semantik von Allen-Formeln Interpretationen, Erfüllbarkeit, Widersprüchlichkeit,... Allenscher Abschluss Transitivitätsregel, Matrix für die Komposition von Basisrelationen Algorithmen zur Berechnung des Allenschen Abschlusses Unvollständigkeit und Komplexität der Erfüllbarkeit D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 9/11

32 Überblick (6) Qualitatives zeitliches Schließen (Allen-Logik) Syntax von Allen-Formeln 13 Basisrelationen, Allensche Constraints, Konjunktive Allen-Constraints Semantik von Allen-Formeln Interpretationen, Erfüllbarkeit, Widersprüchlichkeit,... Allenscher Abschluss Transitivitätsregel, Matrix für die Komposition von Basisrelationen Algorithmen zur Berechnung des Allenschen Abschlusses Unvollständigkeit und Komplexität der Erfüllbarkeit D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 9/11

33 Überblick (6) Qualitatives zeitliches Schließen (Allen-Logik) Syntax von Allen-Formeln 13 Basisrelationen, Allensche Constraints, Konjunktive Allen-Constraints Semantik von Allen-Formeln Interpretationen, Erfüllbarkeit, Widersprüchlichkeit,... Allenscher Abschluss Transitivitätsregel, Matrix für die Komposition von Basisrelationen Algorithmen zur Berechnung des Allenschen Abschlusses Unvollständigkeit und Komplexität der Erfüllbarkeit D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 9/11

34 Überblick (7) Maschinelles Lernen Einführung Einordnung von Lernverfahren, Maßzahlen, Entropie Entscheidungsbaumlernen ID3-Verfahren, C4.5 Verfahren Versionenraum-Lernverfahren D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 10/11

35 Überblick (7) Maschinelles Lernen Einführung Einordnung von Lernverfahren, Maßzahlen, Entropie Entscheidungsbaumlernen ID3-Verfahren, C4.5 Verfahren Versionenraum-Lernverfahren D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 10/11

36 Überblick (7) Maschinelles Lernen Einführung Einordnung von Lernverfahren, Maßzahlen, Entropie Entscheidungsbaumlernen ID3-Verfahren, C4.5 Verfahren Versionenraum-Lernverfahren D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 10/11

37 Überblick (7) Maschinelles Lernen Einführung Einordnung von Lernverfahren, Maßzahlen, Entropie Entscheidungsbaumlernen ID3-Verfahren, C4.5 Verfahren Versionenraum-Lernverfahren D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 10/11

38 Überblick (8) Konzeptbeschreibungssprachen Semantische Netze, Frames Description Logics Basissprache AL, Syntax, Semantik AL-Familie, Inferenzen und Eigenschaften Terminologien T-Box, Semantik, zyklische T-Boxen und Fixpunktsemantik T-Box und A-Box Subsumtion und Konsistenztests Struktureller Subsumtionstest für FL 0, PSPACE-Konsistenztest (Tableau-Verfahren) für ALC D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 11/11

39 Überblick (8) Konzeptbeschreibungssprachen Semantische Netze, Frames Description Logics Basissprache AL, Syntax, Semantik AL-Familie, Inferenzen und Eigenschaften Terminologien T-Box, Semantik, zyklische T-Boxen und Fixpunktsemantik T-Box und A-Box Subsumtion und Konsistenztests Struktureller Subsumtionstest für FL 0, PSPACE-Konsistenztest (Tableau-Verfahren) für ALC D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 11/11

40 Überblick (8) Konzeptbeschreibungssprachen Semantische Netze, Frames Description Logics Basissprache AL, Syntax, Semantik AL-Familie, Inferenzen und Eigenschaften Terminologien T-Box, Semantik, zyklische T-Boxen und Fixpunktsemantik T-Box und A-Box Subsumtion und Konsistenztests Struktureller Subsumtionstest für FL 0, PSPACE-Konsistenztest (Tableau-Verfahren) für ALC D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 11/11

41 Überblick (8) Konzeptbeschreibungssprachen Semantische Netze, Frames Description Logics Basissprache AL, Syntax, Semantik AL-Familie, Inferenzen und Eigenschaften Terminologien T-Box, Semantik, zyklische T-Boxen und Fixpunktsemantik T-Box und A-Box Subsumtion und Konsistenztests Struktureller Subsumtionstest für FL 0, PSPACE-Konsistenztest (Tableau-Verfahren) für ALC D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 11/11

42 Überblick (8) Konzeptbeschreibungssprachen Semantische Netze, Frames Description Logics Basissprache AL, Syntax, Semantik AL-Familie, Inferenzen und Eigenschaften Terminologien T-Box, Semantik, zyklische T-Boxen und Fixpunktsemantik T-Box und A-Box Subsumtion und Konsistenztests Struktureller Subsumtionstest für FL 0, PSPACE-Konsistenztest (Tableau-Verfahren) für ALC D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 11/11

43 Überblick (8) Konzeptbeschreibungssprachen Semantische Netze, Frames Description Logics Basissprache AL, Syntax, Semantik AL-Familie, Inferenzen und Eigenschaften Terminologien T-Box, Semantik, zyklische T-Boxen und Fixpunktsemantik T-Box und A-Box Subsumtion und Konsistenztests Struktureller Subsumtionstest für FL 0, PSPACE-Konsistenztest (Tableau-Verfahren) für ALC D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 11/11

44 Überblick (8) Konzeptbeschreibungssprachen Semantische Netze, Frames Description Logics Basissprache AL, Syntax, Semantik AL-Familie, Inferenzen und Eigenschaften Terminologien T-Box, Semantik, zyklische T-Boxen und Fixpunktsemantik T-Box und A-Box Subsumtion und Konsistenztests Struktureller Subsumtionstest für FL 0, PSPACE-Konsistenztest (Tableau-Verfahren) für ALC D. Sabel KI SoSe 2014 Überblick 11/11

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