人工智能通識計算思維、信息基礎、AI 基礎與前沿（慕課版）
北京師範大學人工智能學院
商品描述
人工智能已成為當代大學生不可或缺的知識領域。本書作為該領域的通識教材，力求系統而全面地介紹人工智能的基礎知識與核心思想。全書共分為8章：第1-3章從計算的視角介紹人工智能的基礎知識；第4章聚焦人工智能的基礎技術，內容涵蓋知識表示與知識圖譜、搜索與推理、模式識別與數據挖掘、傳統機器學習、神經網絡與深度學習、新型機器學習；第5章闡述典型的人工智能領域技術，依次介紹專家系統、自然語言處理、計算機視覺、計算機聽覺、多模態技術；第6章作為進階內容，介紹人工智能的前沿技術，包括生成式人工智能、大模型技術、自主智能體、科學智能；第7章著眼於人工智能的實際應用，重點討論文學、教育和金融領域的典型案例；第八章則圍繞人工智能倫理與社會治理展開探討，關註技術發展與社會規範之間的平衡問題。每章均有配套習題，並提供科普類擴展閱讀材料，幫助有興趣的讀者進一步探索。 本書可作為高校人工智能通識課程的本科生教材，也適合對人工智能領域感興趣的工程技術人員學習使用，還可作為非人工智能領域研究人員的參考用書。
作者簡介
黃華，北京師範大學人工智能學院教授，院長。主要從事圖像/視頻處理、計算攝像學、計算機圖形學方面的研究工作。主持國家自然科學基金重點項目、國家重點研發計劃項目等；發表學術論文百余篇，獲授權國家發明專利60余項，部分成果在工業、國防、互聯網行業得到應用。2014年獲得國家傑出青年基金資助，獲得第十四屆中國青年科技獎，入選第三批萬人計劃科技領軍人才。兼任“新一代人工智能”科技創新2030重大項目管理專家組成員，JKW XX智能專家組副組長；中國計算機學會常務理事、學術工作委員會副主任；中國圖像圖形學會常務理事、多媒體專業委員會主任；中國自動化學會理事、副秘書長。
目錄大綱
【章名目錄】
第 1 章 人工智能概述
第 2 章 計算思維
第 3 章 計算機基礎
第 4 章 人工智能基礎技術
第 5 章 人工智能領域技術
第 6 章 人工智能前沿技術
第 7 章 人工智能行業應用
第 8 章 人工智能倫理與社會治理
【詳細目錄】
第 1 章 人工智能概述
1.1 智能與人工智能 …………………… 002
1.2 人工智能與計算 …………………… 004
1.3 人工智能發展歷程 ………………… 006
1.4 人工智能時代的應對 ……………… 009
15 擴展閱讀 …………………………… 010
習題………………………………………… 010
人物小傳…………………………………… 011
第 2 章 計算思維
2.1 計算與計算思維 …………………… 013
2.2 初識計算思維 ……………………… 014
2.3 計算思維的理解 …………………… 016
2.4 計算思維的具體呈現 ……………… 019
2.4.1 邏輯思維…………………………… 019
2.4.2 算法思維…………………………… 021
2.4.3 系統思維…………………………… 022
2.4.4 網絡思維…………………………… 023
2.5 擴展閱讀 …………………………… 025
習題………………………………………… 025
實踐作業…………………………………… 025
人物小傳…………………………………… 027
第 3 章 計算機基礎
3.1 問題求解與計算系統 ……………… 029
3.2 計算系統的硬件部分 ……………… 029
3.2.1 經典計算機結構…………………… 029
3.2.2 數據存儲…………………………… 031
3.2.3 任務計算…………………………… 032
3.2.4 信息交換…………………………… 040
3.2.5 智能計算機系統…………………… 042
3.3 計算系統的軟件部分 ……………… 044
3.3.1 操作系統…………………………… 045
3.3.2 編程語言…………………………… 046
3.3.3 AI框架 …………………………… 047
3.4 新型計算系統 ……………………… 050
3.4.1 生物計算…………………………… 050
3.4.2 量子計算…………………………… 051
3.5 擴展閱讀 …………………………… 052
習題………………………………………… 053
實踐作業…………………………………… 053
人物小傳…………………………………… 054
第 4 章 人工智能基礎技術
4.1 知識表示與知識圖譜 ……………… 057
4.1.1 知識表示方法……………………… 057
4.1.2 知識圖譜…………………………… 059
4.2 搜索與推理 ………………………… 062
4.2.1 搜索………………………………… 062
4.2.3 規劃………………………………… 069
4.3 模式識別與數據挖掘 ……………… 072
4.3.1 模式識別…………………………… 072
4.3.2 數據挖掘…………………………… 075
4.4 傳統機器學習 ……………………… 078
4.4.1 監督學習…………………………… 078
4.4.2 無監督學習………………………… 084
4.4.3 弱監督學習………………………… 089
4.5 神經網絡與深度學習 ……………… 091
4.5.1 神經元與神經網絡………………… 092
4.5.2 反向傳播算法……………………… 093
4.5.3 卷積神經網絡……………………… 094
4.5.4 循環神經網絡……………………… 095
4.6 新型機器學習 ……………………… 096
4.6.1 強化學習…………………………… 096
4.6.2 生成對抗學習……………………… 098
4.7 擴展閱讀 …………………………… 100
習題………………………………………… 100
實踐作業…………………………………… 101
人物小傳…………………………………… 104
第 5 章 人工智能領域技術
5.1 專家系統 …………………………… 108
5.1.1 什麼是專家系統…………………… 108
5.1.2 專家系統的基本結構……………… 108
5.1.3 專家系統的知識獲取……………… 109
5.1.4 專家系統舉例……………………… 109
5.2 自然語言處理 ……………………… 110
5.2.1 自然語言處理的任務……………… 110
5.2.2 自然語言處理的基本方法………… 111
5.2.3 現代自然語言處理的核心——語言模型
112
5.2.4 機器翻譯…………………………… 114
5.3 計算機視覺 ………………………… 114
5.3.1 底層視覺…………………………… 115
5.3.2 高層視覺…………………………… 119
5.4 計算機聽覺 ………………………… 124
5.4.1 計算機如何“聽見”聲音………… 125
5.4.2 語音識別…………………………… 126
5.4.3 語音合成…………………………… 127
5.5 多模態技術 ………………………… 128
5.5.1 多模態理解………………………… 129
5.5.2 跨模態生成………………………… 131
5.6 擴展閱讀 …………………………… 133
習題………………………………………… 134
實踐作業…………………………………… 134
人物小傳…………………………………… 135
第 6 章 人工智能前沿技術
6.1 生成式人工智能 …………………… 137
6.1.1 判別式模型………………………… 137
6.1.2 生成式模型………………………… 138
6.1.3 判別式模型與生成式模型的關系… 139
6.2 大模型技術 ………………………… 140
6.2.1 網絡結構基礎：Transformer架構 141
6.2.2 單模態大模型……………………… 143
6.2.3 多模態大模型……………………… 145
6.2.4 大模型的訓練方法………………… 147
6.2.5 大模型推理增強技術……………… 149
6.3 自主智能體 ………………………… 150
6.3.1 智能體的定義與特征……………… 150
6.3.2 無人系統…………………………… 151
6.3.3 具身智能體………………………… 153
6.3.4 多智能體交互……………………… 153
6.4 科學智能 …………………………… 155
6.4.1 自然科學研究……………………… 156
6.4.2 社會科學研究……………………… 159
6.5 擴展閱讀 …………………………… 160
習題………………………………………… 161
實踐作業…………………………………… 161
人物小傳…………………………………… 163
第 7 章 人工智能行業應用
7.1 人工智能賦能千行百業 …………… 165
7.2 人工智能在文學領域的應用 ……… 166
7.2.1 文學創作…………………………… 166
7.2.2 文學分析…………………………… 167
7.2.3 文學風格化遷移…………………… 168
7.3 人工智能在教育領域的應用 ……… 169
7.3.1 智能助教…………………………… 169
7.3.2 智能助學…………………………… 171
7.3.3 智能評測…………………………… 172
7.4 人工智能在金融領域的應用 ……… 172
7.4.1 智能風險管理與預測……………… 173
7.4.2 自動化決策與投資優化…………… 173
7.4.3 智能客服與個性化數字金融產品… 174
7.5 未來展望與挑戰 …………………… 175
7.6 擴展閱讀 …………………………… 175
習題………………………………………… 175
實踐作業…………………………………… 176
人物小傳…………………………………… 179
第 8 章 人工智能倫理與社會治理
8.1 人工智能倫理與治理概述 ………… 182
8.1.1 人工智能倫理概述………………… 182
8.1.2 人工智能治理必要性……………… 183
8.2 人工智能倫理問題 ………………… 184
8.2.1 技術研發中的倫理問題…………… 184
8.2.2 產品研發與應用中的倫理問題…… 188
8.3 人工智能倫理治理 ………………… 191
8.3.1 人工智能治理體系………………… 192
8.3.2 人工智能倫理治理實踐…………… 193
8.4 擴展閱讀 …………………………… 197
習題………………………………………… 198
實踐作業…………………………………… 198
人物小傳…………………………………… 201
參考文獻…………………………………… 202
