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人工智能导论


作者:
主编 徐立祥
定价:
49.00 元
版面字数:
540.00千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
页数:
368
最新
印次时间:
2026年09月
ISBN:
978-7-04-068203-8
物料号:
68203-00
出版时间:
2026-09-11
读者对象:
高等教育
一级分类:
计算机/教育技术类

本书紧扣人工智能学科体系与产业发展需求,系统构建“基础理论—核心技术—行业应用—安全伦理”四位一体的知识框架。基础理论部分从绪论入手,清晰阐释智能本质、人工智能发展历程、三大研究范式与技术工程体系,奠定学科认知基础。核心技术部分聚焦核心能力,系统讲解机器学习经典算法与模型优化,深度解析深度学习、强化学习、生成式人工智能等前沿技术,覆盖神经网络、Transformer框架、大语言模型、多模态生成等关键内容。行业应用部分立足“AI+行业”,全面展示智能视觉、医疗、教育、金融、制造、机器人等典型场景,新增脑机接口、智能驾驶、AI赋能科学发现等前沿方向,结合案例呈现技术落地路径。安全伦理部分介绍人工智能安全与伦理,探讨模型鲁棒性、数据隐私、算法公平等议题,树立合规与责任意识,助力培养兼具理论素养与实践能力的复合型人才。 本书兼顾理论深度与实践价值,既夯实基础原理,又追踪大模型等最新进展;既突出技术逻辑,又强化工程思维。本书可作为高校人工智能通识课及人工智能、计算机、自动化、电子信息等专业的核心教材,也可供相关领域工程技术人员、科研工作者参考学习。
  • 目录
    • 前辅文
      • 第1章 绪论
        • 1.1 人工智能的基本概念
          • 1.1.1 从多学科视角理解“智能”
            • 1.1.2 机器智能与人类智能的异同
              • 1.1.3 人工智能的定义流派与四象限视角
                • 1.1.4 人工智能能力层级
                  • 1.1.5 智能的评价
                  • 1.2 人工智能的发展历程与典型系统
                    • 1.2.1 启蒙与黄金时代(1956—1974年)
                      • 1.2.2 第一次寒冬(1974—1980年)
                        • 1.2.3 繁荣期(1980—1987年)
                          • 1.2.4 第二次寒冬(1987—1993年)
                            • 1.2.5 稳健发展期(1993—2015年)
                              • 1.2.6 新时代(2016年至今)
                              • 1.3 人工智能的研究范式
                                • 1.3.1 符号主义:让系统“可控且可解释”
                                  • 1.3.2 连接主义:让系统“从经验中学出表示”
                                    • 1.3.3 行为主义:让智能体“在闭环中获得策略”
                                      • 1.3.4 范式选择与融合
                                      • 1.4 人工智能的系统架构
                                        • 1.4.1 行动闭环
                                          • 1.4.2 学习闭环
                                          • 1.5 人工智能的技术体系与工程实践
                                            • 1.5.1 数据与知识资源层
                                              • 1.5.2 计算与系统基础设施层
                                                • 1.5.3 模型与开发框架层
                                                  • 1.5.4 应用与服务层
                                                    • 1.5.5 从模型到产品的工程闭环
                                                    • 思考题
                                                    • 第2章 典型应用介绍
                                                      • 2.1 计算智能
                                                        • 2.1.1 演化计算与遗传算法
                                                          • 2.1.2 神经网络
                                                          • 2.2 感知智能
                                                            • 2.2.1 计算机视觉
                                                              • 2.2.2 语音处理
                                                              • 2.3 认知智能
                                                                • 2.3.1 知识图谱与神经符号结合
                                                                  • 2.3.2 高阶认知
                                                                  • 2.4 智能视觉
                                                                    • 2.4.1 图像识别与分类
                                                                      • 2.4.2 目标检测与跟踪
                                                                        • 2.4.3 三维视觉与场景重建
                                                                          • 2.4.4 视频理解与行为识别
                                                                          • 2.5 智能医疗
                                                                            • 2.5.1 智能辅助诊断
                                                                              • 2.5.2 智慧病历与健康管理
                                                                                • 2.5.3 智能药物研发与诊疗机器人
                                                                                  • 2.5.4 医疗大数据与隐私计算
                                                                                  • 2.6 智能教育
                                                                                    • 2.6.1 学情感知与学习者建模
                                                                                      • 2.6.2 教学干预与个性化教学
                                                                                        • 2.6.3 教学交互与智慧课堂
                                                                                        • 2.7 智能金融
                                                                                          • 2.7.1 高频交易与量化投资
                                                                                            • 2.7.2 区块链技术与加密货币
                                                                                              • 2.7.3 AI反欺诈与信贷风控
                                                                                              • 2.8 智能制造
                                                                                                • 2.8.1 工业4.0与AI赋能范式
                                                                                                  • 2.8.2 研发与设计端的智能革命
                                                                                                    • 2.8.3 生产过程的“眼”与“脑”
                                                                                                      • 2.8.4 预测性维护与设备健康管理
                                                                                                        • 2.8.5 柔性制造与智慧供应链
                                                                                                        • 2.9 智能机器人
                                                                                                          • 2.9.1 概述与背景
                                                                                                            • 2.9.2 智能机器人的类型与物理特点
                                                                                                              • 2.9.3 核心技术与体系架构
                                                                                                                • 2.9.4 应用场景与未来的科学挑战
                                                                                                                • 思考题
                                                                                                                • 第3章 机器学习
                                                                                                                  • 3.1 机器学习的定义与认知基础
                                                                                                                    • 3.1.1 从人类学习到机器学习
                                                                                                                      • 3.1.2 机器学习的定义
                                                                                                                        • 3.1.3 机器学习的三要素
                                                                                                                        • 3.2 机器学习的通用工作流程
                                                                                                                          • 3.2.1 学习阶段
                                                                                                                            • 3.2.2 评估阶段
                                                                                                                            • 3.3 机器学习的流派谱系
                                                                                                                              • 3.3.1 按学习方法分类
                                                                                                                                • 3.3.2 按任务类型分类
                                                                                                                                  • 3.3.3 按模型类型分类
                                                                                                                                  • 3.4 监督学习经典算法解析
                                                                                                                                    • 3.4.1 线性回归
                                                                                                                                      • 3.4.2 逻辑斯谛回归
                                                                                                                                        • 3.4.3 朴素贝叶斯
                                                                                                                                          • 3.4.4 线性判别分析
                                                                                                                                            • 3.4.5 决策树
                                                                                                                                              • 3.4.6 支持向量机
                                                                                                                                                • 3.4.7 K近邻
                                                                                                                                                • 3.5 模型的评估与优化
                                                                                                                                                  • 3.5.1 性能度量指标
                                                                                                                                                    • 3.5.2 欠拟合与过拟合
                                                                                                                                                      • 3.5.3 交叉验证与超参数调优
                                                                                                                                                      • 思考题
                                                                                                                                                      • 第4章 深度学习
                                                                                                                                                        • 4.1 神经网络
                                                                                                                                                          • 4.1.1 人工神经元与感知机
                                                                                                                                                            • 4.1.2 激活函数与反向传播算法
                                                                                                                                                              • 4.1.3 多层感知机与BP神经网络
                                                                                                                                                                • 4.1.4 神经网络训练与优化方法
                                                                                                                                                                • 4.2 卷积神经网络
                                                                                                                                                                  • 4.2.1 卷积层与池化层
                                                                                                                                                                    • 4.2.2 CNN整体架构与学习机制
                                                                                                                                                                      • 4.2.3 CNN经典架构演进
                                                                                                                                                                        • 4.2.4 CNN在图像识别与计算机视觉中的应用
                                                                                                                                                                        • 4.3 循环神经网络
                                                                                                                                                                          • 4.3.1 时间序列数据与循环结构
                                                                                                                                                                            • 4.3.2 RNN结构特征与序列信息传播机制
                                                                                                                                                                              • 4.3.3 长短期记忆网络与门控循环单元
                                                                                                                                                                                • 4.3.4 RNN在序列建模与自然语言处理中的应用
                                                                                                                                                                                • 4.4 图神经网络
                                                                                                                                                                                  • 4.4.1 图结构数据与节点表示学习
                                                                                                                                                                                    • 4.4.2 消息传递与信息聚合
                                                                                                                                                                                      • 4.4.3 图卷积网络与常见GNN变体
                                                                                                                                                                                        • 4.4.4 GNN在社交网络与知识图谱中的应用
                                                                                                                                                                                        • 4.5 Transformer框架
                                                                                                                                                                                          • 4.5.1 注意力机制基本思想
                                                                                                                                                                                            • 4.5.2 自注意力机制与多头注意力机制
                                                                                                                                                                                              • 4.5.3 编码器-解码器结构与Transformer框架
                                                                                                                                                                                                • 4.5.4 基于Transformer的预训练模型崛起
                                                                                                                                                                                                • 思考题
                                                                                                                                                                                                • 第5章 强化学习
                                                                                                                                                                                                  • 5.1 强化学习基本概念
                                                                                                                                                                                                    • 5.1.1 强化学习问题描述
                                                                                                                                                                                                      • 5.1.2 马尔可夫决策过程
                                                                                                                                                                                                        • 5.1.3 回报与价值函数
                                                                                                                                                                                                          • 5.1.4 探索与利用的权衡
                                                                                                                                                                                                          • 5.2 基于价值的强化学习方法
                                                                                                                                                                                                            • 5.2.1 价值函数与贝尔曼方程
                                                                                                                                                                                                              • 5.2.2 动态规划方法
                                                                                                                                                                                                                • 5.2.3 蒙特卡洛方法
                                                                                                                                                                                                                  • 5.2.4 时序差分学习
                                                                                                                                                                                                                  • 5.3 基于策略的强化学习方法
                                                                                                                                                                                                                    • 5.3.1 策略梯度方法基本思想
                                                                                                                                                                                                                      • 5.3.2 策略梯度定理
                                                                                                                                                                                                                        • 5.3.3 REINFORCE算法
                                                                                                                                                                                                                          • 5.3.4 Actor-Critic架构
                                                                                                                                                                                                                          • 5.4 深度强化学习方法
                                                                                                                                                                                                                            • 5.4.1 深度Q网络及其关键技术
                                                                                                                                                                                                                              • 5.4.2 深度确定性策略梯度算法
                                                                                                                                                                                                                                • 5.4.3 近端策略优化算法
                                                                                                                                                                                                                                  • 5.4.4 深度强化学习的应用案例
                                                                                                                                                                                                                                  • 思考题
                                                                                                                                                                                                                                  • 第6章 生成式人工智能
                                                                                                                                                                                                                                    • 6.1 生成模型的基本原理
                                                                                                                                                                                                                                      • 6.1.1 生成模型与判别模型
                                                                                                                                                                                                                                        • 6.1.2 变分自编码器
                                                                                                                                                                                                                                          • 6.1.3 生成对抗网络
                                                                                                                                                                                                                                            • 6.1.4 扩散模型
                                                                                                                                                                                                                                            • 6.2 大语言模型
                                                                                                                                                                                                                                              • 6.2.1 大语言模型原理
                                                                                                                                                                                                                                                • 6.2.2 预训练与模型微调
                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.2.3 提示词工程
                                                                                                                                                                                                                                                    • 6.2.4 检索增强生成
                                                                                                                                                                                                                                                    • 6.3 多模态生成
                                                                                                                                                                                                                                                      • 6.3.1 从文本到图像
                                                                                                                                                                                                                                                        • 6.3.2 从文本到视频
                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.3.3 AIGC的挑战与伦理
                                                                                                                                                                                                                                                          • 思考题
                                                                                                                                                                                                                                                          • 第7章 AI+金融
                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.1 金融科技概述
                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.1.1 金融科技发展历程与核心概念
                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.1.2 金融数据类型与特征
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.1.3 AI在金融领域中的应用
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.2 智能信贷与风控系统
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.2.1 信用评分与违约预测模型
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.2.2 反欺诈、异常检测与风险评估
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.2.3 智能风控系统
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.3 智能研投与量化投资
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.3.1 量化投资基本原理与流程
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.3.2 机器学习在量化投资中的应用
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.3.3 研投自动化与金融大模型
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.4 智能合约与区块链金融
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.4.1 智能合约原理与执行机制
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.4.2 区块链基本原理与信任机制
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.4.3 区块链与智能合约驱动的可信金融
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.5 金融科技发展趋势与挑战
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.5.1 金融服务与实体产业深度融合
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.5.2 从技术应用到生态价值重构
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.5.3 数据隐私、算法偏见与金融安全
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.5.4 金融监管与合规困境
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 思考题
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 第8章 智能制造
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.1 智能制造概述
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.1.1 制造业的演进逻辑
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.1.2 为什么制造业需要人工智能
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.1.3 智能制造的理论内核
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.1.4 智能制造的核心特征
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.2 智能制造的体系架构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.3 工业AI的共性方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.4 典型应用一:工业视觉
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.5 典型应用二:工业时序预测
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.6 典型应用三:过程监测与优化
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.7 智能制造的挑战与展望
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 思考题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 第9章 脑机接口
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.1 大脑与神经信号基础
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.1.1 大脑的结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.1.2 神经元与大脑的特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.1.3 神经信号
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.2 脑机接口的主要类型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.2.1 非侵入式脑机接口
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.2.2 半侵入式脑机接口
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.2.3 侵入式脑机接口
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.2.4 按用户参与模式分类
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.3 脑机接口的工作机制
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.3.1 脑电信号采集与预处理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.3.2 核心算法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.3.3 指令生成与闭环反馈
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.4 脑机接口的应用前景与伦理挑战
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.4.1 医疗康复
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.4.2 能力增强
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.4.3 下一代人机交互
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.5 脑机接口的技术前沿与挑战
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.5.1 柔性电极与生物相容性突破
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.5.2 脑机接口与大模型的深度融合
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.5.3 芯片上的大脑
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.5.4 核心挑战与发展瓶颈
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.6 脑机接口的政策与产业化进程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.7 伦理边界与“神经权利”
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 思考题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 第10章 智能驾驶
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.1 智能驾驶概论
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.1.1 智能驾驶的背景
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.1.2 智能驾驶的智能化分级
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.1.3 代表性的智能驾驶企业
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.2 智能驾驶硬件
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.2.1 传感系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.2.2 计算系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 10.2.3 执行系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 10.3 智能驾驶软件
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.3.1 操作系统与中间件
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.3.2 车云协同
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.4 智能驾驶技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.4.1 模块化架构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.4.2 端到端架构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.4.3 世界模型架构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.4.4 模块化架构详解
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.5 智能驾驶的应用及发展趋势
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.5.1 应用场景
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 10.5.2 发展趋势
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 思考题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 第11章 AI赋能科学发现
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.1 蛋白质结构预测
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.1.1 CASP竞赛
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.1.2 AlphaFold的架构与成就
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.2 AI驱动的药物研发
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.2.1 AI辅助药物靶点发现
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.2.2 分子生成与ADMET属性预测
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.2.3 AI辅助的逆合成路线规划
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.2.4 经典案例:从算法到临床的跨越
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.3 AI与物质科学
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.3.1 AI辅助新材料设计
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.3.2 智能自主实验室
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.4 AI与天文学
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.4.1 AI辅助系外行星搜寻
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.4.2 AI助力引力波探测
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 思考题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 第12章 人工智能安全
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 12.1 AI安全问题概述
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 12.1.1 理解人工智能安全
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 12.1.2 AI安全面临的核心挑战
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 12.1.3 安全的主要研究领域
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 12.2 模型的鲁棒性与可靠性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 12.2.1 对抗攻击与主动防御
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 12.2.2 模型的分布外泛化
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 12.2.3 AI系统的验证与测试
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 12.3 安全治理与长期风险
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 12.3.1 建立AI安全标准
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 12.3.2 AI系统的红队测试
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 12.3.3 超级智能的潜在风险
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 思考题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 第13章 人工智能伦理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 13.1 人工智能伦理概述
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 13.1.1 人工智能发展中的伦理议题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 13.1.2 人工智能伦理的核心原则
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 13.1.3 人工智能伦理与法律法规
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 13.2 AI数据治理与隐私保护
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 13.2.1 数据滥用与隐私泄露
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 13.2.2 数据合规管理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 13.2.3 隐私保护技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 13.3 AI的社会影响与未来
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 13.3.1 就业变迁与经济重构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 13.3.2 算法偏见与数字鸿沟
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 13.3.3 认知安全与信息生态
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 13.3.4 迈向人工智能
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 思考题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 参考文献

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        相关图书