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本书以培养学生人工智能素养、人工智能思维和人工智能基本应用能力为编写理念，面向高职高专院校各专业学生，使用通俗易懂的语言，深入浅出地介绍人工智能的基本概念、基本知识和相关应用。全书共分7章，主要内容包括人工智能概述、人工智能生态、人工智能软/硬件平台、机器学习、人工神经网络与深度学习、计算机视觉和自然语言处理。本书着重介绍人工智能通识性知识和实用性技能，既可作为高职高专院校、中等职业学校学生学习人工智能的通识课教材，也可作为计算机类、电子信息类相关专业人工智能课程的入门教材。此外，本书还可供广大读者作为人工智能学习与实践的参考用书。

第1章  人工智能概述	（1）
1.1  人工智能的概念	（3）
1.1.1  人工智能的定义	（3）
1.1.2  图灵测试	（4）
1.2  人工智能的发展	（5）
1.2.1  代表人物和事件	（6）
1.2.2  人工智能发展史	（8）
1.2.3  我国人工智能的发展状况	（13）
1.3  人工智能的分类	（16）
1.3.1  弱人工智能	（16）
1.3.2  强人工智能	（17）
1.3.3  超人工智能	（17）
1.4  人工智能研究的主要学派	（17）
1.4.1  符号主义学派	（17）
1.4.2  连接主义学派	（19）
1.4.3  行为主义学派	（20）
1.5  人工智能的主要研究领域	（21）
1.5.1  感知问题	（21）
1.5.2  模式识别	（22）
1.5.3  博弈	（22）
1.5.4  搜索	（23）
1.5.5  自然语言处理	（23）
1.5.6  专家系统	（24）
1.5.7  机器人学	（25）
1.6  本章实训	（26）
1.6.1  实训1  体验人工智能诗歌写作	（26）
1.6.2  实训2  文心一言	（27）
1.7  拓展知识：未来已来，人工智能改变生活	（28）
1.8  本章习题	（29）
第2章  人工智能生态	（32）
2.1  大数据	（34）
2.1.1  什么是大数据	（34）
2.1.2  大数据的四大特性	（35）
2.1.3  大数据与人工智能	（36）
2.1.4  大数据的应用案例	（37）
2.2  物联网	（38）
2.2.1  什么是物联网	（38）
2.2.2  物联网的技术架构	（39）
2.2.3  物联网的特点	（40）
2.2.4  物联网的未来趋势	（41）
2.2.5  物联网与人工智能	（41）
2.3  云计算	（42）
2.3.1  什么是云计算	（42）
2.3.2  云计算的特点	（43）
2.3.3  云计算的分类	（43）
2.3.4  云计算的服务模式	（44）
2.3.5  云计算的应用	（44）
2.4  5G通信技术	（45）
2.4.1  什么是5G	（45）
2.4.2  5G的关键技术	（45）
2.4.3  5G的应用场景	（48）
2.5  本章实训	（49）
2.5.1  实训1  使用百度网盘	（49）
2.5.2  实训2  二维码分享	（51）
2.6  拓展知识：我国的5G网络建设	（52）
2.7  本章习题	（53）
第3章  人工智能软/硬件平台	（54）
3.1  芯片是人工智能的算力基础	（56）
3.1.1  什么是芯片	（56）
3.1.2  芯片的分类	（57）
3.1.3  芯片的制造工艺	（59）
3.1.4  摩尔定律	（59）
3.2  智能芯片	（59）
3.2.1  什么是智能芯片	（59）
3.2.2  智能芯片的分类	（60）
3.2.3  智能芯片的发展历程	（64）
3.2.4  智能芯片产业发展现状	（64）
3.3  人工智能开发框架	（68）
3.3.1  开发框架的作用	（68）
3.3.2  开发框架的核心特征	（69）
3.3.3  典型的人工智能开发框架	（69）
3.4  本章实训：人工智能芯片相关企业调研	（73）
3.5  拓展知识：我国科学家研制出首个全模拟光电智能计算芯片	（73）
3.6  本章习题	（74）
第4章  机器学习	（76）
4.1  机器学习概述	（77）
4.1.1  什么是机器学习	（77）
4.1.2  机器学习的发展历程	（80）
4.2  机器学习类型	（81）
4.2.1  监督学习	（82）
4.2.2  无监督学习	（83）
4.2.3  半监督学习	（83）
4.2.4  强化学习	（84）
4.3  机器学习常用算法	（84）
4.3.1  线性回归	（84）
4.3.2  支持向量机	（87）
4.3.3  决策树	（87）
4.3.4  K近邻算法	（88）
4.3.5  K均值聚类算法	（89）
4.3.6  关联分析	（90）
4.3.7  深度学习	（90）
4.4  本章实训：形色识别植物	（91）
4.5  拓展知识：AI为首张黑洞照片“美颜”	（92）
4.6  本章习题	（93）
第5章  人工神经网络与深度学习	（95）
5.1  人工神经网络概述	（96）
5.1.1  人工神经网络简介	（96）
5.1.2  人工神经网络的发展历程	（97）
5.2  MP模型	（98）
5.2.1  生物神经元	（98）
5.2.2  MP模型的结构	（99）
5.2.3  MP模型实现逻辑“与”运算功能	（100）
5.3  感知机	（100）
5.3.1  感知机模型	（101）
5.3.2  感知机的学习过程	（101）
5.3.3  多层感知机实现逻辑“异或”运算功能	（102）
5.4  BP神经网络	（104）
5.4.1  BP神经网络结构	（104）
5.4.2  激活函数	（106）
5.4.3  BP神经网络学习算法	（107）
5.5  深度学习	（109）
5.5.1  深度学习的概念	（109）
5.5.2  卷积神经网络	（110）
5.5.3  循环神经网络	（114）
5.6  本章实训：体验神经网络可视化工具Playground	（116）
5.7  拓展知识：三位AI科学家荣获2018年图灵奖	（119）
5.8  本章习题	（121）
第6章  计算机视觉	（124）
6.1  计算机视觉概述	（125）
6.1.1  什么是计算机视觉	（125）
6.1.2  计算机视觉的发展历程	（126）
6.1.3  计算机视觉的主要任务	（127）
6.1.4  计算机视觉的主要应用	（128）
6.2  图像处理与视觉系统	（128）
6.2.1  图像的基本原理	（128）
6.2.2  图像处理技术	（130）
6.2.3  计算机视觉系统	（135）
6.3  人脸识别	（138）
6.3.1  人脸识别概述	（138）
6.3.2  人脸识别一般步骤	（140）
6.3.3  人脸识别基本技术	（141）
6.3.4  人脸识别的应用	（145）
6.4  本章实训：体验百度人脸检测与属性分析	（147）
6.5  拓展知识：人机大战，百度AI以3 : 2战胜“最强大脑”王峰	（148）
6.6  本章习题	（148）
第7章  自然语言处理	（150）
7.1  自然语言处理概述	（151）
7.1.1  自然语言处理的定义	（152）
7.1.2  自然语言处理的发展历程	（152）
7.1.3  自然语言处理的应用	（153）
7.1.4  自然语言处理的一般流程	（156）
7.1.5  自然语言处理的构成	（158）
7.2  自然语言理解	（159）
7.2.1  自然语言理解的难点	（159）
7.2.2  自然语言理解的层次	（159）
7.3  机器翻译	（161）
7.3.1  机器翻译的基本原理	（161）
7.3.2  机器翻译的方法	（161）
7.3.3  机器翻译的应用	（163）
7.4  语音识别	（165）
7.4.1  语音识别的定义	（165）
7.4.2  语音识别的发展历程	（166）
7.4.3  语音识别系统	（166）
7.4.4  语音识别的应用	（167）
7.5  语音合成	（168）
7.5.1  语音合成概述	（168）
7.5.2  语音合成的应用	（168）
7.6  本章实训	（169）
7.6.1  实训1：体验百度在线翻译	（169）
7.6.2  实训2：体验讯飞AI	（169）
7.7  拓展知识：“讯飞星火”开启个性化AI助手新时代	（170）
7.8  本章习题	（171）
参考文献	（173）

2016年3月，在一场举世瞩目的人机对弈围棋比赛中，被称为AlphaGo（阿尔法围棋）的机器人以4 : 1的战绩战胜了围棋世界冠军李世石，引爆了人工智能技术的关注度。乘飞机和高铁时通过人脸识别进行检票、像人类一样进行聊天交流的机器人程序ChatGPT、像人一样活动灵活的波士顿机器狗、无人驾驶的汽车……不断面世的人工智能应用产品让我们惊讶地发现，不经意间，人工智能时代已经悄然来临。
经过70多年的发展，人工智能学科已进入新的阶段。党的二十大报告提出，推动战略性新兴产业融合集群发展，构建新一代信息技术、人工智能等一批新的增长引擎。同时，在移动互联网、大数据、云计算、脑科学等新理论、新技术，以及经济社会强烈发展需求的共同驱动下，人工智能呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主操控等新特征。
2016年，中国工程院启动了“中国人工智能2.0发展战略研究”重大咨询项目，该项目被简称为“AI2.0”。2017年7月，国务院印发《新一代人工智能发展规划》（国发〔2017〕35号），这是自21世纪以来我国发布的第一个关于人工智能的系统性战略规划。这一规划提出了面向2030年我国新一代人工智能发展的指导思想、战略目标、重点任务和保障措施，明确了我国新一代人工智能的发展愿景：2020年，人工智能总体技术和应用与世界先进水平同步，人工智能产业成为新的重要经济增长点，人工智能技术应用成为改善民生的新途径；2025年，人工智能基础理论实现重大突破，部分技术与应用达到世界领先水平，人工智能成为我国产业升级和经济转型的主要动力，智能社会建设取得积极进展；2030年，人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平，中国成为世界主要人工智能创新中心。
2018年4月，教育部《高等学校人工智能创新行动计划》（教技〔2018〕3号）中明确提出要完善人工智能领域人才培养体系，推动人工智能教材和在线开放课程建设，将人工智能纳入大学计算机基础教学内容。在高等职业教育层面普及并开展人工智能基础教育已势在必行。为此，我们积极响应教育部号召，对高等职业院校人工智能通识教育进行积极探索和实践，并基于高等职业教育的特点编写本书。本书系统阐述人工智能的基本原理、实现技术及其应用，全面介绍国内外人工智能研究领域的最新进展和发展方向，主要内容包括人工智能概述、人工智能生态、人工智能的软/硬件平台、机器学习、人工神经网络与深度学习、计算机视觉和自然语言处理等。
本书是面向高等职业各专业学生的人工智能通识课程教材，旨在重点培养学生在智能时代的人工智能素养、人工智能思维和人工智能基本应用能力。本书具有以下特色。
（1）理论够用。高职教材需要有一定的理论知识，但作为面向所有专业学生的通识类课程教材，不宜讲解过于深奥的理论知识。因此，理论知识的选择就很重要，不仅要够用且适用，而且还要易学且易懂。本书用通俗易懂的语言，深入浅出地介绍人工智能理论体系及应用，有助于学生理解人工智能技术的全貌和来龙去脉。本书注重算法思想的介绍，简化了算法的数学推导，让学生在课堂上就能够“听得懂，学得会”。
（2）教学案例丰富。本书对人工智能领域广为人知的案例进行了剖析和讲解，并展示了人工智能在各个领域的新应用。同时，本书还提供配套的微课视频、教学课件、习题及答案等多种教学资源。
（3）体现通识性、实用性和可读性。在介绍人工智能知识体系及其丰富应用的基础上，让学生亲身体验人工智能技术以及人工智能技术对未来的影响，激发学生学习人工智能技术的兴趣并为进一步学习打下基础。
（4）融入思政元素。本书在编写过程中注重思政元素的融入，如从多个角度介绍人工智能的发展历史及这一领域中杰出的科学家成功的故事，使学生从中得到启迪和鼓舞；介绍我国人工智能战略，以及我国在人工智能领域取得的丰富成果，以激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。通过学习相关案例，引导学生树立正确的社会主义世界观、人生观和价值观，弘扬精益求精的专业精神、职业精神和工匠精神，培养学生的创新意识，激发学生的爱国热情。
本书由黄林国、汪国华担任主编，陈林、郑华东担任副主编。全书由黄林国统稿。参加本书编写的还有牟维文。在本书编写过程中，编者参考了大量的书籍和资料，在此，谨向这些书籍和资料的作者表示感谢。
为了方便教师教学，本书配有电子教学课件、习题及答案、微课视频（扫描书中二维码浏览）等教学资源，请有此需要的教师或读者登录华信教育资源网（www.hxedu.com.cn）注册后免费下载，如有问题可在华信教育资源网的网站留言板留言。
由于编者水平有限，虽然在编写本书过程中力求精确，也进行了多次校正，但书中难免存在一些疏漏和不足，希望广大同行、专家和读者给予批评和指正。

编  者

黄林国，男，硕士，副教授，台州科技职业学院信息工程学院任教。省教坛新秀，省教学成果二等奖，主编多本计算机教材，多年来从事计算机网络与安全方向相关课程教学及教改研究实践。

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