人工智能基础及应用
ISBN:978-7-5770-0957-5
主编:王正松 刘士新 孙亮亮
出版社:电子科技大学出版社
出版/修订日期:2026年7月第1版
¥ 49.8
人工智能正以前所未有的深度与广度, 重塑着人类社会的生产与生活方式。 从早期的
逻辑推理到今天的深度学习, 人工智能的理论不断丰富, 应用场景不断拓展。 为适应新时
代对人工智能人才培养的需求, 我们迫切需要一种既能系统传授核心原理, 又能夯实工程
实践能力的教学资源。 正是基于这一初衷, 我们组织教学与科研一线教师, 合力编写了
《人工智能基础及应用》 这本教材。
本书最鲜明的特色, 是坚持 “理论引领、 实践驱动、 平台赋能” 的编写理念, 将基础
理论的讲解与基于百度飞桨AIStudio平台的实战项目无缝融合。 全书分为基础篇与应用篇
两大部分。
第1章
绪论: 人工智能的诞生、 发展与未来
1. 1 人工智能的起源与定义
1. 1. 1 人工智能的概念萌芽
1. 1. 2 人工智能的学科基础与研究目标
1. 2 人工智能的发展简史
1. 2. 1 人工智能的发展阶段与关键事件
1. 2. 2 人工智能的主要流派
1. 3 人工智能的发展趋势与核心议题
1. 3. 1 技术演进方向
1. 3. 2 可信的人工智能与人工智能生态
第二章 搜索与优化策略: AI解决问题的基础方法
2. 1 搜索的定义与核心价值
2. 1. 1 搜索作为问题求解的基本思想
2. 1. 2 搜索思想的多维体现与应用范畴
2. 1. 3 搜索与智能体决策行为的关系
2. 2 经典搜索策略与方法
2. 2. 1 图搜索策略的基本框架
2. 2. 2 广度优先搜索 (BFS)
2. 2. 3 深度优先搜索
2. 3 智能优化问题与挑战
2. 3. 1 NP 问题的概念与AI优化的核心目标
2. 3. 2 优化问题的数学表征与评价指标
2. 4 主流群智能算法
2. 4. 1遗传算法
2. 4. 2 蚁群算法: 启发式机制、 参数优化与案例
2. 4. 3 粒子群算法
2. 5 总结
第3章 知识工程:让AI拥有与管理知识
3.1 知识与知识表示
3.1.1 知识的概念、分类和特性
3.1.2 知识表示
3.2 知识表示的主要方法
3.2.1 产生式表示法
3.2.2 框架表示法
3.2.3 语义网络
3.3 基于知识的系统
3.3.1 知识获取和管理
3.3.2 知识图谱
3.3.3 知识系统
第4章 机器学习:AI自主学习的核心技术
4.1 机器学习概述
4.1.1 机器学习的基本概念
4.1.2 机器学习的基本要素
4.1.3 机器学习的核心流程与评估指标
4.2 监督学习:基于标签的学习
4.2.1 线性回归问题:模型原理、损失函数与求解方法
4.2.2 K-近邻算法(KNN):核心思想、距离度量与参数选择
4.2.3 决策树:构建流程(特征选择、剪枝)、优缺点与案例
4.2.4 支持向量机(SVM):最大间隔原理、核函数
4.3 无监督学习:挖掘数据隐含规律
4.3.1 聚类算法:原理、类型与实践
4.3.2 降维算法:简化特征与保留关键信息
4.4 弱监督学习:利用不完美标签学习
4.4.1 弱监督学习概述
4.4.2 半监督学习:标签传播、半监督SVM等典型方法
4.5 总结
第5章 深度学习:推动AI能力突破的关键
5.1 神经网络的发展历史与演进逻辑
5.2 前馈神经网络
5.2.1 神经元:数学模型与激活函数
5.2.2 前馈网络
5.2.3 反向传播算法
5.3 卷积神经网络(CNN)
5.3.1 卷积的概念
5.3.2 卷积神经网络结构
5.3.3 典型的卷积神经网络
5.4 循环神经网络(RNN)
5.4.1 简单循环网络
5.4.2 门控循环单元网络(GRU)
5.4.3 长短期记忆网络(LSTM)
5.5 注意力机制与Transformer
5.5.1 注意力机制
5.5.2 Transformer
第6章 计算机视觉基础:赋予AI视觉感知与理解能力
6.1 计算机视觉概述
6.1.1 计算机视觉的定义与研究目标
6.1.2 计算机视觉的发展历程:关键阶段与技术突破
6.2 数字图像基础与预处理技术
6.2.1 数字图像的基础概念与数学表征
6.2.2 颜色空间及其转换
6.2.3 图像预处理的核心目标与技术流程
6.2.4 关键图像预处理技术
6.3 计算机视觉的关键技术与应用
6.3.1 目标检测:任务定义、典型算法与应用案例
6.3.2 图像分类:任务流程、模型(CNN系列)与应用场景
6.3.3 图像分割:类型、算法与实践
6.3.4 拓展技术:视觉跟踪、三维重建与图像生成
6.3.5 计算机视觉的行业应用与发展趋势
6.4 结语
第7章 实践基础:百度飞桨AIStudio平台
7.1 AI studio平台初识
7.1.1 项目大厅
7.1.2 数据集
7.1.3 相关竞赛
7.2 AI studio平台课程界面
7.3 AI studio平台BMLCodelab窗口
7.3.1 菜单栏
7.3.2 快捷工具栏
7.3.3 编辑区
7.3.4 侧边栏
7.2 平台功能介绍—项目创建
第8章 项目1:线性回归———波士顿房价预测
8.1 项目背景与数据集介绍
8.2 算法介绍
8.3 代码实现
8.4 拓展:对比三种回归模型在波士顿房价中的区别2
第9章 项目2:机器学习基础———K-Means聚类
9.1 数据集介绍
9.2 算法介绍
9.3 代码实现
第10章 项目3:机器学习基础———支持向量机
10.1 项目背景与数据集介绍
10.2 代码实现
10.3 总结
第11章 项目4:神经网络基础———手写数字识别
11.1 项目背景与数据集介绍1
11.2 算法介绍
11.3 代码实现
11.4 项目总结
第12章 项目5:深度学习基础———Alexnet网络构建
12.1 项目背景与数据集介绍
12.2 代码实现
12.3 项目总结
第13章 项目6:机器视觉———生活垃圾图像分类
13.1 项目背景与数据集介绍
13.2 代码实现
13.3 项目总结
参考文献