美国经典人工智能教材,人工智能的百科全书《人工智能》(第3版)出版!新增深度学习及人工智能编程等内容,理论阐释结合动手实践。
人工智能 第3版
关于作者
史蒂芬.卢奇(Stephen Lucci)拥有纽约市立大学研究生院的博士学位,在纽约城市学院教授计算机科学,在高性能计算和人工智能领域发表过多篇文章。
萨尔汗.M. 穆萨(Sarhan M. Musa)博士,在普雷里维尤农工大学(Prairie View A&M) 任 教, 著 有 Computational Nanophotonics(CRC Press) 和 Finite Element Analysis (MLI)等多部图书。
丹尼.科佩克(Danny Kopec)(已故),本书第 2 版的合著者,曾任教于布鲁克林学院,著有多部图书,是一位国际象棋大师。
作者观点和需求
我们的观点是, 人工智能是由人(people)、想法(idea)、方法(method)、机器(machine) 和结果(outcome )等对象组成的。首先,组成人工智能的是人。人有想法,并把这些想法变成 了方法。这些想法可以用算法、启发式方法、程序或作为计算骨干的系统来表达。最后,我们 得到了这些机器(程序) 的产物,我们称之为“结果”。每个结果都可以根据其价值、效果、效 率等进行衡量。
我们发现,现有的人工智能图书往往漏掉了上述对象中的一个或多个。没有人,就没有人 工智能。因此,我们决定通过在本书中添加“人物轶事”专栏,介绍对人工智能的发展做出贡 献的人。从人到想法再到方法,这些内容贯穿于本书的全部章节。与数学、物理、化学和生物 学等其他科学相比,人工智能和计算机科学相对年轻。但是,人工智能是一门真正跨领域的学 科,它结合了其他领域的许多元素。
机器/计算机是人工智能研究人员的工具,它们允许研究人员进行实验、学习和改进求解问 题的方法,这些方法可以应用于可能对人类有益的许多有趣的领域。很重要的一点是,由于将 人工智能应用到各种各样的问题和学科,我们也得到了可测量的结果,这提醒我们人工智能也 必须是可计算的。在本书的许多地方, 你会发现关于“表现”(performance)和“能力”(competence) 之间区别的讨论。随着人工智能的成熟和进步,这两者都是必需的。
此外,学生需要亲自实践, 求解问题, 也就是说, 学生需要用第 2~4 章中详细介绍的搜索 技术基础知识、第 5 章中的逻辑方法以及第 6 章中知识表示在人工智能中的作用等内容,动手 求解问题。第 7 章为学习模糊逻辑(第 8 章)和专家系统(第 9 章)做了铺垫。
第 10~12 章详细介绍了神经网络、深度学习和遗传算法等先进方法。第 13~16 章分别介 绍了自然语言处理、规划、机器人和高级计算机博弈等主题。第 17 章是大事记, 总结了我们一 起学习人工智能的历程, 并对未来进行了展望。第 18 章介绍了人工智能在网络安全领域的应用 和前景,而第 19 章则介绍了三种常见的人工智能编程语言: Prolog 、Python 和 MATLAB。
如何使用本书
本书内容繁多,如果时间有限,第六部分“安全和编程”可以以学生阅读的方式进行,教 师不再讲授。其余内容, 建议按照如下学时来讲述(不含第六部分, 共计 51 学时,本科生课程 可适当缩减,或者本科生课程和研究生课程在课程讲授深度和习题难度上做区分)。
第一部分 引言,介绍人工智能的基本概念和历史。建议 3 学时。
第 1 章人工智能概述,介绍人工智能的定义、处理的问题领域和发展历史。建议 3 学时。
第二部分 基础知识,介绍人工智能的基础技术,包括搜索、逻辑、知识表示和产生式系 统,建议 18 学时。
第 2 章盲目搜索,介绍人工智能中的盲目搜索算法,包括深度优先和广度优先等算法。建 议 2 学时。
第 3 章知情搜索,介绍人工智能中的知情搜索算法,包括爬山法、分支定界、约束满足、 与或树等。建议 4 学时。
第 4 章博弈中的搜索, 介绍计算机博弈游戏中的搜索方法,包括博弈树、极小化极大评估、 α-β剪枝、机会博弈等。建议 4 学时。
第 5 章人工智能中的逻辑,介绍人工智能中的逻辑系统,包括命题逻辑、谓词逻辑和其他 形式的逻辑等。建议 2 学时。
第 6 章知识表示,介绍人工智能中的知识表示方法,包含图、产生式系统、框架、脚本、 语义网络、关联及概念图,并介绍智能体的概念。建议 4 学时。
第 7 章产生式系统,介绍人工智能中的产生式系统及冲突消解、前向链接、后向链接等推 理方法。建议 2 学时。
第三部分 基于知识的系统,介绍基于知识的人工智能系统,包括知识的不确定性表示和 推理、专家系统与知识工程、传统的机器学习和深度学习方法,以及受大自然界启发的搜索方 法。建议 15 学时。
第 8 章人工智能中的不确定性,介绍人工智能的不确定性知识的表示和推理,包括模糊逻 辑、模糊推理和概率论等。建议 2 学时。
第 9 章专家系统,介绍专家系统及历史上多个著名的专家系统案例。建议 4 学时。
第 10 章机器学习第一部分:神经网络,介绍机器学习的基本概念、决策树及其不同变种、 神经网络的基本概念和训练方法等。建议 4 学时。
第 11 章机器学习第二部分: 深度学习, 介绍基本的深度学习模型, 包括卷积神经网络、循 环神经网络、递归神经网络、长短期记忆网络等。建议 4 学时。
第 12 章受大自然启发的搜索, 介绍一些受大自然启发的搜索算法, 包括模拟退火、遗传算 法及规划、禁忌搜索等。建议 1 学时。
第四部分 高级专题,介绍人工智能的一些高级专题,包括自然语言理解、自动规划等。 建议 9 学时。
第 13 章自然语言理解,介绍自然语言处理(NLP),包括 NLP 的历史及流派、句法分析、统计方法、数据集合、信息提取、问答和语音理解等。建议 6 学时。
第 14 章自动规划,介绍自动规划,包括规划的基本概念、方法及一些有代表性的规划系统。 建议 3 学时。
第五部分 现在和未来,介绍人工智能现在和未来发展的一些方向和技术,包括机器人、 高级计算机博弈等。建议 6 学时。
第 15 章机器人技术,介绍机器人技术的历史、技术及应用。建议 1 学时。
第 16 章高级计算机博弈, 介绍一些更高级的计算机博弈技术, 包括跳棋、国际象棋和其他 一些博弈游戏。建议 4 学时。
第 17 章 AI 大事记,对本书内容进行回顾和总结, 介绍 IBM 沃森智能问答系统, 并对未来 的人工智能进行展望。建议 1 学时。
第六部分 安全和编程(选读),主要介绍网络安全问题和人工智能编程工具。建议 3 学时。
第 18 章网络安全中的人工智能, 介绍网络安全的基本概念, 包括不同协议、安全策略、入 侵检测、可信系统等。建议 1 学时。
第 19 章人工智能编程工具,介绍三种用于人工智能的编程语言,包括 Prolog 、Python 和 MATLAB。建议 2 学时。
本书提供如下资源:
- 本书附录;
- 教学指导及教学大纲;
- 教学 PPT;
- 练习题解决方案;
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