目录

第1章计算机与人工智能基础1

1.1计算机的诞生1

1.1.1计算工具的演变2

1.1.2第一台计算机的诞生5

1.1.3计算机历史重要人物6

1.2计算机发展8

1.2.1计算机发展的4个阶段8

1.2.2摩尔定律11

1.2.3中国计算机的发展12

1.3人工智能的起源15

1.3.1人类智能与人工智能15

1.3.2人工智能的诞生18

1.3.3人工智能的定义18

1.4人工智能的发展19

1.4.1人工智能的起源与发展19

1.4.2中国人工智能的发展24

习题27

第2章计算机中的信息表示与编码28

2.1计算机中的信息表示28

2.1.1数制28

2.1.2不同数制之间的转换29

2.1.3二进制数的运算规则31

2.1.4计算机中的数据存储单位32

2.1.5数值型数据的表示与处理32

2.2计算机信息编码34

2.2.1字符编码34

2.2.2数字编码36

2.2.3汉字编码37

2.2.4多媒体信息编码38

习题40

第3章计算机系统基础41

3.1计算机的基本组成41

3.1.1计算机的工作原理41

3.1.2计算机硬件系统44

3.1.3计算机软件系统46

3.1.4微型计算机系统47

3.2操作系统的发展与分类59

3.2.1操作系统的定义59

3.2.2操作系统的发展历程60

3.2.3操作系统的作用62

3.2.4操作系统的性能指标62

3.2.5操作系统的基本特征63

3.2.6相关概念64

3.2.7操作系统的基本类型64

3.3操作系统的功能66

3.3.1处理机管理66

3.3.2存储管理66

3.3.3设备管理66

3.3.4信息管理67

3.3.5用户接口67

3.3.6进程的概念67

3.3.7进程的描述及上下文68

3.3.8进程的状态及其转换69

3.3.9进程之间的制约关系及死锁问题70

3.3.10线程的概念70

3.4常见操作系统简介71

3.4.1Windows系列71

3.4.2UNIX操作系统简介72

3.4.3Linux操作系统简介73

3.5云计算74

3.5.1云计算概述74

3.5.2云计算基本原理与特点75

3.5.3云计算与其他超级计算的区别77

3.5.4云计算应用领域79

3.5.5云计算关键技术81

3.5.6云计算与物联网的结合87

3.5.7云数据中心89

3.5.8云服务中心91

习题92

第4章Python程序设计基础93

4.1初识Python93

4.1.1Python语言的发展93

4.1.2Python语言的特点93

4.1.3Python环境搭建94

4.1.4编译与解释95

4.1.5变量95

4.1.6保留字96

4.1.7运算符96

4.1.8赋值语句97

4.1.9缩进与注释98

4.1.10输入与输出99

4.1.11列表101

习题102

4.2数据基本类型104

4.2.1数字类型105

4.2.2字符串107

4.2.3元组109

4.2.4列表111

4.2.5字典115

4.2.6集合118

4.2.7类型转换121

习题122

4.3程序的控制结构124

4.3.1程序设计的基本结构124

4.3.2顺序结构127

4.3.3选择结构127

4.3.4循环结构129

习题131

4.4函数133

4.4.1函数的调用过程134

4.4.2局部变量与全局变量135

习题136

第5章计算机网络和物联网137

5.1计算机网络概述137

5.1.1计算机网络概念137

5.1.2计算机网络的组成137

5.1.3网络类型及拓扑结构139

5.1.4网络的技术术语141

5.1.5网络协议与体系结构的基本概念142

5.1.6OSI/RM开放系统互连参考模型143

5.1.7TCP/IP的体系结构145

5.2物联网的产生和发展145

5.2.1二维码支付145

5.2.2校园一卡通146

5.2.3刷身份证进站乘车147

5.2.4电子停车收费148

5.2.5手机导航与计步148

5.2.6物联网的概念与特征150

5.2.7物联网的起源与发展152

5.2.8物联网支撑第四次工业革命154

5.2.9物联网支撑中国制造2025156

5.3物联网体系结构157

5.3.1物联网体系结构的定义157

5.3.2物联网四层体系结构157

5.4物联网的核心技术160

5.4.1条形码161

5.4.2RFID技术167

5.4.3传感器170

5.5物联网典型应用173

5.5.1智能交通与智慧物流173

5.5.2环境监测与医疗健康174

5.5.3智能家居与智能电网174

习题175

第6章走进大数据177

6.1大数据的基本概念177

6.1.1数据类型177

6.1.2大数据的信息处理178

6.2大数据技术基础180

6.2.1大数据存储技术180

6.2.2数据质量治理182

6.3大数据与大数据技术的发展历程184

6.3.1大数据的发展历程184

6.3.2大数据技术的发展历程185

6.3.3大数据的发展趋势187

6.4大数据分析挖掘189

6.4.1基本统计分析189

6.4.2聚类分析193

6.4.3城市轨道交通客流聚类分析195

6.4.4关联规则挖掘204

习题208

第7章探索人工智能210

7.1人工智能研究领域210

7.1.1人工智能的诞生与发展210

7.1.2知识表示与知识图谱212

7.1.3机器感知与机器行为215

7.1.4机器思维与机器学习216

7.1.5专用人工智能和通用人工智能217

7.2模拟人类专家的专家系统218

7.2.1专家系统的定义218

7.2.2专家系统的一般结构219

7.2.3专家系统中的产生式知识表示220

7.2.4动物识别专家系统222

7.3模拟人看东西的计算机视觉224

7.3.1计算机视觉的任务224

7.3.2人脸识别225

7.3.3虹膜识别226

7.4模拟人看书听话的自然语言理解226

7.4.1怎样才算理解了人的语言227

7.4.2自然语言理解的发展227

7.4.3基于循环神经网络的机器翻译228

7.4.4让计算机听懂人说话的语音识别229

7.5模拟生物神经系统的人工神经网络与机器学习230

7.5.1人工神经元与人工神经网络230

7.5.2掀起人工智能第一次高潮的感知器231

7.5.3掀起人工智能第二次高潮的BP学习算法232

7.5.4掀起人工智能第三次高潮的深度学习235

7.6模拟生物特性的智能计算238

7.6.1生物进化的过程239

7.6.2模拟生物进化的遗传算法239

7.6.3模拟鸟群觅食行为的粒子群优化算法242

7.6.4模拟蚁群觅食行为的蚁群算法243

7.7游戏中的人工智能技术244

7.7.1人工智能游戏244

7.7.2游戏人工智能246

7.7.3史上最著名的两次人机大战247

7.7.4人工智能研究中的“果蝇”248

7.7.5扫雷机人工智能游戏开发249

习题250

参考文献252