“人工智能导论”是高等院校人工智能专业的入门课程。本书是根据人工智能技术及学科的迅速发展及广大读者的需要,继2019年首版、2021年第二版后修订再版的。本版编写的原则是：坚持教材的现代性,即新的技术路线与新的体系，并形成新一代人工智能技术；坚持教材的应用性,即将人工智能与其他学科、领域进行融合,将其应用到多个行业中去；坚持教材的引导性作用。本书由四篇(共17章)组成。第一篇是基础理论篇,共九章(第1~9章)从整体角度介绍人工智能的基本概念与基础理论。第二篇是应用技术篇,共四章(第10~13章),是基础理论与相关应用领域相融合所产生的新技术。第三篇是工程篇--开发应用,共三章(第14~16章),介绍智能产品的开发及目前流行的四种应用。第四篇是展望篇,共一章(第17章),对人工智能学科发展提供建议与看法。本书适合作为高等院校人工智能、计算机类专业及相关融合型专业的“人工智能导论”课程的教材及高校人工智能公共课程的教材,也可供人工智能应用、开发人员的参考。

在 2022年中国共产党第二十次全国代表大会报告中,习近平总书记提出了发展人工智能的指示,他提出“实施科教兴国战略以及建设现代化产业体系”,其中就包括人工智能在内的七项体系目标。
2024年,人工智能的理论和应用都获得了新的突破,他们两者的有机结合组成了“人工智能+”。“人工智能+"在国民经济产业中的应用尤为突出。2024年的政府工作报告提出了十项工作任务,其中首要任务是大力推进现代化体系建设,以及加快新质生产力。由于“人工智能+"的重要性,它成为新质生产力的一个重要内容。
人工智能发展迅速,以至在人在裴燕及教材建设上需要更多的知识更新,因此作者在 2019 年首编的《人工智能导论》基础上,于 2020 年进一步修改出版第二版,现在又推出第三版,保证本教材紧跟人工智能的发展,满足国家新质生产力的需求。
《人工智能导论(第三版)》修改的原则是：
1.坚持前两版的编写基本原则
(1)教材的现代性
人工智能已进人第三个发展时期,并形成“新一代人工智能”,它的技术发展特点是:
①新的技术路线。新一代人工智能的技术路线包括:
a.新的技术内容。以深度学习及大模型为代表的机器学习方法、以知识图谱为知识表示的现代推理方法是当前人工智能技术发展新的特色。
b.新的计算平台。以超级计算机、5G通信、互联网、物联网、云计算、移动终端人工智能芯片、传感技术以及多种人工智能专用软件工具等所组成的高性能计算平台。
②新的体系。新一代人工智能正在形成一门独立、完整的一级学科,这需要有一种新的体系,它应是有别于传统的、老的体系,能适应人工智能最新发展的体系。
(2)教材的应用性
从人工智能发展的历史看,应用的受限一直是人工智能发展的瓶颈。每当人工智能应用受到阻碍时就出现了人工智能发展的低潮。要保持人工智能的发展必须不开拓应用,与多个领域、行业实现“跨界融合"发展,特别是与“实体经济融合”发展。同时通过应用倒推人工智能理论的发展,并为其发展指明方向与目标。
正是由于人工智能在经济发展及社会发展中有着重大的应用性,这才使人工智能学科上升成为国家级战略层次学科。
因此,本教材内容必须体现人工智能应用性,即教材的内容除了要全面介绍人工智能理论外,更要关注于人工智能与其他学科、领域的融合,将人工智能广泛应用到多个行业与领域中,还要更加关注于将人工智能与计算机相结合,开发出更多的产品。这是本教材所努力追求的另一个目标。
(3)教材的引导性
《人工智能导论》是人工智能学科的基础性教材,具有“入门性”与“引导性”作用。由于人工智能是一门学科,其内容涉及从理论、开发到应用,从上游,中游到下游等多个方面。而教材不是百科全书,本教材在编写过程中坚持“引导性”与“人门性”原则,其具体体现为:
①从整体角度对人工智能学科有一个完整、系统的介绍,使读者能对此学科有一个全面、整体、系统的了解与认识。具体说,即对人工智能学科中的整个体系、基础概念、基本理论、主要方法、融合思路、开发原则以及应用实例等做全面介绍,但在介绍中并不着重于过分细节化描述,而是注重于概念性与关联性。
②)在全面介绍的基础上,注重于突出重点:突出具有整体性,基础性的内容；突出具有新一代技术发展特点的内容；突出具有开发、应用价值的内容。
2.坚持理论与应用相结合的原则
本版教材增添了若干理论与应用相结合的内容,并使之成为计算机智能系统与人工智能应用系统。同时增写了实验教材[《人工智能导论实验》(余萍编著,中国铁道出版社有限公司)],在讲课同时也能做实验。
3.对第二版教材的部分内容做了更为详细的介绍与局部修改第三版教材的内容仍由四篇(共17 章)组成,但部分章节内容与名称有所调整。
第一篇是基础理论篇,共九章(第1~9章)。该篇从整体角度介绍人工智能的基本概念与基础理论。其主要修改的内容是:
(1)人工智能作为系统的一级学科观点,在前两版基础上对其作一定的修改,使其更具完整性与系统性。
(2)人工智能基础理论涉及多门数学理论及其他学科,学习难度大,在第三版中对部分内容作了重新改写,尽量用通俗易懂的方法使读者更容易了解,如知识获取之推理方法、机器学习方法,深度学习与卷积人工神经网络方法等。同时为突出重点,删除了部分陈旧内容,如产生式方法等。
(3)增加了大模型的内容,包括通用人工智能在内。
第二篇是应用技术篇,共四章(第10~13 章),主要介绍人工智能的技术。该篇是人工智能基础理论与相关分支领域融合所产生新的技术,是人工智能直接应用中有若重要指导作用的技术。本篇主要修改的内容是重写部分内容,使读者更易理解,如自然语言处理等。
第三篇是工程篇--开发应用,主要介绍人工智能的工程,共三章(第14章~第16章)。该篇介绍智能产品的开发及介绍目前广为流行的四种应用实例。其主要修改的内容是对篇名作了修改,以突出工程开发的作用,并对开发部分内容作了增加。另外,为符合目前人工智能技术的发展,对应用部分的内容作了调整。
最后,第四篇是展望篇,共一章(第17 章),是对人工智能发展的展望,对人工智能学科今后的发展提供了建议与看法。
本教材突出新技术、新体系及新应用,适合作为人工智能,计算机类专业及相关融合型专业“人工智能导论"课程的教材及高校人工智能公共课程的教材,也适合作为人工智能应用、开发人员的基础读物。
本教材配有完整版和精简版两种PPT课件,配有实验教材《人工智能导论实验(中国铁道出版社有限公司出版,2020.6),共设置11个实验。该实验由“南京飞灵智能科技有限公司”提供实验平台软件。
本书由徐洁任主编,雷鸿(武昌理工学院)任副主编,由南京大学陈世福教授审稿。本书还得到了南京大学计算机软件新技术国家重点实验室的支持,在此特表示感谢。同时为简化阅读,凡标有“★"标志的内容为选学内容。
由于编著者水平所限,不足之处望读者不吝赐教,联系方式: xujiepan @nju.edu.cno。

第一篇基础理论篇第1章总论21.1人工智能发展历史21.1.1人工智能出现前的萌芽期21.1.2人工智能发展的初期41.1.3人工智能发展的第二个时期51.1.4人工智能发展的第三个时期71.2人工智能概念81.2.1人工智能的定义81.2.2人工智能研究的内容101.2.3人工智能研究目标111.3人工智能发展三大学派111.4人工智能的学科体系131.4.1人工智能学科体系框架结构131.4.2人工智能基础理论———基于知识的研究141.4.3人工智能应用技术研究161.4.4计算机智能工程开发171.4.5计算机融合性工程开发———计算机智能应用系统18小结19习题21第2章知识及知识表示222.1概述222.1.1知识、知识分类及知识模型222.2谓词逻辑表示法252.2.1谓词逻辑表示法的基本概念252.2.2谓词逻辑公式262.2.3谓词逻辑公式的解释262.2.4谓词逻辑永真公式272.2.5谓词逻辑推理282.2.6用谓词逻辑表示知识292.2.7谓词逻辑知识表示评价30

徐洁磐，南京大学计算机科学与技术系教授，主要研究人工智能与数据库技术。曾任中国人工智能学会理事，中国人工智能学会离散智能专委会主任，中国计算机学会计算机理论专业委员会副主任，数据库专委会委员。所撰写学术专著有《知识库系统导论》《数据仓库与智能决策支持系统》等，所编教材有《离散数学导论》《数据库系统教程》等。

①先进性：教材依托新的技术路线与新的体系，形成新一代人工智能技术。

②应用性：教材内容更关注人工智能与其他学科、领域的融合，将人工智能应用到多个行业中去。


③引导性：坚持教材的基础性，并具有入门性与引导性作用。