本书为满足高等院校人工智能通识教育的基本要求而编写。全书分为三部分共八章，通过“基础理论—核心技术—前沿探索”这一渐进式结构，为读者构建完整的人工智能知识体系，帮助读者从基础到应用，逐步掌握人工智能的全貌与应用技能。第一部分涉及人工智能概论和人工智能开发工具，是学习人工智能课程的基础；第二部分围绕搜索技术、机器学习、深度学习和强化学习等核心技术来展开，帮助读者掌握人工智能系统的构建方法及其在不同领域的应用；第三部分聚焦人工智能大模型技术和人工智能伦理与安全，帮助读者了解人工智能的最新发展方向，树立使用人工智能的伦理意识。本书力求通过丰富的案例分析和程序实践，引导读者将所学知识应用于实际场景中，培养解决复杂问题的能力。本书适合作为高等学校人工智能通识课程教材，也可满足工程技术人员以及跨领域学习者的自学需求。

党的二十大报告指出：“当前，世界百年未有之大变局加速演进，新一轮科技革命和产业变革深入发展，国际力量对比深刻调整，我国发展面临新的战略机遇。”以人工智能为代表的新一代信息技术作为推动新一轮科技革命和产业变革的重要力量，愈发凸显其国家战略地位的重要性。在21世纪的科技浪潮中，人工智能无疑是最具变革性的技术之一。从最初的简单规则系统到如今能够自主学习、自我优化的复杂系统，人工智能的发展不仅重塑了人们的生活方式，而且更深刻地改变了人们对未来的想象。从智能家居到自动驾驶，从医疗诊断到金融分析，人工智能的应用已经渗透到人们生活、工作的方方面面，成为推动社会进步与产业升级的关键力量。为了适应人工智能技术变革带来的挑战和机遇，大学生需要系统地学习人工智能知识，掌握其应用技能，以适应未来专业发展的需求和变化趋势。
为了契合“人工智能+”时代背景下人才培养的现实需求，编者组织编写了《人工智能通识教程》，旨在为高等院校教学提供一本全面、深入且注重实践应用的人工智能通识教材。本书分为三部分共八章，内容编写遵循“基础理论—核心技术—前沿探索”这一渐进式结构，逻辑清晰，条理分明。各部分的具体内容如下：
第一部分涉及人工智能的基本概念和开发工具，这些内容是学习人工智能的基础，帮助读者为后续章节的学习做好准备。该部分包括第1章和第2章，其中第1章介绍人工智能的起源、发展历程、应用领域及发展趋势，帮助读者了解人工智能的概况；第2章介绍Python的基本语法和应用生态，帮助读者掌握利用Python语言搭建和实现人工智能算法与模型的方法。
第二部分围绕人工智能的核心技术展开，包括搜索技术、机器学习、深度学习和强化学习，帮助读者掌握人工智能系统的构建方法及其在不同领域的应用。这一部分是全书的主体内容，系统展示了人工智能的不同实现方法，有助于培养读者构建人工智能系统的关键能力。该部分包括第3章~第6章，其中第3章论述图搜索策略、盲目搜索、启发式搜索、博弈搜索和群智能等，帮助读者理解人工智能在路径规划和策略选择中的实现方式；第4章论述机器学习基础、机器学习模型与算法，并结合金融、社交、安全、医疗等领域的应用案例，帮助读者掌握从数据到模型的学习过程；第5章论述深度学习基础、神经网络基础、深度学习模型与算法，结合应用实例增强读者的实践能力；第6章论述强化学习基础、强化学习模型与算法，并通过游戏程序和自动驾驶等应用案例展示其在动态环境中的自学习能力。
第三部分聚焦人工智能的前沿技术和社会影响，帮助读者了解人工智能的最新发展方向及其面临的社会挑战，帮助读者全面理解人工智能的责任担当。该部分包括第7章和第8章，其中第7章论述基于Transformer架构的大模型技术，分析自注意力机制、模型压缩及其在机器翻译、蛋白质结构预测等领域的应用，帮助读者掌握当前人工智能领域的前沿成果；第8章论述人工智能在隐私保护、决策偏见、对抗攻击等方面的挑战，提升读者在开发和使用人工智能技术时的社会责任感和伦理意识。
理论知识是基础，只有将其转化为解决实际问题的能力，才能真正发挥人工智能的价值。因此，在内容设计上，本书遵照应用导向的编写思路，注重应用人工智能方法与技术来解决实际问题。全书采用Python技术路线，以实例说明概念、算法和基本原理，通过应用案例体现算法和原理的实际应用，以体现“应用导向”的编写思路。本书力求通过丰富的案例分析和程序实践，引导读者将所学知识应用于实际场景中，培养解决复杂问题的能力。
本书充分考虑了不同读者的需求。对于初学者，本书力求用通俗易懂的语言和生动的实例来解释复杂的概念和算法；对于有一定基础的读者，本书则提供了更深入的理论探讨和前沿技术的介绍。同时，还特别注重了内容的实用性和可操作性，通过大量的程序示例和项目实践，让读者能够真正动手操作，体验人工智能技术的魅力。书中每章均配有基础习题和实验项目，并提供完整的代码示例与数据集，可以到中国铁道出版社教育资源数字平台https://wwwtdpresscom/51eds下载。
本书由漆华妹、刘卫国任主编，戴成秋、唐飞、葛方振、洪留荣、刘强、龙慧任副主编。第1章和第5章由漆华妹编写，第2章由刘卫国编写，第3章由戴成秋编写，第4章由唐飞编写，第6章由葛方振和洪留荣编写，第7章由刘强编写，第8章由龙慧编写。
人工智能不仅是技术的演进，更是人类智慧的延伸。希望本书能成为读者探索AI世界的桥梁。书中不妥之处，恳请读者批评指正。

编者2025年2月

第一部分基础理论第1章人工智能概论211人工智能的概念及其起源3111人工智能的概念3112人工智能的起源612人工智能的发展历程7121人工智能的起步期7122人工智能发展的低谷期9123人工智能的复兴与发展期10124人工智能的飞速发展期1313人工智能的应用领域及发展趋势16131人工智能的应用领域16132人工智能的发展趋势18习题与实验20第2章人工智能编程语言——Python语言2121Python与人工智能应用22211Python语言的特点22212Python在人工智能中的应用23213Python编程的基本规则2322Python的数据描述24221变量与赋值25222Python数据类型26223常用系统函数29224基本运算与表达式3023Python程序流程控制32231顺序结构32232选择结构34233循环结构3624序列38241序列的共性操作39242字符串的

漆华妹，中南大学电子信息学院副教授，硕士生导师，中南大学第三届课程思政教指委秘书，教师教学发展中心培训师、国际咨询委员会认证教学技能引导员（FDW），电子信息学院教指委副主任，通信工程系教工党支部书记。主讲数据结构、计算机程序设计基础(C)、无线网络与移动计算等课程。曾获全国高等院校计算机基础教育研究会优秀课程思政教学案例奖、湖南省普通高校教师课堂教学竞赛一等奖、湖南省教学能手称号、湖南省研究生课程思政教学竞赛一等奖第一名；湖南省高校“双带头人”教师党支部书记工作室负责人；湖南省研究生课程思政示范课程；湖南省线下一流课程负责人；国家教学成果二等奖、湖南省教学成果一等奖、中南大学教学成果二等奖、湖南省高校计算机学科课程思政优秀教学团队主要成员。主持中南大学研究生、本科生课程思政建设项目、中南大学研究生及本科生教改、教学学术、优秀案例库等校级教改课题20余项；发表CSSCIEI等收录的教改论文10余篇。刘卫国，中南大学计算机学院教授，教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会委员，中南大学课程思政教学指导委员会主任委员。首批国家级一流本科课程(线上一流课程)负责人，教育部国际M00C平台课程负责人，省级一流课程负

本书充分考虑了不同读者的需求。对于初学者，本书力求用通俗易懂的语言和生动的实例来解释复杂的概念和算法；对于有一定基础的读者，本书则提供了更深入的理论探讨和前沿技术的介绍。同时，还特别注重了内容的实用性和可操作性，通过大量的程序示例和项目实践，让读者能够真正动手操作，体验人工智能技术的魅力。