本书为高等院校人工智能通识课程系列教材之一。本书旨在引领读者迈入人工智能这一前沿科技领域，开启AI探索的入门之旅。本书全面覆盖人工智能核心知识体系，包括人工智能基础与AI伦理概述、人工智能数学基础,知识表示、知识推理、问题求解与搜索等核心方法，以及知识发现与机器学习、深度学习、多智能体、智能感知等关键技术，配套丰富的习题与实验,强化理论到行业应用的转化。 本书以人工智能技术演进为逻辑主线，兼顾学科知识逻辑与不同学习者认知需求，形成知识体系完备、内容精准聚焦、专业深度互融、实践高阶达成、模块衔接灵活、思政有机融入的鲜明特色。本书适配课堂系统教学，也满足学生自主探索需求，助力学习者高效搭建人工智能知识框架,实现技术能力与价值理念的协同提升。 本书适合作为高等院校各专业“人工智能通识”课程教材。书中核心模块内容相对独立，教师可根据课程计划灵活选取内容，充分满足多样化教学需求。

人工智能作为引领新一轮科技革命和产业变革的核心驱动力，已被纳入国家核心战略布
局，“人工智能+”行动的深入实施更凸显人工智能教育对经济社会发展的关键支撑作用。 “人工智能通识”课程是高校人工智能及相关专业的核心基础课，也是非计算机专业了解智能技术的关键课程。 本书立足夯实人工智能技术底层基础、聚焦应用创新核心能力、对接产业需求定位，搭建从理论认知到实践应用的桥梁，助力学生把握新一代人工智能技术发展脉搏，夯实智能时代必备的知识与能力基础，彰显人工智能技术服务科技强国国家战略、赋能数字经济行业发展的核心价值。
本书紧扣高等教育立德树人根本任务与人才培养规律，以全面性、精准性、实践性、适配性为核心，既遵循人工智能学科的知识体系逻辑，又兼顾不同专业、不同基础学生的认知需求。编写过程中摒弃重理论轻基础、重技术轻实践、重灌输轻融合的传统倾向，强调数学基础、硬件支撑、网络架构与技术应用的有机统一，将思政育人理念与专业知识深度融合，力求让学生不仅掌握人工智能核心技术，更树立科技向善的责任意识与跨学科协同的思维方式。
本书是“全国高等院校计算机基础教育研究会计算机基础教育教学研究项目”成果，项目编号为 2025-AFCEC-007。
本书共9章，系统覆盖人工智能核心知识与技能：第1章绪论，梳理人工智能的基本概念、发展历程、硬件基础、网络架构及伦理规范，奠定学习基础；第2章人工智能数学基础，讲解数据表示、多维表达、微积分、概率等核心数学工具，筑牢理论根基；第3章知识表示，介绍命题逻辑、谓词逻辑、产生式等多种知识编码方法，为推理提供前提；第4章知识推理，聚焦确定性与不确定性推理的原理及实现，培养逻辑思维；第5章问题求解与搜索，阐述常见算法与搜索策略，提升问题解决能力；第6章知识发现与机器学习，涵盖经典机器学习算法与模型训练逻辑，是技术应用的核心；第7章深度学习，介绍神经网络与模型优化，对接前沿技术；第8章多智能体，讲解智能体协作与交互机制，拓展技术应用场景；第9章智能感知介绍感知技术原理与实践，连接技术与现实世界。
本书的写作特色鲜明，兼具系统性与实用性、包容性与针对性：
（1）知识体系完备扎实，覆盖人工智能必备的数学基础、硬件支撑等核心模块，弥补同类教材基础短板，避免人工智能学习“空中楼阁”式的断层问题，构建基础、技术、应用三位一体完整知识框架，让学生从底层逻辑理解人工智能技术本质。
（2）核心内容精准聚焦，剔除冗余推导，以必需、够用、实用为原则优化内容编排，语言精练、逻辑清晰、易学易用，适配不同基础的学生。
（3）深度契合专业融合需求，案例与实验融入了多学科场景，实现人工智能知识与专业领域需求对齐，提升技术落地能力。
（4）实践导向贯穿全程，通过具象化操作、分步指导降低实践门槛；同时配套开放性与专业融合类实验，强化理论衔接、创新应用与知识迁移能力。
（5）阶梯式模块设计，内容由浅入深，适配系统教学与模块化拆分学习，支持不同层级学生按需学习。
（6）思政元素有机融入，将科技伦理、国家战略等理念自然融入知识点讲解与实验设计，既避免生硬说教，又传递先进理念。
本书建议48学时，其中理论教学32学时、实验教学16学时。
本书由多位长期从事人工智能教学与科研的教师联合编写，由北京建筑大学万珊珊、赵光哲、吕橙任主编，李敏杰、张蕾、衣俊艳、闫飞虎、易艳红任副主编。 其中，第1、2、7章由万珊珊和吕橙共同编写；第3章由衣俊艳编写；第4章由赵光哲编写；第5章由李敏杰编写；第6章由易艳红编写；第8章由闫飞虎编写；第9章由张蕾编写。 编写过程中融入了编者团队在人工智能教学改革、智能系统研发、跨学科应用等方面的多项科研成果与教学实践经验。
本书配套 PPT、实验、习题等资源，可登录中国铁道出版社教育资源数字化平台（https： / /www. tdpress. com / 51eds）下载获取。
编写过程中，我们得到了人工智能领域多位专家的悉心指导，参考了国内外众多优秀教材与研究成果，也得到了所在院校、相关行业企业及出版社的大力支持，同时吸纳了多轮教学实践中师生的反馈建议，在此向所有给予支持的专家、同行及相关单位表示衷心感谢!
由于人工智能技术发展迅速，且编者水平有限，书中难免存在疏漏与不足之处，恳请广大读者、同行与专家批评指正，以便后续修订完善。

编 者
2025 年 12 月

第1章绪论11.1初识人工智能21.1.1人工智能概述21.1.2人工智能的三大学派31.1.3人工智能与其他学科关系41.1.4人工智能的标志性人物51.1.5人工智能的应用领域51.2人工智能中的计算思维61.2.1计算61.2.2计算思维71.2.3计算思维与人工智能91.3人工智能硬件基础91.3.1通用计算机系统架构101.3.2计算机基本工作原理111.3.3微型计算机组成121.3.4计算机软件系统141.3.5面向人工智能的计算机系统141.4人工智能网络基础161.4.1计算机网络概念161.4.2计算机网络协议181.4.3网络地址和域名191.4.4网络设备分类与功能201.4.5人工智能时代的网络201.5人工智能伦理概述221.5.1人工智能伦理的核心原则221.5.2人工智能伦理的实践与应

人工智能作为引领新一轮科技革命和产业变革的核心驱动力，已被纳入国家核心战略布
局，“人工智能+”行动的深入实施更凸显人工智能教育对经济社会发展的关键支撑作用。 “人工智能通识”课程是高校人工智能及相关专业的核心基础课，也是非计算机专业了解智能技术的关键课程。 本书立足夯实人工智能技术底层基础、聚焦应用创新核心能力、对接产业需求定位，搭建从理论认知到实践应用的桥梁，助力学生把握新一代人工智能技术发展脉搏，夯实智能时代必备的知识与能力基础，彰显人工智能技术服务科技强国国家战略、赋能数字经济行业发展的核心价值。
本书紧扣高等教育立德树人根本任务与人才培养规律，以全面性、精准性、实践性、适配性为核心，既遵循人工智能学科的知识体系逻辑，又兼顾不同专业、不同基础学生的认知需求。编写过程中摒弃重理论轻基础、重技术轻实践、重灌输轻融合的传统倾向，强调数学基础、硬件支撑、网络架构与技术应用的有机统一，将思政育人理念与专业知识深度融合，力求让学生不仅掌握人工智能核心技术，更树立科技向善的责任意识与跨学科协同的思维方式。
本书是“全国高等院校计算机基础教育研究会计算机基础教育教学研究项目”成果，项目编号为 2025-AFCEC-007。
本书共9章，系统覆盖人工智能核心知识与技能：第1章绪论，梳理人工智能的基本概念、发展历程、硬件基础、网络架构及伦理规范，奠定学习基础；第2章人工智能数学基础，讲解数据表示、多维表达、微积分、概率等核心数学工具，筑牢理论根基；第3章知识表示，介绍命题逻辑、谓词逻辑、产生式等多种知识编码方法，为推理提供前提；第4章知识推理，聚焦确定性与不确定性推理的原理及实现，培养逻辑思维；第5章问题求解与搜索，阐述常见算法与搜索策略，提升问题解决能力；第6章知识发现与机器学习，涵盖经典机器学习算法与模型训练逻辑，是技术应用的核心；第7章深度学习，介绍神经网络与模型优化，对接前沿技术；第8章多智能体，讲解智能体协作与交互机制，拓展技术应用场景；第9章智能感知介绍感知技术原理与实践，连接技术与现实世界。
本书的写作特色鲜明，兼具系统性与实用性、包容性与针对性：
（1）知识体系完备扎实，覆盖人工智能必备的数学基础、硬件支撑等核心模块，弥补同类教材基础短板，避免人工智能学习“空中楼阁”式的断层问题，构建基础、技术、应用三位一体完整知识框架，让学生从底层逻辑理解人工智能技术本质。
（2）核心内容精准聚焦，剔除冗余推导，以必需、够用、实用为原则优化内容编排，语言精练、逻辑清晰、易学易用，适配不同基础的学生。
（3）深度契合专业融合需求，案例与实验融入了多学科场景，实现人工智能知识与专业领域需求对齐，提升技术落地能力。
（4）实践导向贯穿全程，通过具象化操作、分步指导降低实践门槛；同时配套开放性与专业融合类实验，强化理论衔接、创新应用与知识迁移能力。
（5）阶梯式模块设计，内容由浅入深，适配系统教学与模块化拆分学习，支持不同层级学生按需学习。
（6）思政元素有机融入，将科技伦理、国家战略等理念自然融入知识点讲解与实验设计，既避免生硬说教，又传递先进理念。
本书建议48学时，其中理论教学32学时、实验教学16学时。
本书由多位长期从事人工智能教学与科研的教师联合编写，由北京建筑大学万珊珊、赵光哲、吕橙任主编，李敏杰、张蕾、衣俊艳、闫飞虎、易艳红任副主编。 其中，第1、2、7章由万珊珊和吕橙共同编写；第3章由衣俊艳编写；第4章由赵光哲编写；第5章由李敏杰编写；第6章由易艳红编写；第8章由闫飞虎编写；第9章由张蕾编写。 编写过程中融入了编者团队在人工智能教学改革、智能系统研发、跨学科应用等方面的多项科研成果与教学实践经验。
本书配套 PPT、实验、习题等资源，可登录中国铁道出版社教育资源数字化平台（https： / /www. tdpress. com / 51eds）下载获取。
编写过程中，我们得到了人工智能领域多位专家的悉心指导，参考了国内外众多优秀教材与研究成果，也得到了所在院校、相关行业企业及出版社的大力支持，同时吸纳了多轮教学实践中师生的反馈建议，在此向所有给予支持的专家、同行及相关单位表示衷心感谢!
由于人工智能技术发展迅速，且编者水平有限，书中难免存在疏漏与不足之处，恳请广大读者、同行与专家批评指正，以便后续修订完善。

编 者
2025 年 12 月

（1）知识体系完备扎实，覆盖人工智能必备的数学基础、硬件支撑等核心模块，弥补同类教材基础短板，避免人工智能学习“空中楼阁”式的断层问题，构建基础、技术、应用三位一体完整知识框架，让学生从底层逻辑理解人工智能技术本质。
（2）核心内容精准聚焦，剔除冗余推导，以必需、够用、实用为原则优化内容编排，语言精练、逻辑清晰、易学易用，适配不同基础的学生。
（3）深度契合专业融合需求，案例与实验融入了多学科场景，实现人工智能知识与专业领域需求对齐，提升技术落地能力。
（4）实践导向贯穿全程，通过具象化操作、分步指导降低实践门槛；同时配套开放性与专业融合类实验，强化理论衔接、创新应用与知识迁移能力。
（5）阶梯式模块设计，内容由浅入深，适配系统教学与模块化拆分学习，支持不同层级学生按需学习。
（6）思政元素有机融入，将科技伦理、国家战略等理念自然融入知识点讲解与实验设计，既避免生硬说教，又传递先进理念。