計算機基礎實驗教程及習題集 pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:人民郵電

作者:劉德山 任永功等

出品人:

頁數:184

译者:

出版時間:2003-1

價格:17.00元

裝幀:

isbn號碼:9787115113757

叢書系列:

圖書標籤:

• 計算機基礎
• 實驗教程
• 習題集
• 高等教育
• 計算機科學
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• 實踐
• 教學
• 教材
• 基礎知識

深入探索人工智能的奧秘：深度學習、自然語言處理與前沿應用 本書概述 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入且富有實踐性的視角，以理解和掌握現代人工智能領域的核心概念、關鍵技術及其前沿應用。我們聚焦於當前驅動技術革新的兩大支柱：深度學習（Deep Learning）與自然語言處理（Natural Language Processing, NLP），並輔以大量最新的研究成果和工業界實踐案例，幫助讀者構建紮實的理論基礎與卓越的工程實現能力。全書內容經過精心設計，兼顧瞭理論的嚴謹性與實踐的可操作性，力求使初學者能夠快速入門，並使有一定基礎的讀者能夠深入鑽研特定領域的前沿課題。 第一部分：深度學習的基石與架構 本部分將係統性地梳理深度學習從概念起源到成熟框架的演進曆程，重點剖析支撐其強大性能的數學與統計學基礎。 第一章：神經網絡基礎與前嚮傳播 本章從最基礎的感知機模型講起，逐步引入激活函數（如 Sigmoid, ReLU, Tanh）的作用與特性。詳細闡述瞭多層感知機（MLP）的結構，並用清晰的數學推導解釋瞭數據如何通過網絡進行前嚮傳播，計算齣最終的預測值。重點討論瞭損失函數（Loss Functions）的選擇，如均方誤差（MSE）和交叉熵損失（Cross-Entropy），及其在不同任務中的適用性。 第二章：反嚮傳播與優化算法 反嚮傳播（Backpropagation）是訓練神經網絡的核心機製。本章將深入剖析梯度計算的鏈式法則在神經網絡中的應用，詳盡展示如何高效地計算每一層權重和偏置的梯度。在此基礎上，我們將對比和分析主流的優化算法： 1. 隨機梯度下降（SGD） 及其變體（Momentum, Nesterov）。 2. 自適應學習率方法： 詳細講解 AdaGrad, RMSProp, 以及最為流行的 Adam 優化器 的工作原理、參數更新策略及其在收斂速度上的差異。 3. 學習率調度： 介紹 Cosine Annealing, Step Decay 等動態調整學習率的策略，以避免訓練後期陷入局部最優。 第三章：捲積神經網絡（CNN）的結構與應用 捲積神經網絡是處理圖像、視頻等網格化數據的強大工具。本章將： 1. 核心組件解析： 詳細解釋捲積層（Convolutional Layer）、池化層（Pooling Layer）的操作原理、參數共享的優勢，以及感受野（Receptive Field）的概念。 2. 經典架構剖析： 係統介紹 LeNet, AlexNet, VGG, ResNet（殘差連接的突破）、Inception（多尺度特徵提取）等裏程碑式的網絡結構，分析它們的設計哲學。 3. 應用擴展： 討論 CNN 在目標檢測（如 YOLO, Faster R-CNN 的基礎原理）和語義分割任務中的應用框架。 第四章：循環神經網絡（RNN）與序列建模 針對文本、時間序列等序列化數據，本章專注於循環結構。 1. RNN的局限性： 闡述標準 RNN 存在的梯度消失與爆炸問題。 2. 長短期記憶網絡（LSTM）與門控循環單元（GRU）： 深入解析 LSTM 的遺忘門、輸入門、輸齣門以及細胞狀態（Cell State）如何有效控製信息流動，解決長期依賴問題。GRU 作為其輕量化替代方案的機製也將被清晰闡述。 3. 序列到序列（Seq2Seq）模型： 介紹編碼器-解碼器（Encoder-Decoder）架構，這是機器翻譯和文本摘要的基礎。 第二部分：自然語言處理（NLP）的前沿浪潮 本部分聚焦於如何使計算機理解、生成和交互人類語言，重點放在基於注意力機製和大規模預訓練模型的方法論。 第五章：詞嵌入（Word Embeddings）的演進 理解詞匯的分布式錶示是 NLP 的基石。本章將梳理從傳統方法到現代方法的轉變： 1. 稀疏錶示迴顧： 簡要提及 One-Hot 編碼的局限性。 2. 經典的稠密嚮量： 詳細介紹 Word2Vec (CBOW 與 Skip-gram) 的訓練目標、負采樣（Negative Sampling）和窗口機製。 3. 上下文敏感的嵌入： 討論 GloVe (基於全局矩陣分解) 的原理，並為後續的上下文嵌入（如 ELMo）做鋪墊。 第六章：注意力機製與 Transformer 架構 注意力機製是現代 NLP 革命的核心驅動力。 1. 注意力機製的引入： 從 Seq2Seq 中注意力機製的引入開始，解釋它如何解決長序列信息瓶頸。 2. 自注意力（Self-Attention）： 深入解析 Scaled Dot-Product Attention 的 Q (Query), K (Key), V (Value) 矩陣運算流程。 3. Transformer 模型的構建： 完整剖析 Transformer 的編碼器和解碼器堆棧，解釋多頭注意力（Multi-Head Attention）的並行化優勢，以及前饋網絡（Feed-Forward Network）和層歸一化（Layer Normalization）的作用。 第七章：預訓練語言模型（PLMs） 預訓練模型的齣現極大地提升瞭下遊 NLP 任務的性能。 1. BERT 傢族的崛起： 詳述 BERT 基於 Transformer 編碼器構建的原理，重點解析其兩個關鍵的預訓練任務：掩碼語言模型（MLM） 和 下一句預測（NSP）。 2. 生成式模型： 探討基於 Transformer 解碼器的模型，如 GPT 係列 的單嚮語言模型（Causal Language Modeling）訓練範式。 3. 模型微調（Fine-tuning）： 闡述如何將預訓練模型適應於如情感分析、命名實體識彆、問答係統等特定任務的策略。 第八章：高級 NLP 應用與挑戰 本章將探討當前 NLP 領域最熱門的應用方嚮和尚未完全解決的挑戰。 1. 機器閱讀理解（MRC）： 介紹抽取式問答（Extractive QA）和生成式問答的框架差異。 2. 文本生成與摘要： 討論如何利用 Beam Search 等解碼策略生成高質量、連貫的文本，並評估生成質量（如 ROUGE 指標）。 3. 模型的可解釋性與偏見： 探討大型模型內部決策過程的透明化問題，以及數據集中固有的社會偏見如何在模型中放大。 第三部分：實踐、部署與前沿探索 本部分將引導讀者從理論走嚮實際工程，並展望未來的研究方嚮。 第九章：高效訓練與模型部署 1. 硬件與並行化： 介紹 GPU 上的張量計算原理，數據並行（Data Parallelism）與模型並行（Model Parallelism）的基本概念。 2. 模型優化與壓縮： 討論模型剪枝（Pruning）、量化（Quantization）和知識蒸餾（Knowledge Distillation）等技術，以減小模型體積並加速推理速度。 3. 框架實戰： 結閤主流深度學習框架（如 PyTorch 或 TensorFlow）的關鍵 API，演示如何快速搭建、訓練和評估一個端到端（End-to-End）的深度學習模型。 第十章：生成對抗網絡（GANs）與強化學習基礎 盡管本書核心是深度學習與 NLP，但瞭解其他關鍵 AI 範式至關重要。 1. GANs 概述： 介紹生成器（Generator）和判彆器（Discriminator）的博弈過程，及其在圖像生成（如 StyleGAN 架構的概述）中的應用。 2. 強化學習（RL）導論： 簡要介紹 RL 的基本要素（Agent, Environment, State, Action, Reward），並闡述其在決策製定任務中的核心思想，為更復雜的 AI 係統打下基礎。 總結與展望 全書不僅提供瞭紮實的理論支撐，更強調通過代碼示例和案例分析來鞏固知識。我們相信，通過對本書內容的學習和實踐，讀者將能夠獨立設計、實現並優化最先進的深度學習模型，尤其是在自然語言處理這一快速發展的領域中占據有利地位，並對人工智能的未來發展趨勢具備深刻的洞察力。

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作為一名對編程世界充滿好奇的新手，我最擔心的就是那些晦澀難懂的理論術語。然而，這本書的敘事風格簡直是教科書級彆的“化繁為簡”。作者沒有直接拋齣冷冰冰的定義，而是通過一係列生動且貼近日常生活的比喻，將抽象的計算機底層原理娓娓道來。我記得在講解數據結構的那一章，作者沒有用僵硬的流程圖，而是用“圖書館的書架管理”來類比數組和鏈錶的區彆，那種豁然開朗的感覺至今難忘。更難能可貴的是，它始終保持著一種鼓勵和引導的姿態，即使是初學者感到迷茫的地方，文字的語氣也會變得異常溫和，讓人有繼續探索下去的動力，而不是産生畏懼感。這種平易近人的講解方式，極大地降低瞭入門門檻，成功地將技術學習變成瞭一次愉快的探索之旅。

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這本書的裝幀設計實在讓人眼前一亮，封麵那種磨砂質感，拿在手裏沉甸甸的，立刻就給人一種“乾貨滿滿”的預期。內頁紙張的質量也無可挑剔，即便是長時間閱讀，眼睛也不會感到明顯的疲勞。我特彆欣賞作者在版式編排上的用心，章節標題醒目且層級分明，關鍵概念的突齣顯示和大量的留白處理，使得復雜的信息也能被輕鬆消化。尤其是那些代碼示例和實驗步驟的排版，邏輯清晰到幾乎不需要額外解釋，配色方案也經過瞭深思熟慮，不會産生視覺乾擾。說實話，很多技術類書籍在設計上總是敷衍瞭事，要麼是密密麻麻的文字，要麼是效果不佳的黑白插圖，但這一本，從頭到尾都散發著一種專業與匠心，讓人光是看著就覺得學習效率會大大提升。這不僅僅是一本教材，更像是一件精心打磨的工具書，細節決定成敗在這本書上體現得淋灕盡緻。

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這本書在理論與實踐的結閤度上，達到瞭一個近乎完美的平衡點。它絕不是那種隻談理論卻不給動手機會的“紙上談兵”之作。每一個重要的知識點後麵，幾乎都緊跟著一到兩個精心設計的實踐環節。我特彆喜歡它提供的那些“迷你項目”，它們規模適中，既能讓你親手搭建起一個完整的知識閉環，又不會因為項目過大而消耗掉初期學習的熱情。更重要的是，這些實驗不僅僅是簡單的“輸入A得到B”的重復勞動，它們往往要求讀者自己去思考參數的調整、環境的配置，甚至在遇到錯誤時，需要自己去調試和定位問題。這種主動解決問題的過程，纔是真正意義上的能力培養，而不是簡單的技能復製。

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坦率地說，市麵上大部分教材的案例都顯得有些陳舊和脫離實際。但這本書的案例庫卻展現齣瞭驚人的生命力。它涵蓋的問題場景既有經典的計算機科學基石，如進製轉換、排序算法的優化，也有緊跟時代脈搏的應用模擬，比如對網絡數據包處理的簡化模擬。我發現，這些案例的設計者顯然對當前行業的需求有著深刻的理解，他們選擇的切入點，往往是未來工作中最常遇到的“卡點”。通過這些貼近實戰的練習，我不僅鞏固瞭書本知識，更像是提前適應瞭未來職場環境的節奏。這讓我在進行後續深入學習時，能夠更迅速地找到知識的落腳點，避免瞭“學瞭但不知道怎麼用”的尷尬局麵。

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我個人認為，這本書最大的價值在於其邏輯構建的嚴謹性。它不是零散知識點的堆砌，而是遵循著一條清晰、遞進的學習路徑。從最基礎的硬件概念到操作係統原理的簡化介紹，再到程序設計思維的養成，每一步都建立在前一步堅實的基礎上。讀者不會感到知識點的跳躍性太大，每當引入一個新概念時，總能清晰地看到它與前麵知識的關聯性。這種“搭積木式”的知識結構，極大地幫助瞭我建立起一個完整的、係統的計算機科學認知框架。它教會我的不僅僅是“如何做”，更是“為什麼這麼做”，這種底層邏輯的清晰，對於任何想在技術領域走得遠的人來說，都是無價之寶。

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