人工智能与专家系统导论

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出版者:清华大学出版社
作者:马鸣远
出品人:
页数:297
译者:
出版时间:2006-11
价格:28.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787302136064
丛书系列:
图书标签:
  • 邏輯學
  • 逻辑学
  • 计算机
  • 計算機
  • AI
  • 人工智能
  • 专家系统
  • 机器学习
  • 算法
  • 计算机科学
  • 智能系统
  • 知识表示
  • 决策支持
  • 软件工程
  • 数据处理
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具体描述

人工智能与专家系统导论(高等学校教材计算机科学与技术),ISBN:9787302136064,作者:马鸣远

好的,这是一本关于《量子计算与信息论基础》的图书简介,它将深入探讨量子力学的基本原理如何在信息处理领域引发一场革命,并详细阐述信息论在这一前沿领域中的核心作用。 --- 图书简介:量子计算与信息论基础 《量子计算与信息论基础》 是一部全面而深入的学术专著,旨在为读者构建理解下一代计算范式的坚实理论基础。本书超越了传统经典计算的局限性,将读者带入量子力学的奇妙世界,并着重阐述信息论如何成为驾驭和量化这些量子现象的关键工具。 本书共分为七大部分,结构严谨,逻辑递进,力求在理论深度与工程应用之间取得完美的平衡。 第一部分:经典信息论的基石回顾 在进入量子领域之前,本书首先对香农(Shannon)开创的经典信息论进行了详尽而现代的梳理。这一部分不仅回顾了熵(Entropy)、互信息(Mutual Information)和信道容量(Channel Capacity)等核心概念,更重要的是,它引入了现代概率论和测度论在信息论中的应用,为后续理解量子熵和纠缠(Entanglement)的复杂性做了必要的铺垫。我们特别关注了信息源编码和信道编码的极限,为后续对比量子信道的能力提供参照系。 第二部分:量子力学原理的数学构建 本部分是理解量子计算的基石。我们摒弃了晦涩的物理图像,转而采用严谨的数学框架来描述量子系统。重点内容包括: Hilbert空间与算符理论: 详细介绍狄拉克符号(Bra-ket notation),算符的自伴随性、酉变换(Unitary Transformation)的物理意义,以及密度矩阵(Density Matrix)在描述混合态中的不可或缺性。 量子态的描述与演化: 深入探讨纯态和混合态的区分,薛定谔方程在有限维系统中的应用,以及对开放量子系统的Lindblad主方程的引入。 测量理论: 客观而细致地阐述了波函数坍缩(Wave Function Collapse)的数学描述,以及测量对量子态的不可逆影响。 第三部分:量子比特与基本量子逻辑门 本部分将抽象的量子力学概念具体化为计算的基本单元——量子比特(Qubit)。 量子比特的表示: 通过布洛赫球(Bloch Sphere)形象地展示单量子比特的状态空间,并讨论了量子态的不可克隆定理(No-Cloning Theorem)及其对信息复制的根本限制。 基本量子门集: 详尽分析了泡利门(Pauli Gates, $X, Y, Z$)、哈达玛门(Hadamard Gate, $H$)、相位门($S, T$)以及受控非门(CNOT)的矩阵表示和作用机制。 通用量子门集: 论证了有限的量子门集合如何能够酉等价地模拟任何酉演化,这是量子计算可实现性的理论保证。 第四部分:量子信息论的核心概念——纠缠与纯度 纠缠是量子计算区别于经典计算的真正“资源”。本部分致力于解构这一反直觉但至关重要的概念。 纠缠的量化: 引入了对纠缠进行严格量化的工具,如纠缠熵(Entanglement Entropy)、纠缠保真度(Entanglement Fidelity)。 贝尔不等式与非定域性: 经典地探讨了贝尔不等式及其实验验证,强调了量子关联的本质区别。 量子相对熵与互信息: 将经典信息论的度量推广到量子领域,解释了如何使用量子相对熵(Quantum Relative Entropy)来衡量两个量子态之间的“距离”。 第五部分:主要的量子计算模型与算法 本部分是本书面向应用的核心。我们将重点分析那些已经展示出超越经典计算潜力的算法。 量子并行性与叠加态: 解释了量子算法如何利用叠加态(Superposition)实现对多个输入的并行处理。 Shor算法的原理剖析: 详细拆解了Shor算法中周期查找子程序(Quantum Fourier Transform, QFT)的机制及其对大数分解的颠覆性影响。 Grover搜索算法: 分析了Grover算法如何实现平方级的加速,重点讲解其振幅放大(Amplitude Amplification)技术。 量子模拟: 探讨了如何利用量子计算机模拟复杂的哈密顿量系统,这是量子计算在材料科学和化学领域最具前景的应用方向之一。 第六部分:量子信道与纠错理论 信息在物理世界中传输必然伴随着噪声。本部分聚焦于如何量化和对抗量子噪声。 量子信道与超级多址信道: 使用CPTP(Completely Positive Trace-Preserving)映射来描述量子操作,并探讨了量子信道容量的计算问题,特别是对于纠缠辅助信道容量的分析。 量子纠错码(QECC): 详细介绍了经典纠错码的局限性,并深入研究了基于稳定子(Stabilizer Codes)的理论,如Shor的9比特码和Steane码,解释了它们如何对抗位翻转(Bit-flip)和相位翻转(Phase-flip)错误。 表面码(Surface Codes)的结构: 作为容错量子计算中最有希望的物理实现方案之一,本书将对其拓扑结构和阈值性能进行详细的介绍。 第七部分:前沿进展与未来展望 最后一部分将目光投向量子信息科学的交叉领域。 量子计算的架构挑战: 讨论了超导、离子阱、拓扑等主流物理实现路线的优缺点,以及可扩展性的瓶颈。 量子机器学习(QML): 探讨了将量子特征映射和量子核方法应用于经典数据分析的可能性,以及量子优势的潜在领域。 黑盒问题的可计算性极限: 引入了查询模型和oracle复杂度的概念,以更精细地划分量子与经典算法的能力边界。 目标读者: 本书面向物理学、计算机科学、电子工程、数学等专业的本科高年级学生、研究生以及致力于量子信息科学领域的研究人员。读者需具备扎实的线性代数基础和一定的概率论知识。 《量子计算与信息论基础》 不仅是一本教科书,更是一张通往未来计算蓝图的导航图,它将引导读者掌握驾驭量子世界所需的最核心的数学语言和信息科学工具。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的优点在于其前瞻性与实用性的结合,作者在介绍人工智能和专家系统基本原理的同时,也深入探讨了它们在各个领域的应用前景和挑战。我尤其欣赏书中对“机器学习”在专家系统中的集成方式的阐述,它打破了传统专家系统知识获取的瓶颈,使得系统能够从数据中自动学习和优化。书中详细介绍了监督学习、无监督学习和强化学习等技术,并分析了它们如何被应用于专家系统的知识抽取、规则生成以及性能改进。我记得在讲解“决策树”算法时,作者通过一个客户信用评估的案例,清晰地展示了如何构建一个决策树模型,并将其应用于专家系统的决策过程。这种将先进的机器学习技术与传统的专家系统相结合的思路,让我看到了AI发展的未来方向。此外,书中还对“自然语言处理”在专家系统中的应用进行了深入的探讨,例如如何让专家系统能够理解和处理人类的自然语言输入,以及如何生成易于理解的解释性输出。我特别关注了书中关于“对话管理”和“意图识别”的技术,这对于构建用户友好的智能交互系统至关重要。总的来说,这本书不仅让我学到了AI和专家系统的基础知识,更让我对其在未来的发展潜力以及如何应对日益增长的复杂性挑战有了更深刻的认识。

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这本书给我的感觉是既有高度又有深度,作者在讲述人工智能的宏观发展趋势的同时,也深入到专家系统的具体技术细节。在AI的宏观层面,书中追溯了AI发展的几个重要阶段,从早期的符号主义到后来的连接主义,以及如今的混合方法,这种历史性的视角让我对AI的演变有了更清晰的认识。我尤其喜欢书中对“常识”和“推理”这两个AI核心概念的讨论,作者分析了机器在理解和运用常识方面的挑战,以及各种推理技术是如何试图模拟人类的逻辑思维过程的。当深入到专家系统部分时,我发现作者在讲解知识库的构建方面,给予了特别的关注。知识库是专家系统的“大脑”,其质量直接决定了系统的性能。书中详细介绍了不同类型的知识表示方法,如产生式规则、语义网络、框架等,并分析了它们在构建不同类型专家系统时的适用性。我特别对产生式规则的讲解印象深刻,作者通过一个简单的医学诊断案例,清晰地展示了如何将专家的知识转化为一系列的IF-THEN规则,以及推理引擎如何根据这些规则进行推理。此外,书中还探讨了知识获取的自动化和半自动化技术,这对于提高专家系统的构建效率具有重要意义。总的来说,这本书提供了一个全面而深入的视角,让我认识到AI和专家系统是如何从理论走向实践,以及它们在解决实际问题中所扮演的关键角色。

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这本书的结构安排非常合理,作者从人工智能的宏观概念入手,逐步深入到专家系统的具体技术细节,并且始终贯穿以实践案例的分析。我尤其喜欢书中对“推理引擎”的讲解,它是专家系统的“核心大脑”,负责根据知识库中的知识进行推理和决策。作者详细介绍了前向推理、后向推理、混合推理等多种推理策略,并分析了它们各自的特点和适用场景。我记得在讲解“前向推理”时,作者通过一个故障诊断专家系统的例子,生动地展示了如何从已知的“症状”出发,通过匹配“规则”,逐步推导出可能的“故障原因”。这种从原因到结果的推理过程,让我对专家系统解决问题的逻辑清晰度有了更直观的认识。此外,书中还对“用户界面”在专家系统中的重要性进行了深入的阐述,一个好的用户界面能够帮助用户更方便地与专家系统进行交互,并理解其输出结果。作者详细介绍了各种用户界面设计原则,如简洁性、一致性、反馈性等,并分析了它们在提高用户体验方面所起的作用。总的来说,这本书为我提供了一个全面而深入的视角,让我认识到AI和专家系统是如何从理论走向实践,以及它们在解决实际问题中所扮演的关键角色。

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读完这本书,我对人工智能的理解不再局限于科幻电影中的机器人形象,而是对其背后的原理和应用有了更深刻的认识。作者在书中花了相当大的篇幅来介绍不同类型的AI技术,并对它们进行了清晰的分类和比较。我尤其喜欢其中关于机器学习的部分,作者用易于理解的比喻解释了监督学习、无监督学习和强化学习的本质,并且通过一些简单的数学模型,展示了算法是如何从数据中学习和进化的。这对于我这样并非计算机科学科班出身的读者来说,是极其宝贵的。当谈到专家系统时,我印象最深刻的是作者对“知识工程”的讲解。理解一个领域内的专业知识,并将其转化为机器可以理解和执行的规则,这中间涉及到大量的沟通、分析和建模工作。书中对知识获取的几种主要方法,如访谈法、观察法、文献分析法等,都进行了详细的介绍,并分析了它们的优缺点。我特别关注了书中关于知识表示的形式化过程,例如如何将专家的判断和经验转化为IF-THEN规则,或者如何构建描述事实和关系的语义网络。这些过程虽然有一定的技术门槛,但通过作者的耐心解释,我能够理解其核心思想,并认识到构建一个高质量的专家系统,知识工程的质量是至关重要的。这本书让我看到了AI的“大脑”是如何被“喂养”和“训练”的,也让我对其在解决复杂问题时的能力有了更客观的评估。

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这本书的封面设计给我留下了深刻的第一印象,那种沉静而富有科技感的蓝与银配色,仿佛预示着即将踏入一个充满智慧与可能性的领域。拿到手中,纸张的质感也相当不错,不是那种粗糙廉价的印刷,翻阅时有一种实在的触感,这对于一本理工科书籍来说,是个不错的开端。在学习了初步的概念之后,我发现作者在内容的组织上颇具匠心,循序渐进,从最基础的AI概念讲起,逐步深入到专家系统的核心原理和构建方法。虽然我之前对这一领域仅有模糊的了解,但通过阅读,我逐渐能够理解AI是如何模拟人类智能,以及专家系统作为AI的一个重要分支,是如何通过知识表示、推理机制等技术来解决特定领域问题的。作者对复杂概念的阐述,总是能够化繁为简,并且配以恰当的例子,让我能够轻松地跟上思路。例如,在讲解知识图谱的时候,作者不仅阐述了其基本结构,还通过一个医疗诊断的案例,生动地展示了知识图谱在实际应用中的强大能力,这让我对AI的落地应用有了更直观的认识。同时,书中对不同AI算法的介绍,也让我对机器学习、深度学习等前沿技术有了更系统的了解,虽然有些算法的数学原理比较深奥,但作者通过图示和通俗的解释,还是让我得以窥见其精髓。总的来说,这本书为我打开了AI和专家系统的大门,让我对这个充满活力的领域产生了浓厚的兴趣。

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这本书的语言风格非常清晰流畅,作者在讲解复杂的AI和专家系统概念时,总是能够用通俗易懂的语言来解释,并且辅以大量的图示和表格,帮助读者更好地理解。我尤其欣赏书中对“不确定性推理”的讲解,在现实世界中,许多知识和信息都是不确定的,如何让专家系统在不确定的信息下做出合理的判断,是一个非常重要的问题。作者详细介绍了诸如概率推理、模糊逻辑、证据理论等多种不确定性推理方法,并分析了它们各自的优缺点和适用场景。我记得在讲解“模糊逻辑”时,作者通过一个自动温度控制系统的例子,生动地展示了如何使用模糊规则来处理模糊的概念,如“偏高”、“适中”、“偏低”,并最终实现平稳的温度调节。这种将人类的模糊思维转化为机器可理解的逻辑,让我对AI的灵活性和适应性有了新的认识。此外,书中还对“解释性”在专家系统中的重要性进行了深入的阐述,一个好的专家系统不仅要能够给出正确的答案,还要能够解释其推理过程,让用户信任和理解。作者详细介绍了各种解释技术,如回溯解释、基于规则的解释等,并分析了它们在提高用户满意度方面所起的作用。总的来说,这本书提供了一个全面而深入的视角,让我认识到AI和专家系统是如何从理论走向实践,以及它们在解决实际问题中所扮演的关键角色。

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这本书的内容给我的感觉是既全面又深入,作者在讲解人工智能和专家系统基础理论的同时,也非常注重对实际应用场景的分析。我尤其喜欢书中对“知识获取”这一关键环节的详细阐述,它就像是为专家系统“量身定做”的“人才培养计划”。作者详细介绍了访谈法、观察法、文本分析法等多种知识获取途径,并分析了它们各自的优缺点和适用场景。我印象深刻的是,书中通过一个医疗诊断专家系统的构建过程,生动地展示了如何与领域专家进行沟通,如何从医学文献中提取知识,并将这些零散的信息整合成结构化的知识库。这种将人类的经验和知识转化为机器可理解的形式的过程,让我对“知识工程”的复杂性和重要性有了更深刻的理解。此外,书中还对“知识库的维护和更新”进行了深入的探讨,随着领域知识的不断发展,专家系统也需要及时更新其知识库,以保持其有效性和准确性。作者详细介绍了各种知识更新策略,如增量更新、重构更新等,并分析了它们在确保系统性能方面所起的作用。总的来说,这本书为我打开了AI和专家系统的大门,让我看到了技术背后精妙的逻辑和严谨的设计,也让我对其在解决实际问题中所扮演的关键角色有了更深入的认识。

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这本书的内容结构确实值得称道,它不像许多技术书籍那样上来就堆砌晦涩的术语和复杂的公式,而是从“为什么”开始,引领读者思考人工智能的起源和发展脉络。作者并没有回避AI技术背后的一些哲学和伦理问题,而是将其作为重要的铺垫,帮助读者建立对AI更宏观的认知。我尤其欣赏书中对于“智能”本身的探讨,它引出了关于机器能否真正拥有意识、情感等深层次的思考,这使得阅读过程不仅仅是知识的摄取,更是一种思想的启迪。当进入专家系统的具体章节时,我发现作者非常注重理论与实践的结合。书中提供了大量真实世界的案例分析,从早期的金融风险评估系统,到后来的工业自动化控制,再到如今的智能客服,这些案例的详尽剖析,让我看到了专家系统在不同行业中的应用广度和深度。尤其是在讲解知识获取和表示方法时,作者详细介绍了规则型、框架型、混合型等多种知识表示方式,并分析了它们各自的优缺点以及适用场景,这对于理解如何构建一个有效的专家系统至关重要。此外,书中还对专家系统在推理引擎中的运作机制进行了深入的阐述,包括正向推理、逆向推理以及混合推理等,通过对这些推理过程的梳理,我仿佛能够看到一个“大脑”如何在后台思考和决策。这种循序渐进、由浅入深的学习体验,让我觉得非常有收获,也更加坚信AI技术的巨大潜力。

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我必须说,这本书的叙述风格非常吸引人,作者并没有采用枯燥的技术手册式的写法,而是像一位经验丰富的导师,用清晰的语言和生动的例子引导读者一步步探索人工智能和专家系统的奥秘。从AI的起源和发展历程开始,作者就勾勒出了一幅波澜壮阔的画卷,让我了解了这项技术是如何从最初的模糊构想到如今的蓬勃发展。在介绍专家系统时,我特别欣赏作者对“知识表示”这一关键环节的细致讲解。书中详细介绍了各种知识表示方法,如逻辑表示、产生式规则、语义网络、框架等,并且通过对比分析,让我清晰地理解了它们的特点、优缺点以及适用场景。我记得在讲解产生式规则时,作者引用了一个经典的“图灵测试”案例,并分析了如何将人类的对话逻辑转化为机器可执行的规则,这种将抽象概念具象化的处理方式,让我受益匪浅。此外,书中对专家系统在推理过程中的一些策略,如正向推理、逆向推理,以及它们在实际应用中的区别和联系,都进行了深入浅出的阐述。通过对这些推理机制的理解,我逐渐认识到专家系统是如何通过模拟人类的思考过程来解决问题的。这本书不仅是知识的传递,更是一种思维方式的启迪,它让我开始重新思考“智能”的本质,以及机器在未来社会中可能扮演的角色。

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这本书的内容相当扎实,作者在讲解人工智能和专家系统时,非常注重基础概念的梳理和核心技术的剖析。我尤其喜欢书中对“推理”这一概念的深入探讨,它不仅仅是简单的逻辑运算,更是AI系统实现智能决策的关键。作者详细介绍了不同类型的推理机制,包括演绎推理、归纳推理、溯因推理,以及在专家系统中常用的前向推理和后向推理。我印象深刻的是,书中通过一个法律案件的分析,生动地展示了后向推理是如何工作的:从一个假设的结论出发,寻找支持该结论的证据和规则,最终达成一个合理的判断。这种循序渐进、层层递进的推理过程,让我对专家系统解决复杂问题的能力有了更直观的认识。在知识表示方面,作者也给予了充分的关注,详细介绍了产生式规则、语义网络、框架等多种知识表示方法,并分析了它们各自的特点和适用范围。我特别喜欢书中对“冲突消解”机制的讲解,在一个复杂的专家系统中,往往存在多条规则可以应用于同一情况,如何选择最合适的规则进行推理,是确保系统有效性的关键。作者通过一个生动的例子,解释了优先级规则、特例规则等冲突消解策略,这让我对专家系统的鲁棒性有了更深入的理解。这本书为我打开了AI和专家系统的大门,让我看到了技术背后精妙的逻辑和严谨的设计。

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