人工智慧通識基礎(社會科學浙江大學新一代人工智慧通識系列教材)
內容大鋼
本書圍繞人工智慧展開多方面介紹。首先闡述人工智慧對社會科學的影響、發展歷史等背景知識,引入計算社會科學概念。接著深入講解機器學習,涵蓋重要概念、梯度下降演算法、回歸與分類任務,介紹經典模型及實戰應用,分析過擬合問題。
然後介紹人工神經網路,說明從生物神經元到人工神經元的轉變,闡述其結構與訓練方法並進行實戰。深度學習部分介紹常用模型、訓練技術,通過實踐和案例分析加深理解。大語言模型章節講述發展歷程、技術原理和應用案例。
最後探討數據鏈條和數據生態,包括數據收集、管理、分析等環節,以及數字經濟中的數據屬性、定價等內容,每章后均有小結和習題,便於讀者鞏固知識。
作者介紹
編者:吳超//祁玉//蔣卓人//張子柯|責編:汪榮麗//阮海潮
目錄
第1章 背景和基本概念
1.1 人工智慧對社會科學的影響
1.2 數據和模型
1.3 人工智慧發展歷史
1.4 計算社會科學
第2章 機器學習基礎
2.1 機器學習重要概念
2.1.1 模型
2.1.2 建模
2.1.3 關鍵階段
2.1.4 數據
2.1.5 參數與超參數
2.1.6 損失函數
2.2 梯度下降演算法:尋找最優解的旅程
2.2.1 梯度下降:站在山頂如何走向山谷
2.2.2 梯度下降演算法的簡明步驟
2.2.3 梯度下降演算法的局限性
2.2.4 梯度下降演算法總結
2.3 回歸與分類:機器學習的兩大任務
2.3.1 回歸任務的基礎模型:線性回歸
2.3.2 分類任務的基礎模型:邏輯回歸
2.3.3 總結:回歸與分類的建模流程
2.4 實戰:線性回歸與邏輯回歸的實現
2.4.1 線性回歸模型:預測考試分數
2.4.2 邏輯回歸模型:預測客戶購買意願
2.5 機器學習經典模型:理解社會現象的工具箱
2.5.1 決策樹:模擬人類決策過程的模型
2.5.2 樸素貝葉斯:用概率推理解讀社會現象
2.5.3 支持向量機(SVM):尋找「最佳分割線」
2.5.4 從監督學習到無監督學習:探索數據的更多可能性
2.5.5 總結:經典機器學習模型的核心價值
2.6 實戰應用:經典機器學習模型的社會科學探索
2.6.1 決策樹:學生擇業決策
2.6.2 樸素貝葉斯:新聞文本分類
2.6.3 支持向量機:健康行為分類
2.6.4 K - Means聚類:城市空氣質量分級分析
2.7 過擬合:模型學習的「刻板印象」陷阱
2.7.1 過擬合的概念
2.7.2 過擬合的成因:理解模型的「盲點」
2.7.3 應對過擬合:模型優化與泛化能力平衡
2.8 案例分析:研究生招生預測模型中的過擬合問題
2.8.1 過擬合的出現
2.8.2 學習曲線:檢測過擬合
2.8.3 應對過擬合:正則化的作用
本章小結
習題
第3章 人工神經網路
3.1 從生物神經元到人工神經元
3.1.1 人工神經元:向大腦學習
3.1.2 激活函數:人工神經元的核心
3.1.3 Softmax函數:從二分類到多分類
3.2 人工神經網路
3.2.1 人工神經網路的基本結構
3.2.2 訓練神經網路:前序傳播和反向傳播
3.2.3 深度神經網路
3.3 實戰應用:編寫神經網路模型
3.3.1 神經網路構建利器:Keras編程框架
3.3.2 編寫一個前饋神經網路
本章小結
習題
第4章 深度學習
4.1 深度學習:破解深度神經網路訓練難題
4.2 常用的深度學習模型
4.2.1 卷積神經網路:提取高維數據特徵
4.2.2 循環神經網路:序列數據建模利器
4.2.3 自編碼器網路:無監督特徵提取器
4.3 深度學習模型的訓練技術
4.3.1 超參數:調控模型訓練的關鍵因子
4.3.2 數據增強:提升數據多樣性
4.4 實戰應用:編寫深度學習模型
4.4.1 CNN實踐:手寫數字識別
4.4.2 RNN實踐:自動文本補全
4.5 案例分析
4.5.1 利用循環神經網路進行文本情感分析
4.5.2 基於多智能體的群體共識過程
4.6 延伸閱讀
4.6.1 深度學習的優勢:端到端學習
4.6.2 曲折的探索之路:人工神經網路的發展歷程
4.6.3 更多深度學習模型
本章小結
習題
第5章 大語言模型
5.1 大語言模型的發展歷程
5.1.1 興起:從判別式模型到生成式模型
5.1.2 發展:GPT系列模型的推動與影響
5.2 大語言模型背後的技術
5.2.1 工作原理:預訓練 + 微調
5.2.2 關鍵要素:模型背後的「大」支撐
5.3 常用的大語言模型及其應用
5.3.1 文生文
5.3.2 文生圖
5.3.3 文生視頻
5.4 案例分析:大語言模型輔助社會科學研究
5.4.1 大語言模型輔助代碼編寫