本書是微軟推出的 AI for Beginners 系列課程的中文版,專門為希望進入 AI 領域的初學者設計。本書提供為期 12 周、共24 堂課的系統學習路徑,每堂課配有 Jupyter Notebook 實踐筆記本,附帶測驗與練習,中文版還在 Gitee 上托管了課程相關的 Notebook,便于讀者在實踐中掌握人工智能的核心概念和應用。
書中涵蓋如下內容:AI 歷史與發(fā)展,探索人工智能從符號到深度學習的演變;神經網絡與深度學習,使用 TensorFlow 和 PyTorch 框架講解神經網絡的基本原理及應用;計算機視覺與自然語言處理,學習圖像識別和文本分析技術;其他 AI 技術,如遺傳算法和多智能體系統等。
本書適合 AI 愛好者、初學者,以及相關專業(yè)的學生、老師閱讀,不需要復雜數學背景即可輕松入門,通過實戰(zhàn)項目提升操作能力。
1.全彩印刷,細致呈現程序效果,技術與藝術完美融合。2.24個項目,12堂課,引領你一步步深入AI的奧秘之境。3.眾多編程實例等你來挑戰(zhàn),親手鑄就AI算法的奇跡,實踐出真知。4.專屬Gitee存儲庫,網絡無憂,代碼實例、實踐練習、理論講解一網打盡。5.自學助力:課前小測 理論講解 代碼實操 課后檢驗 項目實踐
本書內容
歡迎來到《機器學習從入門到入行:24個項目實踐AI》 微軟 AI for Beginners 課程的中文版!本課程由微軟 Azure 云倡導者團隊精心設計,旨在為初學者提供一個全面且易于理解的人工智能入門指南。課程為期12周,共24節(jié)課,涵蓋從傳統符號人工智能到現代深度學習的廣泛主題。在本課程中,你將學習:
(1)人工智能簡史:介紹人工智能的發(fā)展歷程。
(2)符號人工智能:探討知識表示與專家系統。
(3)神經網絡簡介:從感知機到多層感知機,再到神經網絡框架。
(4)計算機視覺:包括卷積神經網絡、預訓練網絡、生成對抗網絡(GAN)等。
(5)自然語言處理(NLP):涵蓋文本表示、嵌入、語言模型、循環(huán)神經網絡(RNN)等。
(6)其他人工智能技術:如遺傳算法、深度強化學習和多智能體系統。
(7)人工智能的倫理與責任:討論人工智能的社會影響和倫理問題。
課程鏈接編號
英文版課程包含大量較長的鏈接,不便使用,中文版將絕大部分鏈接通過鏈接編號提供,讀者可以通過此書的鏈接列表頁面(掃描下面二維碼)訪問,依據索引編號訪問對應的鏈接。
如何使用本書
存儲庫
本書配套有存儲庫,其中提供了中文版的Jupyter Notebook 文件。這些 Notebook文件包含了課程中的代碼示例、實踐練習和理論講解,幫助讀者更好地理解和應用人工智能技術。存儲庫的地址為https://gitee.com/mouseart2023/AI-For-Beginners-notebook-ch
運行 Jupyter Notebook 的兩種方法
本書包含大量可執(zhí)行的示例和實踐內容,你需要在 Jupyter Notebook 中運行 Python 程序。為了簡化操作流程,以下是為中文用戶推薦的兩種主要方法。
方法一:在本地計算機上運行
(1)安裝 Miniconda。Miniconda 是一個輕量級的 Python 發(fā)行版,支持創(chuàng)建和管理不同的虛擬環(huán)境。
① 下載 Miniconda 安裝包:在Miniconda的官網選擇適合你的操作系統的版本,并下載。
② 根據提示完成安裝。
(2)獲取中文版課程存儲庫。使用如下代碼
git clone https://gitee.com/mouseart2023/AI-For-Beginners-notebook-ch.git
(3)創(chuàng)建并激活虛擬環(huán)境。打開終端或命令提示符,導航到復制的存儲庫目錄,然后創(chuàng)建并激活虛擬環(huán)境,代碼如下:
cd AI-For-Beginners-notebook-ch
conda env create --name ai4beg --file environment.yml
conda activate ai4beg
(4)安裝 Visual Studio Code 和 Python 擴展。
① 下載并安裝 Visual Studio Code。
② 啟動 VS Code,安裝官方的 Python 擴展(可以在擴展市場中搜索Python并安裝由 Microsoft 提供的擴展)。
(5)運行 Jupyter Notebook。
①在 VS Code 中打開 AI-For-Beginners-notebook-ch 文件夾。
② 打開任意一個 .ipynb 文件,VS Code 會自動提示安裝所需的依賴項,請按照提示完成安裝。
③選擇剛剛創(chuàng)建的 ai4beg 虛擬環(huán)境作為 Python 解釋器。
④ 現在,你可以在 VS Code 中直接運行和編輯 Notebook了。
方法二:使用本地 Jupyter 環(huán)境
(1)安裝 Miniconda。同方法一中的步驟(1)。
(2)獲取中文版課程存儲庫。同方法一中的步驟(2)。
(3)創(chuàng)建并激活虛擬環(huán)境。同方法一中的步驟(3)。
(4)安裝 Jupyter Notebook。在激活的虛擬環(huán)境中安裝 Jupyter Notebook,代碼如下:
conda install jupyter
(5)啟動 Jupyter Notebook。在終端或命令提示符中,導航到存儲庫目錄。運行以下命令:
jupyter notebook
瀏覽器會自動打開 Jupyter 的界面,你可以在其中打開并運行任意 .ipynb 文件。
推薦使用方法
對于大多數用戶,我們推薦方法一:在本地計算機上運行,因為它提供了一個集成的開發(fā)環(huán)境,便于編寫和調試代碼。同時,使用 Visual Studio Code 可以獲得更好的代碼提示和版本控制支持。
自學建議
閱讀本書需要一些Python編程和線性代數、統計學的基礎,本書不展開講解,網上可以找到豐富的學習資源,有需要的讀者可以自行學習。下面是幾點學習建議:
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從課前小測驗開始,激發(fā)學習興趣。
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閱讀課程內容,理解理論知識。
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運行并修改 Notebook 中的代碼,進行實踐操作。
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完成課后測驗,鞏固所學知識。
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如果課程包含實踐內容,盡量完成以加深理解。
注意事項
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網絡訪問:確保你的網絡能夠訪問 Gitee 和 GitHub(如果選擇從 GitHub 復制)。
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依賴安裝:創(chuàng)建虛擬環(huán)境時,environment.yml 文件會自動安裝所需的依賴項,請確保你的網絡連接穩(wěn)定。
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資源需求:某些課程內容可能需要較高的計算資源,建議使用性能較好的計算機。
如果在安裝或運行過程中遇到問題,請參考以下資源:
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課程鏈接索引:見上面課程鏈接編號部分的二維碼。
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中文社區(qū)支持:加入相關技術社區(qū)或論壇,尋求更多幫助。
我們希望這些簡化的步驟能幫助你順利開始學習人工智能。祝學習愉快!
榮譽與貢獻
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主要作者:Dmitry Soshnikov 博士
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編輯:Jen Looper 博士
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插畫家:Tomomi Imura
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中文翻譯團隊:馮磊、周慧梅
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封面設計:孟依卉
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中文版式設計:馮磊
德米特里·索什尼科夫教授是人工智能領域的知名專家,曾在微軟工作16年,現任莫斯科航空學院、高等經濟學院等多所著名院校的副教授。他是微軟AI for Beginners等多個開源教育項目的主要作者,這些項目在 GitHub 上獲得了數萬顆星標。索什尼科夫教授不僅在學術和工業(yè)領域有深厚造詣,還是一位數字藝術家,其作品曾在多個博物館展出。他致力于技術教育推廣,開發(fā)了大量在線課程,并指導學生團隊獲得過Imagine Cup 國際大賽冠軍,是將技術專業(yè)知識與教育熱情和藝術創(chuàng)造力完美結合的典范。
馮磊,70后,現任矽遞科技用戶體驗組負責人,曾在柴火創(chuàng)客教育帶領團隊開發(fā)了20多門創(chuàng)客教育課程。著有《做游戲,玩編程零基礎開發(fā)微軟 Arcade 掌機游戲》、《Arduino 圖形化編程輕松學》、《Arduino 小型化與 TinyML 應用從入門到精通》等創(chuàng)客教育讀物,并且是《深入淺出IoT:完整項目通關實戰(zhàn)》的主要譯者。在創(chuàng)客教育和技術推廣領域擁有豐富經驗。
第1篇 概述與早期人工智能 001
第 1 課 人工智能簡介 003
第 2 課 知識表示與專家系統 010
第2篇 神經網絡簡介 035
第 3 課 神經網絡簡介:感知機 037
第 4 課 神經網絡簡介:多層感知機 054
第 5 課 神經網絡框架 075
第3篇 計算機視覺 115
第 6 課 計算機視覺與 OpenCV 116
第 7 課 卷積神經網絡 127
第 8 課 預訓練網絡與遷移學習 151
第 9 課 自編碼器 190
第 10 課 生成對抗網絡 219
第 11 課 目標檢測 246
第 12 課 圖像分割 259
第4篇 自然語言處理 281
第 13 課 將文本表示為張量 284
第 14 課 詞嵌入 301
第 15 課 語言模型 319
第 16 課 循環(huán)神經網絡 330
第 17 課 生成網絡 344
第 18 課 注意力機制與Transformer 358
第 19 課 命名實體識別(NER) 379
第 20 課 預訓練的大型語言模型 387
第5篇 其他人工智能技術 397
第 21 課 遺傳算法 398
第 22 課 深度強化學習 407
第 23 課 多智能體系統 428
第 24 課 人工智能的倫理與責任 433
附錄A 多模態(tài)網絡、CLIP 和 VQGA 435
附錄B 本書主頁及習題答案 440