信息技術與人工智能（微課版）

張趙管，運城職業技術大學教師，信息技術教研室主任，學校教學指導委員會成員。主講《計算機輔助設計》《網絡綜合布線》《程序設計基礎》等課程；多次指導學生參加山西省及全國工業產品設計大賽並獲獎；主持省廳級課題 3 項，主編“十四五” 國家規劃教材兩部；研究方向為計算機科學與技術，曾獲國家煤炭行業教學成果獎 1 項、山西省教學成果獎 2 項。

目    錄

 

項目1  計算機與計算思維 1

任務1.1  走進計算機世界 2

1.1.1  計算機的分類和應用場景 2

1.1.2  計算的“靈魂”：圖靈機

模型 2

1.1.3  計算的“骨架”：馮·諾依曼

體系結構 3

1.1.4  計算的“未來”：新型計算

模型 5

【實訓1.1】繪制馮·諾依曼體系

結構圖 6

任務1.2  組裝與評估計算機系統 7

1.2.1  計算機系統的組成 7

1.2.2  微型機的系統集成 11

1.2.3  微型機的主要性能指標 12

【實訓1.2】選購一臺適合自己的

計算機 13

任務1.3  學會用計算思維解決實際問題 15

1.3.1  計算思維的作用 15

1.3.2  計算思維的三要素 15

1.3.3  計算思維的培養與提升 17

【實訓1.3】用計算思維規劃設備

升級方案 18

【項目自測】 19

項目2  計算機中信息的表示 21

任務2.1  轉換數據中的數值編碼 22

2.1.1  進位計數制 22

2.1.2  進制之間的數值轉換 23

【實訓2.1】制作進制轉換表 25

任務2.2  二進制數的運算 26

2.2.1  二進制數的算術運算 26

2.2.2  二進制數的邏輯運算 26

【實訓2.2】模擬紅綠燈邏輯控制 27

任務2.3  破解文字編碼規則 29

2.3.1  西文字符編碼 29

2.3.2  漢字編碼 30

2.3.3  計算機內數據的存儲單位 32

【實訓2.3】解救亂碼文件 33

任務2.4  多媒體信息數字化 34

2.4.1  文本的數字化 34

2.4.2  聲音的數字化 34

2.4.3  圖形和圖像的數字化 35

2.4.4  動畫和視頻的數字化 35

【實訓2.4】生成並解析二維碼 36

【項目自測】 37

項目3  配置和管理操作系統 39

任務3.1  選配場景化操作系統 40

3.1.1  操作系統的功能 40

3.1.2  操作系統的發展歷程 41

3.1.3  操作系統的分類 43

【實訓3.1】為公司選配操作系統 44

任務3.2  對比國內外主流操作系統 45

3.2.1  國外主流操作系統 45

3.2.2  國產主流操作系統 46

【實訓3.2】編制操作系統選型指南 48

任務3.3  管理計算機軟硬件資源 49

3.3.1  進程管理 49

3.3.2  存儲管理 50

3.3.3  文件管理 52

3.3.4  設備管理 52

【實訓3.3】系統優化與故障排除 53

【項目自測】 56

項目4  網絡組建與安全防護 57

任務4.1  認識計算機網絡與拓撲結構 58

4.1.1  計算機網絡的功能 58

4.1.2  計算機網絡的分類 59

【實訓4.1】繪制辦公室網絡拓撲圖 61

任務4.2  搭建並配置局域網 62

4.2.1  局域網系統的組成 62

4.2.2  網絡性能的關鍵指標 66

4.2.3  配置私有IP地址 67

4.2.4  啟用DHCP服務 67

【實訓4.2】家庭網絡搭建與故障

排查 68

任務4.3  接入互聯網並完成域名註冊 69

4.3.1  互聯網的主要功能 69

4.3.2  互聯網的接入方式 70

4.3.3  IP地址與子網劃分 71

4.3.4  註冊並解析域名 73

【實訓4.3】電商平臺網絡接入

與域名部署 75

任務4.4  設計物聯網智能應用方案 76

4.4.1  物聯網的形成和發展 76

4.4.2  物聯網網絡架構 77

4.4.3  物聯網的應用場景 77

4.4.4  物聯網的意義和影響 78

【實訓4.4】智能家居方案設計

與故障排查 78

任務4.5  築起網絡安全防火墻 80

4.5.1  分析網絡安全威脅 80

4.5.2  部署網絡防火墻 81

4.5.3  網絡安全防護實踐 82

4.5.4  數據安全技術 84

4.5.5  AI時代的網絡安全挑戰 85

【實訓4.5】“誰偷了我的賬號？” 87

【項目自測】 88

項目5  WPS AI智能辦公 91

任務5.1  使用WPS編排長文檔 92

5.1.1  格式化文檔 92

5.1.2  設置頁眉、頁腳和頁碼 94

5.1.3  插入腳註和尾註 95

5.1.4  編排長文檔 96

5.1.5  創建目錄 99

5.1.6  使用WPS AI智能寫作

與潤色 100

【實訓5.1】編排畢業論文 102

任務5.2  制作交互式演示文稿 106

5.2.1  制作幻燈片 107

5.2.2  應用幻燈片母版 108

5.2.3  添加超鏈接 108

5.2.4  設置自定義動畫 109

5.2.5  設置幻燈片切換 110

5.2.6  使用AI智能美化與動畫

設計 110

【實訓5.2】制作古詩賞析演示

文稿 112

任務5.3  處理與分析表格數據 115

5.3.1  輸入數據 115

5.3.2  公式與函數 116

5.3.3  排序與篩選 118

5.3.4  創建數據圖表 120

5.3.5  制作數據透視表與透視圖 123

5.3.6  使用AI分析數據趨勢 124

【實訓5.3】物流公司運費自動

核算 126

【項目自測】 129

項目6  Python編程實戰 131

任務6.1  編寫第一個Python程序 132

6.1.1  選擇Python語言的理由 132

6.1.2  搭建Python開發環境 133

6.1.3  使用IDLE編寫代碼 134

6.1.4  用程序實現計算思維 135

【實訓6.1】便利店收銀找零計算 136

任務6.2  應用Python數據結構 137

6.2.1  Python編程規範 137

6.2.2  基本數據類型 138

6.2.3  組合數據類型 140

6.2.4  基本輸入/輸出語句 141

6.2.5  數據化思維與結構選型 143

【實訓6.2】商品信息查詢工具 144

任務6.3  控制程序流程 146

6.3.1  順序結構 146

6.3.2  選擇結構 147

6.3.3  循環結構 149

6.3.4  邏輯化思維與流程控制 150

【實訓6.3】簡易智能問答程序 151

任務6.4  用函數實現模塊化設計 153

6.4.1  函數的定義、調用返回值

與參數傳遞 153

6.4.2  變量的作用域 155

6.4.3  模塊的導入與使用 156

6.4.4  抽象化思維與模塊設計 157

【實訓6.4】四則運算測驗程序 157

任務6.5  讀寫文件與數據清洗 160

6.5.1  文件的基本操作 160

6.5.2  處理CSV格式數據 161

6.5.3  數據清洗 162

6.5.4  自動化思維與腳本批量

處理 163

【實訓6.5】清洗並統計銷售數據 164

【項目自測】 167

項目7  初識人工智能 169

任務7.1  AI核心三要素的應用 170

7.1.1  人工智能的概念 170

7.1.2  人工智能的起源和發展 171

7.1.3  人工智能的分類 172

7.1.4  AI的核心三要素 173

7.1.5  三要素的協同工作 174

【實訓7.1】解密抖音推薦算法 174

任務7.2  對比AI的三大研究方法 176

7.2.1  三大學派之爭 176

7.2.2  研究方法的演變 177

7.2.3  未來發展趨勢 178

【實訓7.2】三大學派垃圾郵件解決

路徑對比 179

任務7.3  設計人機協同工作流程 180

7.3.1  人類智能的獨特之處 180

7.3.2  AI的優勢與局限 181

7.3.3  人機協同的工作模式 181

7.3.4  增強智能而非替代智能 182

【實訓7.3】AI輔助醫生診斷 182

任務7.4  解讀AI國家戰略，規劃AI職業

路徑 184

7.4.1  國家戰略布局 184

7.4.2  重點行業應用 185

7.4.3  人工智能產業集群 186

7.4.4  職業發展的新機遇 186

7.4.5  理性看待AI熱 187

【實訓7.4】大模型即興創作體驗 188

【項目自測】 190

項目8  探究AI的核心技術 193

任務8.1  解析機器學習的基本方法 194

8.1.1  什麼是機器學習 194

8.1.2  機器學習的基本流程 194

8.1.3  機器學習的三大任務 195

8.1.4  機器學習方法的分類 197

8.1.5  選擇合適的學習方法 199

【實訓8.1】商品評論的智能分類 199

任務8.2  破譯深度學習的神經網絡 201

8.2.1  從機器學習到深度學習 202

8.2.2  認識神經網絡 202

8.2.3  神經網絡如何學習 203

8.2.4  主流神經網絡的類型

與應用 204

8.2.5  深度學習崛起的三大

驅動力 205

【實訓8.2】短視頻腳本與數字人

播報 207

任務8.3  認知大模型 209

8.3.1  大模型的概念 209

8.3.2  國內外典型大模型 210

8.3.3  大模型的核心能力 212

8.3.4  多模態大模型 212

8.3.5  大模型的局限與挑戰 214

【實訓8.3】大模型輔助行業分析 215

【項目自測】 217

項目9  探索AI的融合應用 219

任務9.1  讓機器感知世界 220

9.1.1  從信息檢索到智能感知 220

9.1.2  語音識別與合成 220

9.1.3  圖像識別與人臉識別 221

9.1.4  感知智能的應用場景 222

【實訓9.1】拍照識物與語音播報 223

任務9.2  讓機器理解世界 225

9.2.1  專家系統 225

9.2.2  知識圖譜 226

9.2.3  深度學習與知識圖譜的

融合 227

【實訓9.2】構建校園生活知識

圖譜 229

任務9.3  讓機器決策行動 232

9.3.1  計算機視覺的進階應用 232

9.3.2  自動駕駛的決策生成邏輯 233

9.3.3  從單體智能到群體協同 233

【實訓9.3】模擬自動駕駛決策 235

任務9.4  讓機器創造內容 236

9.4.1  AIGC：從分析到生成 236

9.4.2  AIGC的應用場景 237

9.4.3  AIGC的局限與應對 238

【實訓9.4】新媒體小編的AI

助手 238

任務9.5  探討人工智能的發展趨勢

與多維挑戰 242

9.5.1  AI的發展趨勢 242

9.5.2  AI的多維挑戰 243

【實訓9.5】未來城市AI發展

辯論賽 244

【項目自測】 246

項目10  信息素養與社會責任 249

任務10.1  提升信息素養 250

10.1.1  信息素養的概念與構成 250

10.1.2  信息檢索、評估與整合 251

10.1.3  信息素養的評判標準 254

【實訓10.1】信息素養助力職業

規劃 255

任務10.2  履行社會責任 256

10.2.1  社會責任的內涵與重要性 256

10.2.2  數字公民的基本責任 257

10.2.3  職業行為自律與數字職業

道德 258

【實訓10.2】螞蟻集團

“藍馬甲行動” 259

任務10.3  恪守信息倫理 260

10.3.1  信息倫理的基本原則

與價值 260

10.3.2  AI時代的倫理挑戰 261

10.3.3  信息倫理的實踐應對 262

【實訓10.3】“AI換臉”是娛樂還是

詐騙？ 263

任務10.4  遵守信息法制 264

10.4.1  信息法制的核心內容 264

10.4.2  法律對AI應用的具體

規制 264

10.4.3  違法案例分析 265

【實訓10.4】從“物業泄密”到

“AI爬蟲數據侵權” 266

【項目自測】 268

參考文獻 270