人工智能编程语言与开发平台广东教育出版社21人工智能编程语言与开发平台课件

国家中小学课程资源2.1

人工智能编程语言与开发平台年级：高一年级学科：信息技术（粤教版）主讲

人：学校：东莞松山湖未来学校第二章

人工智能基础算法及应用本章将通过“剖析人工智能自动导航系统”项目，进行自主、协作、探究学习，让同学们通过剖析具体案例，了解人工智能的核心算法（如启发式搜索），熟悉智能技术应用的基本过程和实现原理，知道特定领域人工智能应用系统的开发工具和开发平台。在导航系统标准中，路径规划模块为导航或其他路径规划程序提供了路径计算、地图匹配和道路引导等功能。其中路径计算基于道路网络图，寻找由起点到目的地的最短路径。项目范例项目范例自主某著名企业机器人的导航就是让机器人可以自动按照预设的信息，或者依据传感器获取的外部环境信息进行路径规划，从而得到一条适合机器人在对应环境某著名企业的路径。剖析汽车自动导航系统。项目范例项目范例项目范例探究活动学习内容知识技能导航软件具体感知应用软件系统，分析系统构造，描述系统的基本功能。汽车自动导航系统的组成。知道特定领域人工智能应用系统的开发工具和开发平台，通过具体案例了解这些工具的特点、应用模式及局限性。汽车自动导航智能分析的步骤。汽车自动导航智能分析的方法。数据分析处理了解数据分析处理的基本方式。自动导航系统的数据来源。熟悉智能技术应用的基本过程和实现原理。自动导航系统数据格式处理。自动导航系统数据存储和运算方法。搜索算法知道搜索算法的基本原理，描述算法总体思路。状态空间搜索问题求解。了解人工智能的核心算法（如启发式搜索）。启发式搜索策略。A*算法。项目范例2.1人工智能编程语言与开发平台2.2启发式搜索项目范例2.3人工智能编程语言与开发平台2.4生物特征识别项目范例项目范例项目范例根据“项目活动评价表”，对项目范例的学习过程和学习成果在小组或班级上进行交流，开展项目学习活动评价。问题导入汽车自动导航系统是一类典型的人工智能系统。它可以在限定的平面区域内，标识所有道路并收集道路实时车辆行驶状况，在此基础上规划出从A地到B地的驾驶路线。人工智能编程语言是一类适用于人工智能和知识工程领域，具有符号处理和逻辑推理能力的计算机程序设计语言。问题导入人工智能编程语言主要用于求解非数值计算、知识处理、推理、规划、决策等需要智能解决的各种复杂问题。一般来说，人工智能编程语言具有以下特点：问题导入符号处理能力人机交互能力结构化程序设计适合于推理递归和回溯功能新知学习1：常用人工智能编程语言常用人工智能编程语言1 LispLisp的名字源自“列表处理器”，于1958年提出，是历史悠久且仍广泛使用的高级编程语言。符号表达式原型设计动态类型垃圾收集数据函数统一的语法交互式环境可扩展性常用人工智能编程语言2 PrologProlog是一种基于谓词逻辑理论的逻辑编程语言。

Prolog提供模式匹配、自动回溯和基于树的数据结构化机制，还能与Lisp有效结合。智能知识库专家系统理解自然语言常用人工智能编程语言3 C/C++C++是C的超集，在这里我们把它们归为一类。C/C++能够在硬件层面进行通信，是执行速度最快的编程语言之一，适用于编写底层软件。执行机器学习底层算法编写底层软件统计技术神经网络操作系统的核心部分、网络协议常用人工智能编程语言4 JaJa是一种面向对象的编程语言，能为人工智能项目开发提供所需的功能。社区生态垃圾回收机制移植性和扩展性算法编码实现常用人工智能编程语言5 PythonPython是一种被广泛使用的面向对象的解释型高级通用编程语言，可以视为一种改良的Lisp语言。自动管理内存代码可读性多种编程范式语法简洁性巨大广泛的标准库典型的人工智能编程语言有Lisp、Prolog、C++、Ja和Python等。调查常用人工智能编程语言的优点与局限性，讨论不同语言的适用场景，并填写下表。探究活动1编程语言优点局限性适用场景C++PythonPython将级编程语言的优点集于一身，兼顾了可读性和，不仅可以像脚本语言一样，用非常精练代码，就可以完成使用C语言需要通过复杂编码才能完成的程序任务，还具备面向对象编程等各式各样的强大功能。新知学习2：Python在人工智能中的运用Python在人工智能中的运用使用Python编程至少有以下四项优势：方便调试的解释型语言跨平台执行作业丰富的应用程序编程接口丰富完备的开源工具包Python在人工智能中的运用几种常用的Python第三方开源工具包：Python在人工智能中的运用几种常用的Python第三方开源工具包：（1）NumPy与SciPyNumPy是最基础的Python工具包，除了提供高级数学运算机制以外，还具备非常高效的向量和矩阵运算功能，这些功能对于机器学习的计算任务尤为重要。Python在人工智能中的运用几种常用的Python第三方开源工具包：（2）MatplotlibMatplotlib是Python编程环境下的开源2D绘图工具包，可以在跨平台的交互式环境中生成出版质量级别的图形和图像。Python在人工智能中的运用几种常用的Python第三方开源工具包：（3）PandasPandas是一款用于数据处理和分析的开源Python工具包，包含大量库和一些标准的数据模型，提供了高效操作大型数据集所需的工具，便于进行数据读写、清洗、填充和分析等操作。Python在人工智能中的运用几种常用的Python第三方开源工具包：（4）Scikit-learnScikit-learn是Python的一个开源机器学习工具包，它建立在NumPy、SciPy和Matplotlib模块之上，能够为用户提供各种机器学习算法接口，可以让用户简单、高效地进行数据挖掘和数据分析。Python在人工智能中的运用几种常用的Python第三方开源工具包：（5）TensorFlow TensorFlow是一个采用数据流图表示数值计算的开源工具包。图中的节点表示数学操作，图中的线表示在节点间相互联系的多维数据数组，即。灵活的架构系统的通用性可以在多种平台上展开，台式计算机中的一个或多个CPU（或GPU）、服务器和某著名企业设备。用于机器学习和深度神经网络及其他计算领域。Python在人工智能中的运用几种常用的Python第三方开源工具包：（6）AnacondaAnaconda是Python的一个发行版本，是包含了Conda管理工具、虚拟环境、多个科学包及其依赖项的管理系统。数据科学机器学习大规模数据处理、预测分析和科学计算。国家新一代人工智能开放创新平台新知学习3：典型人工智能开发平台城市大脑自动驾驶医疗影像智能语音智能视觉典型人工智能开发平台1.

自动驾驶国家新一代人工智能开放创新平台未来，自动驾驶系统将依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让计算机可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。典型人工智能开发平台城市大脑通过大量数据的收集和分析，某省市运行的规律，将更好地某省市发展和建设，使人们生活的方方面面更便捷。2某省市大脑国家新一代人工智能开放创新平台典型人工智能开发平台人工智能医学影像技术以非侵入方式检测人体或人体某部分，取得组织影像，以便更好地观察人体的健康状况，并进行进一步诊治。3.

医疗影像国家新一代人工智能开放创新平台典型人工智能开发平台现在我国人工智能语音识别的准确率已经达到95%，其中语音听写、合成、测评、翻译、声纹识别等人工智能核心技术，促进了人工智能应用的落地，实现了人机对话交互等。4.

智能语音国家新一代人工智能开放创新平台典型人工智能开发平台人脸识别、图像识别、文字识别、图像与视频分析、图像与视频编辑等智能视觉技术已广泛应用于安全防护、某省市、自动驾驶、遥感探测和工业生产等领域，给地区管理和人们的生活带来便捷。5.

智能视觉国家新一代人工智能开放创新平台典型人工智能开发平台2019年8月，在世界人工智能大会上，科技部公布了第二批国家新一代人工智能开放创新平台涵盖视觉计算、营销智能、基础软硬件、普惠金融、视频感知、智能供应链、图像感知、安全大脑、智慧教育、智能家居等。知识小结人工智能编程语言与开发平台常用人工智能编程语言LispPrologC/C++JaPythonPython在人工智能中的运用典型人工智能开发平台各小组根据项目选题及拟订的项目方案，结合本节所学知识，剖析自动驾驶系统的功能。分析自动导航系统的构造，描述其基本功能。在地图上人工规划一条从A地到B地的行驶线路。调查常用人工智能编程语言，了解人工智能开发平台。项目实施人工智能编程语言与开发平台新知学习探究活动项目实施常用人工智能编程语言Python在人工智能中的运用人工智能编程语言调