数字素养与人工智能技术应用
￥62.00定价
作者： 胡成松，周兵
出版时间：2025-08
出版社：科学出版社
- 科学出版社
- 9787030822970
- 1版
- 547906
- 69258379-2
- 2025-08
- 人工智能
- 本科
内容简介
数字素养是数字化时代学生的必备素养，全面提升学生数字素养是培养大批数字时代创新人才的必由之路。本书共10章，内容涵盖信息技术基础、新一代信息技术、人工智能概述、生成式人工智能与提示词工程、人工智能工具的实用技能及人工智能素养与风险。通过本书的学习，读者不仅能够掌握信息技术和人工智能领域的核心技术和应用方法，还能够培养出对信息技术和人工智能技术的批判性思维和伦理意识。
目录
第1章 信息技术基础 ................................................................................................................... 8
1.1 信息技术发展历史 .......................................................................................................... 9
1.1.1 机械计算到电子计算 ............................................................................................. 9
1.1.2 个人计算机的发展 ............................................................................................... 11
1.2 计算机的基本工作原理及结构 ...................................................................................... 12
1.2.1 计算机的基本工作原理 ....................................................................................... 12
1.2.2 指令和指令系统 ................................................................................................... 13
1.2.3 微机系统结构 ....................................................................................................... 15
1.3 计算机系统概述 .............................................................................................................. 16
1.3.1 计算机硬件系统 ................................................................................................... 17
1.3.2 计算机软件系统 ................................................................................................... 20
1.4 数据在计算机中的表示 .................................................................................................. 21
1.4.1 常用数制的表示方法 ........................................................................................... 22
1.4.2 常用数制之间的转换 ........................................................................................... 23
1.4.3 数据存储的组织形式 ........................................................................................... 24
1.4.4数值型数据的编码 ................................................................................................ 24
1.4.5 非数值型数据的编码 ........................................................................................... 25
1.4 数字时代与数字经济 ...................................................................................................... 28
1.4.1 数字时代 ............................................................................................................... 29
1.4.2 数字经济 ............................................................................................................... 29
1.5 数字素养 .......................................................................................................................... 30
1.5.1 数字素养的概念 ................................................................................................... 30
1.5.2 数字素养的重要性 ............................................................................................... 31
1.5.3 我国的数字素养发展目标 ................................................................................... 32
1.5.4大学生提升数字素养的方式 ................................................................................ 32
习 题..................................................................................................................................... 33
第2章 新一代信息技术 ............................................................................................................. 35
2.1 大数据 .............................................................................................................................. 35
2.1.1大数据的定义 ........................................................................................................ 36
2.1.2大数据特征 ............................................................................................................ 36
2.1.3 大数据处理技术 ................................................................................................... 36
2.1.4 大数据处理平台与工具 ....................................................................................... 36
2.1.5 大数据的应用 ....................................................................................................... 39
2.1.6 大数据的发展趋势 ............................................................................................... 39
2.2 云计算 .............................................................................................................................. 40
2.2.1 云计算概述及特征 ............................................................................................... 40
2.2.2 云计算的应用 ....................................................................................................... 41
2.2.3 云计算面临的问题 ............................................................................................... 42
2.3 物联网 .............................................................................................................................. 42
2.3.1 物联网关键技术 ................................................................................................... 42
2.3.2 物联网的应用 ....................................................................................................... 44
2.4. 5G技术 ............................................................................................................................ 44
2.4.1 5G通信概述 ....................................................................................................... 44
2.4.2 5G通信关键技术 ............................................................................................... 45
2.4.3 5G通信技术应用 ............................................................................................... 46
2.5 区块链 .............................................................................................................................. 47
2.5.1 区块链技术概述 ................................................................................................... 47
2.5.2 区块链核心技术 ................................................................................................... 48
2.5.3 区块链技术应用 ................................................................................................... 49
2.6 元宇宙 .............................................................................................................................. 49
2.6.1 虚拟现实和增强现实的概念 ............................................................................... 49
2.6.2 虚拟现实和增强现实的核心技术 ....................................................................... 50
2.6.3 元宇宙的应用场景 ............................................................................................. 51
2.6.4元宇宙的发展趋势 ................................................................................................ 51
习 题..................................................................................................................................... 52
第3章 人工智能概述 ................................................................................................................. 54
3.1 人工智能的定义 .............................................................................................................. 54
3.2 人工智能的发展历程 ...................................................................................................... 55
3.2.1 孕育期：20世纪30年代以前 ............................................................................ 55
3.2.2 萌芽期：20世纪50年代 .................................................................................... 55
3.2.3 形成期：1956～1970年 ...................................................................................... 55
3.2.4 第一次低谷：20世纪70～80年代 .................................................................... 55
3.2.5 应用发展期：1980～1987年 .............................................................................. 56
3.2.6 第二次低谷：1987～2000年 .............................................................................. 56
3.2.7 稳步发展期：21世纪初至今 .............................................................................. 56
3.3 人工智能的分类 .............................................................................................................. 57
3.3.1 基于技术实现方式的分类 ................................................................................... 57
3.3.2 基于智能水平的分类 ........................................................................................... 58
3.4 人工智能的行业应用 ...................................................................................................... 58
3.5 人工智能的未来发展趋势 .............................................................................................. 59
3.6 人工智能相关技术 .......................................................................................................... 60
3.6.1 机器学习 ............................................................................................................... 60
3.6.2 深度学习 ............................................................................................................... 66
3.6.3 自然语言处理 ....................................................................................................... 68
3.6.4 专家系统 ............................................................................................................... 70
3.6.5 计算机视觉 ........................................................................................................... 73
3.7 人工智能主要技术应用案例——自动驾驶 .................................................................. 74
习 题 ................................................................................................................................... 76
第4章 生成式人工智能与提示词工程 ..................................................................................... 77
4.1 大模型与AIGC ............................................................................................................... 78
4.1.1 大模型的崛起 ....................................................................................................... 78
4.1.2 AIGC介绍 ............................................................................................................. 78
4.2 AIGC的典型应用场景 .................................................................................................... 80
4.2.1 生成文档 ............................................................................................................... 80
4.2.2 生成图像及音视频 ............................................................................................... 81
4.2.3辅助编程与测试 .................................................................................................... 82
4.3 提示词工程 ...................................................................................................................... 82
4.3.1 提示词的基本概念与重要性 ............................................................................... 82
4.3.2 提示词的设计原则与技巧 ................................................................................... 82
习 题 ................................................................................................................................... 83
第5章 使用AI工具制作文档................................................................................................... 85
学习目标 ................................................................................................................................. 85
5.1 简单文档处理 .................................................................................................................. 85
5.1.1 使用AI工具生成文档 ......................................................................................... 85
5.1.2 使用WPS优化简历排版 ..................................................................................... 91
5.2 长文档处理 ...................................................................................................................... 97
5.2.1 使用AI工具生成论文大纲及润色检查 ............................................................. 97
5.2.2 WPS助力论文排版 ............................................................................................... 99
5.3 AI助手在文档处理中的应用 ........................................................................................ 108
习 题................................................................................................................................... 109
第6章 使用AI工具进行表格处理 ......................................................................................... 110
学习目标 ............................................................................................................................... 110
6.1 简单表格处理 ................................................................................................................ 111
6.1.1 使用AI工具获取数据 ....................................................................................... 111
6.1.2 使用WPS进行表格格式化 ............................................................................... 113
6.1.3 使用函数对数据进行分析 ................................................................................. 116
6.2 图表处理 ........................................................................................................................ 117
6.2.1 使用AI工具获取数据 ....................................................................................... 117
6.2.2 使用WPS对图表处理 ....................................................................................... 120
6.3 AI助手在表格处理中的应用 ........................................................................................ 128
6.3.1 借助WPS AI实现表格智能生成与结构搭建 .................................................. 128
6.3.2 利用WPS AI进行数据分析与公式推荐 .......................................................... 131
6.3.3 运用WPS AI提升图表与可视化表达效率 ...................................................... 133
习 题................................................................................................................................... 133
第7章 使用AI工具制作演示文稿 ........................................................................................... 135
7.1基本文稿处理 ................................................................................................................. 135
7.1.1借助AI工具轻松搭建演示文稿框架 ................................................................ 135
7.1.2 WPS：演示文稿制作的得力助手 ...................................................................... 138
7.2 进阶技巧：让演示文稿 “动” 起来 ............................................................................ 142
7.2.1 巧用AI工具打造个性化面试演示文稿 ........................................................... 142
7.2.2 WPS动画设置与放映技巧 ................................................................................. 145
7.3 AI助手赋能演示文稿创作 ............................................................................................ 152
7.3.1 借助 WPS AI搭建演示文稿架构 ..................................................................... 152
7.3.2利用WPS AI增添演示文稿亮点 ....................................................................... 154
习 题................................................................................................................................... 160
第8章 使用AI工具生成图像及音视频 ................................................................................. 162
8.1 生成图像 ........................................................................................................................ 163
8.1.1 生成图像AI简介............................................................................................... 163
8.1.2 文生图 ................................................................................................................. 163
8.1.3 图生图 ................................................................................................................. 165
8.1.4 制作节日庆典海报插画 ..................................................................................... 166
8.2 生成音频 ........................................................................................................................ 169
8.2.1 生成音频AI简介............................................................................................... 169
8.2.2 基本用法与注意事项 ......................................................................................... 170
8.3 生成视频 ........................................................................................................................ 175
8.3.1 生成视频AI简介............................................................................................... 175
8.3.2 基本用法与注意事项 ......................................................................................... 175
8.4 制作数字人 .................................................................................................................... 178
8.4.1 数字人：你的24小时智能替身 ....................................................................... 178
8.4.2 三步打造你的数字人助手 ................................................................................. 179
习 题................................................................................................................................... 182
第 9 章 使用AI工具生成程序................................................................................................. 183
9.1 利用AI工具生成简单程序 .......................................................................................... 183
9.1.1 常见的AI编程工具简介 ................................................................................... 183
9.1.2 用AI工具生成简单程序的步骤 ....................................................................... 184
9.1.3 示例：生成猜数字游戏程序 ............................................................................. 185
9.2 AI工具进行程序查错、改错 ........................................................................................ 186
9.2.1 程序常见错误类型 ............................................................................................. 186
9.2.2 利用AI工具查找错误 ....................................................................................... 186
9.2.3 示例：改正猜数字游戏程序中的错误 ............................................................. 186
9.3在本地IDE中使用编程助手 ........................................................................................ 187
习 题................................................................................................................................... 190
第10章 人工智能素养与风险 ................................................................................................... 191
10.1 人工智能素养与使用规范 .......................................................................................... 191
10.1.1 人工智能素养核心框架 ................................................................................... 191
10.1.2 人工智能使用规范 ........................................................................................... 193
10.2 人工智能风险 .............................................................................................................. 195
10.2.1 冲击传统行业与就业风险 ............................................................................... 196
10.2.2 知识产权风险 ................................................................................................... 197
10.2.3 数据隐私与安全风险 ....................................................................................... 198
10.3 人工智能伦理与数字安全支撑体系 .......................................................................... 198
10.3.1 数据隐私保护 ................................................................................................... 198
10.3.2 人工智能伦理与算法治理 ............................................................................... 199
10.4 数字社会责任与全球治理 .......................................................................................... 199
10.4.1 网络行为规范与数字公民素养 ....................................................................... 199
10.4.2 技术普惠与包容性发展 ................................................................................... 200
10.4.3 全球协作与数字治理机制 ............................................................................... 200
习 题................................................................................................................................... 200
参考文献....................................................................................................................................... 201
1.1 信息技术发展历史 .......................................................................................................... 9
1.1.1 机械计算到电子计算 ............................................................................................. 9
1.1.2 个人计算机的发展 ............................................................................................... 11
1.2 计算机的基本工作原理及结构 ...................................................................................... 12
1.2.1 计算机的基本工作原理 ....................................................................................... 12
1.2.2 指令和指令系统 ................................................................................................... 13
1.2.3 微机系统结构 ....................................................................................................... 15
1.3 计算机系统概述 .............................................................................................................. 16
1.3.1 计算机硬件系统 ................................................................................................... 17
1.3.2 计算机软件系统 ................................................................................................... 20
1.4 数据在计算机中的表示 .................................................................................................. 21
1.4.1 常用数制的表示方法 ........................................................................................... 22
1.4.2 常用数制之间的转换 ........................................................................................... 23
1.4.3 数据存储的组织形式 ........................................................................................... 24
1.4.4数值型数据的编码 ................................................................................................ 24
1.4.5 非数值型数据的编码 ........................................................................................... 25
1.4 数字时代与数字经济 ...................................................................................................... 28
1.4.1 数字时代 ............................................................................................................... 29
1.4.2 数字经济 ............................................................................................................... 29
1.5 数字素养 .......................................................................................................................... 30
1.5.1 数字素养的概念 ................................................................................................... 30
1.5.2 数字素养的重要性 ............................................................................................... 31
1.5.3 我国的数字素养发展目标 ................................................................................... 32
1.5.4大学生提升数字素养的方式 ................................................................................ 32
习 题..................................................................................................................................... 33
第2章 新一代信息技术 ............................................................................................................. 35
2.1 大数据 .............................................................................................................................. 35
2.1.1大数据的定义 ........................................................................................................ 36
2.1.2大数据特征 ............................................................................................................ 36
2.1.3 大数据处理技术 ................................................................................................... 36
2.1.4 大数据处理平台与工具 ....................................................................................... 36
2.1.5 大数据的应用 ....................................................................................................... 39
2.1.6 大数据的发展趋势 ............................................................................................... 39
2.2 云计算 .............................................................................................................................. 40
2.2.1 云计算概述及特征 ............................................................................................... 40
2.2.2 云计算的应用 ....................................................................................................... 41
2.2.3 云计算面临的问题 ............................................................................................... 42
2.3 物联网 .............................................................................................................................. 42
2.3.1 物联网关键技术 ................................................................................................... 42
2.3.2 物联网的应用 ....................................................................................................... 44
2.4. 5G技术 ............................................................................................................................ 44
2.4.1 5G通信概述 ....................................................................................................... 44
2.4.2 5G通信关键技术 ............................................................................................... 45
2.4.3 5G通信技术应用 ............................................................................................... 46
2.5 区块链 .............................................................................................................................. 47
2.5.1 区块链技术概述 ................................................................................................... 47
2.5.2 区块链核心技术 ................................................................................................... 48
2.5.3 区块链技术应用 ................................................................................................... 49
2.6 元宇宙 .............................................................................................................................. 49
2.6.1 虚拟现实和增强现实的概念 ............................................................................... 49
2.6.2 虚拟现实和增强现实的核心技术 ....................................................................... 50
2.6.3 元宇宙的应用场景 ............................................................................................. 51
2.6.4元宇宙的发展趋势 ................................................................................................ 51
习 题..................................................................................................................................... 52
第3章 人工智能概述 ................................................................................................................. 54
3.1 人工智能的定义 .............................................................................................................. 54
3.2 人工智能的发展历程 ...................................................................................................... 55
3.2.1 孕育期：20世纪30年代以前 ............................................................................ 55
3.2.2 萌芽期：20世纪50年代 .................................................................................... 55
3.2.3 形成期：1956～1970年 ...................................................................................... 55
3.2.4 第一次低谷：20世纪70～80年代 .................................................................... 55
3.2.5 应用发展期：1980～1987年 .............................................................................. 56
3.2.6 第二次低谷：1987～2000年 .............................................................................. 56
3.2.7 稳步发展期：21世纪初至今 .............................................................................. 56
3.3 人工智能的分类 .............................................................................................................. 57
3.3.1 基于技术实现方式的分类 ................................................................................... 57
3.3.2 基于智能水平的分类 ........................................................................................... 58
3.4 人工智能的行业应用 ...................................................................................................... 58
3.5 人工智能的未来发展趋势 .............................................................................................. 59
3.6 人工智能相关技术 .......................................................................................................... 60
3.6.1 机器学习 ............................................................................................................... 60
3.6.2 深度学习 ............................................................................................................... 66
3.6.3 自然语言处理 ....................................................................................................... 68
3.6.4 专家系统 ............................................................................................................... 70
3.6.5 计算机视觉 ........................................................................................................... 73
3.7 人工智能主要技术应用案例——自动驾驶 .................................................................. 74
习 题 ................................................................................................................................... 76
第4章 生成式人工智能与提示词工程 ..................................................................................... 77
4.1 大模型与AIGC ............................................................................................................... 78
4.1.1 大模型的崛起 ....................................................................................................... 78
4.1.2 AIGC介绍 ............................................................................................................. 78
4.2 AIGC的典型应用场景 .................................................................................................... 80
4.2.1 生成文档 ............................................................................................................... 80
4.2.2 生成图像及音视频 ............................................................................................... 81
4.2.3辅助编程与测试 .................................................................................................... 82
4.3 提示词工程 ...................................................................................................................... 82
4.3.1 提示词的基本概念与重要性 ............................................................................... 82
4.3.2 提示词的设计原则与技巧 ................................................................................... 82
习 题 ................................................................................................................................... 83
第5章 使用AI工具制作文档................................................................................................... 85
学习目标 ................................................................................................................................. 85
5.1 简单文档处理 .................................................................................................................. 85
5.1.1 使用AI工具生成文档 ......................................................................................... 85
5.1.2 使用WPS优化简历排版 ..................................................................................... 91
5.2 长文档处理 ...................................................................................................................... 97
5.2.1 使用AI工具生成论文大纲及润色检查 ............................................................. 97
5.2.2 WPS助力论文排版 ............................................................................................... 99
5.3 AI助手在文档处理中的应用 ........................................................................................ 108
习 题................................................................................................................................... 109
第6章 使用AI工具进行表格处理 ......................................................................................... 110
学习目标 ............................................................................................................................... 110
6.1 简单表格处理 ................................................................................................................ 111
6.1.1 使用AI工具获取数据 ....................................................................................... 111
6.1.2 使用WPS进行表格格式化 ............................................................................... 113
6.1.3 使用函数对数据进行分析 ................................................................................. 116
6.2 图表处理 ........................................................................................................................ 117
6.2.1 使用AI工具获取数据 ....................................................................................... 117
6.2.2 使用WPS对图表处理 ....................................................................................... 120
6.3 AI助手在表格处理中的应用 ........................................................................................ 128
6.3.1 借助WPS AI实现表格智能生成与结构搭建 .................................................. 128
6.3.2 利用WPS AI进行数据分析与公式推荐 .......................................................... 131
6.3.3 运用WPS AI提升图表与可视化表达效率 ...................................................... 133
习 题................................................................................................................................... 133
第7章 使用AI工具制作演示文稿 ........................................................................................... 135
7.1基本文稿处理 ................................................................................................................. 135
7.1.1借助AI工具轻松搭建演示文稿框架 ................................................................ 135
7.1.2 WPS：演示文稿制作的得力助手 ...................................................................... 138
7.2 进阶技巧：让演示文稿 “动” 起来 ............................................................................ 142
7.2.1 巧用AI工具打造个性化面试演示文稿 ........................................................... 142
7.2.2 WPS动画设置与放映技巧 ................................................................................. 145
7.3 AI助手赋能演示文稿创作 ............................................................................................ 152
7.3.1 借助 WPS AI搭建演示文稿架构 ..................................................................... 152
7.3.2利用WPS AI增添演示文稿亮点 ....................................................................... 154
习 题................................................................................................................................... 160
第8章 使用AI工具生成图像及音视频 ................................................................................. 162
8.1 生成图像 ........................................................................................................................ 163
8.1.1 生成图像AI简介............................................................................................... 163
8.1.2 文生图 ................................................................................................................. 163
8.1.3 图生图 ................................................................................................................. 165
8.1.4 制作节日庆典海报插画 ..................................................................................... 166
8.2 生成音频 ........................................................................................................................ 169
8.2.1 生成音频AI简介............................................................................................... 169
8.2.2 基本用法与注意事项 ......................................................................................... 170
8.3 生成视频 ........................................................................................................................ 175
8.3.1 生成视频AI简介............................................................................................... 175
8.3.2 基本用法与注意事项 ......................................................................................... 175
8.4 制作数字人 .................................................................................................................... 178
8.4.1 数字人：你的24小时智能替身 ....................................................................... 178
8.4.2 三步打造你的数字人助手 ................................................................................. 179
习 题................................................................................................................................... 182
第 9 章 使用AI工具生成程序................................................................................................. 183
9.1 利用AI工具生成简单程序 .......................................................................................... 183
9.1.1 常见的AI编程工具简介 ................................................................................... 183
9.1.2 用AI工具生成简单程序的步骤 ....................................................................... 184
9.1.3 示例：生成猜数字游戏程序 ............................................................................. 185
9.2 AI工具进行程序查错、改错 ........................................................................................ 186
9.2.1 程序常见错误类型 ............................................................................................. 186
9.2.2 利用AI工具查找错误 ....................................................................................... 186
9.2.3 示例：改正猜数字游戏程序中的错误 ............................................................. 186
9.3在本地IDE中使用编程助手 ........................................................................................ 187
习 题................................................................................................................................... 190
第10章 人工智能素养与风险 ................................................................................................... 191
10.1 人工智能素养与使用规范 .......................................................................................... 191
10.1.1 人工智能素养核心框架 ................................................................................... 191
10.1.2 人工智能使用规范 ........................................................................................... 193
10.2 人工智能风险 .............................................................................................................. 195
10.2.1 冲击传统行业与就业风险 ............................................................................... 196
10.2.2 知识产权风险 ................................................................................................... 197
10.2.3 数据隐私与安全风险 ....................................................................................... 198
10.3 人工智能伦理与数字安全支撑体系 .......................................................................... 198
10.3.1 数据隐私保护 ................................................................................................... 198
10.3.2 人工智能伦理与算法治理 ............................................................................... 199
10.4 数字社会责任与全球治理 .......................................................................................... 199
10.4.1 网络行为规范与数字公民素养 ....................................................................... 199
10.4.2 技术普惠与包容性发展 ................................................................................... 200
10.4.3 全球协作与数字治理机制 ............................................................................... 200
习 题................................................................................................................................... 200
参考文献....................................................................................................................................... 201
