第5单元 数据分析与人工智能 同步作业 教科版（2019）必修一

第5单元 数据分析与人工智能 一、选择题 1．金山快译把“你多大了?”翻译成“How old are you'?"，这属于 A．语音识别 B．机器翻译 C．专家系统 D．智能机器人 2．智能技术与信息技术的融合，进一步扩展了信息技术的应用领域，实现了人们生活方式向智能化和信息化转变。以下不属于信息技术应用的是（    ）。 A．利用转基因技术生产人工胰岛素 B．汽车的感应启动、远程遥控启动和指纹启动等 C．AlphaGo机器人挑战人类围棋高手 D．智能手机中加入北斗芯片，实现实时定位功能 3．小申根据如图所示的七月份日平均风速异常情况检测可视化图形撰写数据分析报告，他对该图的分析正确的是（      ） A．该月的日平均风速数据中存在异常值 B．可以进一步分析用小圆圈表示的这个数据 C．必须立即删除用小圆圈表示的这个数据 D．该月的日平均风速数据中存在缺失值 4．下列关于人工智能的说法，正确的是（   ） A．深度学习是行为主义人工智能方法的典型代表 B．联结主义人工智能方法包含知识库和推理引擎的 C．人工智能促进经济发展的同时不会威胁人类安全 D．快递分拣机器人是人工智能在服务领域的一种应用 5．要直观地展示某同学高二学年连续几次考试成绩的变化的情况 ，最合适的图表类型是（    ） A．条形 B．柱状图 C．饼图 D．折线图 6．下列描述属于人工智能应用范畴的是（    ） A．地铁站使用X光机对旅客行李进行安检扫描 B．地图软件在有wifi连接的地方自动升级数据 C．高速公路ETC通道自动识别车牌号码进行收费 D．医生使用B超探测病人身体 7．数据分类说法正确的是（    ） A．对数据进行预处理，发现和处理缺失值，异常数据、绘制直方图，观察数据分布的特征，求最大值、最小值、极差等描述性统计量。 B．分析发现存在于大量数据之间的关联性和相关性，从而描述一个事物的共同规律和模式。 C．是一种探索性的分析。不必事先给出一个分类标准，而是让其自动分类。 D．是数据分析中最基本的方法。先基于样本数据构建分类器，然后进行预测。 8．在快节奏的今天，饲养宠物可以有效缓解疲劳，放松心情。某智能宠物喂食器功能如下：①通过手机APP远程控制喂食器自动/手动定时定量喂食。②实时视频传输，可以随时观看宠物的一举一动。③能够识别宠物的状态，异常情况报警提示，断电断网亦可正常运行一段时间。下列关于人工智能的说法正确的是（   ） A．智能宠物喂食器学习了大量的图片，具备了判断宠物状态的能力，这属于符号主义人工智能 B．宠物经过一段时间的适应，学会了智能喂食器的使用，宠物也具备了人工智能 C．宠物喂食器无法识别的宠物状态可以让饲养者参与判断，这是跨领域人工智能 D．人工智能会取代部分人类的工作，但也产生了新的工作岗位 9．下列关于人工智能的说法，不正确的是（    ） A．符号主义人工智能需要构建知识库和推理引擎，需要对知识进行精确编码 B．强化学习是问题引导下的人工智能学习方法 C．深度学习是需要人工构造知识库的人工智能方法 D．跨领域人工智能依赖已有数据和规则，举一反三、触类旁通，开展深度推理 10．一般求最值、极差等描述性统计量，同时对数据进行预处理，发现和处理缺失值、异常数据等的数据分析是（   ） A．关联分析 B．特征探索 C．数据分类 D．聚类分析 二、填空题 11．数据分析的常用方法有 、 等。 12．数据分析应用对象主要有 分析、 分析和 分析。 13． 一般指实现特定功能的专用智能设备， 真正实现推理和解决问题。 是指真正 、 、 的人类级别的智能机器。 14．BP（back propagation）神经网络是目前应用最广泛的的算法，它是一种按照 逆向传播算法训练的多层前馈神经网络。神经网络的算法由信息的 与误差的 两部分组成，它们由可修正的 互连。在正向传播过程中，输入信息从输入层经 逐层计算传向输出层，当前层神经元的状态只影响 神经元的状态。如果输出层没有得到期望的输出，则 输出层的误差变化值，然后转向 传播，通过网络将误差信号沿原来的连接通路 ，修改各层神经元的 直至达到期望目标。 15．阅读材料，并挑选合适的词语填入空白处。 五一小长假王云一家远足游玩，通过智能宠物投喂器，远程定时、定量投喂，解决外出旅游宠物无人喂食的问题。同时结合手机APP，通过小米摄像头，还可以实时监测宠物“弯弯”的生活状态，语音与“弯弯”互动，游玩中随时随地了解宠物的情况。在归途中，通过手机APP开启空调换气，并了解空调运行情况；打开热水器，并调节温度、烧水模式等；开启扫地机器人，进行房屋清扫。晚上到家用食指指纹打开门锁，见到了久违的“弯弯”。 选填：物联网  硬件  软件  节能  云计算  智能家居  智能教育  智能交通  智能安防  模式识别  感知 推理感测（传感） 随着互联网的普及、传感器的渗透、大数据的涌现，使得人工智能迅速发展，模拟、延伸和扩展人的运算、感知和认知智能，如学习、 、思考规划等，并在众多应用领域发挥着巨大作用。材料中的投喂器、空调、扫地机器人、指纹锁等具有“视觉”“触觉”“听觉”“与周围环境进行互动”等能力，其 智能越来越接近于人类，提升了人们的生活品质。该材料示例是人工智能技术在 领域的应用，它以住宅为平台，基于 技术，是由智能家电、智能硬件、安防控制设备、家具等 、软件系统、 平台构成的家居生态圈，实现人远程控制设备、设备间互联互通、设备自我学习等功能，使家居生活安全、 、便捷等。材料中的智能宠物投喂器，它能够通过手机、ipad等移动终端使用APP实现对喂食器的控制、监测，其中AP属于 ；材料中的指纹锁利用 技术进行指纹识别并开锁，扫地机器人利用 技术进行家居及空间方位侦测，成功避障并有规划清扫。 三、判断题 16．数据分析的方法主要有对比分析、平均分析。对比分析是指将两个或两个以上的数据进行比较，分析它们的差异，来反映总体在一定时间、地点条件下某一数量特征的一般水平。    ( ) 17．高一（8）吴浩艺同学拿着饭卡到学校饭堂用膳时，发现食堂里每个销售窗口均可以使用饭卡。他认为食堂一定使用了人工智能技术。( ) 18．数据分析中采取调查问卷，问题设计越多，得到的信息越多。( ) 19．启发式搜索，一般适用于求解比较简单的问题。    ( ) 20．数据分析一般包括特征探索、关联分析、聚类与分类、建立模型和模型评价等。( ) 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．B 【详解】本题主要考查人工智能应用。机器翻译，又称为自动翻译，是利用计算机将一种自然语言(源语言)转换为另一种自然语言(目标语言)的过程。它是计算语言学的一个分支，是人工智能的终极目标之一，具有重要的科学研究价值，因此B选项正确。 2．A 【详解】本题考查智能技术与信息技术相关知识。人工智能包括识别和理解，识别有指纹识别，人脸识别，语音识别，理解有机器翻译和人机对话。智能手机的语音输入采用了人工智能技术中的语音识别技术。选项B运用了识别技术，选项C运用了人工智能的理解和学习能力。选项A，利用转基因技术生产人工胰岛素是一种生物学中的应用，不属于信息技术应用。故本题选A。 3．AB 【详解】本题主要考查数据分析。由图可知，该月的日平均风速数据中存在异常值，即小圆圈表示的数据，可以进一步分析用小圆圈表示的这个数据，故本题选AB选项。 4．D 【详解】本题考查人工智能的应用。A选项错误，深度学习是一种基于神经网络的机器学习方法，与行为主义人工智能方法并不直接相关。深度学习更多地与联结主义和符号主义方法相关联。B选项错误，联结主义是一种基于神经网络的人工智能方法，通常与知识库和推理引擎无关。它主要关注通过训练模型来学习数据之间的关联和模式。C选项错误，虽然人工智能可以促进经济发展，但它也可能带来一些安全和隐私方面的挑战。例如，数据隐私、算法偏见和自动化对就业的影响都是需要认真考虑的问题。D选项正确，快递分拣机器人利用人工智能技术，如计算机视觉和机器学习，帮助自动分拣快递包裹。这是人工智能在服务领域的典型应用之一。故答案为：D。 5．D 【详解】本题考查图表。图表种类：柱形图，柱形图用于显示一段时间内的数据变化或显示各项之间的比较情况。折线图，折线图可以显示随时间（根据常用比例设置）而变化的连续数据，因此非常适用于显示在相等时间间隔下数据的趋势。在折线图中，类别数据沿水平轴均匀分布，所有值数据沿垂直轴均匀分布。饼图，常用于统计学模块。条形图，条形图显示各个项目之间的比较情况。面积图，面积图强调数量随时间而变化的程度,也可用于引起人们对总值趋势的注意。要直观地展示某同学高二学年连续几次考试成绩的变化的情况 ，最合适的图表类型是折线图。故本题选D。 6．C 【详解】本题考查的是人工智能的应用。人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能技术应用的细分领域：深度学习、计算机视觉、智能机器人、虚拟个人助理、自然语言处理—语音识别、自然语言处理—通用、实时语音翻译、情境感知计算、手势控制、视觉内容自动识别、推荐引擎等。高速公路ETC通道自动识别车牌号码进行收费是属于人工智能中模式识别应用。故选项C正确。 7．D 【详解】本题主要考查数据分类。数据特征探索的任务是对数据进行预处理，发现和处理缺失值，异常数据、绘制直方图，观察数据分布的特征，求最大值、最小值、极差等描述性统计量；关联分析发现存在于大量数据之间的关联性和相关性，从而描述一个事物的共同规律和模式；聚类分析是一种探索性的分析。不必事先给出一个分类标准，而是让其自动分类；数据分类是数据分析中最基本的方法。先基于样本数据构建分类器，然后进行预测。故本题选D选项。 8．D 【详解】本题考查人工智能相关内容。人工智能的发展确实会取代部分人类的工作，但同时也会创造新的工作岗位，因为人工智能需要人类来开发、维护和管理；智能宠物喂食器学习了大量的图片属于联结主义人工智能；宠物喂食器无法识别的宠物状态可以让饲养者参与判断，这是混合增强智能。故本题答案是D选项。 9．C 【详解】本题考查的是人工智能。采用“手工构造知识库+推理引擎”是专家系统的方式，深度学习是数据驱动人工智能方法的佼佼者。故本题应选C。 10．B 【详解】本题考查数据分析相关内容。关联分析发现存在于大量数据之间的关联性和相关性，从而描述一个事物的共同规律和模式；特征探索的任务是对数据进行预处理，发现和处理缺失值，异常数据、绘制直方图，观察数据分布的特征，求最大值、最小值、极差等描述性统计量；数据分类是数据分析中最基本的方法；聚类分析是一种探索性的分析。故本题答案是B选项。 11． 对比分析 平均分析 【详解】本题考查的是数据分析。数据分析是指用适当的统计分析方法对收集来的大量数据进行分析，提取有用信息和形成结论而对数据加以详细研究和概括总结的过程。常用方法有：对比分析、平均分析。 12． 现状 原因 预测 【详解】本题考查的是数据分析。数据分析应用对象主要有应用对象主要有现状分析、原因分析和预测分析。 13． 弱人工智能 不能 强人工智能 能思考 有知觉 有自我意识 【详解】本题考查人工智能相关知识。人工智能包括识别和理解，识别有指纹识别，人脸识别，语音识别，理解有机器翻译和人机对话。弱人工智能一般指实现特定功能的专用智能设备，不能真正实现推理和解决问题。强人工智能是指真正能思考、有知觉、有自我意识的人类级别的智能机器。 14． 误差 正向传递 反向传播 权值 隐藏层 下一层 计算 反向 反传回来 权值 【详解】本题考查人工智能相关知识。人工神经网络也简称为神经网络或称作连接模型，它是一种模仿动物神经网络行为特征，进行分布式并行信息处理的算法数学模型。这种网络依靠系统的复杂程度，通过调整内部大量节点之间相互连接的关系，从而达到处理信息的目的。人工神经网络无需事先确定输入输出之间映射关系的数学方程，仅通过自身的训练，学习某种规则，在给定输入值时得到最接近期望输出值的结果。作为一种智能信息处理系统，人工神经网络实现其功能的核心是算法。BP神经网络是一种按误差反向传播(简称误差反传)训练的多层前馈网络，其算法称为BP算法，它的基本思想是梯度下降法，利用梯度搜索技术，以期使网络的实际输出值和期望输出值的误差均方差为最小。基本BP算法包括信号的前向传播和误差的反向传播两个过程。即计算误差输出时按从输入到输出的方向进行，而调整权值和阈值则从输出到输入的方向进行。正向传播时，输入信号通过隐含层作用于输出节点，经过非线性变换，产生输出信号，若实际输出与期望输出不相符，则转入误差的反向传播过程。误差反传是将输出误差通过隐含层向输入层逐层反传，并将误差分摊给各层所有单元，以从各层获得的误差信号作为调整各单元权值的依据。通过调整输入节点与隐层节点的联接强度和隐层节点与输出节点的联接强度以及阈值，使误差沿梯度方向下降，经过反复学习训练，确定与最小误差相对应的网络参数(权值和阈值)，训练即告停止。此时经过训练的神经网络即能对类似样本的输入信息，自行处理输出误差最小的经过非线形转换的信息。 15． 推理 感知 智能家居 物联网 硬件 云计算 节能 软件 模式识别 感测（传感） 【详解】本题考查的是物联网及人工智能。随着互联网的普及、传感器的渗透、大数据的涌现，使得人工智能迅速发展，模拟、延伸和扩展人的运算、感知和认知智能，如学习、推理、思考规划等，并在众多应用领域发挥着巨大作用。材料中的投喂器、空调、扫地机器人、指纹锁等具有“视觉”“触觉”“听觉”“与周围环境进行互动”等能力，其感知智能越来越接近于人类，提升了人们的生活品质。该材料示例是人工智能技术在智能家居领域的应用，它以住宅为平台，基于物联网技术，是由智能家电、智能硬件、安防控制设备、家具等硬件、软件系统、云计算平台构成的家居生态圈，实现人远程控制设备、设备间互联互通、设备自我学习等功能，使家居生活安全、节能、便捷等。材料中的智能宠物投喂器，它能够通过手机、ipad等移动终端使用APP实现对喂食器的控制、监测，其中AP属于软件；材料中的指纹锁利用模式识别技术进行指纹识别并开锁，扫地机器人利用感测（传感）技术进行家居及空间方位侦测，成功避障并有规划清扫。 16．错 【详解】本题考查数据分析。对比分析法的定义 对比分析法是指将两个或两个以上的数据进行比较,分析它们的差异,从而揭示这些数据所代表的事物发展变化情况和规律性。映总体在一定时间、地点条件下某一数量特征的一般水平是平均分析，题干概念混乱，说法错误。 17．× 【详解】本题考查人工智能相关知识。人工智能包括识别和理解，识别有指纹识别，人脸识别，语音识别，理解有机器翻译和人机对话。食堂饭卡是一种IC卡，IC卡是集成电路卡，IC卡芯片具有写入数据和存储数据的能力，可对IC卡存储器中的内容进行判定，IC卡并未体现人工智能，故题目说法错误。 18．错误 【详解】本题主要考查数据分析的描述。数据分析中采取调查问卷，问题设计的多不一定获取的信息多，尤其是有用的信息不一定多，设计调查问卷时，①问题应尽量简明；②不要提问被调查者不愿意回答的问题；③提问不能涉及提问者的个人观点；④提供的选择答案要尽可能全面；⑤问卷应简洁。故表述错误。 19．错 【详解】本题考查搜索相关知识。启发式搜索又称为有信息搜索，它是利用问题拥有的启发信息来引导搜索，达到减少搜索范围、降低问题复杂度的目的，这种利用启发信息的搜索过程称为启发式搜索。一般用于较为复杂的问题。故题干说法错误。 20．正确 【详解】本题主要考查数据分析的描述。数据分析一般包括特征探索、关联分析、聚类与分类、建立模型和模型评价等，表述正确。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$