第四章 走近人工智能 2024-2025学年高中信息技术华东师大版（2020） 必修1

第四章 走近人工智能 一、选择题 1．在实际应用中，不精确推理可能面临的挑战有哪些？（    ） A．计算资源的限制 B．知识的动态变化 C．用户接受度低 D．所有选项 2．A*算法的启发函数h(n)需要满足什么条件？（   ） A．h(n)总是非负的 B．h(n)越接近实际代价越好 C．h(n)越远离实际代价越好 D．h(n)与实际代价无关 3．在博弈问题中，启发式搜索的优势是什么？（   ） A．可以找到精确解 B．可以求解大规模问题 C．可以找到最优解 D．可以求解非线性问题 4．在符号运算中，用于表示事实的符号通常是（   ） A．变量 B．常量 C．函数 D．关系 5．在机器学习中，主成分分析（PCA）是一种常用的降维方法。下列哪项不属于PCA的主要特点（   ） A．可以消除数据中的噪声 B．可以减少数据的维度 C．可以保留数据的主要特征 D．可以处理非线性数据 6．在机器学习中，AdaBoost是一种自适应增强算法。下列哪项不属于AdaBoost的主要步骤（   ） A．初始化权重 B．训练弱分类器 C．更新权重 D．合并所有弱分类器 7．在机器学习中，监督学习是一种常见的学习方法，它通过已知的输入-输出对来训练模型。下列哪项不属于监督学习的任务（   ） A．分类 B．回归 C．聚类 D．异常检测 8．下面哪个不是人工智能的伦理问题？（   ） A．数据隐私 B．算法偏见 C．机器人权利 D．计算机病毒防护 9．人工智能的核心技术之一是（   ） A．大数据分析 B．云计算 C．深度学习 D．物联网 10．在自然语言处理中，机器阅读理解是指让计算机能够理解和回答关于文本的问题。下列哪项不属于机器阅读理解的关键技术（   ） A．问题理解 B．文本理解 C．答案抽取 D．用户反馈 11．在自然语言处理中，文本生成是指根据给定的输入自动生成文本的过程。下列哪项不属于文本生成的应用场景（   ） A．机器翻译 B．摘要生成 C．对话系统 D．图像识别 12．以下哪种语音技术可以实现实时语音翻译（   ） A．语音识别 B．语音合成 C．实时语音翻译系统 D．语音增强 13．在语音识别过程中，以下哪个环节是将声音信号转换为文字（   ） A．特征提取 B．模型训练 C．解码器 D．预处理 14．机器学习的核心是（   ） A．数据分析 B．算法优化 C．模型训练 D．预测未来 15．生成式人工智能（例如ChatGPT）是2023年的一大热门话题和应用，下列说法错误的是（   ） A．它可以在很多领域替代人力完成部分工作 B．在使用它时不再需要注意版权和隐私问题 C．它将有希望成为新一代的智能助手和信息检索工具 D．它可以以相对低廉的价格大规模地生成各种文字图片素材 16．下列处理过程中基本没有涉及人工智能技术的是（ ） A．机器翻译 B．语音识别 C．手写汉字识别 D．键盘录入汉字 17．下列不属于人工智能技术对人类生活的改善的是（    ） A．智能手机视频聊天 B．智能无人公交出行 C．智慧城市大脑管理 D．智能扫地机器人 18．下列关于跨领域人工智能的说法中，错误的是（    ） A．跨领域人工智能处于探索阶段 B．能够举一反三、触类旁通，开展深度推理 C．跨领域人工智能不依赖已有数据和已有规则 D．跨领域人工智能可以给人类生活带来极大便捷 19．以下为演绎三段论推理的过程：所有的恒星都是气态星体（大前提）；太阳是恒星（小前提）；太阳是气态星体（结论）。采用上述方式研究并实现人工智能的方法称为（   ） A．符号主义 B．联结主义 C．行为主义 D．数据驱动 20．微信、钉钉、QQ等程序可以将语音转换成文字，深受大家喜爱，其中将语音转换成文字应用了（   ） A．人工智能技术 B．微电子技术 C．传感技术 D．通信技术 21．Sora是OpenAI发布的基于深度学习的人工智能大模型，该模型可以通过文本的描述生成视频，下列说法正确的是（   ） A．深度学习需要事先构造知识库 B．该模型用到了联结主义人工智能方法 C．Sora生成的视频一定能够符合用户的需求 D．Sora的应用不会取代视频领域的工作岗位 二、填空题 22．在人工智能领域，Python被广泛应用于 和 等领域。 23．人工智能的发展可能会带来一些伦理和社会问题，如 、 和隐私保护等。 24．当多个规则同时满足时，产生式系统通常使用 策略来确定应该首先应用哪个规则。 25．机器翻译技术可以实现不同语言之间的 交流。 26．人工智能语言的发展对计算机科学和人工智能领域产生了 、 和 等影响。 三、判断题 27．人工智能技术从发展的角度看会增加社会失业率。( ) 28．我国的机器人从应用环境出发，将机器人分为三类。( ) 29．2024年3月，小米公司研制的首款智能电动汽车——小米su7亮相，除了外观上流畅的线条与极强的科技感外，其搭载的强大智能驾驶系统也吸引了大众的目光。围绕“智驾+智舱+生态”的理念，小米su7实现了人、家、车所有终端无线互联，带给用户全方位的智能生活体验。小米汽车智能驾驶系统的实现依赖于人工智能的发展与应用，人工智能属于信息技术的一个重要分支。( ) 四、操作题 30．小申对使用人工智能技术识别手写数字很感兴趣，想要探究手写数字识别的实现原理。为此，小申从网络开放资源中下载了2500张 BMP 格式的手写数字图片用于开展探究实践，图1所示是其中的25张图片样例。 （1）图2呈现的是一张“数字5”的黑白图片，这张手写数字图片的分辨率为64*64，所占存储空间为( )字节。 A．64*64*1    B．64*8    C．64*64*5    D．64*64*5/8 （2）将原始的BMP 格式图片批量转换为JPEG格式图片，作为训练手写数字识别模型的数据集。转换后的图片占用的存储空间变小，这种数据压缩方式属于( )压缩。 A．无损    B．有损 （3）使用数字0和1分别表示数据集图片中像素的黑色和白色信息，则可以将每张图片转换为64×64的二进制数字矩阵，若某张手写数字图片转换后的数字矩阵中第8行的前两个字节二进制数为(000011111100 0011)₂,转换为十六进制数是( )H。 A．8FD7    B．0EC7    C．0FC3    D．0FD3 （4）在训练手写数字识别模型前，数据集中每张图片通过文件名被准确地标记为相应表示的数字。以这些标记作为预期效果，不断地修正机器的预测结果，这属于机器学习中的( ) A．监督学习    B．非监督学习    C． 聚类    D． 回归 （5）小申先做了个小实验，如右图所示，他选取某张手写数字图片作为测试图像，提取四个特征值为[3，7，8，13]；选取了2张手写数字图作为训练样本，提取特征值为[3,5,9,10]和[4,8,2,9], 用欧式距离法判断该测试图像上的数字应为( ) A．7    B．8    C．9    D． 10 （6）小申将全部数据集划分为训练数据和测试数据，使用K—近邻算法对测试数据进行分类。计算某个测试数据到所有训练数据的欧式距离，按由近到远的顺序选择前 10 个训练数据, 其标记依次是： 9、9、8、8、0、8、6、9、8、3。若第一次测试设置K值为6， 第二次测试设置K 值为3，则在两次测试中这个测试样本的分类结果分别为( ) A．6和9    B．8和9    C．7和8    D．0和8 （7）设置合适的K值，运行编写好的Python程序，对100个测试数据进行分类，下图所示为程序运行的输出结果，本轮识别的正确率是 %。 手写数字识别结果:7，真实标记:7 手写数字识别结果:1，真实标记:1 手写数字识别结果:8，真实标记:8 手写数字识别结果:8，真实标记:8 手写数字识别结果:6，真实标记:8 … 手写数字识别结果:9，真实标记:9 手写数字识别结果:9，真实标记:9 手写数字识别错误总数:48 （8）为了研究手写数字的识别率，小申做了多轮实验，实验数据如下表所示： 轮次 训练数据量 测试数据量 识别正确率 第1轮 80 20 50% 第2轮 160 20 60% …… …… …… …… 第N-1轮 1600 400 95% 第N轮 2000 400 97.5% 结合已学知识并分析以上实验数据，你可以得到的结论有： 。 （9）除了识别手写数字，人工智能技术在很多领域发挥着重要的作用。以下关于人工智能技术的应用描述正确的是( ) A．人工智能技术应用于智能农场、智能果园、农产品加工智能车间等，将有助于提升农业发展的智能化水平。 B．人工智能技术的应用会对一些行业和工种造成一定的影响，导致现有职业的消失，但与此同时与人工智能技术相关的岗位也在不断出现。 C．人工智能技术应用在面部解锁、刷脸支付、身份验证等场景，为人们的生活带来了许多便利，同时也应当确保个人私密信息的安全。 D．人工智能技术应用于自动驾驶平台，可以为用户提供覆盖广、高自动化的高精度地图服务，有助于用户更快地研发、测试和部署自动驾驶车辆。 （10）学校智慧校园学生项目组设计考勤管理系统，小申尝试利用计算机视觉进行人的身份识别，需要先对人脸进行检测。人脸检测最常用的方式是调用某些平台SDK 来实现。将以下步骤按正确顺序排列为( ) ①调用SDK，获取人脸检测(或识别)任务的返回信息 ②导入智能工具图像处理SDK ③根据人脸定位信息绘制矩形框 ④从返回信息中提取人脸的定位信息 A．①②③④    B、③④②①    C．②①③④    D．②①④③ （11）小申使用 Pillow库将照片 facel。 jpg中的人脸位置标记出来， 即以（100，50）为起点，划宽、高分别为200、100 的红色矩形。则以下程序中横线处的内容应分别为( ) from PIL import Image, ImageDraw im =Image. open('face1. jpg') draw= ImageDraw. Draw(im) draw. rectangle(100, 50,____), outline=（      ） im. show() A．300,150    0,255,0    B．200,250    255, 0, 0    C．300,150    255,0,0    D．200,250    0, 0, 255 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．D 【详解】本题考查人工智能相关内容。专家系统中的不精确推理是一种处理不确定性和模糊性的方法，它允许系统在信息不完全或不确定的情况下做出合理的推断。这种推理方式在处理现实世界中的复杂问题时非常有用，因为它能够模拟人类决策过程中的不确定性。在实际应用中，不精确推理可能面临的挑战包括计算资源的限制、知识的动态变化以及用户接受度低等问题。故本题答案是D选项。 2．B 【详解】本题考查人工智能相关内容。A*算法的启发函数h(n)需要满足的条件是，它应该尽可能地接近实际代价，以便指导搜索过程更有效地接近目标节点。故本题答案是B选项。 3．B 【详解】本题考查人工智能相关内容。在博弈问题中，启发式搜索的优势在于可以求解大规模问题。由于启发式搜索采用启发函数来指导搜索方向，可以减少不必要的节点扩展，从而提高搜索效率。故本题答案是B选项。 4．B 【详解】本题考查符号运算。在符号运算中，常量通常用于表示事实，因为它们具有确定的值且不会改变。因此，B选项是正确答案。 5．D 【详解】本题考查机器学习。主成分分析（PCA）的主要特点包括可以消除数据中的噪声、可以减少数据的维度以及可以保留数据的主要特征等。但它主要用于处理线性数据，不直接适用于非线性数据。故答案为：D。 6．D 【详解】本题考查机器学习。AdaBoost的主要步骤包括初始化权重、训练弱分类器、更新权重和将弱分类器组合成一个强分类器等。合并所有弱分类器通常是通过加权投票或平均等方法实现的，但不是AdaBoost的主要步骤之一。故答案为：D。 7．C 【详解】本题考查机器学习。聚类属于无监督学习的任务，而不是监督学习的任务。监督学习的主要任务包括分类、回归和异常检测等。故选C。 8．D 【详解】本题考查人工智能。 计算机病毒防护是计算机安全领域的一个重要方面，它关注如何防止和检测计算机病毒等恶意软件的攻击。这与人工智能的伦理问题不直接相关。故正确答案为：选项D。 9．C 【详解】本题考查人工智能。 深度学习是人工智能的一个核心技术，它模仿人脑神经网络的结构和工作原理，通过构建多层神经网络模型来学习和表示数据中的复杂模式。故正确答案为：选项C。 10．D 【详解】本题考查自然语言处理。机器阅读理解的关键技术包括问题理解、文本理解和答案抽取等，而用户反馈虽然对系统的性能有一定影响，但不属于其关键技术。故答案为：D。 11．D 【详解】本题考查自然语言处理。文本生成的应用场景包括机器翻译、摘要生成和对话系统等，而图像识别属于计算机视觉领域，与文本生成无直接关联。故答案为：D。 12．C 【详解】本题考查语音技术。实时语音翻译系统结合了语音识别、机器翻译和语音合成等技术，可以实现不同语言之间的实时语音互译。故答案为：C。 13．C 【详解】本题考查语音识别。在语音识别流程中，特征提取是从声音信号中获取有代表性的特征；模型训练是让系统学习和优化识别能力；预处理是对声音信号进行初步处理，如降噪等。而解码器的作用是将经过处理和匹配后的结果转换为文字形式输出，实现声音信号到文字的最终转换。故答案为：C。 14．C 【详解】本题考查人工智能。 机器学习的核心是模型训练。机器学习是通过算法和统计模型来让计算机系统能够从数据中自动学习和改进的过程。在这个过程中，模型训练是至关重要的环节。故正确答案为：选项C。 15．B 【详解】本题考查人工智能。A选项正确，生成式人工智能确实能够在一些领域辅助或替代人力完成部分工作。C选项正确，其具备成为新一代智能助手和信息检索工具的潜力。D选项正确，能够以相对较低成本生成各种文字图片素材。B选项错误，在使用生成式人工智能时，版权和隐私问题仍然非常重要，不能忽视。故答案为：B。 16．D 【详解】本题考查人工智能。机器翻译是利用计算机将一种自然语言转换为另一种自然语言，涉及人工智能技术。语音识别是让计算机能够理解和处理人类的语音信息，属于人工智能技术。手写汉字识别是对人类手写的汉字进行识别和理解，运用了人工智能技术。而键盘录入汉字只是用户通过键盘输入字符，没有涉及智能的分析和处理，不属于人工智能技术。故答案为：D。 17．A 【详解】本题考查人工智能技术相关内容。人工智能是指用机器人来模拟、延伸、扩展人的智能，以实现机器思维或脑力劳动的自动化。人工智能技术对人类生活的改善主要体现在多个方面，‌包括消费者服务和体验的改善、‌工业和制造业的革新、‌交通和智能出行的提升、‌医疗健康的变革、‌教育的个性化、‌娱乐和媒体的革新等。‌智能手机视频聊天属于移动通信技术的应用，故本题答案是A选项。 18．C 【详解】本题考查人工智能相关内容。跨领域人工智能（Artificial Intelligence）是一个涉及计算机科学、心理学、哲学等多个学科的交叉融合领域。它旨在研究、开发和应用理论、方法和技术，以模拟、延伸和扩展人类的智能。跨领域人工智能在已有数据和已有规则的基础上，专注于知识和技能的获取，能够举一反三、触类旁通，开展深度推理。故本题答案是C选项。 19．A 【详解】本题考查人工智能相关内容。实现人工智能的三种主要方法分别是符号主义、联结主义和行为主义。符号主义，又称为逻辑主义、心理学派或计算机学派，其原理主要为物理符号系统（即符号操作系统）假设和有限合理性原理，符号主义认为人工智能源于数理逻辑，如今，符号主义仍然是人工智能的主流派，这个学派的代表有纽厄尔、肖、西蒙和尼尔逊等。联结主义，又称为仿生学派或生理学派，其原理主要是神经网络及神经网络间的连接机制与学习算法，联结主义认为人工智能源于仿生学，特别是人脑模型的研究。行为主义，又称进化主义或控制论学派，其原理为控制论及感知-动作型控制系统，行为主义认为人工智能源于控制论，早期的研究重点是模拟人在控过程中的智能行为和作用，并进行控制动物的研制，这一学派的代表作首推布鲁克斯的六足行走机器人，它被看做新一代的控制论动物，是一个基于感知－动作模式的模拟昆虫行为的控制系统。在符号主义人工智能方法中，先将所有知识以逻辑形式表达，然后依靠推理引擎，去验证命题或谓语正确与否，或者学习推导出新规则、新知识。故本题答案是A选项。 20．A 【详解】本题考查人工智能技术相关内容。人工智能技术是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。将语音转换成文字应用了人工智能中的语音识别技术。故本题答案是A选项。 21．B 【详解】本题考查人工智能模型。深度学习不需要事先构造知识库，A选项错误；该模型用到了联结主义人工智能方法，B选项正确；Sora生成的视频不一定能够完全符合用户的需求，C选项错误；Sora的应用可能会对视频领域的某些工作岗位产生影响，但不能说不会取代任何工作岗位，D选项错误。故答案为：B。 22． 机器学习 自然语言处理 【详解】本题考查人工智能。Python在人工智能领域被广泛应用于机器学习和自然语言处理等领域，因为它具有丰富的库和简洁的语法。故答案为：机器学习、自然语言处理。 23． 算法偏见 失业问题 【详解】本题考查人工智能技术。人工智能的发展在带来技术进步和便利的同时，也引发了一系列伦理和社会问题。算法偏见可能导致不公平的决策，失业问题可能因为自动化取代人类工作岗位而加剧，隐私保护则涉及个人数据的安全和使用权等问题。 24．冲突消解 【详解】本题考查人工智能技术。在产生式系统中，当多个规则同时满足时，需要使用冲突消解策略来确定应该首先应用哪个规则。冲突消解策略可以包括优先级规则、最近使用规则、最具体匹配规则等，以确保系统能够有序地选择和应用规则。 25．自动 【详解】本题考查机器翻译。机器翻译技术通过自动将一种语言的文本或语音翻译成另一种语言，实现了不同语言之间的自动交流。故答案为：自动。 26． 提高了计算机性能 促进了新算法的研究和发展 推动了人工智能技术的应用和发展 【详解】本题考查人工智能语言。人工智能语言的发展对计算机科学和人工智能领域产生了多方面的影响，包括提高计算机性能、促进新算法的研究和发展以及推动人工智能技术的应用和发展。故答案为：提高了计算机性能、促进了新算法的研究和发展、推动了人工智能技术的应用和发展。 27．错误 【详解】本题考查人工智能相关内容。人工智能的发展对于失业率的影响是复杂的，虽然会取代一部分传统的劳动力，但是也会创造出更多的新的就业机会，因此不会导致失业率的上升。故本题答案是：错误。 28．正确 【详解】本题考查机器人。根据我国对机器人的分类标准，机器人可以根据其应用环境分为三类：工业机器人主要用于制造业的生产和加工；服务机器人用于家庭、医疗、教育等服务行业；特种机器人则用于国防、航空航天、灾害救援等特定环境和任务。故说法正确。 29．正确 【详解】本题考查的是人工智能的描述。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，是认知、决策、反馈的过程，是属于信息技术的一个重要分支。故题干中说法正确。 30． B B C A A B 52 训练数据量越大，训练效果越好，越有利于提高识别正确率 ABC D C 【详解】本题考查的是人工智能技术识别技术。 （1）黑白图片的分辨率为64*64，所占存储空间为：64*64*1/8=64*8 字节，选B。 （2）有损压缩是利用了人类对图像或声波中的某些频率成分不敏感的特性，允许压缩过程中损失一定的信息;虽然不能完全恢复原始数据，但是所损失的部分对理解原始图像的影响缩小，却换来了大得多的压缩比。将原始的BMP 格式图片批量转换为JPEG格式图片，作为训练手写数字识别模型的数据集。转换后的图片占用的存储空间变小，这种数据压缩方式属于有损压缩。 （3）四位二进制转换为一位十六进制。(000011111100 0011)₂,转换为十六进制数是0FC3，选C。 （4）监督学习是一种机器学习范式，它依赖于已标记的数据来训练模型，以便模型能够根据输入数据预测对应的输出。在监督学习中，每个训练样本都包含输入特征和对应的输出标签，模型的目标是学习输入和输出之间的映射关系，从而对新的未标记数据做出准确的预测；监督学习可以分为两大类：分类和回归，分类任务的目的是将输入数据划分到不同的类别中，而回归任务的目的是预测连续数值型的输出；常见的监督学习算法包括逻辑回归、支持向量机、决策树、随机森林、神经网络等。非监督学习是指在没有类别信息情况下，通过对所研究对象的大量样本的数据分析实现对样本分类的一种数据处理方法。题目描述的属于监督学习，故本题答案是：监督学习。 （5）与训练样本欧式距离值：sqrt((3-3)**2+(7-5)**2+(8-9)**2+(13-10)**2)=sqrt(14),sqrt((3-4)**2+(7-8)**2+(8-2)**2+(13-9)**2)=sqr(54),故用欧式距离法判断该测试图像上的数字应为：7。 （6）若第一次测试设置K值为6，所包含的数据是 9、9、8、8、0、8，则分类结果是8。第二次测试设置K值为3，所包含的数据是9、9、8，则分类结果是9，故本题答案是：B。 （7）本轮识别的正确率是(100-48)/200=52/100=52%。故本题答案是：52。 （8）由图可知，训练数据量小时，识别正确率较低；训练数据量大时，识别正确率较高。可得结论：训练数据量越大，训练效果越好，越有利于提高识别正确率。 （9）随着人工智能技术的发展，其在很多领域发挥着重要的作用。ABC选项说法正确。自动驾驶技术是一个涉及多个领域的复杂技术，人工智能技术是其中重要的一环。在自动驾驶中，人工智能主要负责实现自主决策和智能感知。其中，自主决策涉及到在各种不同的驾驶情境下，根据各种因素做出最佳的决策。这些因素包括道路情况、交通情况、天气情况、行人和其他车辆的行动，以及其他各种因素。而智能感知则主要负责实现对周围环境的感知，包括车辆和行人的位置、速度、方向等信息的获取和分析，这些信息将为自动驾驶汽车用来做出最佳的决策和行动提供支持。D选项说法错误。故本题答案是：ABC。 （10）人脸检测最常用的方式是调用某些平台SDK 来实现，步骤：②导入智能工具图像处理SDK①调用SDK，获取人脸检测(或识别)任务的返回信息④从返回信息中提取人脸的定位信息③根据人脸定位信息绘制矩形框。 （11）以（100，50）为起点，划宽、高分别为200、100，即右下角的逻辑X坐标100+200=300，右下角的逻辑Y坐标：50+100=150；红色为：255,0,0，故选C。 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 $$