6.1.3《人工智能的诞生与发展》粤教版(2019)-信息技术-数据与计算必修1-课后作业(含答案)

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6.1.3《人工智能的诞生与发展》粤教版(2019)-信息技术-数据与计算必修1-课后作业(含答案)

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人工智能的诞生与发展练习题
(粤教版·必修一《数据与计算》6.1.3)
一、单选题(共15题,每题5分,共75分)
1. 人工智能正式诞生的标志性事件是(  )
A. 图灵测试的提出
B. 达特茅斯会议的召开
C. 第一台电子计算机的诞生
D. 深蓝战胜国际象棋冠军
2. “人工智能”这一术语第一次出现是在(  )
A. 1950年的图灵论文
B. 1956年的达特茅斯会议建议书
C. 1970年的专家系统论文
D. 1997年的深蓝报道
3. 下列关于图灵测试的说法,正确的是(  )
A. 图灵测试是由美国科学家图灵于1946年提出的
B. 如果一台机器能让超过30%的人类测试者误以为是人类,则认为它通过测试并被认为具有智能
C. 图灵测试要求测试者与被测试者面对面进行问答
D. 图灵测试的内容是测试机器的运算速度
4. 被誉为“人工智能之父”的科学家是(  )
A. 克劳德·香农
B. 马文·明斯基
C. 约翰·麦卡锡
D. 艾伦·图灵
5. 根据粤教版教材,人工智能的发展大致经历了三个阶段。其中第一阶段(20世纪50年代—80年代)的主要特点是(  )
A. 专家系统得到快速发展
B. 深度学习取得重大突破
C. 符号主义快速发展
D. 机器学习成为主流
6. 根据人工智能以“符号表示”知识实现推理的核心思想,该派别被称为(  )
A. 符号主义
B. 连接主义
C. 行为主义
D. 经验主义
7. 近年来,大数据的积聚、理论算法的革新、计算能力的提升,对人工智能的发展起到了关键作用。这三个方面被称为人工智能发展的(  )
A. 三大基石
B. 三驾马车
C. 三次浪潮
D. 三个学派
8. 1950年,艾伦·图灵发表了一篇重要论文,提出了测试机器智能的方法。这篇论文的名称是(  )
A. 《论数字计算在判断难题中的应用》
B. 《计算机器与智能》
C. 《论可计算数及其在判定问题中的应用》
D. 《人工智能》
9. 达特茅斯会议的四位主要发起人包括约翰·麦卡锡、马文·明斯基、克劳德·香农和(  )
A. 艾伦·图灵
B. 赫伯特·西蒙
C. 纳撒尼尔·罗切斯特
D. 艾伦·纽厄尔
10. 在人工智能第一次发展高潮中,IBM公司开发的“深蓝”(Deep Blue)机器人曾战胜了国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫。这一事件发生在(  )
A. 20世纪50年代
B. 20世纪70年代
C. 20世纪90年代
D. 21世纪初期
11. 粤教版教材指出,人工智能发展在第二阶段(20世纪80年代—90年代末)遇到了瓶颈,主要原因不包括(  )
A. 专家系统在知识获取方面能力不足
B. 推理能力有限
C. 开发成本高
D. 计算机硬件性能仍然不足
12. 根据粤教版教材,人工智能第三阶段形成的主要原因不包括(  )
A. 大数据的积聚
B. 理论算法的革新
C. 电子计算机的发明
D. 计算能力的提升
13. “图灵测试”中,机器通过测试的评判标准是:经过多次测试后,被测试者超过(  )的答复不能使测试人确认出哪个人是机器,那么这台机器就通过了测试。
A. 30%
B. 50%
C. 70%
D. 90%
14. 下列关于人工智能发展的说法,正确的是(  )
A. 人工智能的发展过程一帆风顺,没有经历过低谷
B. 人工智能的发展呈现出螺旋式上升的趋势,经历过多次繁荣与低谷
C. 人工智能的所有技术难题在20世纪80年代就已全部解决
D. 人工智能只在20世纪50年代有过一次发展高峰
15. 根据教材和最新发展,以下关于人工智能现状的说法,较为准确的是(  )
A. 人工智能已经全面超越人类智能
B. 人工智能仅用于学术研究,尚未进入日常生活
C. 人工智能算法、算力和大数据的协同发展推动着AI在多个领域取得突破
D. 人工智能的研究已经结束,不再有新的发展方向
二、填空题(共10题,每题2分,共20分)
1. 人工智能的英文缩写是__________。
2. 人工智能诞生的标志性事件是__________年的达特茅斯会议。
3. 被誉为“人工智能之父”的是__________,他于1971年因对人工智能的贡献获得了图灵奖,同时也是LISP语言的发明人。
4. 1950年,艾伦·图灵在论文《计算机器与智能》中提出了著名的__________。
5. 人工智能的三大学派分别是符号主义、__________和行为主义。
6. 粤教版教材指出,人工智能三个发展阶段中,第二阶段(20世纪80年代—90年代末)的核心特征是__________技术得到快速发展。
7. 算法、算力和__________被称为人工智能发展的“三驾马车”。
8. 达特茅斯会议的四位主要发起人是约翰·麦卡锡、马文·明斯基、纳撒尼尔·罗切斯特和__________。
9. 根据粤教版教材,人工智能第一阶段以__________主义为主导。
10. 麦卡锡因在人工智能领域的贡献被称为“__________之父”,1971年获得图灵奖。
三、情景作答题(共3题)
情景一:科技馆的人工智能发展史展板(贴近课本)
科技馆正在布置一个关于“人工智能的诞生与发展”的科普展板。请你用所学知识,参与展板内容的撰写。
问题:
1. 展板的第一个展区需要介绍人工智能的诞生。请简要说明人工智能的诞生时间和地点,以及哪位科学家在什么情况下首次提出了“人工智能”这一术语。(4分)
2. 展板的第二个展区需要介绍人工智能发展过程中具有划时代意义的事件。你认为应该重点介绍哪两个事件?请分别说明它们的意义。(6分)
3. 展板的第三个展区需要呈现人工智能三次发展浪潮的概况。请概括三次浪潮各自的主要特征,并说明人工智能发展历程的整体特点。(6分)
情景二:图灵奖获得者的颁奖典礼(跨学科融合)
在人工智能发展的历史中,图灵奖被公认为“计算机领域的诺贝尔奖”。许多为人工智能发展做出重大贡献的科学家都曾获此殊荣。假如你是一名小记者,要撰写一篇关于“图灵奖获得者与人工智能发展”的报道,请你完成以下任务。
问题:
1. 1950年,艾伦·图灵发表了《计算机器与智能》论文,提出了图灵测试。请用你自己的话解释图灵测试的基本过程和判断标准。(4分)
2. 1969年,马文·明斯基因为对人工智能的重大贡献获得了图灵奖。请结合教材说明明斯基在人工智能领域的贡献。(4分)
3. 约翰·麦卡锡被称为“人工智能之父”,不仅因为他在达特茅斯会议上首次提出“人工智能”一词,更因为在人工智能理论和技术方面做出了开创性贡献。请查阅教材或所学知识,列举麦卡锡至少两项人工智能相关的突出成就或贡献。(4分)
情景三:人工智能“三驾马车”的协同效应(探究创新)
大数据的积聚、理论算法的革新、计算能力的提升被誉为人工智能发展的“三驾马车”。这三个方面的同步进步,成为带动人工智能第三阶段强势崛起的核心驱动力。
问题:
1. 请分别简述“算法”“算力”和“大数据”的含义,并各举一个例子加以说明。(6分)
2. 结合教材内容,说明为什么在人工智能第一和第二阶段,“三驾马车”未能同时发力以支持人工智能取得更大突破?(6分)
3. 畅想未来:你认为“三驾马车”中哪一个最有可能率先取得重大突破?这一突破可能给人工智能带来怎样的变革?(6分)
参考答案与解析
一、单选题答案解析
1. B
解析:粤教版教材明确指出,1956年达特茅斯会议确定了人工智能的概念和发展目标,是人工智能诞生的标志性事件。图灵测试(1950)是重要前奏,但不是诞生的正式标志。
2. B
解析:1955年8月31日,麦卡锡起草了由四位科学家联合签名的建议书,“Artificial Intelligence(AI)”首次在这份历史性的建议书中出现。达特茅斯会议期间正式使用了这一术语。
3. B
解析:粤教版教材指出,如超过70%(即超过30%的答复不能使测试人确认出哪个是人、哪个是机器)的答复不能使测试人分辨出人和机器,则机器通过测试。
4. C
解析:约翰·麦卡锡于1971年因对人工智能的重大贡献获得图灵奖,被尊为“人工智能之父”。
5. C
解析:教材指出第一阶段以符号主义为主导,基于抽象数学推理的可编程数字计算机快速发展。
6. A
解析:符号主义是人工智能发展过程中最早形成且影响深远的学派,其核心思想是通过符号来表示知识并进行逻辑推理。
7. B
解析:算法、算力和大数据被称作人工智能发展的“三驾马车”,是其第三阶段取得突破的核心驱动力。
8. B
解析:1950年,图灵发表《计算机器与智能》,提出著名的“图灵测试”。
9. C
解析:达特茅斯会议由麦卡锡、明斯基、罗切斯特和香农共同发起。西蒙和纽厄尔是参会的重要学者,但不是发起人。
10. C
解析:1997年5月,IBM开发的“深蓝”击败国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫,标志着人工智能在国际象棋领域达到了顶尖人类水平。
11. D
解析:教材指出20世纪80年代后专家系统在知识获取、推理能力不足和开发成本高等方面遇到瓶颈,但计算机硬件在这一时期仍在持续发展,并非瓶颈的主要原因。
12. C
解析:电子计算机的发明是20世纪40年代的事件,是AI诞生前的技术基础,而非第三阶段形成的原因(第三阶段是21世纪初至今)。
13. C
解析:教材明确说明,如果被测试者超过70%的答复不能使测试人确认出哪个是人、哪个是机器的回答,则被认为具有人类智能。
14. B
解析:教材指出AI经历了多次繁荣和低谷,呈螺旋式上升的发展态势。其他说法均不符合事实。
15. C
解析:算法、算力和大数据的协同发展是当前人工智能取得突破的核心驱动力。A、D均过于绝对,B明显错误。
二、填空题答案解析
1. AI
解析:英文Artificial Intelligence的缩写。
2. 1956
解析:1956年达特茅斯会议是AI诞生的标志。
3. 约翰·麦卡锡
解析:约翰·麦卡锡被尊为“人工智能之父”。
4. 图灵测试
解析:图灵在论文中提出了判断机器是否具有智能的测试方法。
5. 连接主义
解析:三大学派:符号主义、连接主义(联结主义)、行为主义。
6. 专家系统
解析:第二阶段以专家系统为代表,包括DENDRAL化学分析系统、MYCIN医疗诊断系统等。
7. 大数据
解析:“三驾马车”指算法、算力和大数据。
8. 克劳德·香农
解析:四名主要发起人分别是麦卡锡、明斯基、罗切斯特和香农。
9. 符号
解析:第一阶段以符号主义为主导,通过符号表示知识并进行推理。
10. 人工智能
解析:麦卡锡被称为“人工智能之父”。
三、情景作答题答案解析
情景一:科技馆的人工智能发展史展板
1. 人工智能的诞生(4分)
人工智能诞生于1956年,地点在美国新罕布什尔州的达特茅斯学院。当时,达特茅斯学院的年轻助理教授约翰·麦卡锡联合了信息论创始人香农、人工智能早期研究者明斯基等人,组织召开了达特茅斯夏季研讨会。麦卡锡在这次会议上首次正式使用了 “人工智能”(Artificial Intelligence,AI) 这一术语,标志着人工智能作为一门独立学科的正式诞生。
评分要点:说出1956年、达特茅斯会议、麦卡锡、首次提出“人工智能”术语各1分。
2. 划时代意义的事件(6分)
每个事件3分(事件名称1分+意义2分),建议回答以下2~3个核心事件:
事件一:图灵测试的提出(1950年) ——英国数学家艾伦·图灵发表《计算机器与智能》论文,提出了判断机器是否具有智能的著名思想实验“图灵测试”。该测试首次将“机器能否思考”从哲学思辨转化为可检验的科学命题,为人工智能确立了智能判断的理论基准。
事件二:达特茅斯会议(1956年) ——麦卡锡、明斯基、香农等学者在达特茅斯学院召开会议,首次提出“人工智能”术语。这次会议汇集了当时计算机科学、数学和认知心理学领域的顶尖人才,标志着人工智能作为独立学科的正式诞生,是AI领域的“原点”。
事件三:深蓝战胜卡斯帕罗夫(1997年) ——IBM研发的“深蓝”(Deep Blue)超级计算机,以3.5:2.5的总比分战胜了国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫。这是人工智能第一次在智力竞技领域战胜人类顶尖选手,极大提升了公众对AI的认知。
(也可回答AlphaGo战胜李世石等其他重大事件)
3. 三次发展浪潮及其整体特征(6分)
三次浪潮的概况(4分):
第一次浪潮(1956—20世纪80年代初,占2分) :以符号主义为主导,通过符号推理模拟人类智能,代表性成果为早期逻辑推理程序和简单的专家系统雏形。但由于很多问题难以形式化表达,建立的模型存在较大局限性。——教材原文指出:“符号主义快速发展,但由于很多事物不能形式化表达,建立的模型存在一定的局限性。”
第二次浪潮(20世纪80年代—90年代末,占2分) :以专家系统为代表。基于规则库与推理机构建专业知识系统,典型案例包括DENDRAL化学分析系统与MYCIN医疗诊断系统。但由于知识获取困难、推理能力不足和开发成本高等限制,AI再次进入低谷。——教材原文指出:“专家系统在知识获取、推理能力等方面的不足,以及开发成本高等原因,人工智能的发展又一次进入低谷期。”
第三次浪潮(21世纪初至今,占2分) :大数据、算法创新和计算能力提升协同驱动,以机器学习尤其是深度学习为代表。典型的标志性成果有AlphaGo击败围棋世界冠军、ChatGPT等大语言模型的应用等。AI从“人向机器灌输知识”逐步走向“让机器自主学习知识”。——教材原文指出:“大数据的积聚、理论算法的革新、计算能力的提升,为人工智能发展提供了丰富的数据资源。”
整体特点(2分) :人工智能的发展并非一帆风顺,而是呈现出螺旋式上升、波浪式前进的趋势,经历了多次繁荣与低谷。每一次低谷之后,新技术和新理论的突破都会将人工智能推向更高的发展阶段。正如粤教版教材所指出的:“在半个多世纪的发展历程中,由于受到智能算法、计算速度、存储能力等多方面因素的影响,人工智能的发展历程经历了多次繁荣和低谷。”
情景二:图灵奖获得者的颁奖典礼
1. 图灵测试的基本过程和判断标准(4分)
基本过程(2分) :测试中,一名测试者与两个被测试对象(一个是人类,另一个是机器)通过键盘等打字设备进行隔离对话,不需要面对面或通过声音交流。测试者可以向被测试者随意提问,然后根据回答判断哪个被测试对象是机器、哪个是人类。
判断标准(2分) :经过多次提问和多次测试后,如果被测试者(机器)超过70% 的答复使测试人无法分辨出人和机器的回答(即测试人无法确认哪个是机器),那么这台机器就被认为通过了图灵测试,被认为具有人类智能。——教材原文明确指出:“经过多次测试后,如果被测试者超过70%的答复不能使测试人确认出哪个是人、哪个是机器的回答,那么这台机器就通过了测试,并被认为具有人类智能。”
2. 马文·明斯基在人工智能领域的贡献(4分)
马文·明斯基是人工智能领域的奠基人之一。他是达特茅斯会议的四位主要发起人之一,在会议期间与麦卡锡、香农等人一起奠定了人工智能作为独立学科的地位。明斯基在人工智能理论研究方面贡献卓著,尤其在框架理论(Frame Theory) 和知识表示方面,为解决复杂系统中的知识组织问题提供了重要理论基础。他于1969年因对人工智能的重大贡献获得图灵奖。此外,他与其他学者合著的《感知器》一书,从理论上指出单层神经网络的局限性,从侧面推动了后来对多层网络的研究。
3. 约翰·麦卡锡人工智能相关的成就或贡献(4分)
麦卡锡的突出贡献包括:
提出“人工智能”术语(2分) :1955年,他在达特茅斯会议的建议书中首次使用了“Artificial Intelligence”一词,并组织了1956年的达特茅斯会议,标志着人工智能作为独立学科的正式诞生。
发明LISP编程语言(2分) :1958年,他设计并实现了LISP语言,这是人工智能领域最重要的编程语言之一,被广泛应用于符号计算和逻辑推理,极大地推动了AI研究。
其他额外贡献(可补充) :麦卡锡提出了“分时系统”概念,推动了早期计算机操作系统的演进;他还在人工智能的常识推理领域做出了重要探索,提出了“情境演算”理论。
情景三:人工智能“三驾马车”的协同效应
1. “算法”“算力”和“大数据”的含义(6分)
算法:算法是人工智能的“大脑”,是解决问题的具体方法和步骤。例如人工神经网络算法可以从海量数据中学习规律,又如AlphaGo使用的蒙特卡洛树搜索算法使其能够自主学习围棋策略。
算力:算力是人工智能的“骨骼”,是进行数据计算和处理的能力。例如GPU(图形处理器)集群可以为深度学习模型提供强大的并行计算能力,大幅缩短训练时间;又如TPU等专用AI芯片。
大数据:大数据是人工智能的“养料”,是训练和优化AI模型所需的海量数据。例如,训练大语言模型需要从互联网抓取万亿级别的文本语料;又如自动驾驶需要采集数万小时的真实道路影像和传感器数据。
2. 三驾马车在第一、二阶段未能同步发力的原因(6分)
算力瓶颈(2分) :在第一和第二阶段,计算机硬件的运算速度、存储能力远不及现在。受限于摩尔定律尚未充分发挥作用,算力的限制导致训练大规模模型几乎不可能。
大数据尚未形成(2分) :第一阶段和第二阶段的数字数据积累不足。当时互联网尚未普及或刚刚兴起,可用于训练AI模型的海量数据集尚未成形。
理论算法的局限(2分) :第一阶段的符号主义模型存在局限性,专家系统在知识获取、推理能力等核心方面存在先天不足。教材原文指出:“符号主义快速发展,但由于很多事物不能形式化表达,建立的模型存在一定的局限性。”“专家系统在知识获取、推理能力等方面的不足,以及开发成本高等原因。”
只有当这三个方面相互融合、同步进步时,人工智能才真正迈入高速发展的阶段。
3. 畅想未来(6分)
本题为开放性题目,言之成理即可。以下提供参考思路:
若回答算力率先突破:未来可能的新型高性能计算架构(如光计算、量子计算、新型类脑芯片)将大幅提升大规模模型训练和推理效率,使AI的计算性能和能耗约束将极大缓解,甚至使终端智能化(如高效本地化部署)变革移动端、物联网等应用生态。
若回答算法率先突破:新型AI算法可能从根本上突破当前深度学习的局限(如可解释性弱、数据依赖强等)。新型范式(如世界模型、认知架构等)将突破自监督基础的简单模式识别,使AI具备了更强的逻辑与因果推理能力,极大拓展AI的知识边界和自主决策能力。
若回答大数据率先突破:更高质量、更多模态的大数据以及隐私计算技术,将为AI提供更为丰富、高质量的“养料”,在多模态大模型、具身智能等方向催生出更通用的AI系统。同时跨领域与协作数据让AI在细分垂直应用上超越目前的界限,促成真正的领域智能化改革。

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