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CS50 人工智能导论(Python)

CS50's Introduction to Artificial Intelligence with PythonCS50AI哈佛2020 录像(第 6 讲为 2023 录像)免费
搜索算法知识与逻辑推理概率推断机器学习神经网络大语言模型

这门课学什么

课程分 7 个单元:搜索、知识表示、不确定性、优化、机器学习、神经网络、语言模型。每单元有 1 节讲座视频和 Python 编程项目。项目提交后自动评分。

内容摘要

这门课用 7 周走完从经典 AI 到语言模型的主线。每周 1 个主题,配 1 节约 2 小时的讲座、1 份测验和 1–2 个 Python 项目。课程从“智能体怎样在状态空间里找路”讲起,到“模型怎样处理语言”结束。

前 4 周讲不依赖训练数据的经典方法。第 0 周讲搜索和博弈,第 1 周讲命题逻辑与推理,第 2 周讲概率和贝叶斯网络,第 3 周讲局部搜索、线性规划和约束满足。这一段的核心是:先把问题表示清楚,再选算法求解。

后 3 周转向从数据中学习。第 4 周讲监督学习、强化学习和聚类,第 5 周讲神经网络和卷积神经网络,第 6 周讲自然语言处理,最后讲到注意力机制和 Transformer。

全课共 12 个项目。每个项目给出代码框架,学员补全关键函数。例如:用广度优先搜索找两位演员之间的最短关联,用 minimax 写井字棋 AI,用 TensorFlow 训练交通标志识别网络,分析 BERT 的注意力权重。提交后由自动评分系统检查。

讲座由 Brian Yu 主讲。他先用小例子推导算法,再现场演示代码。学完后学员能用 Python 实现常见 AI 算法,并能训练小型神经网络。

为什么值得学

这是哈佛受众最广的免费 AI 入门课。项目驱动,只会基础 Python 也能动手实现经典算法。

课程信息

学校
哈佛(Harvard)
课程号
CS50AI
讲师
大卫·马兰(David J. Malan)、Brian Yu
学期
2020 录像(第 6 讲为 2023 录像)
平台
课程官网 + edX + YouTube
费用
免费
难度
中级
学时
7 周 × 每周 10–30 小时
先修
学过 CS50x,或有 1 年左右 Python 编程经验。
材料
视频、讲义、作业、代码
许可证
CC BY-NC-SA 4.0
去课程主页 ↗看视频 ↗
课程是英文的。本页的介绍、摘要和大纲由极客教育原创撰写,讲次标题为中文意译。开课时间、收费和链接以官方页面为准。

课程大纲 · 共 7 节

大纲依据:CS50 AI 官网逐周列表(Week 0–6)及 Projects 页(查看原始页面 ↗)

  1. 0
    搜索Search

    讲搜索问题的表示,对比深度优先、广度优先、贪心最佳优先和 A* 搜索。后半讲博弈中的 minimax 和 α-β 剪枝。项目:Degrees、Tic-Tac-Toe。

  2. 1
    知识Knowledge

    讲命题逻辑、蕴含、模型检验和归结推理,最后引入一阶逻辑。项目:Knights(逻辑谜题)、Minesweeper(扫雷推理)。

  3. 2
    不确定性Uncertainty

    讲条件概率、贝叶斯规则、贝叶斯网络和采样推断,再讲马尔可夫模型与隐马尔可夫模型。项目:PageRank、Heredity(基因遗传推断)。

  4. 3
    优化Optimization

    讲爬山法和模拟退火等局部搜索,以及线性规划。后半讲约束满足问题和回溯搜索。项目:Crossword(填字游戏生成)。

  5. 4
    学习Learning

    讲最近邻、感知机、支持向量机、回归、损失函数与正则化。再讲强化学习中的马尔可夫决策过程和 Q-learning,最后讲 k-means 聚类。项目:Shopping、Nim。

  6. 5
    神经网络Neural Networks

    讲激活函数、梯度下降和反向传播(backpropagation),用 TensorFlow 搭网络。再讲图像卷积、卷积神经网络和循环神经网络。项目:Traffic(交通标志识别)。

  7. 6
    语言Language

    讲句法、语义和上下文无关文法,用 nltk 做分析。再讲 n-gram、词袋模型、朴素贝叶斯、word2vec,最后讲注意力与 Transformer。项目:Parser、Attention。

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