前言
第1章 計算的社會背景1
【導讀案例】個人計算機的發(fā)展歷程1
1.1 計算機的淵源4
1.1.1 為戰(zhàn)爭而發(fā)展的計算機器4
1.1.2 通用計算機5
1.1.3 人工智能大師6
1.2 大數(shù)據(jù)基礎7
1.2.1 信息爆炸的社會7
1.2.2 大數(shù)據(jù)的定義8
1.2.3 大數(shù)據(jù)的3V特征9
1.2.4 大數(shù)據(jù)時代9
1.2.5 大數(shù)據(jù)對應的厚數(shù)據(jù)10
1.3 從機械思維到數(shù)據(jù)思維11
1.3.1 人類現(xiàn)代文明的基礎11
1.3.2 確定的還是不確定的12
1.3.3 解決不確定性問題的思維13
1.4 人工智能時代14
1.4.1 圖靈測試14
1.4.2 定義人工智能14
1.4.3 強人工智能和弱人工智能15
1.4.4 大數(shù)據(jù)與人工智能17
【作業(yè)】17
【研究性學習】進入人工智能新時代19
第2章 倫理與道德21
【導讀案例】構建信息服務算法安全監(jiān)管體系21
2.1 倫理與道德基礎24
2.1.1 倫理的定義24
2.1.2 道德的概念25
2.1.3 倫理是一種自然法則25
2.1.4 倫理學研究26
2.2 科技倫理造福人類26
2.2.1 科技倫理是理性的產物26
2.2.2 科技倫理的預見性和探索性26
2.3 技術倫理27
2.4 工程倫理28
2.5 算法歧視29
2.5.1 算法透明之爭29
2.5.2 算法透明的實踐31
2.5.3 算法透明的算法說明32
2.5.4 算法透明的替代方法32
2.5.5 算法公平的保障措施33
【作業(yè)】34
【研究性學習】辯論：算法是否應該透明36
第3章 計算機倫理規(guī)則37
【導讀案例】臭名昭著的五大軟件bug37
3.1 計算技術的倫理問題40
3.1.1 建立計算機倫理學40
3.1.2 計算機倫理學的理論基礎41
3.1.3 計算機倫理學原則41
3.2 技術評估和控制42
3.2.1 群體智慧42
3.2.2 減少信息流43
3.2.3 便利與責任43
3.2.4 計算機模型44
3.2.5 數(shù)字鴻溝44
3.3 控制設備和數(shù)據(jù)45
3.3.1 遠程刪除軟件和數(shù)據(jù)45
3.3.2 自動軟件升級46
3.4 關于技術的決策46
3.5 錯誤、故障和風險48
3.5.1 個人遇到的問題48
3.5.2 系統(tǒng)故障49
3.5.3 遺留系統(tǒng)重用50
3.5.4 案例：停滯的丹佛機場建設51
3.5.5 哪里出了毛病52
3.6 軟件和設計的問題53
3.6.1 設計缺陷53
3.6.2 軟件錯誤54
3.6.3 為什么會有這么多事故55
3.7 提高可靠性和安全性56
3.7.1 安全攸關的應用56
3.7.2 用戶界面和人為因素57
3.7.3 相信人還是計算機系統(tǒng)59
3.7.4 依賴、風險和進步59
【作業(yè)】60
【研究性學習】計算機倫理規(guī)則的現(xiàn)實意義62
第4章 網絡倫理規(guī)則63
【導讀案例】嚴控平臺濫用算法63
4.1 什么是網絡倫理65
4.1.1 網絡倫理問題的成因66
4.1.2 網絡倫理學的提出67
4.1.3 網絡倫理學的定義67
4.1.4 網絡倫理學的道德要素68
4.2 網絡倫理的基本原則68
4.3 網絡倫理的研究范疇69
4.3.1 善、惡69
4.3.2 應當69
4.3.3 價值70
4.3.4 平等70
4.3.5 信用70
4.3.6 服務71
4.3.7 批判71
4.4 網絡倫理難題71
4.5 垃圾郵件73
【作業(yè)】75
【研究性學習】網絡倫理規(guī)則的現(xiàn)實意義76
第5章 大數(shù)據(jù)倫理規(guī)則78
【導讀案例】爬蟲技術的法律底線78
5.1 數(shù)據(jù)共享80
5.1.1 數(shù)據(jù)共享存在的問題80
5.1.2 個人數(shù)據(jù)和匿名數(shù)據(jù)81
5.2 大數(shù)據(jù)倫理問題81
5.2.1 數(shù)據(jù)主權和數(shù)據(jù)權問題82
5.2.2 隱私權和自主權被侵犯問題82
5.2.3 數(shù)據(jù)利用失衡問題83
5.2.4 大數(shù)據(jù)倫理問題表現(xiàn)的10個方面83
5.3 大數(shù)據(jù)倫理問題的根源84
5.4 歐盟的大數(shù)據(jù)平衡措施85
5.4.1 歐盟隱私權管理平臺86
5.4.2 倫理數(shù)據(jù)管理協(xié)議86
5.4.3 數(shù)據(jù)管理聲明87
5.4.4 歐洲健康電子數(shù)據(jù)庫87
5.5 數(shù)據(jù)隱私保護對策88
5.5.1 構建隱私保護倫理準則88
5.5.2 注重隱私保護倫理教育89
5.5.3 健全道德倫理約束機制89
【作業(yè)】90
【研究性學習】制定大數(shù)據(jù)倫理原則的現(xiàn)實意義91
第6章 人工智能倫理規(guī)則93
【導讀案例】勒索軟件的202193
6.1 人工智能面臨的倫理挑戰(zhàn)97
6.1.1 人工智能與人類的關系97
6.1.2 人與智能機器的溝通99
6.2 與人工智能相關的倫理概念99
6.2.1 功利主義99
6.2.2 奴化控制99
6.2.3 情感倫理100
6.2.4 “人”的定義101
6.3 人工智能的倫理原則101
6.3.1 微軟六大倫理原則101
6.3.2 百度四大倫理原則104
6.3.3 歐盟可信賴的倫理準則105
6.3.4 美國軍用AI倫理原則105
6.4 人工智能倫理的發(fā)展106
6.4.1 職業(yè)倫理準則的目標106
6.4.2 創(chuàng)新發(fā)展道德倫理宣言107
【作業(yè)】109
【研究性學習】制定人工智能倫理原則的現(xiàn)實意義111
第7章 職業(yè)與職業(yè)素養(yǎng)112
【導讀案例】“人肉計算機”女數(shù)學家凱瑟琳?約翰遜112
7.1 職業(yè)素養(yǎng)的概念116
7.2 職業(yè)素養(yǎng)的內涵與特征116
7.2.1 職業(yè)素養(yǎng)基本特征117
7.2.2 職業(yè)素養(yǎng)的三個核心118
7.2.3 職業(yè)素養(yǎng)的分類118
7.3 職業(yè)素養(yǎng)的提升118
7.3.1 關于新人的蘑菇效應119
7.3.2 顯性素養(yǎng)—專業(yè)知識與技能119
7.3.3 隱性素養(yǎng)—職業(yè)意識與道德120
7.4 培養(yǎng)職業(yè)素養(yǎng)122
7.4.1 職業(yè)素養(yǎng)的“冰山”理論122
7.4.2 職場必備的職業(yè)素養(yǎng)123
7.4.3 職業(yè)素養(yǎng)的自我培養(yǎng)124
7.4.4 職業(yè)素養(yǎng)的教育對策124
【作業(yè)】125
【研究性學習】職業(yè)素養(yǎng)的后天素養(yǎng)及其培養(yǎng)途徑127
第8章 工匠精神與工程教育128
【導讀案例】了不起的匠人—王震華128
8.1 什么是工匠精神131
8.1.1 工匠精神的內涵131
8.1.2 工匠精神的現(xiàn)實意義132
8.1.3 工匠精神的發(fā)展132
8.2 工程素質133
8.2.1 理科與工科133
8.2.2 理工科學生的工程素質134
8.3 工程教育134
8.3.1 什么是《華盛頓協(xié)議》134
8.3.2 中國工程教育規(guī)模世界第一135
8.3.3 推動工程教育改革的國家戰(zhàn)略136
8.3.4 國際工程師互認體系的其他協(xié)議136
8.3.5 工程教育專業(yè)認證的特點136
8.4 CDIO工程教育模式138
8.4.1 CDIO的內涵138
8.4.2 CDIO的12條標準139
8.5 新工科的形成與發(fā)展140
8.5.1 新工科研究的內容140
8.5.2 促進新工科再深化140
【作業(yè)】141
【研究性學習】熟悉工匠精神與工程教育143
第9章 計算的學科、思維與職業(yè)145
【導讀案例】智能汽車出行數(shù)據(jù)的安全145
9.1 IEEE/ACM《計算課程體系規(guī)范》的相關要求148
9.1.1 勝任力培養(yǎng)實踐149
9.1.2 我國計算機本科教育的現(xiàn)狀149
9.1.3 CC2020對中國計算機本科專業(yè)學科設置的啟發(fā)150
9.1.4 CC2020對工業(yè)界的啟發(fā)150
9.1.5 我國計算機本科專業(yè)設置面臨的挑戰(zhàn)151
9.2 計算思維151
9.2.1 計算思維的概念151
9.2.2 計算思維的作用152
9.2.3 計算思維的特點153
9.3 碼農的道德責任154
9.3.1 了解碼農155
9.3.2 職業(yè)化和道德責任155
9.3.3 ACM職業(yè)道德責任156
9.3.4 軟件工程師道德基礎157
9.4 計算機職業(yè)158
9.4.1 計算機專業(yè)與工作分類158
9.4.2 準備從事計算機行業(yè)工作158
9.4.3 尋找工作的技巧159
9.4.4 人工智能的人才培養(yǎng)159
【作業(yè)】160
【研究性學習】關注計算類專業(yè)的職業(yè)與責任162
第10章 安全與法律163
【導讀案例】算力與東數(shù)西算163
10.1 消費者隱私權保護167
10.1.1 隱私數(shù)據(jù)保護167
10.1.2 隱私的法律保護167
10.1.3 人工智能的隱私保護169
10.2 計算機犯罪與立法170
10.2.1 計算機犯罪170
10.2.2 病毒擴散170
10.3 網絡安全問題171
10.4 大數(shù)據(jù)安全問題171
10.4.1 大數(shù)據(jù)的管理維度172
10.4.2 數(shù)據(jù)生命周期安全172
10.4.3 采集匯聚安全173
10.4.4 存儲管理安全174
10.4.5 共享使用安全175
10.5 大數(shù)據(jù)安全體系175
10.6 人工智能法律問題176
10.6.1 人格權保護177
10.6.2 數(shù)據(jù)財產保護177
10.6.3 侵權責任認定177
10.6.4 機器人主體地位178
【作業(yè)】179
【研究性學習】辯論：數(shù)據(jù)公開還是隱私保護180
第11章 知識產權與自由軟件182
【導讀案例】谷歌圖書館182
11.1 知識產權及其發(fā)展184
11.1.1 保護知識產權184
11.1.2 新技術的挑戰(zhàn)185
11.1.3 版權保護的歷史186
11.1.4 剽竊和版權186
11.1.5 軟件著作權186
11.2 合理使用條款與案例187
11.2.1 “合理使用”條款187
11.2.2 環(huán)球影城訴索尼公司188
11.2.3 逆向工程：游戲機188
11.2.4 用戶和程序界面189
11.3 對侵犯版權的防范190
11.3.1 用技術手段阻止侵權190
11.3.2 執(zhí)法191
11.3.3 禁令、訴訟和征稅191
11.3.4 數(shù)字版權管理192
11.3.5 人工智能知識產權問題192
11.4 搜索引擎應用193
11.5 自由軟件193
【作業(yè)】195
【研究性學習】重視知識產權，熟悉“合理使用”條款197
第12章 區(qū)塊鏈技術與應用200
【導讀案例】促進公共數(shù)據(jù)依法開放共享200
12.1 區(qū)塊鏈及其發(fā)展201
12.1.1 區(qū)塊鏈的定義202
12.1.2 區(qū)塊鏈的發(fā)展202
12.1.3 區(qū)塊鏈的特征203
12.2 區(qū)塊鏈核心技術204
12.2.1 分布式賬本205
12.2.2 非對稱加密205
12.2.3 共識機制206
12.2.4 智能合約206
12.3 區(qū)塊鏈技術的應用206
12.4 區(qū)塊鏈技術與安全208
【作業(yè)】209
【課程學習與實驗總結】211
附錄215
附錄A 作業(yè)參考答案215
參考文獻219