大数据智能 数据驱动的自然语言处理技术
作者： 刘知远
出版时间： 2020年版
内容简介
本书是介绍大数据智能、人工智能技术的科普书籍，旨在让更多人了解和学习互联网时代的人工智能技术——自然语言处理技术，让大数据智能技术更好地为我们服务。全书包括大数据智能基础、技术和应用三部分，共14章。基础部分有3章：第1章以深度学习为例介绍大数据智能的计算框架；第2章以知识图谱为例介绍大数据智能的知识库；第3章介绍大数据的计算处理系统。技术部分有6章，分别介绍机器翻译、主题模型、情感分析与意见挖掘、智能问答与对话系统、个性化推荐、机器写作。应用部分有5章，分别介绍社交商业数据挖掘、智慧医疗、智慧司法、智慧金融、计算社会科学。本书后记部分为读者追踪大数据智能的学术资料提供了建议。
目录
1 深度计算——机器大脑的结构 1
1.1 惊人的深度学习 1
1.1.1 可以做酸奶的面包机：通用机器的概念 2
1.1.2 连接主义 4
1.1.3 用机器设计机器 5
1.1.4 深度网络 6
1.1.5 深度学习的用武之地 6
1.2 从人脑神经元到人工神经元 8
1.2.1 生物神经元中的计算灵感 8
1.2.2 激活函数 9
1.3 参数学习 10
1.3.1 模型的评价 11
1.3.2 有监督学习 11
1.3.3 梯度下降法 12
1.4 多层前馈网络 14
1.4.1 多层前馈网络 14
1.4.2 后向传播算法计算梯度 16
1.5 逐层预训练 17
1.6 深度学习是终极神器吗 20
1.6.1 深度学习带来了什么 20
1.6.2 深度学习尚未做到什么 21
1.7 内容回顾与推荐阅读 . 22
1.8 参考文献 23
2 知识图谱——机器大脑中的知识库 25
2.1 什么是知识图谱 25
2.2 知识图谱的构建 28
2.2.1 大规模知识库 28
2.2.2 互联网链接数据 29
2.2.3 互联网网页文本数据 30
2.2.4 多数据源的知识融合 31
2.3 知识图谱的典型应用 32
2.3.1 查询理解 32
2.3.2 自动问答 34
2.3.3 文档表示 35
2.4 知识图谱的主要技术 36
2.4.1 实体链指 36
2.4.2 关系抽取 37
2.4.3 知识推理 39
2.4.4 知识表示 40
2.5 前景与挑战 42
2.6 内容回顾与推荐阅读 45
2.7 参考文献 45
3 大数据系统——大数据背后的支撑技术 47
3.1 大数据有多大 47
3.2 高性能计算技术 49
3.2.1 超级计算机的组成 49
3.2.2 并行计算的系统支持 51
3.3 虚拟化和云计算技术 55
3.3.1 虚拟化技术 56
3.3.2 云计算服务 58
3.4 基于分布式计算的大数据系统 59
3.4.1 Hadoop 生态系统 60
3.4.2 Spark 67
3.4.3 典型的大数据基础架构 68
3.5 大规模图计算 69
3.5.1 分布式图计算框架 70
3.5.2 高效的单机图计算框架 71
3.6 NoSQL 72
3.6.1 NoSQL 数据库的类别 72
3.6.2 MongoDB 简介 74
3.7 内容回顾与推荐阅读 76
3.8 参考文献 77
4 主题模型——机器的智能摘要利器 78
4.1 由文档到主题 78
4.2 主题模型出现的背景 80
4.3 第一个主题模型：潜在语义分析 81
4.4 第一个正式的概率主题模型 84
4.5 第一个正式的贝叶斯主题模型 85
4.6 LDA 的概要介绍 86
4.6.1 LDA 的延伸理解：主题模型广义理解 . 90
4.6.2 模型求解 92
4.6.3 模型评估 93
4.6.4 模型选择：主题数目的确定 94
4.7 主题模型的变形与应用 95
4.7.1 基于 LDA 的变种模型 95
4.7.2 基于 LDA 的典型应用 97
4.7.3 基于主题模型的新浪名人话题排行榜应用 100
4.8 内容回顾与推荐阅读 104
4.9 参考文献 105
5 机器翻译——机器如何跨越语言障碍 110
5.1 机器翻译的意义 110
5.2 机器翻译的发展历史 111
5.2.1 基于规则的机器翻译 112
5.2.2 基于语料库的机器翻译 112
5.2.3 基于神经网络的机器翻译 114
5.3 经典的神经网络机器翻译模型 114
5.3.1 基于循环神经网络的神经网络机器翻译 114
5.3.2 从卷积序列到序列模型 117
5.3.3 基于自注意力机制的 Transformer 模型 118
5.4 机器翻译译文质量评价 120
5.5 机器翻译面临的挑战 121
5.6 参考文献 123
6 情感分析与意见挖掘——机器如何了解人类情感 125
6.1 情感可以计算吗 125
6.2 哪里需要文本情感分析 . 126
6.2.1 情感分析的宏观反映 127
6.2.2 情感分析的微观特征 128
6.3 情感分析的主要研究问题 129
6.4 情感分析的主要方法 132
6.4.1 构成情感和观点的基本元素 132
6.4.2 情感极性与情感词典 134
6.4.3 属性－观点对 141
6.4.4 情感极性分析 143
6.5 主要的情感分析资源 148
6.6 前景与挑战 149
6.7 内容回顾与推荐阅读 150
6.8 参考文献 151
7 智能问答与对话系统——智能助手是如何炼成的 154
7.1 问答：图灵测试的基本形式 154
7.2 从问答到对话 155
7.2.1 对话系统的基本过程 156
7.2.2 文本对话系统的常见场景 157
7.3 问答系统的主要组成 159
7.4 文本问答系统 161
7.4.1 问题理解 161
7.4.2 知识检索 165
7.4.3 答案生成 169
7.5 端到端的阅读理解问答技术 169
7.5.1 什么是阅读理解任务 170
7.5.2 阅读理解任务的模型 172
7.5.3 阅读理解任务的其他工程技巧 173
7.6 社区问答系统 174
7.6.1 社区问答系统的结构 174
7.6.2 相似问题检索 175
7.6.3 答案过滤 177
7.6.4 社区问答的应用 177
7.7 多媒体问答系统 179
7.8 大型问答系统案例：IBM 沃森问答系统 181
7.8.1 沃森的总体结构 182
7.8.2 问题解析 182
7.8.3 知识储备 183
7.8.4 检索和候选答案生成 184
7.8.5 可信答案确定 184
7.9 前景与挑战 186
7.10 内容回顾与推荐阅读 186
7.11 参考文献 187
8 个性化推荐系统——如何了解计算机背后的他 190
8.1 什么是推荐系统 190
8.2 推荐系统的发展历史 191
8.2.1 推荐无处不在 192
8.2.2 从千人一面到千人千面 193
8.3 个性化推荐的基本问题 194
8.3.1 推荐系统的输入 194
8.3.2 推荐系统的输出 196
8.3.3 个性化推荐的基本形式 197
8.3.4 推荐系统的三大核心问题 198
8.4 典型推荐算法浅析 199
8.4.1 推荐算法的分类 199
8.4.2 典型推荐算法介绍 200
8.4.3 基于矩阵分解的打分预测 207
8.4.4 基于神经网络的推荐算法 213
8.5 推荐的可解释性 214
8.6 推荐算法的评价 217
8.6.1 评分预测的评价 218
8.6.2 推荐列表的评价 219
8.6.3 推荐理由的评价 220
8.7 前景与挑战：我们走了多远 221
8.7.1 推荐系统面临的问题 221
8.7.2 推荐系统的新方向 223
8.8 内容回顾与推荐阅读 225
8.9 参考文献 226
9 机器写作——从分析到创造 228
9.1 什么是机器写作 228
9.2 艺术写作 229
9.2.1 机器写诗 229
9.2.2 AI 对联 233
9.3 当代写作 236
9.3.1 机器写稿 236
9.3.2 机器故事生成 239
9.4 内容回顾 241
9.5 参考文献 242
10 社交商业数据挖掘——从用户数据挖掘到商业智能应用 243
10.1 社交媒体平台中的数据宝藏 . 243
10.2 打通网络社区的束缚：用户网络社区身份的链指与融合 245
10.3 揭开社交用户的面纱：用户画像的构建 247
10.3.1 基于显式社交属性的构建方法 247
10.3.2 基于网络表示学习的构建方法 249
10.3.3 产品受众画像的构建 250
10.4 了解用户的需求：用户消费意图的识别 254
10.4.1 个体消费意图识别 254
10.4.2 群体消费意图识别 256
10.5 精准的供需匹配：面向社交平台的产品推荐算法 258
10.5.1 候选产品列表生成 258
10.5.2 基于学习排序算法的推荐框架 259
10.5.3 基于用户属性的排序特征构建 260
10.5.4 推荐系统的整体设计概览 261
10.6 前景与挑战 262
10.7 内容回顾与推荐阅读 263
10.8 参考文献 264
11 智慧医疗——信息技术在医疗领域应用的结晶 265
11.1 智慧医疗的起源 265
11.2 智慧医疗的庐山真面目 267
11.3 智慧医疗中的人工智能应用 268
11.3.1 医疗过程中的人工智能应用 268
11.3.2 医疗研究中的人工智能应用 272
11.4 前景与挑战 273
11.5 内容回顾与推荐阅读 275
11.6 参考文献 275
12 智慧司法——智能技术促进司法公正 276
12.1 智能技术与法律的碰撞 . 276
12.2 智慧司法相关研究 . 277
12.2.1 法律智能的早期研究 278
12.2.2 判决预测：虚拟法官的诞生与未来 279
12.2.3 文书生成：司法过程简化 283
12.2.4 要素提取：司法结构化 285
12.2.5 类案匹配：解决一案多判 289
12.2.6 司法问答：让机器理解法律 292
12.3 智慧司法的期望偏差与应用挑战 293
12.3.1 智慧司法的期望偏差 293
12.3.2 智慧司法的应用挑战 294
12.4 内容回顾与推荐阅读 295
12.5 参考文献 295
13 智能金融——机器金融大脑 298
13.1 智能金融正当其时 298
13.1.1 什么是智能金融 298
13.1.2 智能金融与金融科技、互联网金融的异同 298
13.1.3 智能金融适时而生 299
13.2 智能金融技术 301
13.2.1 大数据的机遇与挑战 301
13.2.2 智能金融中的自然语言处理 303
13.2.3 金融事理图谱 307
13.2.4 智能金融中的深度学习 310
13.3 智能金融应用 314
13.3.1 智能投顾 314
13.3.2 智能研报 315
13.3.3 智能客服 316
13.4 前景与挑战 317
13.5 内容回顾与推荐阅读 319
13.6 参考文献 319
14 计算社会学——透过大数据了解人类社会 320
14.1 透过数据了解人类社会 320
14.2 面向社会媒体的自然语言使用分析 321
14.2.1 词汇的时空传播与演化 322
14.2.2 语言使用与个体差异 325
14.2.3 语言使用与社会地位 326
14.2.4 语言使用与群体分析 328
14.3 面向社会媒体的自然语言分析应用 330
14.3.1 社会预测 330
14.3.2 霸凌现象定量分析 331
14.4 未来研究的挑战与展望 332
14.5 参考文献 333
后记 334
