华为ICT大赛实践赛昇腾AI赛道真题解析

978-7-115-65447-2
作者: 华为ICT大赛组委会
译者:
编辑: 贾静

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本书对华为ICT大赛2023—2024实践赛昇腾AI赛道真题进行解析,涉及昇腾AI应用实战、昇腾全栈AI平台、MindSpore开发框架实践、AI算法与应用等技术方向。本书共4章,第1章先讲解华为ICT大赛目标,以及华为ICT大赛2023—2024比赛内容及方式,然后介绍实践赛昇腾AI赛道的赛制和考试大纲;第2~4章按照由浅入深的顺序逐步解析全国初赛、全国总决赛和全球总决赛的真题,在解析时根据各技术细分方向分解每道题的考点,帮助读者系统掌握考点、提升实践技能。 本书既适合作为华为ICT大赛实践赛昇腾AI赛道的参考书,也适合作为相关华为认证考试的参考书。

图书摘要

版权信息

书名:华为ICT大赛实践赛昇腾AI赛道真题解析

ISBN:978-7-115-65447-2

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版  权

组  编 华为ICT大赛组委会

主  编 王隆杰 屈海洲 李 峰

副主编 蒋精华 李 杰 张立涓

责任编辑 贾 静

人民邮电出版社出版发行  北京市丰台区成寿寺路11号

邮编 100164  电子邮件 315@ptpress.com.cn

网址 http://www.ptpress.com.cn

读者服务热线:(010)81055410

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内 容 提 要

本书对华为ICT大赛2023—2024实践赛昇腾AI赛道真题进行解析,涉及昇腾AI应用实战、昇腾全栈AI平台、MindSpore开发框架实践、AI算法与应用等技术方向。本书共4章,第1章先讲解华为ICT大赛目标,以及华为ICT大赛2023—2024比赛内容及方式,然后介绍实践赛昇腾AI赛道的赛制和考试大纲;第2~4章按照由浅入深的顺序逐步解析全国初赛、全国总决赛和全球总决赛的真题,在解析时根据各技术细分方向分解每道题的考点,帮助读者系统掌握考点、提升实践技能。

本书既适合作为华为ICT大赛实践赛昇腾AI赛道的参考书,也适合作为相关华为认证考试的参考书。

前 言

当前,AI等新技术的发展突飞猛进;数据规模呈现爆炸式增长态势;越来越多的行业正在加快数字化转型和智能化升级进程,从而推动数字技术和实体经济深度融合,使人类社会加速迈向智能世界。而信息与通信技术(Information and Communications Technology)人才则成为推动全球智能化升级的第一资源和核心驱动力,成为推动数字经济发展的新引擎。

为加速ICT人才的培养与供给,提高ICT人才的技能使用效率,华为技术有限公司(以下简称“华为”)积极构建良性ICT人才生态。通过华为ICT学院校企合作项目,华为向全球大学生传递华为领先的ICT技术和产品知识。作为华为ICT学院校企合作项目的重要举措,华为ICT大赛旨在打造年度ICT赛事,为全球大学生提供国际化竞技和交流平台,帮助学生提升其ICT知识水平和实践能力,培养其运用新技术、新平台的创新创造能力。

目前为止,华为ICT大赛已举办八届,被中国高等教育学会正式纳入全国普通高校大学生竞赛榜单,也是UNESCO(United Nations Educational,Scientific and Cultural Organization,联合国教科文组织)全球技能学院的关键伙伴旗舰项目。随着华为ICT大赛的连续举办,大赛规模及影响力持续提升。第八届华为ICT大赛共吸引了全球80多个国家和地区、2000多所院校的17万余名学生报名参赛,最终来自49个国家和地区的161支队伍、470多名参赛学生入围全球总决赛。

同时,参赛学生的知识水平与实践能力也在不断提升。据统计,第八届华为ICT大赛实践赛的所有参赛队伍平均得分为562分,较第七届提高了105分,其中中国区参赛队伍平均得分为670分,高于华为认证体系中最高级别的ICT技术认证—HCIE(Huawei Certified ICT Expert,华为认证ICT专家)认证要求的600分,反映出华为ICT大赛的竞争日益激烈、含金量日益提升。

为帮助参赛学生更好地备赛,华为特推出华为ICT大赛系列真题解析,该系列丛书共4册,涵盖第八届华为ICT大赛实践赛的网络、云、计算、昇腾AI赛道真题及解析,是唯一由华为官方推出的聚焦华为ICT大赛的丛书。该系列丛书逻辑严谨、条理清晰,按照由浅入深的顺序,逐步解析全国初赛(网络、云和计算这3条赛道为省赛的形式,其中省赛分为省赛初赛和省赛复赛)、全国总决赛和全球总决赛真题,从基础概念讲起,帮助参赛学生在学习相关知识的同时提升实践能力;按照模块化设计模式,按技术方向拆解考点,并深入讲解重点和难点知识,帮助参赛学生系统、高效地学习。该系列丛书将尽量保持华为ICT大赛2023—2024实践赛各赛道真题的原貌,以方便读者感受各赛道考题的风格、难易程度,能有效帮助读者把握命题思路、掌握重点内容、检验学习效果、增加实战经验。该系列丛书既适合作为华为ICT大赛的参考书,也适合作为相关华为认证考试的参考书。

在编写本书的过程中,我们努力确保信息的准确性,但由于时间有限,难免存在不足之处。如有问题,读者可以发送电子邮件到wanglongjie@szpu.edu.cn。

同学们,智能世界之未来星河璀璨,时代赋予了我们新的挑战和机遇。“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金。”希望全球所有ICT青年,从该系列丛书真题解析起步,乘华为ICT大赛之东风,以知识和技术为翼,携勇气和梦想远征,与华为一起,共同构建一个更加美好的万物互联的智能世界。

华为ICT大赛组委会

2024年8月

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“异步图书”是异步社区策划出版的精品IT图书的品牌,依托于人民邮电出版社在计算机图书领域30余年的发展与积淀。异步图书面向IT行业以及各行业使用相关技术的用户。

第1章 华为ICT大赛实践赛昇腾AI赛道介绍

华为ICT大赛是华为面向全球大学生打造的年度ICT赛事,大赛以“联接、荣耀、未来”为主题,以“I. C. The Future”为口号,旨在为全球大学生打造国际化竞技和交流平台,提升学生的ICT知识水平和实践动手能力,培养其运用新技术、新平台的创新能力和创造能力,推动人类科技发展,助力全球数字包容。

华为ICT大赛自2015年举办以来,影响力日益增强,不仅参赛国家和地区、报名人数不断增加,还被中国高等教育学会正式纳入全国普通高校大学生竞赛榜单。

1.1 华为ICT大赛目标

华为ICT大赛目标如下。

● 建立联接全球的桥梁。大赛旨在打造国际化竞技和交流平台,将华为与高校联接在一起、教育与ICT联接在一起、大学生就业和企业人才需求联接在一起,促进教育链、人才链与产业链、创新链的有机衔接;助力高校构建面向ICT产业未来的人才培养机制,实现以赛促学、以赛促教、以赛促创、以赛促发展,培养面向未来的新型ICT人才。

● 提供绽放荣耀的舞台。大赛为崭露头角的学生提供国际舞台,授予奖项和荣誉;大赛成果将反映高校人才培养的质量,助力教师和高校提高业内影响力。

● 打造面向未来的生态。大赛培养学生的团队合作精神,培养其创新精神、创业意识和创新创业能力,促进学生实现更高质量的创业、就业;大赛将教育融入经济社会产业发展,推动互联网、大数据、AI等ICT领域的成果转化和产学研用融合,促进各国加大对ICT人才生态建设的重视与投入,加速全球数字化转型与升级;大赛助力发展平等、优质教育,推进全球平衡发展,促进全球数字包容,力求让更多人从数字经济中获益,打造一个更美好的数字未来。

1.2 华为ICT大赛2023—2024比赛内容及方式

华为ICT大赛2023—2024的主题赛事包括实践赛和创新赛。

1.2.1 实践赛

实践赛包含网络、云、计算和昇腾AI这4条赛道(目前昇腾AI赛道仅对中国开放),主要考查参赛学生的ICT理论知识储备、上机实践能力以及团队合作能力;通过理论考试和实验考试考查学生的理论知识水平和动手能力,基于考试得分进行排名,学生需熟悉相关技术理论及实验。

实践赛采用“国家→区域→全球”三级赛制,国家赛的考查方式为理论考试;区域总决赛的考查方式为理论考试和实验考试;全球总决赛的考查方式为实验考试,其参赛队伍由区域总决赛队伍晋级产生。

中国区华为ICT大赛2023—2024实践赛为“省赛/全国初赛→全国总决赛→全球总决赛”三级赛制,比赛时间规划如表1-1所示。

表1-1 中国区华为ICT大赛2023—2024实践赛比赛时间规划

主题赛事

报名时间

省赛时间

全国初赛时间

全国
总决赛时间

全球
总决赛时间

实践赛(网络、云、计算赛道)

2023年9月22日—2023年10月31日

2023年10月—2023年12月

无

2024年3月

2024年5月

实践赛(昇腾AI赛道)

2023年10月26日—2023年12月10日

无

2023年12月

实践赛赛道的赛制级别及其中的组别划分如下。

● 省赛/全国初赛:分为网络、云、计算、昇腾AI这4条赛道,每条赛道分为本科组和高职组。

● 全国总决赛:分为网络、云、计算、昇腾AI这4条赛道,每条赛道分为本科组和高职组。

● 全球总决赛:分为网络、云、计算、昇腾AI这4条赛道(不区分本科组和高职组)。

其中,省赛分为省赛初赛和省赛复赛。

1.2.2 创新赛

创新赛要求学生从生活中遇到的真实需求入手,结合行业应用场景,运用AI(必选)及云计算、物联网、大数据、鲲鹏、鸿蒙等技术,提出具有社会效益和商业价值的解决方案,并设计功能完备的作品。

创新赛采用作品演示加答辩的方式进行,重点考查作品创新性、系统复杂性/技术复合性、商业价值/社会效益、功能完备性及参赛队伍的答辩表现。

1.3 实践赛昇腾AI赛道赛制

实践赛昇腾AI赛道的赛制分为全国初赛赛制、全国总决赛赛制、全球总决赛赛制。其中,实践赛昇腾AI赛道全国初赛赛制如表1-2所示。

表1-2 实践赛昇腾AI赛道全国初赛赛制

赛段

考试
类型

考试
时长

试题
数量

试题
类型

总分

比赛
形式

说明

全国初赛

理论
考试

90分钟

90道

判断、单选、多选

1000分

个人

● 2023年1月1日起至全国初赛结束日前,通过HCIA-AI任一认证加50分,通过HCIP-AI任一认证加100分,可累计计分,加分上限为200分

● 华为ICT大赛报名Uniportal账号须与认证考试Uniportal账号保持一致,否则将无法加分

实践赛昇腾AI赛道的全国总决赛存在入围规则,具体如下。

● 全国初赛结束后,同校参赛选手自行组队,每队由不超过3名学生和1名指导老师组成。按团队总成绩进行排名,角逐全国总决赛入围名额。

● 本科组团队总成绩前30名、高职组团队总成绩前30名入围全国总决赛。

实践赛昇腾AI赛道全国总决赛赛制和奖项设置分别如表1-3和表1-4所示。

表1-3 实践赛昇腾AI赛道全国总决赛赛制

赛段

考试
类型

考试
时长

试题
数量

试题
类型

总分

比赛
形式

说明

全国总决赛

理论
考试

60分钟

20道

判断、单选、多选

1000分

3人
一队

● 全国总决赛理论考试由团队3名成员共同完成1套试题,实验考试由团队3名成员分工共同完成任务,统一提交一份答案

● 总成绩=30%×团队理论考试成绩 + 70%×团队综合实验考试成绩

实验
考试

4小时

不定

综合
实验

1000分

表1-4 实践赛昇腾AI赛道全国总决赛奖项设置

奖项

本科组

高职组

特等奖

1队

1队

一等奖

4队

4队

二等奖

10队

10队

三等奖

15队

15队

实践赛昇腾AI赛道全球总决赛的入围规则为本科组团队总成绩前5名、高职组团队总成绩前5名入围全球总决赛。实践赛昇腾AI赛道全球总决赛赛制和奖项设置分别如表1-5和表1-6所示。

表1-5 实践赛昇腾AI赛道全球总决赛赛制

赛段

考试类型

考试时长

试题数量

试题类型

总分

比赛形式

说明

全球总决赛

实验考试

8小时

不定

综合实验

1000分

3人一队

无

表1-6 实践赛昇腾AI赛道全球总决赛奖项设置

奖项

本科组、高职组混合

特等奖

1队

一等奖

2队

二等奖

3队

三等奖

4队

1.4 实践赛昇腾AI赛道考试大纲

实践赛昇腾AI赛道的赛题涉及AI算法与应用、MindSpore开发框架实践、昇腾全栈AI平台、昇腾AI应用实战等技术方向,这些技术方向在不同赛段的占比不尽相同,具体如表1-7所示。

表1-7 各技术方向占比

技术方向

全国初赛

全国总决赛

全球总决赛

AI算法与应用

10%

5%

5%

MindSpore开发框架实践

35%

35%

30%

昇腾全栈AI平台

30%

25%

15%

昇腾AI应用实战

25%

35%

50%

实践赛昇腾AI赛道的考试内容包括但不限于AI应用方向、AI基础知识、AI基础算法、MindSpore开发框架架构、MindSpore开发框架使用、Atlas系列硬件、异构计算架构CANN(Compute Architecture for Neural Networks)、应用使能MindX,以及昇腾全栈在计算机视觉(Computer Vision,CV)、自然语言处理(Natural Language Processing,NLP)等领域的应用等相关知识。

实践赛昇腾AI赛道各技术方向的考核知识点如表1-8~表1-11所示。

表1-8 AI算法与应用技术方向的考核知识点

能力分类

能力模型

能力细则

全国初赛

全国
总决赛

全球总决赛

AI算法与应用

AI基础概念

AI相关概念及发展历程

√

√

√

AI技术领域

了解技术领域,包括CV、NLP、ASR等

√

√

√

AI基础知识

AI相关实现原理、AI实现途径

了解图像、文本、音频数据处理方式

√

√

√

AI基础算法

深度学习基础算法:全连接神经网络、CNN、RNN、LSTM、GAN等

深度学习组件:优化器、激活函数等

正则化、梯度下降、反向传播等知识

√

√

√

AI前沿技术
场景

了解AI当前前沿技术场景及趋势,包含智能驾驶、量子机器学习、强化学习、知识图谱、大模型、多模态等

√

√

√

表1-9 MindSpore开发框架实践技术方向的考核知识点

能力分类

能力模型

能力细则

全国初赛

全国总决赛

全球总决赛

MindSpore开发框架实践

AI框架

了解当前常用AI框架:MindSpore、PyTorch、TensorFlow等

MindSpore开发框架架构、MindSpore开发框架全场景应用

√

√

√

AI应用开发全流程

了解使用MindSpore开发AI应用全流程

√

√

√

数据处理

基于MindSpore的数据处理常用操作,包含数据清洗、特征工程、数据增强等

√

√

√

MindSpore基础使用

MindSpore运行环境配置

MindSpore基础知识:张量构建、数据类型及类型转换、常用函数及类的使用

MindSpore数据操作:数据集构建、数据变换等

MindSpore网络构建、模型训练、模型保存与加载操作

√

√

√

MindSpore开发组件

MindSpore开发组件:MindSpore Serving、MindSpore Lite、MindInsight等

√

√

√

MindSpore大模型

常见预训练模型/大模型理论(如Transformer、BERT、GPT-1&GPT-2、ChatGLM1&ChatGLM2等)

预训练模型/大模型的微调方法:Prompt Tuning、Instruction Tuning

基于人工反馈的强化学习

√

√

MindSpore进阶使用

MindSpore 分布式训练

MindSpore OOP+FP混合编程

MindSpore 计算图(动态图和静态图)

MindSpore 异常分析

√

表1-10 昇腾全栈AI平台技术方向的考核知识点

能力分类

能力模型

能力细则

全国
初赛

全国
总决赛

全球
总决赛

昇腾全栈AI
平台

昇腾AI全栈

AI芯片基础知识

昇腾AI处理器

√

√

√

达芬奇架构

应用使能MindX

开发工具链

管理运维工具等知识

√

√

√

Atlas系列硬件

Atlas AI计算解决方案

Atlas AI加速模块

Atlas 开发者套件

√

√

√

Atlas服务器

Atlas算力集群

√

√

√

Atlas集群场景下的大模型训练

√

异构计算架构CANN

AscendCL

模型训练与迁移等知识

√

√

√

CANN推理应用开发流程

√

√

√

算子开发

√

表1-11 昇腾AI应用实战技术方向的考核知识点

能力分类

能力模型

能力细则

全国
初赛

全国
总决赛

全球
总决赛

昇腾AI应用
实战

计算机视觉

基于MindSpore开发框架、DVPP、AIPP等实现文字、图像处理

计算机视觉任务:图像分类、图像分割、目标检测等

计算机视觉常见算法:ResNet、YOLO、VGG等

基于MindSpore实现计算机视觉应用开发

√

√

√

OM模型转换

基于Atlas开发板实现计算机视觉模型部署

基于Atlas开发板实现应用推理服务

√

自然语言处理

基于MindSpore开发框架实现文本、语音数据处理

词嵌入

自然语言处理任务:情感分类、机器翻译、命名实体识别等

自然语言处理常见算法:Transformer、BERT、ELMo等

基于MindSpore实现自然语言处理应用开发

√

√

√

OM模型转换

基于Atlas开发板实现自然语言处理模型部署

基于Atlas开发板实现应用推理服务

√

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