机器学习基石资源-01_Motivation_and_Primal_Problem_14-27
机器学习AI智能的基石技术
机器学习AI智能的基石技术机器学习(Machine Learning)是人工智能(Artificial Intelligence)的重要分支,它通过设计计算机程序或系统,使机器能够根据大量的数据进行学习,并基于学习结果做出决策和预测。
在当前AI技术的发展中,机器学习被认为是其基石技术之一,为实现人工智能的智能化进程提供了强大的工具和理论基础。
一、机器学习的概念和原理机器学习通过建立数学模型,使机器能够从大量的数据中学习,从而改善其性能。
它的基本原理可以总结为以下几点:1. 数据驱动:机器学习的核心理念是从数据中发现模式和规律。
机器学习算法通过对大量数据的学习和训练,能够自动发现数据中的规律和特征,并用于预测和决策。
2. 算法设计:机器学习算法是指导机器进行学习和决策的数学模型和方法。
常见的机器学习算法包括监督学习、无监督学习、半监督学习和强化学习等。
每种算法都有其特定的应用场景和方法。
3. 模型训练:机器学习通过训练模型来实现学习的目的。
在训练过程中,机器学习算法使用训练数据集对模型进行参数调整和优化,从而使模型更好地拟合数据,并能够进行准确的预测和决策。
二、机器学习在AI智能中的应用机器学习作为AI技术的基石,广泛应用于各个领域,为实现智能化提供了强有力的支持。
1. 图像识别:通过机器学习算法,机器能够识别和分析图像中的物体、场景和特征。
这在医学影像分析、人脸识别、智能驾驶等领域具有重要应用。
2. 自然语言处理:机器学习可以使机器对自然语言进行理解和处理。
例如,机器翻译、情感分析、智能客服等,都离不开机器学习的支持。
3. 推荐系统:机器学习可以根据用户的历史行为和兴趣,为其推荐合适的产品和内容。
这在电子商务、社交媒体等领域发挥重要作用。
4. 数据挖掘:机器学习可以挖掘数据中的隐藏规律和模式,从而为企业决策和业务优化提供依据。
例如,市场预测、用户画像等。
三、机器学习的发展趋势和挑战随着数据的爆炸式增长和计算能力的提升,机器学习的发展呈现出以下趋势:1. 深度学习:深度学习是机器学习的一个重要分支,通过多层神经网络模拟人脑的神经元,实现对复杂数据的学习和处理。
机器学习设计知识测试 选择题 53题
1. 在机器学习中,监督学习的主要目标是:A) 从无标签数据中学习B) 从有标签数据中学习C) 优化模型的复杂度D) 减少计算资源的使用2. 下列哪种算法属于无监督学习?A) 线性回归B) 决策树C) 聚类分析D) 支持向量机3. 在机器学习模型评估中,交叉验证的主要目的是:A) 增加模型复杂度B) 减少数据集大小C) 评估模型的泛化能力D) 提高训练速度4. 下列哪项不是特征选择的方法?A) 主成分分析(PCA)B) 递归特征消除(RFE)C) 网格搜索(Grid Search)D) 方差阈值(Variance Threshold)5. 在深度学习中,卷积神经网络(CNN)主要用于:A) 文本分析B) 图像识别C) 声音处理D) 推荐系统6. 下列哪种激活函数在神经网络中最为常用?A) 线性激活函数B) 阶跃激活函数C) ReLUD) 双曲正切函数7. 在机器学习中,过拟合通常是由于以下哪种情况引起的?A) 模型过于简单B) 数据量过大C) 模型过于复杂D) 数据预处理不当8. 下列哪项技术用于处理类别不平衡问题?A) 数据增强B) 重采样C) 特征选择D) 模型集成9. 在自然语言处理(NLP)中,词嵌入的主要目的是:A) 提高计算效率B) 减少词汇量C) 捕捉词之间的语义关系D) 增加文本长度10. 下列哪种算法不属于集成学习方法?A) 随机森林B) AdaBoostC) 梯度提升机(GBM)D) 逻辑回归11. 在机器学习中,ROC曲线用于评估:A) 模型的准确性B) 模型的复杂度C) 模型的泛化能力D) 分类模型的性能12. 下列哪项不是数据预处理的步骤?A) 缺失值处理B) 特征缩放C) 模型训练D) 数据标准化13. 在机器学习中,L1正则化主要用于:A) 减少模型复杂度B) 增加特征数量C) 特征选择D) 提高模型精度14. 下列哪种方法可以用于处理时间序列数据?A) 主成分分析(PCA)B) 线性回归C) ARIMA模型D) 决策树15. 在机器学习中,Bagging和Boosting的主要区别在于:A) 数据处理方式B) 模型复杂度C) 样本使用方式D) 特征选择方法16. 下列哪种算法适用于推荐系统?A) K-均值聚类B) 协同过滤C) 逻辑回归D) 随机森林17. 在机器学习中,A/B测试主要用于:A) 模型选择B) 特征工程C) 模型评估D) 用户体验优化18. 下列哪种方法可以用于处理缺失数据?A) 删除含有缺失值的样本B) 使用均值填充C) 使用中位数填充D) 以上都是19. 在机器学习中,偏差-方差权衡主要关注:A) 模型的复杂度B) 数据集的大小C) 模型的泛化能力D) 特征的数量20. 下列哪种算法属于强化学习?A) Q-学习B) 线性回归C) 决策树D) 支持向量机21. 在机器学习中,特征工程的主要目的是:A) 减少数据量B) 增加模型复杂度C) 提高模型性能D) 简化数据处理22. 下列哪种方法可以用于处理多分类问题?A) 一对多(One-vs-All)B) 一对一(One-vs-One)C) 层次聚类D) 以上都是23. 在机器学习中,交叉熵损失函数主要用于:A) 回归问题B) 分类问题C) 聚类问题D) 强化学习24. 下列哪种算法不属于深度学习?A) 卷积神经网络(CNN)B) 循环神经网络(RNN)C) 随机森林D) 长短期记忆网络(LSTM)25. 在机器学习中,梯度下降算法的主要目的是:A) 减少特征数量B) 优化模型参数C) 增加数据量D) 提高计算速度26. 下列哪种方法可以用于处理文本数据?A) 词袋模型(Bag of Words)B) TF-IDFC) 词嵌入D) 以上都是27. 在机器学习中,正则化的主要目的是:A) 减少特征数量B) 防止过拟合C) 增加数据量D) 提高计算速度28. 下列哪种算法适用于异常检测?A) 线性回归B) 决策树C) 支持向量机D) 孤立森林(Isolation Forest)29. 在机器学习中,集成学习的主要目的是:A) 提高单个模型的性能B) 结合多个模型的优势C) 减少数据量D) 增加模型复杂度30. 下列哪种方法可以用于处理高维数据?A) 主成分分析(PCA)B) 特征选择C) 特征提取D) 以上都是31. 在机器学习中,K-均值聚类的主要目的是:A) 分类B) 回归C) 聚类D) 预测32. 下列哪种算法适用于时间序列预测?A) 线性回归B) ARIMA模型C) 决策树D) 支持向量机33. 在机器学习中,网格搜索(Grid Search)主要用于:A) 特征选择B) 模型选择C) 数据预处理D) 模型评估34. 下列哪种方法可以用于处理类别特征?A) 独热编码(One-Hot Encoding)B) 标签编码(Label Encoding)C) 特征哈希(Feature Hashing)D) 以上都是35. 在机器学习中,AUC-ROC曲线的主要用途是:A) 评估分类模型的性能B) 评估回归模型的性能C) 评估聚类模型的性能D) 评估强化学习模型的性能36. 下列哪种算法不属于监督学习?A) 线性回归B) 决策树C) 聚类分析D) 支持向量机37. 在机器学习中,特征缩放的主要目的是:A) 减少特征数量B) 提高模型性能C) 增加数据量D) 简化数据处理38. 下列哪种方法可以用于处理文本分类问题?A) 词袋模型(Bag of Words)B) TF-IDFC) 词嵌入D) 以上都是39. 在机器学习中,决策树的主要优点是:A) 易于理解和解释B) 计算效率高C) 对缺失值不敏感D) 以上都是40. 下列哪种算法适用于图像分割?A) 卷积神经网络(CNN)B) 循环神经网络(RNN)C) 随机森林D) 支持向量机41. 在机器学习中,L2正则化主要用于:A) 减少模型复杂度B) 增加特征数量C) 特征选择D) 提高模型精度42. 下列哪种方法可以用于处理时间序列数据的季节性?A) 移动平均B) 季节分解C) 差分D) 以上都是43. 在机器学习中,Bagging的主要目的是:A) 减少模型的方差B) 减少模型的偏差C) 增加数据量D) 提高计算速度44. 下列哪种算法适用于序列数据处理?A) 卷积神经网络(CNN)B) 循环神经网络(RNN)C) 随机森林D) 支持向量机45. 在机器学习中,AdaBoost的主要目的是:A) 减少模型的方差B) 减少模型的偏差C) 增加数据量D) 提高计算速度46. 下列哪种方法可以用于处理文本数据的情感分析?A) 词袋模型(Bag of Words)B) TF-IDFC) 词嵌入D) 以上都是47. 在机器学习中,支持向量机(SVM)的主要优点是:A) 适用于高维数据B) 计算效率高C) 对缺失值不敏感D) 以上都是48. 下列哪种算法适用于推荐系统中的用户行为分析?A) 协同过滤B) 内容过滤C) 混合过滤D) 以上都是49. 在机器学习中,交叉验证的主要类型包括:A) K-折交叉验证B) 留一法交叉验证C) 随机划分交叉验证D) 以上都是50. 下列哪种方法可以用于处理图像数据?A) 卷积神经网络(CNN)B) 循环神经网络(RNN)C) 随机森林D) 支持向量机51. 在机器学习中,梯度提升机(GBM)的主要优点是:A) 适用于高维数据B) 计算效率高C) 对缺失值不敏感D) 以上都是52. 下列哪种算法适用于异常检测中的离群点检测?A) 线性回归B) 决策树C) 支持向量机D) 孤立森林(Isolation Forest)53. 在机器学习中,特征提取的主要目的是:A) 减少特征数量B) 提高模型性能C) 增加数据量D) 简化数据处理答案:1. B2. C3. C4. C5. B6. C7. C8. B9. C10. D11. D12. C13. C14. C15. C16. B17. D18. D19. C20. A21. C22. D23. B24. C25. B26. D27. B28. D29. B30. D31. C32. B33. B34. D35. A36. C37. B38. D39. D40. A41. A42. D43. A44. B45. B46. D47. A48. D49. D50. A51. D52. D53. B。
机器学习课件ppt
逻辑回归通过将输入变量映射到概率 值来工作,然后使用阈值将概率值转 换为二进制类别。它通常用于二元分 类问题,如点击率猜测或敲诈检测。
决策树
总结词
决策树是一种监督学习算法,它通过树形结构进行决策和分 类。
详细描写
决策树通过递归地将数据集划分为更小的子集来工作,直到 到达终止条件。每个内部节点表示一个特征的测试,每个分 支表示测试的一个结果,每个叶节点表示一个类标签。
深度学习的应用场景包括图像 辨认、语音辨认、自然语言处 理和推举系统等。
强化学习
01
强化学习是机器学习的一个分支 ,通过让智能体与环境交互来学 习最优的行为策略。
02
强化学习的特点是基于环境的反 馈来不断优化行为,以到达最终
的目标。
常见的强化学习算法包括Qlearning、SARSA和Deep Qnetwork等。
计算机视觉
机器学习在计算机视觉领域的应用包 括图像分类、目标检测、人脸辨认等 。
推举系统
机器学习在推举系统中的应用是通过 分析用户行为和偏好来推举相关的内 容或产品。
语音助手
机器学习在语音助手中的应用是通过 语音辨认和自然语言处理技术来理解 用户意图并作出相应回应。
02
机器学习基础
线性回归
总结词
线性回归是一种通过拟合数据点来猜测连续值的算法。
详细描写
线性回归通过找到最佳拟合直线来猜测因变量的值,该直线基于自变量和因变 量之间的关系。它使用最小二乘法来拟合数据,并输出一个线性方程,可以用 来进行猜测。
逻辑回归
总结词
逻辑回归是一种用于分类问题的算法 ,它将连续的输入变量转换为二进制 的输出变量。
数据清洗
去除特殊值、缺失值和重复数据,确保数据质量。
机器学习精选ppt精选全文
人工神经网络
1 生物神经元及人工神经元的组成2 人工神经网络的模型 2 .1 人工神经元的模型 2 .2 常用的激活转移函数 2 .3 MP模型神经元
1、生物神经元及人工神经元的组成
神经元也称神经细胞,它是生物神经系统的最基本单元,它和人体中其他细胞的关键区别在于具有产生、处理和传递信号的功能。每个神经元都包括三个主要部分:细胞体、树突和轴突,见图5(a)。
5
监督学习
决策树(简单问题)人工神经网络(大量样本)支持向量机(小样本)
决策树学习
决策树学习 1.什么是决策树 决策树(decision tree)也称判定树,它是由对象的若干属性、属性值和有关决策组成的一棵树。其中的节点为属性(一般为语言变量),分枝为相应的属性值(一般为语言值)。从同一节点出发的各个分枝之间是逻辑“或”关系;根节点为对象的某一个属性;从根节点到每一个叶子节点的所有节点和边,按顺序串连成一条分枝路径,位于同一条分枝路径上的各个“属性-值”对之间是逻辑“与”关系,叶子节点为这个与关系的对应结果,即决策。例如图1就是一棵决策树。其中,A, B, C代表属性,ai, bj, ck代表属性值,dl代表对应的决策。处于同一层的属性(如图中的B, C)可能相同,也可能不相同,所有叶子节点(如图中的dl ,l=1,2,…, 6)所表示的决策中也可能有相同者。
由图1不难看出,一棵决策树上从根节点到每一个叶子节点的分枝路径上的诸“属性-值”对和对应叶子节点的决策,刚好就构成一个产生式规则:诸“属性-值”对的合取构成规则的前提,叶子节点的决策就是规则的结论。例如,图1中从根节点A到叶子节点d2的这一条分枝路径就构成规则:(A= a1)∧(B = b2) => d2而不同分枝路径所表示的规则之间为析取关系。
2022机器学习专项测试试题及答案
2022机器学习专项测试试题及答案1.机器学习的流程包括:分析案例、数据获取、________和模型验证这四个过程。
()A.数据清洗A、数据清洗B.数据分析C.模型训练(正确答案)D.模型搭建2.机器翻译属于下列哪个领域的应用?() *A.自然语言系统(正确答案)A. 自然语言系统(正确答案)B.机器学习C.专家系统D.人类感官模拟3.为了解决如何模拟人类的感性思维, 例如视觉理解、直觉思维、悟性等, 研究者找到一个重要的信息处理的机制是()。
*A.专家系统B.人工神经网络(正确答案)C.模式识别D.智能代理4.要想让机器具有智能, 必须让机器具有知识。
因此, 在人工智能中有一个研究领域, 主要研究计算机如何自动获取知识和技能, 实现自我完善, 这门研究分支学科叫()。
*A. 专家系统A.专家系统B. 机器学习(正确答案)C. 神经网络D. 模式识别5.如下属于机器学习应用的包括()。
*A.自动计算, 通过编程计算 456*457*458*459 的值(正确答案)A. 自动计算,通过编程计算 456*457*458*459 的值(正确答案)A.自动计算,通过编程计算 456*457*458*459 的值(正确答案)B.文字识别, 如通过 OCR 快速获得的图像中出汉字, 保存为文本C.语音输入, 通过话筒将讲话内容转成文本D.麦克风阵列, 如利用灵云该技术实现远场语音交互的电视6.对于神经网络模型, 当样本足够多时, 少量输入样本中带有较大的误差甚至个别错误对模型的输入-输出映射关系影响很小, 这属于()。
*A. 泛化能力A.泛化能力B. 容错能力(正确答案)C. 搜索能力D. 非线性映射能力7.下列选项不属于机器学习研究内容的是() *A. 学习机理A.学习机理B. 自动控制(正确答案)C. 学习方法D. 计算机存储系统8.机器学习的经典定义是: () *A.利用技术进步改善系统自身性能A. 利用技术进步改善系统自身性能B.利用技术进步改善人的能力C.利用经验改善系统自身的性能(正确答案)D.利用经验改善人的能力9.研究某超市销售记录数据后发现, 买啤酒的人很大概率也会购买尿布, 这种属于数据挖掘的那类问题()。
机器学习复习题及答案
一、单选题1、下列哪位是人工智能之父?()A.Marniv Lee MinskyB.HerbertA.SimonC.Allen NewellD.John Clifford Shaw正确答案:A2、根据王珏的理解,下列不属于对问题空间W的统计描述是()。
A.一致性假设B.划分C.泛化能力D.学习能力正确答案:D3、下列描述无监督学习错误的是()。
A.无标签B.核心是聚类C.不需要降维D.具有很好的解释性正确答案:C4、下列描述有监督学习错误的是()。
A.有标签B.核心是分类C.所有数据都相互独立分布D.分类原因不透明正确答案:C5、下列哪种归纳学习采用符号表示方式?()A. 经验归纳学习B.遗传算法C.联接学习D.强化学习正确答案:A6、混淆矩阵的假正是指()。
A.模型预测为正的正样本B.模型预测为正的负样本C.模型预测为负的正样本D.模型预测为负的负样本正确答案:B7、混淆矩阵的真负率公式是为()。
A.TP/(TP+FN)B.FP/(FP+TN)C.FN/(TP+FN)D.TN/(TN+FP)正确答案:D8、混淆矩阵中的TP=16,FP=12,FN=8,TN=4,准确率是()。
A.1/4B.1/2C.4/7D.4/6正确答案:B9、混淆矩阵中的TP=16,FP=12,FN=8,TN=4,精确率是()。
A.1/4B.1/2C.4/7D.2/3正确答案:C10、混淆矩阵中的TP=16,FP=12,FN=8,TN=4,召回率是()。
A.1/4B.1/2C.4/7D.2/3正确答案:D11、混淆矩阵中的TP=16,FP=12,FN=8,TN=4,F1-score是()。
A.4/13B.8/13C.4/7D.2/30.00/2.00正确答案:B12、EM算法的E和M指什么?()A.Expectation-MaximumB.Expect-MaximumC.Extra-MaximumD.Extra-Max正确答案:A13、EM算法的核心思想是?()A.通过不断地求取目标函数的下界的最优值,从而实现最优化的目标。
【机器学习系列】机器学习16本免费电子书
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Introduction to Machine Learning by Amnon Shashua arXiv, 2009 The introduction of the book says, “Introduction to Machine learning covering Statistical Inference (Bayes, EM, ML/MaxEnt duality), algebraic and spectral methods (PCA, LDA, CCA, Clustering), and PAC learning (the Formal model, VC dimension, Double Sampling theorem).”
/ksearch/article/details/19326087
机器学习的基础知识
机器学习的基础知识机器学习的基础知识随着人工智能技术的迅速发展,机器学习逐渐成为了一个热门话题。
机器学习是一种利用数据和算法来帮助计算机自动地进行学习和预测的技术。
在机器学习中,计算机可以通过数据分析和模式识别来发现规律和趋势,并根据这些规律自动地进行决策和预测。
在本文中,我们将介绍机器学习的基础知识,包括机器学习的定义、机器学习的分类、机器学习的流程、机器学习的应用等。
一、机器学习的定义机器学习是一种利用数据和算法来帮助计算机自动地进行学习和预测的技术。
它是人工智能技术的重要分支之一,也是数据科学和大数据时代的重要应用之一。
在机器学习中,计算机可以通过数据分析和模式识别来发现规律和趋势,并根据这些规律自动地进行决策和预测。
机器学习可以应用于各种领域,包括金融、医疗、企业、政府等,可以帮助人们更好地利用数据和信息来进行决策和管理。
二、机器学习的分类机器学习可以根据其学习方式和目标问题的类型进行分类。
根据学习方式,机器学习可以分为监督学习、无监督学习和强化学习。
根据目标问题的类型,机器学习可以分为分类、回归、聚类、降维等。
1.监督学习监督学习是指学习过程中,数据集已经有标记,也就是已知数据和对应的输出结果。
在监督学习中,计算机通过训练数据集来学习输入和输出之间的映射关系,然后应用学习的映射关系来对未知数据进行预测或分类。
常见的监督学习算法包括决策树、随机森林、神经网络等。
2.无监督学习无监督学习是指学习过程中,数据集没有标记,也就是未知数据和输出结果。
在无监督学习中,计算机通过对数据进行聚类、降维等操作来发现数据中的内在结构和规律。
无监督学习常见的算法包括K-means聚类、朴素贝叶斯等。
3.强化学习强化学习是指在智能体与环境互动的框架下,通过尝试和错误的方式来学习最优策略的机器学习方法。
在强化学习中,智能体通过对环境的反馈来学习哪些动作是正确的,哪些动作是错误的。
强化学习常见的算法包括Q-learning、SARSA等。
机器学习基石资源-215_handout
˜ N ·M ·d ˜ (N + M ) · d ˜ (N · M ) + d
Matrix Factorization
Linear Network Hypothesis
Fun Time
˜ ‘features’, how many variables need to For N users, M movies, and d be used to specify a linear network hypothesis h(x) = WT Vx? ˜ 1 N +M +d
‘Linear Network’ Hypothesis
x1 x2 ≈ y1
x=
x3 x4
VT : wni
(1)
W : wim
(2)
≈ y2 ≈ y3
=y
(xn = BinaryVectorEncoding(n), yn = [rn1 ? ? rn4 rn5 . . . rnM ]T )
• rename: VT for wni
—except for decision trees
• need: encoding (transform) from categorical to numerical
binary vector encoding: A = [1 0 0 0]T , B = [0 1 0 0]T , AB = [0 0 1 0]T , O = [0 0 0 1]T
• when wm fixed, minimizing vn ?
Basic Matrix Factorization
Matrix Factorization
T T rnm ≈ wT m vn = vn wm ⇐⇒ R ≈ V W
机器学习精讲内容
机器学习第一章导言机器学习通常被认为是人工智能领域的一个分支,但和人工智能一样,实际上是多学科的融合。
为了说明什么是机器学习,我们来看一下“自动”(automation) 和“自主”(autonomy) 这两个概念的区别。
在通常的“自动化”系统中,所有的“智能”都是系统设计者预先注入的。
当系统放入它的运行环境中去之后,将按照预定的程序进行活动。
但是如果设计者对环境的了解是不全面的,系统就有可能陷入无所适从的境地。
这时“学习”的能力就成为唯一可依靠的解决方法。
具有学习能力的系统称为是“自主的”。
学习意味着根据经验改进自身。
学习的真碲在于:感知不仅用于当前的行动,而且用于改进以后的行动。
学习是系统和环境交互的结果,也来自于系统对自己决策过程的观察。
学习的范围极广,从仅仅记住经验,到创造整个的科学理论,所有这些活动都是学习的过程。
简而言之,机器学习意味着通过编程使计算机进行学习。
比如,让计算机从医疗记录中学到治疗新疾病的最佳方案;使智能房屋根据经验学到基于主人生活习惯的能源消耗优化方案;开发个人软件助手为用户从在线晨报中摘出该用户特别感兴趣的内容;等等。
机器学习研究的进展对社会经济的影响将是巨大的,它能使计算机的应用领域大为扩展,并使个人和组织的竟争力提高到新的水平,甚至形成人类全新的生活方式。
另外,对机器学习的信息处理算法的研究将导致对人脑学习能力(及其缺陷)的更好的理解。
就机器学习研究的现状而言,我们必须承认,目前还不能使计算机具有类似人那样的学习能力。
但是,对某些类型的学习任务已经发明了有效的算法,对学习的理论研究也已经开始,人们已经开发出许多计算机程序,它们显示了有效的学习能力,有商业价值的应用系统也已经开始出现。
在理论方面,关于观察例的数目,所考虑的假设的数目和学习到的假设的预计误差之间的基本关系的刻画已经取得成果。
我们已经获得人类和动物学习的初步模型,开始了解它们与计算机学习算法之间的关系。
机器学习基石资源-01_Motivation_of_Aggregation_18-54
2 |x | ≤ 1 − 1 2 |x | ≥ 1 − 1 2 x ≤ −1 − 1 2 x ≥ +1 − 1
Blending and Bagging
Motivation of Aggregation
Fun Time
Consider three decision stump hypotheses from R to {−1, +1}: g1 (x ) = sign(1 − x ), g2 (x ) = sign(1 + x ), g3 (x ) = −1. When mixing the three hypotheses uniformly, what is the resulting G(x )?
2
Combining Predictive Features: Aggregation Models
Lecture 7: Blending and Bagging
Motivation of Aggregation Uniform Blending Linear and Any Blending Bagging (Bootstrap Aggregation)
Hsuan-Tien Lin (NTU CSIE) Machine Learning Techniques 3/23
Blending and Bagging
Motivation of Aggregation
Recall: Selection by Validation
G(x) = gt∗ (x) with t∗ = argmin Eval (gt− )
Uniform Blending for Regression
G(x) = 1 T
机器学习入门ppt课件
朴素贝叶斯分类器:假定模型的的各个特征变量都是概率独立的,根据训练数据和分类标记的的联合分布概率来判定新数据的分类和回归值。优点:对于在小数据集上有显著特征的相关对象,朴素贝叶斯方法可对其进行快速分类场景举例:情感分析、消费者分类
机器学习应用的场景
1. 风控征信系统2. 客户关系与精准营销3. 推荐系统4. 自动驾驶5. 辅助医疗6. 人脸识别7. 语音识别8. 图像识别9. 机器翻译量化交易智能客服商业智能BI
机器学习的通用步骤
选择数据:将你的数据分成三组:训练数据、验证数据和测试数据 (训练效果,验证效果,泛化效果)
数据建模:使用训练数据来构建使用相关特征的模型 (特征:对分类或者回归结果有影响的数据属性,例如,表的字段) 特征工程。
训练模型:使用你的特征数据接入你的算法模型,来确定算法模型的类型,参数等。
测试模型:使用你的测试数据检查被训练并验证的模型的表现 (模型的评价标准 准确率,精确率,召回率等)
使用模型:使用完全训练好的模型在新数据上做预测
调优模型:使用更多数据、不同的特征或调整过的参数来提升算法的性能表现
机器学习的位置
传统编程:软件工程师编写程序来解决问题。首先存在一些数据→为了解决一个问题,软件工程师编写一个流程来告诉机器应该怎样做→计算机遵照这一流程执行,然后得出结果统计学:分析并比较变量之间的关系
机器学习:数据科学家使用训练数据集来教计算机应该怎么做,然后系统执行该任务。该计算可学习识别数据中的关系、趋势和模式
智能应用:智能应用使用人工智能所得到的结果,如图是一个精准农业的应用案例示意,该应用基于无人机所收集到的数据
机器学习的分类
1、 监督式学习工作机制:用有正确答案的数据来训练算法进行机器学习。代表算法:回归、决策树、随机森林、K – 近邻算法、逻辑回归,支持向量机等。2、非监督式学习工作机制:训练数据没有标签或者答案,目的是找出数据内部的关联和模式,趋势。代表算法:关联算法和 K – 均值算法。3、强化学习工作机制:给予算法一个不断试错,并具有奖励机制的场景,最终使算法找到最佳路径或者策略。代表算法:马尔可夫决策过程,AlphaGo+Zero, 蒙特卡洛算法4. 半监督学习 工作机制: 训练数据一部分数据为生成数据,一部分数据为监督数据,算法分为生成器和判定器两部分, 生成器的目标是使判定器接受自己的数据,判别器是为了最大可能的区分生成数据和监督数据。通过不断的训练使两者都达到最佳性能。代表算法: GANs(生成式对抗网络算法)
第1章 机器学习基础
人工完成书页拼接十分困难
- 书页数量大,且分布在多处 - 部分损毁较严重,字迹模糊 - 需要大量掌握古文字的专业人才 近年来,古文献的数字化浪潮给自动文学修复提供了机会
例如:古文献修复 (文化)
以色列特拉维夫大学的学者将机器学习用于自动的书页拼接
已确定 相邻
已确定 不相邻
分类模型
判断 是否相邻
相邻
梵高(1853-1890) 的作品?
出自 [C. Johnson et al., IEEE-SP, 2008]
例如:画作鉴别 (艺术)
除专用技术手段外, 笔触分析 (brushstroke analysis) 是 画 作 鉴 定的重要工具;它旨在从视觉上 判断画作中是否具有艺术家的特 有“笔迹”。
第一阶段:推理期
1956-1960s: Logic Reasoning
出发点: “数学家真聪明!” 主要成就: 自动定理证明系统 (例如,
西蒙与纽厄尔的“Logic Theorist” 系统)
渐渐地,研究者们意识到,仅有逻辑 推理能力是不够的 …
《机器学习导论》题集
《机器学习导论》题集一、选择题(每题2分,共20分)1.以下哪个选项不是机器学习的基本类型?A. 监督学习B. 无监督学习C. 强化学习D. 深度学习2.在监督学习中,以下哪个选项是标签(label)的正确描述?A. 数据的特征B. 数据的输出结果C. 数据的输入D. 数据的预处理过程3.以下哪个算法属于无监督学习?A. 线性回归B. 逻辑回归C. K-均值聚类D. 支持向量机4.在机器学习中,过拟合(overfitting)是指什么?A. 模型在训练集上表现很好,但在新数据上表现差B. 模型在训练集上表现差,但在新数据上表现好C. 模型在训练集和新数据上表现都很好D. 模型在训练集和新数据上表现都差5.以下哪个选项不是交叉验证(cross-validation)的用途?A. 评估模型的泛化能力B. 选择模型的超参数C. 减少模型的训练时间D. 提高模型的准确性6.在梯度下降算法中,学习率(learning rate)的作用是什么?A. 控制模型训练的迭代次数B. 控制模型参数的更新速度C. 控制模型的复杂度D. 控制模型的训练数据量7.以下哪个激活函数常用于神经网络中的隐藏层?A. Sigmoid函数B. Softmax函数C. ReLU函数D. 线性函数8.以下哪个选项不是决策树算法的优点?A. 易于理解和解释B. 能够处理非线性数据C. 对数据预处理的要求不高D. 计算复杂度低,适合大规模数据集9.以下哪个评价指标适用于二分类问题?A. 准确率(Accuracy)B. 召回率(Recall)C. F1分数(F1 Score)D. 以上都是10.以下哪个算法属于集成学习(ensemble learning)?A. 随机森林B. K-近邻算法C. 朴素贝叶斯D. 感知机二、填空题(每空2分,共20分)1.在机器学习中,数据通常被分为训练集、_______和测试集。
2._______是一种常用的数据预处理技术,用于将数值特征缩放到一个指定的范围。
机器学习_温州大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
机器学习_温州大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.GBDT由哪三个概念组成:( )参考答案:Regression Decision Tree(即 DT)_Gradient Boosting(即GB)_Shrinkage(缩减)2.对于非概率模型而言,可按照判别函数线性与否分成线性模型与非线性模型。
下面哪些模型属于线性模型?参考答案:K-means_k近邻_感知机3.逻辑回归分类的精度不够高,因此在业界很少用到这个算法参考答案:错误4.SMOTE算法是用了上采样的方法。
参考答案:正确5.支持向量是那些最接近决策平面的数据点参考答案:正确6.100万条数据划分训练集、验证集、测试集,数据可以这样划分:98%,1%,1% 。
参考答案:正确7.K均值是一种产生划分聚类的基于密度的聚类算法,簇的个数由算法自动地确定。
参考答案:错误8.朴素贝叶斯法的基本假设是条件独立性。
参考答案:正确9.PCA投影方向可从最大化方差和最小化投影误差这两个角度理解。
参考答案:正确10.相关变量的相关系数可以为零,对吗?参考答案:正确11.Sigmoid函数的范围是(-1,1)参考答案:错误12.影响KNN算法效果的主要因素包括( )。
参考答案:决策规则_K的值_距离度量方式13.逻辑回归的特征一定是离散的。
参考答案:错误14.闵可夫斯基距离中的p取1或2时的闵氏距离是最为常用的,以下哪项是正确的:( )。
参考答案:闵可夫斯基空间不同于牛顿力学的平坦空间_p取1时是曼哈顿距离_p取2时是欧氏距离_p取无穷时是切比雪夫距离15.KNN算法的缺点包括以下几点?( )参考答案:计算复杂性高;空间复杂性高,尤其是特征数非常多的时候_可解释性差,无法给出决策树那样的规则_对训练数据依赖度特别大,当样本不平衡的时候,对少数类的预测准确率低16.两个向量的余弦相似度越接近1,说明两者越相似。
参考答案:正确17.k近邻法(k-Nearest Neighbor,kNN)是一种比较成熟也是最简单的机器学习算法,可以用于分类,但不能用于回归方法。
机器学习基础智慧树知到答案章节测试2023年太原理工大学
第一章测试1.样本是连续型数据且有标签,我们采用()进行机器学习。
A:嵌入算法B:聚类算法C:分类算法D:回归算法答案:D2.在机器学习中,样本常被分成()。
A:训练集B:其它选项都有C:测试集D:评估集答案:B3.机器学习算法需要显示编程,具备归纳、总结等自学习能力。
()A:错B:对答案:A4.机器学习和人工智能、深度学习是一个概念,都是指机器模仿人类推理、学习能力。
()A:错B:对答案:A5.特征工程非常重要,在采用机器学习算法前,首先需要利用特征工程确定样本属性。
()A:错B:对答案:B第二章测试1.K近邻算法认为距离越近的相似度越高。
()A:对B:错答案:A2.K近邻算法中数据可以不做归一化,因为是否归一化对结果影响不大。
()A:错B:对答案:A3.K近邻算法中采用不同的距离公式对于结果没有影响。
()A:错答案:A4.在上面图中,K=5,绿色样本的类别是()。
A:红色三角形B:蓝色正方形C:不能确定D:绿色圆形答案:B5.在K近邻算法中,K的选择是()?A:越大越好B:与样本有关C:其它都不正确D:越小越好答案:B第三章测试1.下列()中两个变量之间的关系是线性的。
A:猫的皮毛颜色和体重B:人的工作环境和健康状况C:重力和质量D:女儿的身高和父亲的体重答案:C2.下列说法不正确的是()。
A:线性回归模型也可以解决线性不可分的情况B:回归用于预测输入变量和输出变量之间的关系C:回归就是数据拟合D:回归分析就是研究两个事物的相关性答案:C3.从某大学随机选择8名女大学生,其身高x(cm)和体重y(kg)的回归方程是y=0.849x-85.712,则身高172cm的女大学生,预测体重为()。
A:60.316kgB:大于60.316kgC:小于60.316kgD:其它都不正确答案:Asso中采用的是L2正则化。
()A:错B:对答案:A5.线性回归中加入正则化可以降低过拟合。
()A:错答案:B第四章测试1.以下说法正确的是()。
机器学习模型训练资源配置
机器学习模型训练资源配置一、机器学习模型训练资源概述机器学习作为领域的一个重要分支,其核心在于通过算法使计算机系统利用数据进行学习并做出智能决策。
而机器学习模型的训练是实现这一目标的关键步骤。
为了高效地训练机器学习模型,需要合理配置相应的资源,这些资源包括但不限于硬件资源、软件工具、数据集以及计算框架等。
1.1 硬件资源的重要性硬件资源是机器学习模型训练的基础。
高性能的计算设备可以显著提高模型训练的速度和效率。
硬件资源主要包括处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)以及存储设备等。
1.2 软件工具的作用软件工具是实现机器学习算法的平台和辅助工具。
它们提供了模型构建、训练、评估和部署的全套解决方案。
常见的机器学习软件工具包括TensorFlow、PyTorch、Scikit-learn等。
1.3 数据集的准备数据是机器学习模型的“食粮”。
高质量的数据集对于训练出准确、鲁棒的模型至关重要。
数据集的准备包括数据采集、清洗、标注、增强等步骤。
1.4 计算框架的选择计算框架是支撑机器学习模型训练的软件环境。
选择合适的计算框架可以优化资源利用,提高模型训练的效率。
常见的计算框架包括分布式计算框架如Apache Hadoop和Apache Spark等。
二、机器学习模型训练资源的配置策略在机器学习模型训练过程中,资源配置是一个复杂的问题,需要根据模型的复杂度、训练数据的规模以及预期的训练时间等因素进行综合考量。
2.1 硬件资源的配置硬件资源配置需要考虑计算能力、内存容量、存储速度等多个方面。
例如,对于深度学习模型,GPU因其并行处理能力强而成为首选。
同时,考虑到模型训练可能需要处理大量数据,高速的固态硬盘(SSD)也是必不可少的。
2.2 软件工具的选择软件工具的选择应基于模型训练的具体需求。
不同的工具有其特定的优势和适用场景。
例如,TensorFlow和PyTorch 因其灵活性和强大的社区支持而广泛应用于深度学习研究。
机器学习的基本概念
机器学习的基本概念⽬录1. 机器学习定义2. 基本概念3. 机器学习之常见应⽤框架4. 机器学习、数据分析、数据挖掘区别与联系5. 机器学习分类【重要】6. 机器学习开发流程【重要】7. 机器学习之商业场景⼀、机器学习定义Machine Learning(ML) is a scientific discipline that deals with the construction and study of algorithms that can learn from data.机器学习是⼀门从数据中研究算法的科学学科。
机器学习直⽩来讲,是根据已有的数据,进⾏算法选择,并基于算法和数据构建模型,最终对未来进⾏预测A program can be said to learn from experience E with respect to some class of tasks T and performance measure P , If its performance at tasks in T, as measured by P, improves with experience E.对于某给定的任务T,在合理的性能度量⽅案P的前提下,某计算机程序可以⾃主学习任务T的经验E;随着提供合适、优质、⼤量的经验E,该程序对于任务T的性能逐步提⾼。
机器学习是⼈⼯智能的⼀个分⽀。
我们使⽤计算机设计⼀个系统,使它能够根据提供的训练数据按照⼀定的⽅式来学习;随着训练次数的增加,该系统可以在性能上不断学习和改进;通过参数优化的学习模型,能够⽤于预测相关问题的输出。
⼆、基本概念1. 拟合:构建的算法符合给定数据的特征2. 鲁棒性:也就是健壮性、稳健性、强健性,是系统的健壮性;当存在异常数据的时候,算法也会拟合数据3. 过拟合:算法太符合样本数据的特征,对于实际⽣产中的数据特征⽆法拟合4. ⽋拟合:算法不太符合样本的数据特征三、机器学习之常见应⽤框架应⽤场景选择:四、机器学习、数据分析、数据挖掘区别与联系1. 数据分析:数据分析是指⽤适当的统计分析⽅法对收集的⼤量数据进⾏分析,并提取有⽤的信息,以及形成结论,从⽽对数据进⾏详细的研究和概括过程。
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N N
ξn
n=1 N
+
n=1
αn · 1 − ξn − yn (wT zn + b) +
n =1
βn · (−ξn )
want: Lagrange dual
αn ≥0, βn ≥0
Hsuan-Tien Lin (NTU CSIE)
max
Hsuan-Tien Lin (NTU CSIE) Machine Learning Techniques 3/22
yn (w zn + b) ≥ 1 for correct n
Soft-Margin Support Vector Machine
Motivation and Primal Problem
yn = sign(wT zn + b)
n =1
min
b,w
min
b,w
1 T w w 2 yn (wT zn + b) ≥ 1 for all n
s.t.
combination:
min
b ,w
1 T w w+C· 2
T
N
yn = sign(wT zn + b)
n=1
s.t.
yn (wT zn + b) ≥ −∞ for incorrect n C : trade-off of large margin & noise tolerance
and explicit constraint 0 ≤ αn ≤ C : βn removed
ξ can also be removed :-), like how we removed b
max min 1 T w w+ 2
N
0≤αn ≤C , βn =C −αn
b,w,ξ
n=1
αn (1 − yn (wT zn + b))
Lecture 4: Soft-Margin Support Vector Machine
Motivation and Primal Problem Dual Problem Messages behind Soft-Margin SVM Model Selection
2 3
Combining Predictive Features: Aggregation Models Distilling Implicit Features: Extraction Models
National Taiwan University (國立台灣大學資訊工程系)
Hsuan-Tien Lin (NTU CSIE)
Machine Learning Techniques
0/22
Soft-Margin Support Vector Machine
Roadmap
1
Embedding Numerous Features: Kernel Models
Soft-Margin SVM (1/2)
min
b,w
1 T w w+C· 2
N
yn = sign(wT zn + b)
n=1
s.t.
yn (wT zn + b) ≥ 1 − ∞ · yn = sign(wT zn + b)
• · : non-linear, not QP anymore :-(
—what about dual? kernel?
Machine Learning Techniques 4/22
Soft-Margin Support Vector Machine
Motivation and Primal Problem
Soft-Margin SVM (2/2)
Hi
• penalize with margin violation
˜ + 1 + N variables, 2N constraints • QP of d ˜ by next: remove dependence on d soft-margin SVM primal ⇒ dual?
Hsuan-Tien Lin (NTU CSIE) Machine Learning Techniques 5/22
1 2 3 4
1
11 21 31
Reference Answer: 2
ξ1 is simply 1 − y1 (wT z1 + b) when y1 (wT z1 + b) ≤ 1.
Hsuan-Tien Lin (NTU CSIE) Machine Learning Techniques 6/22
Soft-Margin Support Vector Machine
• part of reasons: Φ
• other part: separable
Φ1 if always insisting on separable (=⇒ shatter), have power to overfit to noise
Φ4
Hsuan-Tien Lin (NTU CSIE)
Machine Learning Techniques
N
N
ξn
n=1 N
+
n=1
αn · 1 − ξn − yn (wT zn + b) +
n=1
βn · (−ξn )
∂L • ∂ξ = 0 = C −αn −βn n
• no loss of optimality if solving with implicit constraint βn = C − αn
• penalize with margin violation instead of error count
—quadratic objective
b,w,ξ
soft-margin SVM: min
1 T w w+C· 2
N
ξn
n=1
s.t.
Hsuan-Tien Lin (NTU CSIE)
பைடு நூலகம்
yn (wT zn + b) ≥ 1 − ξn and ξn ≥ 0 for all n
b,w,ξ
• record ‘margin violation’ by ξn 1 T w w+C· 2
N
min
ξn
n =1
violation
s.t.
yn (wT zn + b) ≥ 1 − ξn and ξn ≥ 0 for all n
Hi
• parameter C : trade-off of large margin & margin violation • large C : want less margin violation • small C : want large margin
XX NX XXX + (C − α ) · ξn n − n Xβ XXX =1 n
Hsuan-Tien Lin (NTU CSIE) Machine Learning Techniques 8/22
Soft-Margin Support Vector Machine
Dual Problem
Other Simplifications
max min
b,w
0≤αn ≤C , βn =C −αn
1 T w w+ 2
N
n=1
αn (1 − yn (wT zn + b))
familiar? :-)
• inner problem same as hard-margin SVM
Soft-Margin Support Vector Machine
Motivation and Primal Problem
Fun Time
At the optimal solution of min 1 T w w+C· 2
N
b,w,ξ
ξn
n=1
s.t.
yn (wT zn + b) ≥ 1 − ξn and ξn ≥ 0 for all n,
Machine Learning Techniques 1/22
Hsuan-Tien Lin (NTU CSIE)
Soft-Margin Support Vector Machine
Motivation and Primal Problem
Cons of Hard-Margin SVM
recall: SVM can still overfit :-(
Dual Problem
Lagrange Dual
primal:
b ,w ,ξ
min
1 T w w+C· 2
N
ξn
n=1
s.t.
yn (wT zn + b) ≥ 1 − ξn and ξn ≥ 0 for all n
Lagrange function with Lagrange multipliers αn and βn
standard dual can be derived using the same steps as Lecture 2
Hsuan-Tien Lin (NTU CSIE) Machine Learning Techniques 9/22
Soft-Margin Support Vector Machine
assume that y1 (wT z1 + b) = −10. What is the corresponding ξ1 ?