机器学习精选ppt

其中每个元组表示一个实例, 前面的数字为实例序号, 后面的字母为实例的决策项保险类别(下同)。另外, 为了简洁, 在下面的决策树中我们用“小”、“中”、 “大”分别代表“＜21”、 “≥21且≤25”、 “＞ 25”这三个年龄段。
显然, S中各实例的保险类别取值不完全一样, 所以需 要将S分类。对于S, 我们按属性“性别”的不同取值将 其分类。 由表1可见, 这时S应被分类为两个子集:
机器学习
学习是人类获取知识的重要途径和自然智 能的重要标志，机器学习则是机器获取知 识的重要途径和人工智能的重要标志。
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什么是机器学习
• 是寻找一种对自然/人工主题、现象或活动可预测
且/或可执行的机器理解方法
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什么是机器学习
• 研究计算机怎样模拟或实现人类（动物）的学习行
为，以获取新的知识或技能
S1= {(3,C), (4,B), (7,C), (8,B), (11,B), (12,B)} S2={(1,C), (2,C), (5,A), (6,A), (9,A), (10,A)} 于是, 我们得到以性别作为根节点的部分决策树 (见图4(a))。
考察S1和S2，可以看出，在这两个子集中，各实 例的保险类别也不完全相同。这就是说，还需要对S1 和S2进行分类。对于子集S1，我们按“年龄段”将其 分类；同样，对于子集S2，也按“年龄段”对其进行 分类（注意：对于子集S2，也可按属性“婚状”分 类）。分别得到子集S11, S12, S13和S21, S22, S23。于 是，我们进一步得到含有两层节点的部分决策树（如
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：
决策树学习是一种归纳学习。由于一棵决策树就 表示了一组产生式规则, 因此决策树学习也是一种规 则学习。特别地, 当规则是某概念的判定规则时,这种 决策树学习也就是一种概念学习。
决策树学习的基本方法和步骤是:
首先,选取一个属性, 按这个属性的不同取值对实例 集进行分类; 并以该属性作为根节点,以这个属性的诸取 值作为根节点的分枝, 进行画树。
图4(b)所示）。
注意到，这时除了S12和S13外，其余子集中各实例的保 险类别已完全相同。所以，不需再对其进行分类，而每 一个子集中那个相同的保险类别值就可作为相应分枝的 叶子节点。添上这些叶子节点，我们又进一步得到发展 了的部分决策树（如图4(c)所示）。
接着对S12和S13，按属性“婚状”进行分类（也只能 按“婚状”进行分类）。由于所得子集S121, S121和S131, S132中再都只含有一个实例，因此无需对它们再进行分类。 这时这4个子集中各自唯一的保险类别值也就是相应分枝 的叶子节点。添上这两个叶子节点，就得到如图4(d)所 示的决策树。
然后,考察所得的每一个子类, 看其中的实例的结论 是否完全相同。如果完全相同, 则以这个相同的结论作 为相应分枝路径末端的叶子节点; 否则, 选取一个非父 节点的属性, 按这个属性的不同取值对该子集进行分类, 并以该属性作为节点, 以这个属性的诸取值作为节点的 分枝, 继续进行画树。 如此继续,直到所分的子集全都 满足: 实例结论完全相同, 而得到所有的叶子节点为止。 这样, 一棵决策树就被生成。下面我们进一步举例说明。
• 半监督学习
是监督学习与无监督学习相结合的一种学习方法。它主要考虑如何利用少 量的标注样本和大量的未标注样本进行训练和分类的问题。输入数据不可靠， 依据权重的调整进行训练。
• 强化学习
利用某一表示“奖／惩”的全局信号，衡量与强化输入相关的局部决策如 何。(输入\输出之间没有固定的函数)
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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
表1 汽车驾驶保险类别划分实例集
可以看出,该实例集中共有12个实例,实例中的性别、年 龄段和婚状为3个属性, 保险类别就是相应的决策项。 为表述方便起见, 我们将这个实例集简记为
S={(1,C), (2,C), (3,C), (4,B), (5,A), (6,A), (7,C), (8,B), (9,A), (10,A), (11,B), (12,B)}
(A= a1)∧(B = b2) => d2
而不同分枝路径所表示的 2 飞机起飞的简单决策树
例1 图3所示是一个描述“兔子”概念的决策树。 图 3 “兔子”概念的决策树
2. 怎样学习决策树
决策树是一种知识表示形式, 构造决策树可以由 人来完成, 但也可以由机器从一些实例中总结、归纳 出来, 即由机器学习而得。 机器学习决策树也就是所 说的决策树学习。
• 重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能 • 是人工智能的核心，是使计算机具有智能的根本途径 • 其应用遍及人工智能的各个领域，它主要使用归纳、
综合而不是演绎
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机器学习的一个形象描述
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机器学习的一般泛型
• 监督学习
必须预先知道学习的期望结果，并依此按照某一学习规则来修正权值。知 道输入数据，知道结果，用函数预测个例 无监督学习，不知道结果，根据数据特征分类