机器学习(二)什么是机器学习

2023-10-17 08:50:11 浏览数 (1)

什么是机器学习

在开始讲解术语概念之前我们首先梳理下之前讲到的一些概念。

(基本认识)机器学习专门研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为,使之不断改善自身性能。是一门能够发掘数据价值的算法和应用,它是计算机科学中最激动人心的领域。我们生活在一个数据资源非常丰富的年代,通过机器学习中的自学习算法,可以将这些数据转换为知识。

(机器学习库)借助于近些年发展起来的诸多强大的开源库,我们现在是进入机器学习领域的最佳时机。

(机器学习目的)从20世纪后半段,机器学习已经逐渐演化成为人工智能的一个分支,其目的是通过自学习算法从数据中获取知识,进而对未来进行预测。与以往通过大量数据分析而人工推导出规则并构造模型不同,机器学习提供了一种从数据中获取知识的方法,同时能够逐步提高预测模型的性能,并将模型应用于基于数据驱动的决策中去。

(应用)机器学习技术的存在,使得人们可以享受强大的垃圾邮件过滤带来的便利,拥有方便的文字和语音识别软件,能够使用可靠的网络搜索引擎,同时在象棋的网络游戏对阵中棋逢对手,而且Google已经将机器学习技术应用到了无人驾驶汽车中。

机器学习模型=数据 机器学习算法

1.4.1确定是否为机器学习问题

机器学习:从已有的经验中学习经验,从经验中去分析,接下来的若干问题请大家思考哪些问题可以用机器学习方式处理?

(1)计算每种颜色箱子的个数?----确定的问题

(2)计算一组数据平均值大小?----数值计算问题

机器学习的目的是建立预测模型–看是否有预测的过程

(1)确定收到的邮件是否为垃圾邮件?

(2)获取2014年世界杯冠军的名字?2018年?

(3)自动标记你在Facebook中的照片

(4)选择统计课程中成绩最高的学生(不是)

(5)考虑购物习惯,推荐相关商品?

(6)根据病人状况确定属于什么疾病?

(7)预测2018年人民币汇率涨or不涨?

(8)计算公司员工的平均工资?

1.5基于规则学习和基于模型的学习

1.5.1基于规则学习
1.5.2基于模型学习
1.5.3房价预测问题

机器学习学习的是什么?

构建机器学习模型,如:y=kx b,k和b是参数,x和y是特征和类别标签列。机器学习学习的是k和b的参数,如果k和b知道了,直接利用y=kx b进行预测分析。

1.6机器学习数据的基本概念

1.6.1机器学习数据集基本概念强化实践

鸢尾花Iris Dataset数据集是机器学习领域经典数据集,该数据集可以从加州大学欧文分校(UCI)的机器学习库中得到。鸢尾花数据集包含了150条鸢尾花信息,每50条取自三个鸢尾花中之一:Setosa、Versicolour和Virginica,每个花的特征用下面5种属性描述。

(1)萼片长度(厘米)

(2)萼片宽度(厘米)

(3)花瓣长度(厘米)

(4)花瓣宽度(厘米)

(5)类(Setosa、Versicolour、Virginica)

花的萼片是花的外部结构,保护花的更脆弱的部分(如花瓣)。在许多花中,萼片是绿的,只有花瓣是鲜艳多彩的,然而对与鸢尾花,萼片也是鲜艳多彩的。下图中的Virginica鸢尾花的图片,鸢尾花的萼片比花瓣大并且下垂,而花瓣向上。如下图:

在鸢尾花中花数据集中,包含150个样本和4个特征,因此将其记作150x4维的矩阵,

,其中R表示向量空间,这里表示150行4维的向量,记作:

我们一般使用上标(i)来指代第i个训练样本,使用小标(j)来指代训练数据集中第j维特征。一般小写字母代表向量,大写字母代表矩阵。

表示第150个花样本的第2个特征萼片宽度。在上述X的特征矩阵中,每一行表代表一个花朵的样本,可以记为一个四维行向量

数据中的每一列代表样本的一种特征,可以用一个150维度的列向量表示:

类似地,可以用一个150维度的列向量存储目标变量(类标)

总结:

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