机器学习讲义,机器学习概述

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机器学习概述

机器学习（Machine Learning）是人工智能（Artificial Intelligence，AI）的一个重要分支，它使计算机体系可以从数据中学习并做出决议计划或猜测，而无需进行显式的编程。机器学习的关键在于算法，这些算法可以从数据中提取形式，并运用这些形式来做出决议计划。

机器学习的界说与分类

依据美国计算机科学家亚瑟·塞缪尔（Arthur Samuel）的界说，机器学习是“一种赋予计算机学习才能的科学，这种才能使得计算机可以在没有清晰编程的情况下改善其功能”。汤姆·米切尔（Tom Mitchell）则给出了一个更现代的界说：“假如一个计算机程序在特定使命上的功能跟着经历的添加而前进，那么咱们可以说这个程序从经历中学习了这个使命。”

机器学习首要分为以下几类：

监督学习（Supervised Learning）：在这种学习中，算法从符号的练习数据中学习，并运用这些常识来猜测新的、未符号的数据。

无监督学习（Unsupervised Learning）：在这种学习中，算法处理未符号的数据，并企图从中发现数据中的结构或形式。

半监督学习（Semi-supervised Learning）：在这种学习中，算法运用少数符号数据和很多未符号数据来学习。

强化学习（Reinforcement Learning）：在这种学习中，算法经过与环境的交互来学习，并测验最大化某种累积奖赏。

机器学习的根本算法

机器学习算法可以依据其处理的问题类型分为以下几类：

回归（Regression）：用于猜测接连值，如房价或温度。

分类（Classification）：用于将数据分为不同的类别，如垃圾邮件检测或疾病确诊。

聚类（Clustering）：用于将数据点分组，以便发现数据中的结构。

降维（Dimensionality Reduction）：用于削减数据集的维度，一起保存数据的首要特征。

线性回归（Linear Regression）

逻辑回归（Logistic Regression）

支撑向量机（Support Vector Machine，SVM）

决议计划树（Decision Tree）

随机森林（Random Forest）

梯度提升机（Gradient Boosting Machines，GBM）

神经网络（Neural Networks）

机器学习的使用

自然语言处理（Natural Language Processing，NLP）：如机器翻译、情感剖析、文本摘要等。

计算机视觉（Computer Vision）：如图像辨认、物体检测、人脸辨认等。

引荐体系（Recommendation Systems）：如电影引荐、产品引荐等。

医疗确诊：如疾病猜测、药物发现等。

金融剖析：如信誉评分、危险操控等。

机器学习的应战与未来

虽然机器学习取得了明显的发展，但仍面对一些应战，如数据质量、算法可解释性、隐私维护等。未来，机器学习的研讨将愈加重视以下几个方面：

可解释性：前进机器学习模型的透明度和可解释性，使人们可以了解模型的决议计划进程。

鲁棒性：前进机器学习模型对噪声和异常值的鲁棒性。

公平性：保证机器学习模型在处理不同集体时坚持公平性。

隐私维护：在维护用户隐私的前提下，完成有用的机器学习。

总归，机器学习作为人工智能的一个重要分支，将在未来发挥越来越重要的效果，为人类社会带来更多便当和前进。