第1章 机器学习概览

第1章 机器学习概览

写在前面

参考书

《机器学习实战——基于Scikit-Learn和TensorFlow》

工具

python3.5.1，Jupyter Notebook, Pycharm

部分课后题的摘抄

1. 你会怎么定义机器学习？

   机器学习是一门能够让系统从数据中学习的计算机科学。

2. 最常见的两个监督式任务是回归和分类。

3. 常见的无监督式任务包括聚类、可视化、降维和关联规则学习。

4. 在线学习系统可以进行增量学习，与批量学习系统正好相反。这使得它能够快速适应不断变化的数据和自动化系统，并且能够在大量的数据上进行训练。

5. 核外算法可以处理计算机主内存无法应对的大量数据。它将数据分割成小批量，然后使用在线学习技术从这些小批量中学习。

6. 模型参数与学习算法的超参数之间有什么区别？

   模型有一个或多个参数，这些参数决定了模型对新的给定实例会做出怎样的预测（比如，线性模型的斜率）。学习算法试图找到这些参数的最佳值，使得该模型能够很好的泛化至新的实例。超参数是学习算法本身的参数，不是模型的参数（比如，要应用的正则化数量）。

7. 基于模型的学习算法搜索是什么？它们最常使用的策略是什么？它们如何做出预测？

   基于模型的学习算法搜索使模型泛化最佳的模型参数值。通常通过使成本函数最小化来训练这样的系统，成本函数衡量的是系统对训练数据的预测有多坏，如果模型有正则化，则再加上一个对模型复杂度的惩罚。学习算法最后找到的参数值就是最终得到的预测函数，只需要将实例特征提供给这个预测函数即可进行预测。

8. 机器学习面临的一些主要挑战是：数据缺乏、数据质量差、数据不具代表性、特征不具信息量、模型过于简单对训练数据拟合不足、以及模型过于复杂对训练数据过拟合。

9. 如果你的模型在训练数据上表现好，但是应用到新的实例上的泛化结果却很糟糕，是怎么回事？能提出三种可能的解决方案吗？

   该模型很可能过度拟合训练数据（或者在训练数据上运气太好）。

   可能的解决方案是：获取更多数据，简化模型（选择更简单的算法、减少使用的参数或特征数量、对模型正则化），或者是减少训练数据中的噪声。

10. 验证集的目的是什么？

    验证集用来比较不同模型。它可以用来选择最佳模型和调整超参数。

11. 如果使用测试集调整超参数会出现什么问题？

    如果使用测试集来调整超参数，会有过度拟合测试集的风险，最后测量的泛化误差会过于乐观（最后启动的模型性能比预期的要差）。

12. 什么是交叉验证？它为什么比验证集更好？

    通过交叉验证技术，可以不需要单独的验证集实现模型比较（用于模型选择和调整超参数）。者节省了宝贵的训练数据。

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by 李英俊小朋友