最近由于人工智能越来越火,不少同学跃跃欲试,想投入 AI 的怀抱,但苦于不知如何下手。我们今天就来分享一下机器学习入门自学者的教程,一步步教你如何从基础小白进阶为 ML 大拿。
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第一步:先搞懂什么是机器学习
在闷头学习机器学习之前,最好先把什么是机器学习搞清楚,了解机器学习的基本概念。简单来说,机器学习就是教电脑怎样从数据中学习,然后做出决策或预测。对于真正的机器学习来说,电脑必须在没有明确编程的情况下能够学习识别模型。机器学习属于计算机科学与统计学的交叉学科,在多个领域会以不同的面目出现,比如你应该听过这些名词:数据科学、大数据、人工智能、预测型分析、计算机统计、数据挖掘······
虽然机器学习和这些领域有很多重叠的地方,但也不能将它们混淆。例如,机器学习是数据科学中的一种工具,也能用于处理大数据。
机器学习自身也分为多个类型,比如监督式学习、非监督式学习、增强学习等等。例如:邮件运营商将垃圾广告信息分类至垃圾箱,应用的是机器学习中的监督式学习;电商公司通过分析消费数据将消费者进行分类,应用的是机器学习中的非监督式学习;而无人驾驶汽车中的电脑合摄像头与道路及其它车辆交互、学习如何导航,就是用到了增强学习。
想了解机器学习的入门知识,可以看看一些网络课程。
第二步:预备知识
如果没有基本的知识储备,机器学习的确看起来很吓人。要学习机器学习,你不必是专业的数学人才,或者程序员大牛,但你确实需要掌握这些方面的核心技能。好消息是,一旦完成预备知识,剩下的部分就相当容易啦。实际上,机器学习基本就是将统计学和计算机科学中的概念应用在数据上。这一步的基本任务就是保证自己在编程和统计学知识上别掉队。
2-1:用于数据科学中的Python编程
如果不懂编程,是没法使用机器学习的。
2-2:用于数据科学的统计学知识
了解统计学知识,特别是贝叶斯概率,对于许多机器学习算法来说都是基本的要求。
2-3:需要学习的数学知识
研究机器学习算法需要一定的线性代数和多元微积分知识作为基础。
第三步:开启“海绵模式”,学习尽可能多的原理知识
所谓“海绵模式”,就是像海绵吸水一样,尽可能多地吸收机器学习的原理和知识,这一步和第一步有些相似,但不同的是,第一步是对机器学习有个初步了解,而这一步是要掌握相关原理知识。
可能有些同学会想:我又不想做基础研究,干嘛要掌握这些原理,只要会用机器学习工具包不就行了吗?
有这个疑问也很正常,但是对于任何想将机器学习应用在工作中的人来说,学习机器学习的基础知识非常重要。比如你在应用机器学习中可能会遇到这些问题:
数据收集是个非常耗时耗力的过程。你需要考虑:我需要收集什么类型的数据?我需要多少数据?等此类的问题。
数据假设和预处理。不同的算法需要对输入数据进行不同的假设。我该怎样预处理我的数据?我的模型对缺失的数据可靠吗?
解释模型结果。说机器学习就是“黑箱”的观点明显是错误的。没错,不是所有的模型结果能直接判读,但你需要能够判断模型的状况,进而完善它们。我怎么确定模型是过度拟合还是不充分拟合?模型还有多少改进空间?
优化和调试模型。很少有人刚开始就得到一个最佳模型,你需要了解不同参数之间的细微差别和正则化方法。如果我的模型过度拟合,该怎么修正?我应该将几个模型组合在一起吗?
要想在机器学习研究中解答这些问题,掌握机器学习的知识原理必不可少。
第四步:针对性实际练习
在开启“海绵模式”后,你应该掌握了机器学习的基础理念知识,接着就该实际操作了。实际操作主要是通过具体的、深思熟虑的实践操作增强你的技能。本步目标有三个:
练习机器学习的整个流程:收集数据,预处理和清理数据,搭建模型,训练和调试模型,评估模型。
在真正的数据集上实践操作:对于什么样的数据适合用什么类型的模型,自己应逐渐建立这方面的判断能力。
深度探究:例如在上一步,你学习了很多机器学习算法知识,在这一步就要将不同类型的算法应用在数据集中,看看哪个效果最好。
完成这一步后,就可以进行更大规模的项目了。
但是,这些也就是理论知识啦,要想成为AI领域的高手,还是没那么容易的哦,不过万事皆有可能,希望有勇气自学的同学们能够坚持下去,梦想创造未来!
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