文档介绍：第9章机器学习
什么是机器学习
学习的概念。
学习是系统改进其性能的过程。使系统在重复同样的工作时能完成的更好。
学习是获取知识的过程。基于专家系统的观点。
学习是技能的获取过程。心理学家的观点。通过大量实践和反复训练改进技能。
学习是事物规律的发现过程。从感性知识到理性知识的认识过程,是发现规律、形成理论的过程。
机器学习的概念
使计算机能模拟人的学习行为,自动地通过学习获取知识和技能,不断改善性能,实现自我完善。
人类学习与机器学习
人类学习是一个漫长的过程。机器学习可以比人类学习快得多。机器的学习效率很高。
人类学习不能复制。学习能力高度依赖于个体。而机器学习过程很容易复制。
人类学习可能会遗忘。而机器学习的知识可以永久保留。
人类学习是一个逐渐积累的过程,无论是单个个体还是整个人类都是这样,现在人类所积累的知识已经非常丰富。而机器学还很低,获取知识的能力非常有限。
机器学习系统
如果一个系统能够从某个过程或环境的未知特征中学习到有关信息,并且能把学到的信息用于对未来的估计、分类决策或控制,以便改进系统的性能,那么它就是一个学习系统。
学习系统应具有以下功能:
具有适当的学习环境。环境是指学习系统进行学习时的信息来源。
具有一定的学习能力。
能用所学的知识解决问题。学习的目的在于应用。学习系统能把学到的信息用于对未来的估计、分类决策和控制。
能提高系统的性能。通过学习,系统应该能增长知识、提高技能,改善系统的性能。
一种机器学习系统模型
环境
学习
知识库
执行与评价
机器学习的分类
按学习方法分类
机械式学习(Rote learning) ;指导式学习(Learning from instruction);示例学习(Learning from examples);类比学习(Learning by analogy);解释学习(Explanation-based learning).
按推理方式分类
基于演绎的学习。如解释学习。
基于归纳的学习。如示例学习、发现学习。
符号学习与连接学习
有监督学习与无监督学习。
知识发现与数据挖掘
遗传算法
机械学忆与评价外部环境所提供的信息达到学习的目的。
把经过评价所取得的知识存储到知识库中,求解问题时从知识库中直接检索出相应的知识。例如若输入为时,计算得的输出是, 则把联想对
存入知识库中。
机械学习最初在Sameul的跳棋程序CHECKERS中提出,并获得成功应用
A
6
B
2
C
6
Q
A
机械学习实质上是用存储空间来换取处理时间。
机械式学习中需要注意的问题
存储组织问题。只有当检索所耗时间小于重新计算所耗时间时,机械学习才有意义,所以要特别考虑信息的组织和存储问题。可用一些信息综合方法来减少存储量。
环境稳定性问题。环境会影响知识的有效性。
存储与计算的权衡问题。