文档介绍：机器学****算法及其应用机器学****方法及应用1、机器学****学****是生物中枢神经系统的高级整合技能之一,是人类获取知识的重要途径和人类智能[1]的重要标志,按照人工智能大师H?Simon的观点:学****就是系统在不断重复的工作中对本身能力的增强或改进,使得系统在下一次执行同样或相类似的任务时,会比原来做得更好或效率更高。机器学****则是计算机获取知识的重要途径和人工智能的重要标志,是一门研究怎样用计算机来模拟或实现人类学****活动的学科,是研究如何使机器通过识别和利用现有知识来获取新知识和新技能。一般认为,机器学****是一个有特定目的的知识获取过程,其内部表现为从未知到已知这样一个知识增长过程,其外部表现为系统的某些性能和适应性的改善,使得系统能完成原来不能完成或更好地完成原来可以完成的任务。它既注重知识本身的增加,也注重获取知识的技能的提高。?Simon的学****定义作为出发点,建立如图1的基本模型。在机器学****的过程中,首要的因素是外部环境向系统提供信息的质量。外部环境是以某种形式表达的外界信息集合,它代表外界信息来源;学****是将外界信息加工为知识的过程,先从环境获取外部信息,然后对这些信息加工形成知识,并把这些知识放入知识库中;知识库中存放指导执行部分动作的一般原则,由于环境向学****系统提供的信息形形色色,信息质量的优劣直接影响到学****部分容易实现还是杂乱无章。而知识库则是影响学****系统设计的第二个因素,由于知识库可能不同,表达方式各有特点,在选择表示方式上要兼顾表达能力强、易于推理、易于完善及扩展知识表示等几个方面的要求。执行环节是利用知识库中的知识完成某种任务的过程,并把完成任务过程中所获得的一些信息反馈给学****环节,以指导进一步的学****2]机器学****是人工智能研究较为年轻的分支,它的发展过程大体上分为四个时期。第一阶段是20世纪50年代中叶到60年代中叶,属于热烈时期。在这个时期,所研究的是“没有知识”的学****即“无知”学****其研究目标是各类自组织系统和自适应系统,其主要研究方法是不断修改系统的控制参数和改进系统的执行能力,不涉及与具体任务有关的知识。本阶段的代表性工作是:塞缪尔(Samuel)的下棋程序。但这种学****的结果远不能满足人们对机器学****系统的期望。第二阶段是在60年代中叶到70年代中叶,被称为机器学****的冷静时期。本阶段的研究目标是模拟人类的概念学****过程,并采用逻辑结构或图结构作为机器内部描述。本阶段的代表性工作有温斯顿(Winston)的结构学****系统和海斯罗思(Hayes-Roth)等的基本逻辑的归纳学****系统。-1-第三阶段从20世纪70年代中叶到80年代中叶,称为复兴时期。在此期间,人们从学****单个概念扩展到学****多个概念,探索不同的学****策略和方法,且在本阶段已开始把学****系统与各种应用结合起来,并取得很大的成功,促进机器学****的发展。1980年,在美国的卡内基—梅隆(CMU)召开了第一届机器学****国际研讨会,标志着机器学****研究已在全世界兴起。当前机器学****围绕三个主要研究方向进行::在预定的一些任务中,分析和开发学****系统,以便改善完成任务的水平,这是专家系统研究中提出的研究问题;:主要研究人类学****过程及其计算机的行为模拟,这是从心理学角度研究的问题;:从理论上探讨各种可能学****方法的空间和独立于应用领域之外的各种算法。这三个研究方向各有自己的研究目标,每一个方向的进展都会促进另一个方向的研究。这三个方面的研究都将促进各方面问题和学****基本概念的交叉结合,推动了整个机器学****的研究。机器学****的研究目标大致有三个方向,一个方向是基础性训究,发展各种适合机器特点的学****理沦,探讨所有可能的学****方法,比较人类学****与机器学****的异同与联系;一个方向是以模拟人类的学****过程出发,试图建立学****的认识生理学模型,这个方向与认知科学的发展密切相关;一个方向是应用研究,建立各种实用的学****系统或知识获取辅助工具,在人工智能科学的应用领域建立自动获取知识系统,积累经验,完善知识库与控制知识,进而能使机器的智能水平像人类一样。,即把新的知识存储起来,供需要时检索调用,而无须计算和推理。任何学****系统都必须记住它们获取的知识。在机械学****系统中,知识的获取以较为稳定和直接的方式进行,不需要系统进行过多的加工。而对于其他学****系统,需要对各种建议和训练例子等信息进行加工处理后,才能存储起来。当机械学****系统的执行部分解决好问题之后,系统就记住该问题及其解。可以把学****系统的执行部分抽象地看成某个函数,该函数在得到自变量输入值(X1,X2,„,Xn)之后,计算并输出函数值(Y1,Y2,„,Yp)。机械学****在存储器中简单地记忆存储对((X1,X2,„,Xn),(Y1,Y2