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1、人工智能中的机器学习第 1 页 共 9 页学号 14082101445 罗诗雨 序号（40） 信息学院 08 自动化班学 号 14082101445 成绩： 评语：信息学院人工智能及其应用课程设计题目： 人工智能中机器学习与应用作 者 罗诗雨 班 级 自动08-1BF 班系 别 信息学院 专 业 自动化完成时间 2011-6-12 人工智能中的机器学习第 2 页 共 9 页学号 14082101445 罗诗雨 序号（40） 信息学院 08 自动化班目录目录摘要：.2关键字.2引言：.21. 机器学习系统的定义【1】.32机器学习的发展以及意义【2】.33机器学习系统的基本模型【3】 【5】.4
2、4机器学习的分类与应用【4】.5（1）机械式学习.5（2）指导式学习.5（3）归纳学习。.5（4）类比学习.6（5）基于解释学习.65结论.86参考文献.8人工智能中的机器学习第 3 页 共 9 页学号 14082101445 罗诗雨 序号（40） 信息学院 08 自动化班人工智能中机器学人工智能中机器学习习与与应应用用摘要：摘要：人工智能（Artificial Intelligence） ，是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门技术科学。人工智能的发展，对现代社会的进步 有着重要意义，本文重点研究的是人工智能中机器学习（machine learning）这
3、一部分，机 器学习是人工智能中一个重要的研究领域，一直受到人工智能以及认知心理学家的的普遍 关注，促进机器学习的研究，对于人工智能的发展有着不可估量的作用。关键字关键字：人工智能、机器学习、计算机、信息化、未来引言：引言：科学技术日新月异，信息化时代已经来临。而信息化的进一步发展，必须有智能技术的进一步支持。自 1956 年 Dartmouth 学会正式提出“人工智能”一词以来，人工智 能领域吸引了无数研究人员为之奉献才智。机器学习(Machine Learning)是研究计算机怎样 模拟或实现人类的学习行为，以获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构使之不断 改善自身的性能。它是人工智能的
4、核心，是使计算机具有智能的根本途径，其应用遍及人 工智能的各个领域。1. 机器学习系统的定义机器学习系统的定义【1】学习是人类具有的一种重要智能行为，但究竟什么是学习，长期以来却众说纷纭。社会学家、逻辑学家和心理学家都各有其不同的看法。至今，还没有统一的“机器学习”定义，而且也很难给出一个公认的和准确的定义。比如，Langley（1996) 定义的机器学习是“机器学习是一门人工智能的科学，该领域的主要研究对象是人工智能，特别是如何在经验学习中改善具体算法的性能”。 （Machine learning is a science of the artificial. The fields main
5、 objects of study are artifacts, specifically algorithms that improve their performance with experience.）Mitchell（1997 ）在其著作Machine Learning中定义机器学习是提到， “机器学习是对能通过经验自动改进的计算机算法的研究”。 （Machine Learning is the study of computer algorithms that improve automatically through experience.）Alpaydin（2004）同时提出自
6、己对机器学习的定义， “机器学习是用数据或以往的经验，以此优化计算机程序的性能标准。 ”（Machine learning is programming computers to optimize a performance criterion using example data or past experience.） 人工智能中的机器学习第 4 页 共 9 页学号 14082101445 罗诗雨 序号（40） 信息学院 08 自动化班尽管如此，为了便于进行讨论和估计学科的进展，有必要对机器学习给出定义，即使这种定义是不完全的和不充分的。顾名思义，机器学习是研究如何使用机器来模拟人类学习活
7、动的一门学科。稍为严格的提法是：机器学习是一门研究机器获取新知识和新技能，并识别现有知识的学问。这里所说的“机器”，指的就是计算机2机器学习的发展以及意义机器学习的发展以及意义【2】机器学习是人工智能研究较为年轻的分支，它的发展过程大体上可分为 4 个时期第一阶段是在 50 年代中叶到 60 年代中叶，属于热烈时期。第二阶段是在 60 年代中叶至 70 年代中叶，被称为机器学习的冷静时期。第三阶段是从 70 年代中叶至 80 年代中叶，称为复兴时期。 机器学习的最新阶段始于 1986 年。机器学习进入新阶段的重要表现在下列诸方面： (1) 机器学习已成为新的边缘学科并在高校形成一门课程。它综合
8、应用心理学、生物学和神经生理学以及数学、自动化和计算机科学形成机器学习理论基础。 (2) 结合各种学习方法，取长补短的多种形式的集成学习系统研究正在兴起。特别是连接学习符号学习的耦合可以更好地解决连续性信号处理中知识与技能的获取与求精问题而受到重视。 (3) 机器学习与人工智能各种基础问题的统一性观点正在形成。例如学习与问题求解结合进行、知识表达便于学习的观点产生了通用智能系统 SOAR 的组块学习。类比学习与问题求解结合的基于案例方法已成为经验学习的重要方向。 (4) 各种学习方法的应用范围不断扩大，一部分已形成商品。归纳学习的知识获取工具已在诊断分类型专家系统中广泛使用。连接学习在声图文识
9、别中占优势。分析学习已用于设计综合型专家系统。遗传算法与强化学习在工程控制中有较好的应用前景。与符号系统耦合的神经网络连接学习将在企业的智能管理与智能机器人运动规划中发挥作用。 (5) 与机器学习有关的学术活动空前活跃。国际上除每年一次的机器学习研讨会外，还有计算机学习理论会议以及遗传算法会议。机器学习的意义也是相当重要的：首先，机器学习速度惊人；其次，机器学习可以把学习不断地延续下去，避免大量的重复学习，使知识积累达到新的高度；再次，机器学习有利于知识的传播。3机器学习系统的基本模型机器学习系统的基本模型【3】【】【5】一个学习系统一般应该有环境，学习，知识库，执行与评价等四个基本部分组成。
10、 各个部分之间的关系如下图所示，其中箭头表示信息的流向。人工智能中的机器学习第 5 页 共 9 页学号 14082101445 罗诗雨 序号（40） 信息学院 08 自动化班图 1（1）：“环境”可以是外部信息的来源。它将为系统的学习机构提供有关信息。系统通过 环境的搜索取得外部信息，然后经分析，综合，类比，归纳等思维过程获得知识，并将这 些知识存入知识库中。环境可以是系统的工作对象，也可以包括工作对象和外界条件。例 如在在控制系统中，环境就是受控的设备或生产流程。就环境提供给系统的信息来说，信 息的水平和质量对学习系统有很大影响。信息的水平是指信息的一般性程度，也就是适用 范围的广泛性。学习环节的任务就是解决水平差距问题。 （2）：“知识库” 知识库的形式就是知识表实的形式。常用的知识表实方法有：特征向 量、谓词演算、产生式规则、过程、LISP 函数、数字多项式、语义网络和框架。选择知识 表实方法要考虑下列准则：可表达性、推理难度、可修改性和可扩充性。学习系统实质上 是对旧知识库的扩充和完善。（3）：“学习环节与执行环节”的目的就是改善执行环节的行为。执行环节的复杂性、反 馈和透明度都对学习环节有影响。复杂的任务需要更多的知识。二分分类是最简单的任务， 只需一条规则。某个玩朴克的程序有约 20 条规则。学习系统都要用某种方法去评价学习环 节推荐的假设。一种
