人工智慧基礎演算法
Ⅰ 人工智慧需要什麼基礎
門檻一、數學基礎
我們應該了解過,無論對於大數據還是對於人工智慧而言,其實核心就是數據,通過整理數據、分析數據來實現的,所以數學成為了人工智慧入門的必修課程!
數學技術知識可以分為三大學科來學習:
1、線性代數,非常重要,模型計算全靠它脊寬~一定要復習扎實,如果平常不用可能忘的比較斗數多;
2、高數+概率,這倆只要掌握基礎就行了,比如積分和求導、各種分布、參數估計等等。
提到概率與數理統計的重要性,因為cs229中幾乎所有演算法的推演都是從空野首參數估計及其在概率模型中的意義起手的,參數的更新規則具有概率上的可解釋性。對於演算法的設計和改進工作,概統是核心課程,沒有之一。當拿到現成的演算法時,僅需要概率基礎知識就能看懂,然後需要比較多的線代知識才能讓模型高效的跑起來。
3、統計學相關基礎
回歸分析(線性回歸、L1/L2正則、PCA/LDA降維)
聚類分析(K-Means)
分布(正態分布、t分布、密度函數)
指標(協方差、ROC曲線、AUC、變異系數、F1-Score)
顯著性檢驗(t檢驗、z檢驗、卡方檢驗)
A/B測試
門檻二、英語水平
我這里說的英語,不是說的是英語四六級,我們都知道計算機起源於國外,很多有價值的文獻都是來自國外,所以想要在人工智慧方向有所成就,還是要讀一些外文文獻的,所以要達到能夠讀懂外文文獻的英語水平。
門檻三、編程技術
首先作為一個普通程序員,C++ / Java / Python 這樣的語言技能棧應該是必不可少的,其中 Python 需要重點關注爬蟲、數值計算、數據可視化方面的應用。
Ⅱ 人工智慧演算法有哪些
人工智慧演算法有:決策樹、隨機森林演算法、邏輯回歸、SVM、樸素貝葉斯、K最近鄰演算法、K均值演算法、Adaboost演算法、神經網路、馬爾可夫。
Ⅲ 人工智慧需要什麼基礎
當下,人工智慧成了新時代的必修課,其重要性已無需贅述,但作為一個跨學科產物,它包含的內容浩如煙海,各種復雜的模型和演算法更是讓人望而生畏。對於大多數的新手來說,如何入手人工智慧其實都是一頭霧水,比如到底需要哪些數學基礎、是否要有工程經驗、對於深度學習框架應該關注什麼等等。
那麼,學習人工智慧該從哪裡開始呢?人工智慧的學習路徑又是怎樣的?
本文節選自王天一教授在極客時間 App 開設的「人工智慧基礎課」,已獲授權。更多相關文章,請下載極客時間 App,訂閱專欄獲取。
數學基礎知識蘊含著處理智能問題的基本思想與方法,也是理解復雜演算法的必備要素。今天的種種人工智慧技術歸根到底都建立在數學模型之上,要了解人工智慧,首先要掌握必備的數學基礎知識,具體來說包括:
線性代數:如何將研究對象形式化?
概率論:如何描述統計規律?
數理統計:如何以小見大?
最優化理論: 如何找到最優解?
資訊理論:如何定量度量不確定性?
形式邏輯:如何實現抽象推理?
線性代數:如何將研究對象形式化?
事實上,線性代數不僅僅是人工智慧的基礎,更是現代數學和以現代數學作為主要分析方法的眾多學科的基礎。從量子力學到圖像處理都離不開向量和矩陣的使用。而在向量和矩陣背後,線性代數的核心意義在於提供了⼀種看待世界的抽象視角:萬事萬物都可以被抽象成某些特徵的組合,並在由預置規則定義的框架之下以靜態和動態的方式加以觀察。
著重於抽象概念的解釋而非具體的數學公式來看,線性代數要點如下:線性代數的本質在於將具體事物抽象為數學對象,並描述其靜態和動態的特性;向量的實質是 n 維線性空間中的靜止點;線性變換描述了向量或者作為參考系的坐標系的變化,可以用矩陣表示;矩陣的特徵值和特徵向量描述了變化的速度與方向。
總之,線性代數之於人工智慧如同加法之於高等數學,是一個基礎的工具集。
概率論:如何描述統計規律?
除了線性代數之外,概率論也是人工智慧研究中必備的數學基礎。隨著連接主義學派的興起,概率統計已經取代了數理邏輯,成為人工智慧研究的主流工具。在數據爆炸式增長和計算力指數化增強的今天,概率論已經在機器學習中扮演了核心角色。
同線性代數一樣,概率論也代表了一種看待世界的方式,其關注的焦點是無處不在的可能性。頻率學派認為先驗分布是固定的,模型參數要靠最大似然估計計算;貝葉斯學派認為先驗分布是隨機的,模型參數要靠後驗概率最大化計算;正態分布是最重要的一種隨機變數的分布。
數理統計:如何以小見大?
在人工智慧的研究中,數理統計同樣不可或缺。基礎的統計理論有助於對機器學習的演算法和數據挖掘的結果做出解釋,只有做出合理的解讀,數據的價值才能夠體現。數理統計根據觀察或實驗得到的數據來研究隨機現象,並對研究對象的客觀規律做出合理的估計和判斷。
雖然數理統計以概率論為理論基礎,但兩者之間存在方法上的本質區別。概率論作用的前提是隨機變數的分布已知,根據已知的分布來分析隨機變數的特徵與規律;數理統計的研究對象則是未知分布的隨機變數,研究方法是對隨機變數進行獨立重復的觀察,根據得到的觀察結果對原始分布做出推斷。
用一句不嚴謹但直觀的話講:數理統計可以看成是逆向的概率論。 數理統計的任務是根據可觀察的樣本反過來推斷總體的性質;推斷的工具是統計量,統計量是樣本的函數,是個隨機變數;參數估計通過隨機抽取的樣本來估計總體分布的未知參數,包括點估計和區間估計;假設檢驗通過隨機抽取的樣本來接受或拒絕關於總體的某個判斷,常用於估計機器學習模型的泛化錯誤率。
最優化理論: 如何找到最優解?
本質上講,人工智慧的目標就是最優化:在復雜環境與多體交互中做出最優決策。幾乎所有的人工智慧問題最後都會歸結為一個優化問題的求解,因而最優化理論同樣是人工智慧必備的基礎知識。最優化理論研究的問題是判定給定目標函數的最大值(最小值)是否存在,並找到令目標函數取到最大值 (最小值) 的數值。 如果把給定的目標函數看成一座山脈,最優化的過程就是判斷頂峰的位置並找到到達頂峰路徑的過程。
通常情況下,最優化問題是在無約束情況下求解給定目標函數的最小值;在線性搜索中,確定尋找最小值時的搜索方向需要使用目標函數的一階導數和二階導數;置信域演算法的思想是先確定搜索步長,再確定搜索方向;以人工神經網路為代表的啟發式演算法是另外一類重要的優化方法。
資訊理論:如何定量度量不確定性?
近年來的科學研究不斷證實,不確定性就是客觀世界的本質屬性。換句話說,上帝還真就擲骰子。不確定性的世界只能使用概率模型來描述,這促成了資訊理論的誕生。
資訊理論使用「信息熵」的概念,對單個信源的信息量和通信中傳遞信息的數量與效率等問題做出了解釋,並在世界的不確定性和信息的可測量性之間搭建起一座橋梁。
總之,資訊理論處理的是客觀世界中的不確定性;條件熵和信息增益是分類問題中的重要參數;KL 散度用於描述兩個不同概率分布之間的差異;最大熵原理是分類問題匯總的常用准則。
形式邏輯:如何實現抽象推理?
1956 年召開的達特茅斯會議宣告了人工智慧的誕生。在人工智慧的襁褓期,各位奠基者們,包括約翰·麥卡錫、赫伯特·西蒙、馬文·閔斯基等未來的圖靈獎得主,他們的願景是讓「具備抽象思考能力的程序解釋合成的物質如何能夠擁有人類的心智。」通俗地說,理想的人工智慧應該具有抽象意義上的學習、推理與歸納能力,其通用性將遠遠強於解決國際象棋或是圍棋等具體問題的演算法。
如果將認知過程定義為對符號的邏輯運算,人工智慧的基礎就是形式邏輯;謂詞邏輯是知識表示的主要方法;基於謂詞邏輯系統可以實現具有自動推理能力的人工智慧;不完備性定理向「認知的本質是計算」這一人工智慧的基本理念提出挑戰。
《人工智慧基礎課》全年目錄
本專欄將圍繞機器學習與神經網路等核心概念展開,並結合當下火熱的深度學習技術,勾勒出人工智慧發展的基本輪廓與主要路徑。點擊我獲取學習資源
充分了解數據及其特性,有助於我們更有效地選擇機器學習演算法。採用以上步驟在一定程度上可以縮小演算法的選擇范圍,使我們少走些彎路,但在具體選擇哪種演算法方面,一般並不存在最好的演算法或者可以給出最好結果的演算法,在實際做項目的過程中,這個過程往往需要多次嘗試,有時還要嘗試不同演算法。不過先用一種簡單熟悉的方法,然後,在這個基礎上不斷優化,時常能收獲意想不到的效果。
Ⅳ 人工智慧需要什麼基礎
1.基礎數學知識:線性代數、概率論、統計學、圖論
2.基礎計算機知識:操作系統、linux、網路、編譯原理、數據結構、資料庫
3.編程語言基礎:C/C++、Python、Java
4.人工智慧基礎知識:ID3、C4.5、邏輯回歸、SVM、分類器、等演算法的特性、性質、和其他演算法對比的區別等內容。
5.工具基礎知識:opencv、matlab、caffe等
要進入人工智慧行業,首先要有一定的數學功底,因為人工智慧不同於app開發,網頁開發、游戲開發等傳統的互聯網職位,先看看51cto學院人工智慧的課程,會有不少幫助。人工智慧是從數學中的「逼近理論」逐步演化而來的,當今人工智慧所使用的方法,最開始的時候大部分是數學家為了逼近某些比較難表示的非線性函數而使用的。後來隨著計算機性能的提高,計算機工作者,統計學家,開始嘗試用這套「逼近理論」解決一些分類問題。逐步發展成為現在的人工智慧局面。現在屬於人工智慧行業發展初期,各種可用的api函數都比較少,所以自己編寫演算法是必須要會的。
「人工智慧」一詞最初是在1956 年Dartmouth學會上提出的。從那以後,研究者們發展了眾多理論和原理,人工智慧的概念也隨之擴展。人工智慧(Artificial Intelligence),英文縮寫為AI。它是研究、開發用於模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。人工智慧是計算機科學的一個分支,它企圖了解智能的實質,並生產出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應的智能機器,該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統等。人工智慧從誕生以來,理論和技術日益成熟,應用領域也不斷擴大,可以設想,未來人工智慧帶來的科技產品,將會是人類智慧的「容器」。
人工智慧是對人的意識、思維的信息過程的模擬。人工智慧不是人的智能,但能像人那樣思考、也可能超過人的智能。
Ⅳ 人工智慧演算法是建立在什麼基礎
人工智慧演算法是建立在數學、計算機科學和統計態型學等基礎上的。帆瞎猜具體來說,人工智慧演算法主要依賴於以下幾個方面的基礎:
數學基礎:包括線性代數、微積分、概率論、統計學、最優化理論等數學知識。
計算機科學基礎:包括數據結構、演算法設計與分析、計算機體系結構、操神啟作系統、編程語言等計算機科學相關知識。
統計學基礎:包括假設檢驗、方差分析、回歸分析、因子分析、聚類分析等統計學相關知識。
機器學習基礎:包括監督學習、無監督學習、半監督學習和強化學習等機器學習相關知識。
深度學習基礎:包括神經網路、卷積神經網路、循環神經網路等深度學習相關知識。
這些基礎知識有助於人工智慧演算法的理論研究和實際應用。通過這些基礎知識的學習和掌握,可以更好地理解和應用不同的人工智慧演算法,並為人工智慧的發展提供支持。
Ⅵ 人工智慧需要什麼基礎
數學是人工智慧必備的基礎知識。線性代數將研究對象形式化,概率論描述統計規律。而且在各種演算法以及程序語言都需要基於數學的計算方法。對於數學基礎,需要掌握到高等數學、線性代數、概率論數理統計和隨機過程、離散數學、數值分析等等。一般情況下本科理科專業的數學知識已經基本符合人工智慧的相關要求。
人工智慧需要大量的知識儲備,基礎如下:
基礎課程:先學完基礎課程在切入人工智慧領域。
比如數學方面的:機器學習、深度學習、神經元演算法、傅里葉變換、小波演算法、時間序列、初級的高等代數和概率論等;計算機語言方面:標準的c語言;硬體:了解編譯原理、操作系統,因為現在深度學習大量應用到了並行處理,對硬體不熟悉,就不能在有限的資源下實現更好的演算法。
人工智慧技術中演算法是核心。人工神經網路,支持向量機,遺傳演算法等等演算法;當然還有各個領域需要的演算法,比如要讓機器人自己在位置環境導航和建圖就需要研究SLAM;總之演算法很多需要時間的積累。
人工智慧技術實現主要使用Python編程語言。通過編程語言將各種演算法應用到計算機程序中,從而實現較終機器可執行的人工智慧的程序。當然如果涉及到硬體開發的話,較好還要掌握一些C語言之類的編程語言。
前景很好,中國正在產業升級,工業機器人和人工智慧方面都會是強烈的熱點,而且正好是在3~5年以後的時間。難度,肯定高,要求你有創新的思維能力,高數中的微積分、數列等等必須得非常好,軟體編程(基礎的應用較廣泛的語言:C/C++)必須得很好。
微電子(數字電路、低頻高頻模擬電路、較主要的是嵌入式的編程能力)得學得很好,還要有一定的機械設計能力(空間思維能力很重要)。這樣的話,你就是人才,你就是中國未來5年以後急需的人工智慧領域的人才。一門深入地鑽研下去,你就是這個領域的甚至大師。
Ⅶ 人工智慧需要什麼基礎
需要數學基礎:高等數學,線性代數,概率論數理統計和隨機過程,離散數學,數值分析。數學基礎知識蘊含著處理智能問題的基本思想與方法,也是理解復雜演算法的必備要素。今天的種種人工智慧技術歸根到底都建立在數學模型之上,要了解人工智慧,首先要掌握必備的數學基礎知識。線性代數將研究對象形式化,概率論描述統計規律。需要演算法的積累:人工神經網路,支持向量機,遺傳演算法等等演算法;當然還有各個領域需要的演算法,比如要讓機器人自己在位置環境導航和建圖就需要研究SLAM;總之演算法很多需要時間的積累。需要掌握至少一門編程語言,比如C語言,MATLAB之類。畢竟演算法的實現還是要編程的;如果深入到硬體的話,一些電類基礎課必不可少。
Ⅷ 人工智慧需要什麼基礎
人工智慧(AI)基礎:
1、核心三要素——算力、演算法、數據(三大基石):
演算法、算力、數據作為人工智慧(AI)核心三要素,相互影響,相互支撐,在不同行業中形成了不一樣的產業形態。隨著演算法的創新、算力的增強、數據資源的累積,傳統基礎設施將藉此東風實現智能化升級,並有望推動經濟發展全要素的智能化革新。讓人類社會從信息化進入智能化。
2、技術基礎:
(1)文藝復興後的人工神經網路。
人工神經網路是一種仿造神經元運作的函數演算,能接受外界資訊輸入的刺激,且根據不同刺激影響的權重轉換成輸出的反應,或用以改變內部函數的權重結構,以適應不同環境的數學模型。
(2)靠巨量數據運作的機器學習。
科學家發現,要讓機器有智慧,並不一定要真正賦予它思辯能力,可以大量閱讀、儲存資料並具有分辨的能力,就足以幫助人類工作。
(3)人工智慧的重要應用:自然語言處理。
自然語言處理的研究,是要讓機器「理解」人類的語言,是人工智慧領域里的其中一項重要分支。
自然語言處理可先簡單理解分為進、出計算機等兩種:
其一是從人類到電腦──讓電腦把人類的語言轉換成程式可以處理的型式;
其二是從電腦回饋到人──把電腦所演算的成果轉換成人類可以理解的語言表達出來。