機器學(xué)習習題解答

1、第八章機器學(xué)習8.2 答：（1） 學(xué)習是一項復(fù)雜的智能活動，學(xué)習過程與推理過程是緊密相連的學(xué)習中所用的推理越多，系 統(tǒng)的能力越強（2） 機器學(xué)習是一門研究機器獲取新知識和新技能，并識別現(xiàn)有知識的學(xué)問機器”一-算機（電子,以后還可能是中子計算機、光子計算機或神經(jīng)計算機等）8.3答：機器學(xué)習系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及基本功能當監(jiān)督環(huán)節(jié)為示教人時，為示教式學(xué)習系統(tǒng)；當監(jiān)督環(huán)節(jié)為監(jiān)督器時，為自學(xué)式學(xué)習系統(tǒng)。 知識庫 存儲（記憶）、積累知識長期記憶（LTM ） 先驗知識背景 如事物的基本概念和定義、定律和公理，博弈的基本規(guī)則等中期記憶（MTM ）環(huán)境事物的各種具體知識短期記憶（STM ） 環(huán)境變化的信息和數(shù)據(jù)事實庫或

2、“黑板 學(xué)習元學(xué)習系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)米集環(huán)境信息息接受監(jiān)督指導(dǎo)進行學(xué)習推理修改知識庫執(zhí)行元 識別、選例環(huán)節(jié)或直接采集監(jiān)督環(huán)節(jié)的示教、指導(dǎo)信息或評價準則 獲得有關(guān)問題的解答和結(jié)論將推理結(jié)果輸入知識庫，對知識增刪改 論證、決策、判定模式分類器、專家咨詢解釋系統(tǒng)、智能控制機構(gòu)、機械手/人等 如執(zhí)行元行動結(jié)果直接引起環(huán)境的變化“在線”學(xué)習系統(tǒng) 機器人規(guī)劃、生產(chǎn)過程控制、機器博弈等監(jiān)督環(huán)節(jié)人：示教者；監(jiān)督器：評價準則或檢驗標準工作執(zhí)行效果評價一一 接受來自執(zhí)行元環(huán)節(jié)的反饋信息，對系統(tǒng)的工作執(zhí)行效果進行評價和檢驗制定評價標準一一 接受來自環(huán)境變化的信息，制定和修訂評價標準和檢驗標準監(jiān)督學(xué)習環(huán)節(jié)一一根據(jù)評價和檢

3、驗的結(jié)果，對學(xué)習環(huán)節(jié)進行示教、訓(xùn)練或指導(dǎo)控制選例環(huán)節(jié)一一根據(jù)環(huán)境變化信息及工作執(zhí)行效果的反饋，控制選例環(huán)節(jié)，選取其它事例或樣本 選例環(huán)節(jié)作用是從環(huán)境中選取有典型意義的事例或樣本，作為系統(tǒng)的訓(xùn)練集或?qū)W習對象。如挑選典型病歷，以 便提高學(xué)習效率，加速學(xué)習過程。選例環(huán)節(jié)可以由人或機器來實現(xiàn)環(huán)境系統(tǒng)獲取知識和信息的來源，執(zhí)行的對象和人物等。如，醫(yī)療專家系統(tǒng)的病員、病歷檔案、醫(yī)生、診 斷書等；模式識別系統(tǒng)的文字、圖象、物景；博弈系統(tǒng)的對手、棋局；智能控制系統(tǒng)的被控對象和生產(chǎn)過程等8.4 答：（1）.機械學(xué)習模型器機械學(xué)習一一一種最簡單的機器學(xué)習方法帶 機械學(xué)習是最基本的學(xué)習過程，任何學(xué)習系統(tǒng)都必須記住它

4、們獲取的知識部 機械學(xué)習系統(tǒng)：知識的獲取是以較為穩(wěn)定和直接的方式進行的，不需要系統(tǒng)進行過多的加工器 機械學(xué)習就是記憶，即把新的知識存儲起來，供需要時檢索調(diào)用，而不需要計算和推理器歸納過程可以簡化成推導(dǎo)過程直接使用求根公式計算一個一元二次方程的根自學(xué)（2）.機械學(xué)習的主要問題 存儲組織信息 環(huán)境的穩(wěn)定性與存儲信息的適用性問題。密切監(jiān)視外界環(huán)境的變化，不斷地更換所保存的信息；核對。 存儲與計算之間的權(quán)衡。預(yù)估算； 選擇忘卻”技術(shù)8.5 答:（1）示例學(xué)習：病態(tài)細胞的分類識別例如圖,囹6.3痛佃胞（Pi）和正魯?shù)璋∟i）笛鬧孑?正例一一三個病細胞（P1, P2, P3）,?反例一一二個正常細胞（N

5、1, N2）;?每個細胞由二個細胞體組成*細胞體表示為三元組：（核數(shù)、尾數(shù)、染色狀），* P1 : （2, 2,深）（1, 1,淺）。?學(xué)習任務(wù)一一從例子集中歸納出有病狀X的細胞A.概念描述的搜索和獲取概念描述?假設(shè)不必給每個特性（屬性）都指明應(yīng)取值：*沒有給出值的特性（以？指示）一一對于該概念的描述無關(guān)緊要；*病細胞假設(shè)（a ）： （2, ?, ?） （?, 1,深），一個細胞體有二個胞核；另一個有一個尾巴，且染色是深的。 ?病細胞假設(shè)空間的半序圖（圖 6.5）?假設(shè)之間的關(guān)系弧指示泛化 /特化關(guān)系，?假設(shè)空間上的一個泛化/特化關(guān)系（圖6.4）,*假設(shè)（b）不考慮細胞體是否有尾巴，比假設(shè)（a

6、）復(fù)蓋更多的例子；*假設(shè)（b）比假設(shè)（a）泛化；*假設(shè)（a）比假設(shè)（b）特化。?底層假設(shè)一一最特化（具體）的概念描述：*所有特性都給定特別值，對應(yīng)于例子空間中的一個例子。?頂層假設(shè)一一最泛化的概念描述：*不指定任何具體的特性值，* 表示為（? ? ?）, （? ? ?）。?假設(shè)空間中的搜索方式?特化搜索一一從最泛化的假設(shè)（概念描述）出發(fā)，每次取用一個新的例子，就產(chǎn)生一些特化的描述，直 到將初始最泛化的假設(shè)特化為解描述。?泛化搜索一一從最特化的假設(shè)（相應(yīng)于例子空間中的一個例子）開始，每次取用一個新的例子時，就產(chǎn) 生一些泛化的描述，直到產(chǎn)生出足夠泛化的解描述。?大多數(shù)示例學(xué)習方法都采用這二種方法或這二個方法的結(jié)合。B.逐步泛化的學(xué)習策略?采用寬度優(yōu)先、自底向上的搜索方式：?將第一個正例（P1）作為初始假設(shè)（H1）極端特化的假設(shè)；?正例（P2）用于指導(dǎo)系統(tǒng)生成泛化的假設(shè)（H2和H3）:*多個泛化的假設(shè)一一不同的映射會導(dǎo)致不同的假設(shè)，-假設(shè)H1中包含了二個對象（細胞體）；*采用保守原則一一最低限度的泛化 ,:-新的假設(shè)剛好覆蓋現(xiàn)有的假設(shè) /例子。?反例（N1）用來剪裁過于泛化的假設(shè)：H3是過于泛化的假設(shè)，因為其蘊涵了反例N1?；静呗?/p>