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1、
《機(jī)器學(xué)習(xí) 》課程教學(xué)大綱
課程中文名稱：機(jī)器學(xué)習(xí)
課程英文名稱： Machine Learning
適用專業(yè)： 計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，管理科學(xué)與工程
總學(xué)時(shí)： 36
（講課：
28 ，實(shí)驗(yàn)： 8
）
學(xué)分： 2
大綱撰寫人：
大綱審核人：
編寫日期：
一、 課程性質(zhì)及教學(xué)目的：
本課程是面向計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院研究生開(kāi)設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。 其教學(xué)重點(diǎn)是使學(xué)生掌
握常見(jiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)算法， 包括算法的主要思想和基本步驟， 并通過(guò)編程練習(xí)和典型應(yīng)用實(shí)例加
深了解
2、；同時(shí)對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)的一般理論，如假設(shè)空間、采樣理論、計(jì)算學(xué)習(xí)理論，以及無(wú)監(jiān)督
學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)有所了解。
二、對(duì)選課學(xué)生的要求：
要求選課學(xué)生事先受過(guò)基本編程訓(xùn)練，熟悉 C/C++ 或 Matlab 編程語(yǔ)言，具有多元微積
分、高等代數(shù)和概率統(tǒng)計(jì)方面基本知識(shí)。
三、課程教學(xué)內(nèi)容和要求 （ 200 字左右的概述， 然后給出各 “章”“節(jié)” 目錄及內(nèi)容簡(jiǎn)介 ）
1. 決策論與信息論基礎(chǔ)：
a) 損失函數(shù)、錯(cuò)分率的最小化、期望損失的最小化等
b) 相對(duì)熵、互信息
2. 概率分布：
a) 高斯分布、混合高斯分布、 Dirich
3、let 分布、 beta 分布等
b) 指數(shù)分布族：最大似然估計(jì)、充分統(tǒng)計(jì)量、共軛先驗(yàn)、無(wú)信息先驗(yàn)等
c) 非參數(shù)方法：核密度估計(jì)、近鄰法
3. 回歸的線性模型：
a) 線性基函數(shù)模型
b) 貝葉斯線性回歸
c) 貝葉斯模型比較
4. 分類的線性模型：
a) 判別函數(shù)：二分類和多分類的 Fisher 線性判別
b) 概率生成模型：連續(xù)輸入、離散特征
5. 核方法：
a) 對(duì)偶表示
b) 構(gòu)造核函數(shù)
c) 徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)： Nadaraya-Watson 模型
d) 高斯過(guò)程：高斯過(guò)程模
4、型用于回歸和分類、 Laplace 逼近、與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系
6. 支持向量機(jī)：
a) 最大邊緣分類器：歷史回顧
b) 用于多分類和回歸的支持向量機(jī)：幾何背景、各種變種
c) 統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論簡(jiǎn)介： Vapnik 等人的工作
7. 圖模型：
a) 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)
b) Markov 隨機(jī)場(chǎng)：條件獨(dú)立、因子分解
c) 圖模型中的推斷
8. 混合模型和期望最大化（ Expectation Maximization ， EM）算法（ 3 學(xué)時(shí)）：
a) 高斯混合模型的參數(shù)估計(jì)：最大似然估計(jì)、 EM 算法
b) EM 一般算法及其應(yīng)用：
5、貝葉斯線性回歸
9. 隱 Markov 模型和條件隨機(jī)場(chǎng)模型（ 3 學(xué)時(shí)）：
a) 隱 Markov 模型：向前 -向后算法、 Viterbi 算法、 Baum-Welch 算法等
b) 條件隨機(jī)場(chǎng)及其應(yīng)用
四、 課程教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)時(shí)安排和基本要求
1. 決策論與信息論基礎(chǔ)（ 2 學(xué)時(shí)）：了解并掌握統(tǒng)計(jì)決策理論和信息論的基礎(chǔ)知識(shí)。
2. 概率分布（ 3 學(xué)時(shí)）：熟悉常見(jiàn)的分布，熟練掌握最大似然估計(jì)方法，學(xué)會(huì)利用無(wú)信息先驗(yàn)和共軛先驗(yàn)簡(jiǎn)化計(jì)算，了解一些常用的非參數(shù)方法。
3. 回歸的線性模型（ 3 學(xué)時(shí)）：掌握線性回歸的一般方法，學(xué)會(huì)使用
6、 R 中有關(guān)回歸的程序
包，并能將之用于解決實(shí)際問(wèn)題。
4. 分類的線性模型（ 3 學(xué)時(shí)）：對(duì)分類問(wèn)題有一個(gè)全面的了解，掌握一些常用的分類方法。
5. 核方法（ 3 學(xué)時(shí)）：了解核方法的最新進(jìn)展，熟練掌握核函數(shù)參數(shù)估計(jì)的常用方法。
6. 支持向量機(jī) （ 4 學(xué)時(shí)）：掌握支持向量機(jī)的基本原理， 面對(duì)各自研究領(lǐng)域中的具體問(wèn)題學(xué)
會(huì)使用支持向量機(jī)，粗略了解統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論。
7. 圖模型（ 4 學(xué)時(shí)）：從建模到算法實(shí)現(xiàn)。
8. 混合模型和期望最大化（ Expectation Maximization ， EM ）算法（ 3 學(xué)時(shí)）：掌握 EM 算
7、
法的基本理論，學(xué)會(huì)使用 EM 算法。
9. 隱 Markov 模型和條件隨機(jī)場(chǎng)模型（ 3 學(xué)時(shí)）：掌握隱 Markov 模型的幾個(gè)經(jīng)典算法，學(xué)會(huì)利用隱 Markov 模型和條件隨機(jī)場(chǎng)模型解決具體問(wèn)題，如自然語(yǔ)言處理中的詞性標(biāo)注
等。
五、教材及參考文獻(xiàn)：
1. Bishop, C. M. (2006) Pattern Recognition and Machine Learning, Spring Science + Business Media, LLC
2. Mitchell, T. M. (1997) Machine Learning, The McGraw-Hill Companies, Inc.
六、必要的說(shuō)明
《機(jī)器學(xué)習(xí)》課程教學(xué)大綱
