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Python中的机器学习与神经网络实验

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简介:
本课程带领学生探索Python编程语言在机器学习和神经网络领域的应用,通过一系列实践实验加深理解。 在机器学习和认知科学领域,人工神经网络(artificial neural network, ANN)简称神经网络(neural network, NN)或类神经网络,是一种模仿生物神经网络结构与功能的数学模型或计算模型,主要用于函数估计或近似。这种系统由大量的联结在一起的人工神经元构成,并且大多数情况下能够根据外界信息自适应地改变内部结构。 现代人工神经网络可以看作一种非线性统计数据建模工具。每个单独的组件被称为“神经元”。一个典型的神经元模型包括输入变量(例如,x1、x2和x3),中间部分代表处理单元即实际的“神经元”,而输出则是函数hw,b(x)的结果。 整个过程可以概括为:输入 -> 处理 -> 输出。多个这样的神经元组合在一起就形成了人工神经网络。比如一个四层结构的人工神经网络,其中layer1是输入层、layer4是输出层,中间的layer2和layer3则被称作隐藏层。简单来说,典型的神经网络由三部分组成:输入层(接收外部数据)、若干个隐藏层(进行内部处理)以及最终的输出层(提供结果)。

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客服
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  • Python
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    本课程带领学生探索Python编程语言在机器学习和神经网络领域的应用,通过一系列实践实验加深理解。 在机器学习和认知科学领域,人工神经网络(artificial neural network, ANN)简称神经网络(neural network, NN)或类神经网络,是一种模仿生物神经网络结构与功能的数学模型或计算模型,主要用于函数估计或近似。这种系统由大量的联结在一起的人工神经元构成,并且大多数情况下能够根据外界信息自适应地改变内部结构。 现代人工神经网络可以看作一种非线性统计数据建模工具。每个单独的组件被称为“神经元”。一个典型的神经元模型包括输入变量(例如,x1、x2和x3),中间部分代表处理单元即实际的“神经元”,而输出则是函数hw,b(x)的结果。 整个过程可以概括为:输入 -> 处理 -> 输出。多个这样的神经元组合在一起就形成了人工神经网络。比如一个四层结构的人工神经网络,其中layer1是输入层、layer4是输出层,中间的layer2和layer3则被称作隐藏层。简单来说,典型的神经网络由三部分组成:输入层(接收外部数据)、若干个隐藏层(进行内部处理)以及最终的输出层(提供结果)。
  • 、深度深度.docx
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    本文档探讨了机器学习的基础概念,并深入解析了深度学习及其核心组件——神经网络和深度神经网络的工作原理和发展现状。 1.1 机器学习算法 随着多年的发展,机器学习领域已经涌现出了多种多样的算法。例如支持向量机(SVM)、K近邻(KNN)、K均值聚类(K-Means)、随机森林、逻辑回归和神经网络等。 从这些例子可以看出,尽管神经网络在当前的机器学习中占据了一席之地,但它仅仅是众多算法之一。除了它之外,还有许多其他重要的技术被广泛使用。 1.2 机器学习分类 根据学习方式的不同,可以将机器学习分为有监督、无监督、半监督和强化学习四大类: - **有监督学习**:这种类型的学习涉及带有标签的数据集,在这些数据集中每个样本都包含特征X以及相应的输出Y。通过这种方式,算法能够从标记好的示例中进行训练,并逐步提高预测准确性。 - **无监督学习**:在这种情况下,提供给模型的是未标注的输入变量集合(即只有X),没有明确的目标或结果标签供参考。目标是让机器找出数据中的内在结构、模式或者群组等信息。 - **半监督学习**:该方法结合了有监督和无监督的特点,在训练过程中既利用带有标签的数据,也使用大量未标记的信息来改进模型性能。 - **强化学习**:这是一种通过试错机制进行的学习方式。在这种框架下,智能体(agent)执行操作并根据环境反馈获得奖励或惩罚作为指导信号,从而学会如何采取行动以最大化长期累积回报。 半监督方法的一个优点是它只需要少量的标注数据就能实现有效的训练,并且避免了完全依赖于无标签信息可能带来的不确定性问题。
  • 深度1
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    本课程为学生提供实践平台,探索深度学习和神经网络的核心概念和技术。通过一系列实验项目,学员将掌握模型构建、训练及优化技巧。 请使用线性回归模型拟合以下两组数据(也可以选择逻辑回归或感知器算法)。第一组数据为:[1, 1], [2, 3], [2, 1], [1, 0], [5, 2], [4, 0], [3, 1], [4, 3], [7, 3]。第二组数据为:[0.067732, 3.176513],[0.427810, 3.816464],[0.995731, 4.550095],[0.738336, 4.256571],[0.981083, 4.560815],[0.526171, 3.929515],[0.378887, 3.526170],[0.033859, 3.156393],[0.132791, 3.110301],[0.138306, 3.149813],[0.247809, 3.476346],[0.648270, 4.119688],[0.731209, 4.282233],[0.236833, 3.486582],[0.969788, 4.655492],[0.607492, 3.965162],[0.358622, 3.514900],[0.147846, 3.125947]。
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    本课程为《深度学习与神经网络》系列实验第四部分,侧重于实践操作和项目应用,旨在通过编程实现神经网络模型来解决实际问题,帮助学生深入理解深度学习核心概念和技术。 利用numpy 和tensorflow 、pytorch 搭建全连接神经网络。使用numpy 实现此练习需要自己手动求导,而tensorflow 和pytorch 具有自动求导机制。 数据集: MNIST数据集包括60000张训练图片和10000张测试图片。这些样本的数量足够用来训练一个非常复杂的模型(例如深层的CNN神经网络)。它经常被用作新模式识别模型的基准测试案例,同时也为学生和研究者们提供了一个方便执行实验的数据集。此外,MNIST数据集相对较小,可以直接在笔记本电脑CPU上运行。 题目要求: 补全full_connection_numpy.ipynb 和 full_connection_tensorflow.ipynb中空缺的部分。
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    本课程为山东大学软件学院开设的机器学习系列实验之一,主要内容围绕BP(反向传播)神经网络展开,旨在通过实践帮助学生深入理解这一经典算法的工作原理及其应用。 山东大学机器学习实验代码思路包括一个未使用框架实现的BP神经网络源码。输入数据是老师提供的400*5000的数据集,在这个数据集上的表现正确率基本为95左右。
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    本研究提出了一种结合递归神经网络(RNN)和强化学习(RL)的新方法——RNN-RL,旨在通过试验探索二者融合在处理序列数据任务中的潜力。 在使用Pytorch进行循环强化学习实验并结合递归神经网络(RNN)的过程中,我基于Scott Fujimotos的工作进行了个人练习,以深入了解将RNN与深度增强学习相结合的效果。 这项工作提供了关于如何利用内存来改进RL算法训练的见解。例如,在策略型算法如PPO中,通常需要在整个轨迹上进行训练,并且在每一轮结束后重置RNN的记忆状态。然而,是否可以在每个时间步骤保留隐藏状态并将其视为独立的“批次”项呢? 对于非策略型方法(比如DDPG),情况更为复杂。简单地沿整个轨迹进行训练可能会导致计算上的问题,尤其是在没有固定轨迹长度的情况下。另一个选择是忽略RNN记忆,并按时间步长单独训练模型,但这将失去利用RNN带来的潜在优势。 另一种可能的方案是在每个时间步骤都保存RNN的记忆状态,这允许网络学习更复杂的内部表示并适应不同的输入序列长度。然而,在长时间运行过程中,隐藏状态会随着时间推移而积累信息,这对内存管理和性能优化提出了挑战。
  • 吴恩达 Deep AI 课程 -
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    这是一门由吴恩达教授主讲的深度AI课程配套练习,专注于测试和巩固学员在机器学习及神经网络领域的知识与技能。 吴恩达的深度学习课程第一章涵盖了机器学习和神经网络的内容,并包含相关的课后练习题,包括选择题和编程题。
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    本简介介绍了一个关于前馈神经网络的深度学习实验。通过调整模型结构和参数,探讨了不同设置对算法性能的影响,并分析了实验结果。 实现前馈神经网络以解决回归、二分类及多分类任务的方法包括手动生成代码和使用PyTorch的`torch.nn`库来构建模型。在处理多分类问题时,需要至少采用三种不同的激活函数进行实验研究。此外,还需分析隐藏层层数与每个隐藏层中的单元数量对模型性能的影响,并评估这些因素如何影响实验结果。
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