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机器学习学习脉络

基础知识

• 数学基础
  • 线性代数
  • 概率论与数理统计
  • 微积分
  • 最优化理论
• 编程基础
  • Python编程语言
  • 数据结构与算法
  • 软件工程原则
• 计算机科学基础
  • 操作系统
  • 网络通信
  • 数据库系统

机器学习概论

• 定义与发展历程
• 机器学习的主要任务和应用领域
• 基本术语和概念

监督学习

• 线性回归
• 逻辑回归
• 决策树与随机森林
• 支持向量机（SVM）
• K近邻法（KNN）
• 梯度提升树（GBDT）
• 模型选择与评估
  • 过拟合与欠拟合
  • 正则化
  • 交叉验证

无监督学习

• 聚类
  • K均值聚类
  • 层次聚类
• 降维
  • 主成分分析（PCA）
  • t-SNE
• 关联规则学习
  • Apriori算法
  • FP-Growth算法

深度学习

• 神经网络基础
  • 感知机模型
  • 反向传播算法
• 卷积神经网络（CNN）
  • 图像分类任务
  • 经典网络结构（AlexNet, VGG, ResNet等）
• 循环神经网络（RNN）
  • 序列建模
  • LSTM与GRU
• 深度生成模型
  • 自编码器
  • 生成对抗网络（GAN）
• 深度强化学习
  • MDPs与Q-Learning
  • 策略梯度方法
  • AlphaGo案例

特征工程与数据预处理

• 数据清洗
  • 缺失值处理
  • 异常值检测
• 特征选择
  • 过滤式方法
  • 包裹式方法
  • 嵌入式方法
• 特征变换
  • 归一化与标准化
  • 特征编码（独热编码、标签编码等）
• 数据集划分
  • 训练集、验证集、测试集

模型评估与优化

• 损失函数与风险函数
• 性能度量
  • 准确率、召回率、F1分数
  • ROC曲线与AUC值
• 超参数优化
  • 网格搜索
  • 随机搜索
  • 贝叶斯优化
• 模型融合与集成学习
  • Bagging
  • Boosting
  • Stacking

实践与应用

• 机器学习框架使用
  • Scikit-learn
  • TensorFlow
  • PyTorch
• 实战项目
  • Kaggle竞赛参与
  • 实际问题解决案例（如图像分类、自然语言处理、推荐系统等）
• 部署与监控
  • 模型部署
  • 性能监控
  • 模型迭代与更新

进阶学习

• 强化学习深入
• 概率图模型
  • 隐马尔可夫模型（HMM）
  • 条件随机场（CRF）
• 高维数据处理与降维技术
• 大规模机器学习系统
• 隐私保护与机器学习
• 自动化机器学习（AutoML）