《AI算法工程师手册》

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这是一份机器学习算法和技能的学习手册，可以作为学习工作的参考，都看一遍应该能收获满满吧。

作者华校专，曾任阿里巴巴资深算法工程师，现任智易科技首席算法研究员，《Python 大战机器学习》的作者。

这是作者多年以来学习总结的笔记，经整理之后开源于世。目前还有约一半的内容在陆续整理中，已经整理好的内容放置在此。曾有出版社约稿，但是考虑到出版时间周期较长，而且书本购买成本高不利于技术广泛传播，因此作者采取开源的形式。笔记内容仅供个人学习使用，非本人同意不得应用于商业领域。

笔记内容较多，可能有些总结的不到位的地方，欢迎大家探讨。联系方式:huaxz1986@163.com

另有个人在 github 上的一些内容：

"《算法导论》的C++实现"代码：https://github.com/huaxz1986/cplusplus-_Implementation_Of_Introduction_to_Algorithms
《Unix 环境高级编程第三版》笔记：https://github.com/huaxz1986/APUE_notes

数学基础

1.线性代数基础
- 一、基本知识
- 二、向量操作
- 三、矩阵运算
- 四、特殊函数
2.概率论基础
- 一、概率与分布
- 二、期望和方差
- 三、大数定律及中心极限定理
- 五、常见概率分布
- 六、先验分布与后验分布
- 七、信息论
- 八、其它
3.数值计算基础
- 一、数值稳定性
- 二、梯度下降法
- 三、二阶导数与海森矩阵
- 四、牛顿法
- 五、拟牛顿法
- 六、约束优化
4.蒙特卡洛方法与 MCMC 采样
- 一、蒙特卡洛方法
- 二、马尔可夫链
- 三、MCMC 采样

统计学习

0.机器学习简介
- 一、基本概念
- 二、监督学习
- 三、机器学习三要素
1.线性代数基础
- 一、线性回归
- 二、广义线性模型
- 三、对数几率回归
- 四、线性判别分析
- 五、感知机
2.支持向量机
- 一、线性可分支持向量机
- 二、线性支持向量机
- 三、非线性支持向量机
- 四、支持向量回归
- 五、SVDD
- 六、序列最小最优化方法
- 七、其它讨论
3.朴素贝叶斯
- 一、贝叶斯定理
- 二、朴素贝叶斯法
- 三、半朴素贝叶斯分类器
- 四、其它讨论
4.决策树
- 一、原理
- 二、特征选择
- 三、生成算法
- 四、剪枝算法
- 五、CART 树
- 六、连续值、缺失值处理
- 七、多变量决策树
5.knn
- 一、k 近邻算法
- 二、 kd树
6.集成学习
- 一、集成学习误差
- 二、 Boosting
- 三、Bagging
- 四、集成策略
- 五、多样性分析
7.梯度提升树
- 一、提升树
- 二、xgboost
- 三、LightGBM
8.特征工程
- 一、缺失值处理
- 二、特征编码
- 三、数据标准化、正则化
- 四、特征选择
- 五、稀疏表示和字典学习
- 六、多类分类问题
- 七、类别不平衡问题
9.模型评估
- 一、泛化能力
- 二、过拟合、欠拟合
- 三、偏差方差分解
- 四、参数估计准则
- 五、泛化能力评估
- 六、训练集、验证集、测试集
- 七、性能度量
- 七、超参数调节
- 八、传统机器学习的挑战
10.降维
- 一、维度灾难
- 二、主成分分析 PCA
- 三、核化线性降维 KPCA
- 四、流形学习
- 五、度量学习
- 六、概率PCA
- 七、独立成分分析
- 八、t-SNE
- 九、LargeVis
11.聚类
- 一、性能度量
- 二、原型聚类
- 三、密度聚类
- 四、层次聚类
- 五、谱聚类
12.半监督学习
- 半监督学习
- 一、生成式半监督学习方法
- 二、半监督 SVM
- 三、图半监督学习
- 四、基于分歧的方法
- 五、半监督聚类
- 六、总结
13.EM算法
- 一、示例
- 二、EM算法原理
- 三、EM算法与高斯混合模型
- 四、EM 算法与 kmeans 模型
- 五、EM 算法的推广
14.最大熵算法
- 一、最大熵模型MEM
- 二、分类任务最大熵模型
- 三、最大熵的学习
15.隐马尔可夫模型
- 一、隐马尔可夫模型HMM
- 二、 HMM 基本问题
- 三、最大熵马尔科夫模型MEMM
16.概率图与条件随机场
- 一、概率图模型
- 二、贝叶斯网络
- 三、马尔可夫随机场
- 四、条件随机场 CRF
17.边际概率推断
- 一、精确推断
- 二、近似推断

深度学习

0.深度学习简介
- 一、介绍
- 二、历史
1.深度前馈神经网络
- 一、基础
- 二、损失函数
- 三、输出单元
- 四、隐单元
- 五、结构设计
- 六、历史小记
2.反向传播算法
- 一、链式法则
- 二、反向传播
- 三、算法实现
- 四、自动微分
3.正则化
- 一、参数范数正则化
- 二、显式约束正则化
- 三、数据集增强
- 四、噪声鲁棒性
- 五、早停
- 六、参数相对约束
- 七、dropout
- 八、对抗训练
- 九、正切传播算法
- 十、其它相关
4.最优化基础
- 一、代价函数
- 二、神经网络最优化挑战
- 三、 mini-batch
- 四、基本优化算法
- 五、自适应学习率算法
- 六、二阶近似方法
- 七、共轭梯度法
- 八、优化策略和元算法
- 九、参数初始化策略
- 十、Normalization
5.卷积神经网络
- 一、卷积运算
- 二、卷积层、池化层
- 三、基本卷积的变体
- 四、应用
- 五、历史和现状
5.1.CNN之图片分类
- 一、LeNet
- 二、AlexNet
- 三、VGG-Net
- 四、Inception
- 五、ResNet
- 六、ResNet 变种
- 七、SENet
- 八、 DenseNet
- 九、小型网络
6.循环神经网络
- 一、RNN计算图
- 二、循环神经网络
- 三、长期依赖
- 四、序列到序列架构
- 五、递归神经网络
- 六、回声状态网络
- 七、LSTM 和其他门控RNN
- 八、外显记忆
7.工程实践指导原则
- 一、性能度量
- 二、默认的基准模型
- 三、决定是否收集更多数据
- 四、选择超参数
- 五、调试策略
- 六、示例：数字识别系统
- 七、数据预处理
- 八、变量初始化
- 九、结构设计

自然语言处理

主题模型
- 一、Unigram Model
- 二、pLSA Model
- 三、LDA Model
- 四、模型讨论
词向量
- 一、向量空间模型 VSM
- 二、LSA
- 三、Word2Vec
- 四、GloVe

工具

CRF

CRF++
- 一、安装
- 二、使用
- 三、Python接口
- 四、常见错误

lightgbm

lightgbm使用指南
- 一、安装
- 二、调参
- 三、进阶
- 四、API
- 五、Docker

xgboost

xgboost使用指南
- 一、安装
- 二、调参
- 三、外存计算
- 四、 GPU计算
- 五、单调约束
- 六、 DART booster
- 七、Python API

scikit-learn

1.预处理
- 一、特征处理
- 二、特征选择
- 三、字典学习
- 四、PipeLine
2.降维
- 一、PCA
- 二、MDS
- 三、Isomap
- 四、LocallyLinearEmbedding
- 五、FA
- 六、FastICA
- 七、t-SNE
3.监督学习模型
- 一、线性模型
- 二、支持向量机
- 三、贝叶斯模型
- 四、决策树
- 五、KNN
- 六、AdaBoost
- 七、梯度提升树
- 八、Random Forest
4.模型评估
- 一、数据集切分
- 二、性能度量
- 三、验证曲线 && 学习曲线
- 四、超参数优化
5.聚类模型
- 一、KMeans
- 二、DBSCAN
- 三、MeanShift
- 四、AgglomerativeClustering
- 五、BIRCH
- 六、GaussianMixture
- 七、SpectralClustering
6.半监督学习模型
- 一、标签传播算法
7.隐马尔可夫模型
- 一、Hmmlearn
- 二、seqlearn

spark

1.基础概念
- 一、核心概念
- 二、安装和使用
- 三、 pyspark shell
- 四、独立应用
2.rdd使用
- 一、概述
- 二、创建 RDD
- 三、转换操作
- 四、行动操作
- 五、其他方法和属性
- 六、持久化
- 七、分区
- 八、混洗
3.dataframe使用
- 一、概述
- 二、SparkSession
- 三、DataFrame 创建
- 四、 DataFrame 保存
- 五、DataFrame
- 六、Row
- 七、Column
- 八、GroupedData
- 九、functions
4.累加器和广播变量
- 一、累加器
- 二、广播变量