人工智能基礎(chǔ) 課件 2.2~2.9 食堂消費(fèi)預(yù)測(cè)

食堂消費(fèi)預(yù)測(cè)學(xué)習(xí)目標(biāo)—2.2—知識(shí)目標(biāo)了解機(jī)器學(xué)習(xí)的含義了解機(jī)器學(xué)習(xí)的基本方法理解機(jī)器學(xué)習(xí)的基本流程理解線性回歸的原理理解模型的解釋方法項(xiàng)目引導(dǎo)—2.3—

高考后，學(xué)生需要選擇心儀的學(xué)校填報(bào)志愿，我們可以對(duì)所要選擇學(xué)校進(jìn)行打分，最后根據(jù)評(píng)分結(jié)果選擇那個(gè)得分最高的學(xué)校。比如我們從“歷年分?jǐn)?shù)”“師資力量”“校園大小”“招生數(shù)量”等10個(gè)維度進(jìn)行評(píng)分，假設(shè)每個(gè)維度10分，我們根據(jù)實(shí)際情況對(duì)每個(gè)維度評(píng)分后，將這些分?jǐn)?shù)相加，最終分?jǐn)?shù)是最高的那個(gè)可能就是我們最應(yīng)該去的學(xué)校2.3.1問(wèn)題引導(dǎo)(1)請(qǐng)列出3個(gè)學(xué)校（包括現(xiàn)在所在的學(xué)校），僅從“歷年分?jǐn)?shù)”“師資力量”“校園大小”“招生數(shù)量”4個(gè)維度對(duì)這3個(gè)學(xué)校進(jìn)行評(píng)分，得分最高的學(xué)校是你現(xiàn)在所在的學(xué)校嗎？2.3.1問(wèn)題引導(dǎo)（2）可能有的同學(xué)覺(jué)得“歷年分?jǐn)?shù)”的權(quán)重應(yīng)該大于“校園大小”，我們可以如何體現(xiàn)出這樣的權(quán)重大小區(qū)別呢？(3)如果填報(bào)志愿的各個(gè)維度還有權(quán)重大小區(qū)別，你是否需要反復(fù)斟酌嘗試各個(gè)維度的權(quán)重應(yīng)該是多少呢

小明同學(xué)想要幫助食堂預(yù)測(cè)第二天的銷售額，從而改善食堂進(jìn)貨情況。他發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題其實(shí)也類似填報(bào)志愿的問(wèn)題。如果我們也能找到若干食堂消費(fèi)情況的維度來(lái)分析是不是就可能有辦法解決了呢？但是具體如何解決呢？

2.3.2初步分析

2.3.2初步分析通過(guò)查閱資料，他發(fā)現(xiàn)這幾個(gè)類似的問(wèn)題：商場(chǎng)每天都要進(jìn)貨，要進(jìn)多少貨呢？家里要買新房，如何預(yù)測(cè)房?jī)r(jià)呢？又到出游的時(shí)候了，會(huì)有多少人出游呢？在理想公司工作幾年后，能拿到多少工資呢？

這個(gè)過(guò)程能用機(jī)器進(jìn)一步優(yōu)化嗎？如果可以的話，你認(rèn)為機(jī)器可以怎么做？不可以的話，為什么？2.3.2初步分析知識(shí)準(zhǔn)備—2.4—

機(jī)器也可以學(xué)習(xí)，我們把這項(xiàng)技術(shù)叫作機(jī)器學(xué)習(xí)

機(jī)器學(xué)習(xí)是現(xiàn)代人工智能的核心。常見(jiàn)的機(jī)器學(xué)習(xí)有監(jiān)督學(xué)習(xí)和非監(jiān)督學(xué)習(xí)。2.4.1機(jī)器也可以學(xué)習(xí)

對(duì)于監(jiān)督學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)，我們給算法一個(gè)數(shù)據(jù)集，并且給出正確答案，機(jī)器通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)學(xué)習(xí)正確答案的計(jì)算方法。

如果一個(gè)問(wèn)題沒(méi)有給出標(biāo)準(zhǔn)答案，我們可以使用非監(jiān)督學(xué)習(xí)2.4.1機(jī)器也可以學(xué)習(xí)2.4.1機(jī)器也可以學(xué)習(xí)

使用食堂消費(fèi)歷史記錄來(lái)協(xié)助食堂預(yù)測(cè)第二天的銷售額，是采用監(jiān)督學(xué)習(xí)還是使用非監(jiān)督學(xué)習(xí)呢？

2.4.2機(jī)器如何學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)規(guī)律總結(jié)經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)未來(lái)掌握規(guī)則以監(jiān)督學(xué)習(xí)為例機(jī)器學(xué)習(xí)的工作可以簡(jiǎn)單理解為：2.4.2機(jī)器如何學(xué)習(xí)對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，我們可以通過(guò)歷史經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)到一個(gè)規(guī)律。如果有新的問(wèn)題出現(xiàn)，我們可以使用習(xí)得的歷史經(jīng)驗(yàn)，來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)未知的事情2.4.2機(jī)器如何學(xué)習(xí)對(duì)于機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它可以通過(guò)歷史數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)到一個(gè)模型。如果有新的問(wèn)題出現(xiàn)，它可以使用習(xí)得的模型，來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)新的輸入深入分析—2.5—2.5.1線性回歸原理線性回歸的原理是什么？“SalaryData.csv”,坐標(biāo)軸上繪制年薪和工齡關(guān)系圖2.5.1線性回歸原理小明同學(xué)畫出年薪與工齡的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)關(guān)系如圖所示，貌似可以通過(guò)工齡長(zhǎng)短預(yù)測(cè)一個(gè)人的年薪。他大致地在圖中畫出一條直線，盡量讓這條直線在點(diǎn)組成的區(qū)域中穿越。2.5.1線性回歸原理我們可以通過(guò)計(jì)算這個(gè)直線的方程，來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)的年薪嗎？他寫出一個(gè)直線方程：y=wx+b。X是什么？Y是什么？2.5.1線性回歸原理

偏置(Bias)權(quán)重（Weight）特征（Feature）標(biāo)記（Label）2.5.2訓(xùn)練與測(cè)試測(cè)試和評(píng)分”節(jié)點(diǎn)的作用就是：（1）使用數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型。（2）測(cè)試模型的好壞，給出評(píng)分。2.5.2訓(xùn)練與測(cè)試為了方便理解訓(xùn)練和測(cè)試，我們以人類學(xué)習(xí)進(jìn)行類比。在我們的學(xué)習(xí)過(guò)程中，需要上課學(xué)習(xí)，課后做作業(yè)與考試。如果將上課理解成模型的訓(xùn)練，那么做作業(yè)就是模型的測(cè)試了。2.5.2訓(xùn)練與測(cè)試機(jī)器學(xué)習(xí)中，我們就需要將數(shù)據(jù)分為訓(xùn)練集（上課）和測(cè)試集（作業(yè)），分別用來(lái)對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練和測(cè)試：訓(xùn)練集：其作用是讓算法學(xué)習(xí)出一個(gè)模型，通過(guò)優(yōu)化參數(shù)，訓(xùn)練模型。測(cè)試集：通過(guò)訓(xùn)練集得出模型后，使用測(cè)試集進(jìn)行模型測(cè)試，來(lái)查看模型的好壞。2.5.2訓(xùn)練與測(cè)試同時(shí)注意，測(cè)試集還需要滿足以下兩個(gè)條件：規(guī)模足夠大，可產(chǎn)生具有統(tǒng)計(jì)意義的結(jié)果（一道題不會(huì)沒(méi)關(guān)系，但是每道題都會(huì)肯定就有問(wèn)題了）。能代表整個(gè)數(shù)據(jù)集（課程都是代數(shù)，作業(yè)卻是幾何，顯然不合理）。本章小結(jié)—2.6—本章以圖形化的方式闡述了線性回歸的基本思想和方法。通過(guò)人類和機(jī)器學(xué)習(xí)的類比，解釋了什么是機(jī)器學(xué)習(xí)以及機(jī)器如何學(xué)習(xí)，并在“橙現(xiàn)智能”實(shí)現(xiàn)了線性回歸模型。接著深入線性回歸理論，逐步介紹線性回歸的各項(xiàng)內(nèi)容，集合圖形化軟件實(shí)操，方便同學(xué)真正理解與應(yīng)用。

課后練習(xí)—2