2022年02月 机器学习-支持向量机 黄海广 副教授 2 本章目录 01 支持向量机概述 02 线性可分支持向量机 03 线性支持向量机 04 线性不可分支持向量机 3 1.支持向量机概述 01 支持向量机概述 02 线性可分支持向量机 03 线性支持向量机 04 线性不可分支持向量机 4 1.支持向量机概述 支 持 向 量 机 maximum-margin hyperplane） 。 与逻辑回归和神经网络相比，支持向量机，在学 习复杂的非线性方程时提供了一种更为清晰，更 加强大的方式。 支持向量 距离 5 1.支持向量机概述 硬间隔、软间隔和非线性 SVM 假如数据是完全的线性可分的，那么学习到的模型可以称为硬间隔支持向 量机。换个说法，硬间隔指的就是完全分类准确，不能存在分类错误的情 况。软间隔，就是允许一定量的样本分类错误。 况。软间隔，就是允许一定量的样本分类错误。 软间隔 硬间隔 线性可分 线性不可分 6 支持向量 1.支持向量机概述 算法思想 找到集合边缘上的若干数据（称为 支持向量（Support Vector）） ，用这些点找出一个平面（称为决 策面），使得支持向量到该平面的 距离最大。 距离 7 1.支持向量机概述 背景知识 任意超平面可以用下面这个线性方程来描述： ?T? + ? = 0

Keras: 基于 Python 的深度学习库 Keras: The Python Deep Learning library* Author: Keras-Team Contributor: 万 震 (WAN Zhen) � wanzhenchn � wanzhen@cqu.edu.cn 2018 年 12 月 24 日 *Copyright © 2018 by Keras-Team Keras-Team 前 言 整理 Keras: 基于 Python 的深度学习库 PDF 版的主要原因在于学习 Keras 深度学习库时方 便本地查阅，下载最新 PDF 版本请访问: https://github.com/wanzhenchn/keras-docs-zh。 感谢 keras-team 所做的中文翻译工作，本文档制作基于此处。 严正声明：本文档可免费用于学习和科学研究，可自由传播，但切勿擅自用于商业用途，由 purposes. Otherwise, the contributor is not responsible for the consequences. 目录 I 目录 1 Keras: 基于 Python 的深度学习库 1 1.1 你恰好发现了 Keras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

免地需要使用正式化的 数学符号推导，其中涉及到少量的概率与统计、线性代数、微积分等数学知识，一般要求读 者对这些数学知识有初步印象或了解即可。比起理论基础，读者需要有少量的编程经验，特 别是 Python 语言编程经验，显得更加重要，因为本书更侧重于实用性，而不是堆砌公式。 总的来说，本书适合于大学三年级左右的理工科本科生和研究生，以及其他对人工智能算法 感兴趣的朋友。 本书共 15 章，大体上可分为 1 神经元模型 2.2 优化方法 2.3 线性模型实战 2.4 线性回归 2.5 参考文献 第 3 章 分类问题 3.1 手写数字图片数据集 3.2 模型构建 3.3 误差计算 3.4 真的解决了吗 3.5 非线性模型 3.6 表达能力 3.7 优化方法 3.8 手写数字图片识别体验 3.9 小结 3.10 参考文献 第 4 → ?，其中??代表模型函数，?为模型的参数。在训练时，通过计算模型的预 测值??(?)与真实标签?之间的误差来优化网络参数?，使得网络下一次能够预测更精准。常 见的有监督学习有线性回归、逻辑回归、支持向量机、随机森林等。 无监督学习 收集带标签的数据往往代价较为昂贵，对于只有样本?的数据集，算法需 要自行发现数据的模态，这种方式叫作无监督学习。无监督学习中有一类算法将自身作为 监督信号，即模型需要学习的映射为

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 2.1.6 转换为其他Python对象 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 2.2 数据预处理 . . . . . . . 分离计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 2.5.4 Python控制流的梯度计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 2.6 概率 . . . . . . . 3.2.7 训练 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 3.3 线性回归的简洁实现 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 3.3.1

Pytorch 框架，搭建 好 Pytorch 的开发环境，通过一系列的基础代码练习与演示建立起对深度学习 与 Pytorch 框架的感性认知。 本书内容以 Python 完成全部代码构建与程序演示。本章的主要目标是帮助初 次接触 Python 与 Pytorch 的读者搭建好开发环境，认识与理解 Pytorch 框架 中常见的基础操作函数、学会使用它们完成一些基础的数据处理与流程处理， 为后续内容学习打下良好基础。 Pytorch 介绍 Pytorch 是开放源代码的机器学习框架，目的是加速从研究 原型到产品开发的过程。其 SDK 主要基于 Python 语言，而 Python 语言作为流行的人工智能开发语言一直很受研究者与 开发者的欢迎。其模型训练支持CPU与GPU、支持分布式训练、 云部署、针对深度学习特定领域有不同的丰富的扩展库。 1.1.1 Pytorch 历史 Pytorch 在 2016 学习）框架，Pytorch 最初的来源历史可以追溯到另外两个 机器学习框架，第一个是 torch 框架，第二个是 Chainer，实 现了 Eager 模式与自动微分，Pytoch 集成了这两个框架的优 点， 把 Python 语言作为框架的首选编程语言，所以它的名字 是在 torch 的前面加上 Py 之后的 Pytorch。由于 Pytorch 吸 取了之前一些深度学习框架优点，开发难度大大降低、很容易 构

8B、4B、7B、14B 和 72B； • 针对每种尺寸提供基础模型和 Chat 模型，并确保聊天模型按照人类偏好进行校准； • 对基础模型和 Chat 模型的多语言支持 • 基础模型和聊天模型都支持多种语言； • 支持工具调用、RAG（检索增强文本生成）、角色扮演、AI Agent 等； 想了解更多信息，欢迎访问： • 博客 • GitHub • Hugging Face • ModelScope conda-forge::transformers 1.1.3 从源码安装 pip install git+https://github.com/huggingface/transformers 我们建议您使用 Python3.8 及以上版本和 Pytorch 2.0 及以上版本。 3 Qwen 1.2 快速开始 本指南帮助您快速上手 Qwen1.5 的使用，并提供了如下示例：Hugging Face Transformers API 服务。 首先，确保你已经安装 vLLM>=0.3.0 ： pip install vllm 运行以下代码以构建 vllm 服务。此处我们以 Qwen1.5-7B-Chat 为例： python -m vllm.entrypoints.openai.api_server --model Qwen/Qwen1.5-7B-Chat 然后，您可以使用 create chat interface

Tensors张量的概念 10  Python、PyTorch 1.x与TensorFlow2.x的比较 类别 Python PyTorch 1+ TensorFlow 2+ 类型 nn.nd Tensor Tensor 自动求导 无 支持,示例 x=torch.tensor([2.0,3.6],requir e s_grad=True) 支持，①对变量求导示例 v=tf.Variable([3 运算过程，然后反播磁带自动 得到梯度值。 ②对常量也可求导，需要增加 watch。 ③对tf.Variable可以通过参数 trainable 控制是否可学习，缺 省是True。 是否支持GPU 不支持 支持 支持 常量示例 5.6 torch.tensor([5.6]) a=tf.constant([3.2, 4.3], dtype=tf.float16) 变量示例 x=10.5 torch torch.mm(mat1, mat2, out=None) 其中???1 ∈ ℝ?×?,???2 ∈ ℝ?×?, 输出的??? ∈ ℝ?×? 该函数一般只用来计算两个二维矩阵的矩阵乘法，并且不支持 broadcast操作。 12 1.Tensor张量乘法 2. 三维带batch的矩阵乘法 torch.bmm() 由于神经网络训练一般采用mini-batch，经常输入的时 三维带batch的矩阵，所以提供torch

黄海广 副教授 2 目录 01 机器学习概述 02 机器学习的类型 03 机器学习的背景知识 04 机器学习的开发流程 3 1. 机器学习概述 01 认识Python 01 机器学习概述 02 机器学习的类型 03 机器学习的背景知识 04 机器学习的开发流程 4 机器学习与人工智能、深度学习的关系 人工智能：机器展现的人类智能 21 决策树、朴素贝叶斯、隐马尔科夫模型、高斯混合模型属于概率模型。 感知机、支持向量机、KNN、AdaBoost、K-means以及神经网络均属于非概 率模型。 对于非概率模型而言，可按照判别函数线性与否分成线性模型与非线性模型。 感知机、线性支持向量机、KNN、K-means是线性模型。 核支持向量机、AdaBoost、神经网络属于非线性模型。 机器学习的概念-模型 22 1 ?) = ???(?1, ?) + ???(?2, ?) 50 Python 的环境的安装 ⚫Anaconda ⚫Jupyter notebook ⚫Pycharm 详细教程：https://zhuanlan.zhihu.com/p/59027692 3. 机器学习的背景知识-Python基础 51 Python 的环境的安装 ⚫Anaconda https://www.anaconda

逻辑回归（Logistic Regression） • 决策树（Decision Tree） • 随机森林（Random Forest） • 最近邻算法（k-NN） • 朴素贝叶斯（Naive Bayes） • 支持向量机（SVM） • 感知器（Perceptron） • 深度神经网络（DNN） 前置知识：线性回归 在统计学中，线性回归是利用称为线性回归方程的最小二乘函数对一个或多个自变量和因变 量之 训练模型的工作流 数据读入 数据分析 数据 规范化 创建模型 (数据流图) 创建会话 (运行环境) 训练模型 数据分析库：Pandas Pandas 是一个 BSD 开源协议许可的，面向 Python 用户的高性能和易于上手的数 据结构化和数据分析工具。 数据框（Data Frame）是一个二维带标记的数据结构，每列（column）数据类型 可以不同。我们可以将其当作电子表格或数据库表。 seaborn & mplot3d matplotlib 是一个 Python 2D 绘图库，可以生成出版物质量级别的图像和各种硬拷贝格式， 并广泛支持多种平台，如：Python 脚本，Python，IPython Shell 和 Jupyter Notebook。 seaborn 是一个基于 matplotlib的 Python 数据可视化库。它提供了更易用的高级接口，用 于绘制精美且信息丰富的统计图形。

TensorFlow使用现状及痛点 • 集群资源的管理（目前支持CPU、内存，需要扩展GPU 资源管理）� • 作业的统⼀管理、状态跟踪� • 资源组（Schedule Pool）的划分� • 作业进程的资源隔离� Yarn能解决什么问题：� TensorFlow on Yarn设计 • 同时支持单机和分布式TensorFlow程序� • 支持GPU资源管理和调度� • 不再需要⼿动配置C oard进程� • 训练效果和性能没有损失� 基本目标：� TensorFlow on Yarn设计 • 支持GPU亲和性调度（提⾼通信效率）� • Web的⽅式查看作业的运⾏状况和作业日志� • 在线查看Tensorboard� • HistoryServer支持查看结束作业的日志和状态信息� • 控制已有的TensorFlow作业的迁移成本（最多改三⾏ 代码）� 扩展目标：� tensorflow-submit \� --app-name “tfdemo” \#作业名� --files tfTestDemo.py,dataDeal.py \ #依赖的本地⽂件� --tfcmd “python tfTestDemo.py --training_epochs=20” \ #TF运⾏指令� --input /home/xitong/tf-test/data \#训练样本HDFS路径�