鱼皮AI导航
鱼皮AI导航
  • 主页
  • 社区
  • AI工具
  • AI知识库
  • AI提示词
  • MCP
  • Skills
  • AI学习资源
  • AI资讯
  • GitHub开源
登录/注册
站长:程序员鱼皮 老鱼简历 商务合作 增值电信业务经营许可证
2026 鱼皮AI导航 | 沪ICP备19026706号-6
14
7

AI 基础知识从-1到0.1:带你走进机器学习的世界 - 学习笔记

反正没人会看
反正没人会看
2025-08-19 11:30
阅读 1549
反正没人会看
2025-08-19 11:30
阅读 1549

原文链接:AI 基础知识从-1到0.1:带你走进机器学习的世界

AI 基础知识从-1到0.1:带你走进机器学习的世界


人工智能、机器学习、深度学习与大模型

  1. 人工智能(AI):人工智能指的是计算机执行各种决策任务的能力合集,这些任务通常模拟人类智能,例如理解自然语言、识别图像、解决问题和进行推理。AI 的目标是开发能够自主学习和适应的系统,以提升效率和准确性。
  2. 机器学习(ML):机器学习是人工智能的一个子集,专注于如何让计算机基于数据做出决策。机器学习的主要目标是从现有的数据中发现模式和规律,并利用这些模式对未来的数据进行预测。
  3. 深度学习(DL):深度学习是机器学习的一个领域,利用称为“神经网络”的多层结构来处理复杂数据模式识别,相对于普通机器学习,尤其擅长图像识别、自然语言处理等任务。
  4. 模型就是机器学习、深度学习中从数据中学习到的、用于做预测或决策的规则集合,这个学习过程称之为训练,这些规则通过训练过程从历史数据中提取模式和关系,使模型能够在面对新的、未见过的数据时做出靠谱的预测或决策。
  5. 大模型是指在深度学习中拥有大量参数和负责结构的模型,这些模型通常需要大量的数据和强大的计算资源来训练,能够处理更负责的任务并理解更深层次的数据模式。

机器学习基础概念

数据、特征与标签

  1. 机器学习的核心流程可以概括为三个阶段:
    1. 记忆:收集和准备数据
    2. 制定:构建和训练模型
    3. 预测:使用训练好的模型进行预测和决策
  2. 用一个例子来理解数据相关的几个核心概念,假设我们希望建立一个机器学习模型,根据房屋的各种属性(如面积、位置、卧室数量等)来预测房价。
  3. 数据是用于训练和测试机器学习模型的原始信息。
    1. 结构化数据:以表格形式存储的数据,如电子表格或数据库表。每一行代表一个房屋,每一列代表一个属性。
    2. 非结构化数据:如图片、文本等,不宜以表格形式表示。
  4. 特征表示数据的属性或性质,如果数据在表格中,那么特征就是表格的列。在房价预测数据集中,每个房屋有 5 个特征(面积、卧室数量、浴室数量、地段评分、房龄),我们成这个数据集的维度是 5,其实房价也是房子的一个特征,但我们把房价这个希望模型预测的目标变量称为标签。
  5. 数据点,也称为样本(Sample)或实例(Instance),是在数据集中代表一个具体实体或观测的单个记录,简单来讲每一行代表一个数据点,每一列代表一个特征或标签。

线性回归

  1. 机器学习中的线性回归正是基于线性函数构建的模型,其核心是通过线性函数对输入特征和输出目标之间的关系进行建模,假设目标变量(标签,房价)与一个或多个特征之间存在线性关系:$$y = a_1x + a_2x + ... + a_nx+ b$$
    1. y:目标变量或者叫因变量,也就是预测值,在预测房价的例子中,目标变量是房价;
    2. $a_1x + a_2x + ... + a_nx$:自变量,也就是输入特征,房屋的各项属性,如面积、卧室数量、浴室数量等;
    3. $a_1, a_2, ..., a_n$:线性函数的斜率(slope),用于描述输入特征对预测值的贡献程度,因此被称为权重(weight);
    4. b:线性函数的截距,在模型中称为偏置量(bias),在房价预测模型中代表当所有特征值为零时的预测房价;
    5. 大名鼎鼎的参数即权重与偏置,是模型学习和预测的关键要素;DeepSeek 671B 满血版则指其模型拥有高达 6710 亿个权重与偏置,这一庞大的参数数量使模型能够捕捉更复杂的数据模式和关系,显著提升了模型的表达能力和预测精度;
    6. 线性回归根据现有的特征数据集,通过不断调整模型中的参数,拟合出一条最贴近数据分布趋势的直线,从而用于预测目标变量(标签)的数值;

数据分类

  1. 关注点不同则数据有不同的分类方式
    1. 关注数据表中列的维度,根据特征中值的类型可以把数据分为:
      1. 数值数据(Numerical Data):由数值表示的数据,可以进行数学运算,用于度量和预测具体的数值结果,比如房屋面积(平方米)、价格(万元)、房龄(年);
      2. 分类数据(Categorical Data):表示类别或状态的数据,用于分类和分组任务,比如房屋所在地区(中心区、郊区)、房屋类型(独栋、联排)、销售状态(已售出、待售);
    2. 关注数据表中行的维度,根据数据点是否包含标签可以把数据分为:
      1. 标签数据(Lebeled Data):每个数据点都附带有标签的数据;
      2. 无标签数据(Unlabeled Data):数据点没有标签的数据;

监督学习与无监督学习

  1. 监督学习(Supervised Learning)是一种处理标签数据的机器学习分支,其目标是学习特征与标签之间的映射关系,以便在新数据上进行准确的预测。监督学习主要分为两类:
    1. 回归模型(Regression Models):用于预测连续数值型目标变量的模型,比如前面一直在用的预测房价模型正是回归模型;
    2. 分类模型(Classification Models):将数据分类到预定义的类别中的模型,比如判断邮件是否为垃圾邮件、图像识别中的物体分类;
  2. 无监督学习(Unsupervised Learning)是一种处理无标签数据的机器学习分支,其目标是发现数据中潜在的结构,无需预先定义的标签。无监督学习主要包括以下几种分支:
    1. 聚类算法:基于相似度将数据分组的算法,例如客户细分、市场分群、图像分割;
    2. 降维算法:减少数据维度,用更少特征进行如实描述的算法,比如把房屋模型中的 5 个维度转化为面积综合分、地段分、房龄 3 个维度;
    3. 生成算法:可以生成类似于现有数据的新数据点的算法;
  3. 半监督学习(Semi-Supervised Learning, SSL),这是一种结合少量标注数据和大量未标注数据进行模型训练的方法;

强化学习

  1. 强化学习(Reinforcement Learning, RL)是机器学习的一个重要分支,主要研究智能体如何在环境中通过试错学习策略,以最大化累计奖励。强化学习广泛应用于游戏 AI、汽车自动驾驶、机器人控制等领域;
  2. 强化学习中同样有大量的概念,通过一个走迷宫的例子来理解强化学习:想象你是一个机器人(智能体),被扔进一个迷宫(环境)。迷宫的出口有宝藏(奖励),但路径错综复杂,墙上有陷阱(负奖励)。你的目标是通过不断尝试,找到走出迷宫的最佳路径(策略优化)。
    强化学习术语迷宫中的类比
    智能体(Agent)机器人 (你)
    环境(Environment)迷宫的结构 (墙、通道、出口)
    状态(State)机器人当前所在的位置 (坐标)
    动作(Action)移动方向 (上、下、左、右)
    奖励(Reward)找到出口(+100),碰到墙(-10)
    策略(Policy)机器人决定下一步怎么走的规则
    价值函数(Value)当前位置离出口的潜在价值 (长期收益)
  3. 强化学习通过 Agent 与环境的交互来学习最优决策策略,以最大化累积奖励(Reward),通过**“实践-反馈-改进”的循环机制,使 Agent 在无明确指导的情况**下逐步掌握实现目标的最佳策略;

特征工程

  1. 特征是模型输入的数据,好的特征能够显著改善模型的预测能力,然而我们在日常工作中拿到的原始数据通常包含大量噪声、冗余信息和不完整内容(如缺失值、异常值),极大影响学习效率和模型性能及准确性。
  2. 特征工程是指通过数据清洗、转换、组合等方法,从原始数据中提取或构造对预测目标更有用的信息的过程,像 “厨师处理食材” 一样,把原始数据加工成更适合机器学习模型 “消化” 的形式。

核心工作

  1. 特征工程主要有几个工作:
    1. 特征选择:从大量特征中筛选出对目标最相关的部分。
    2. 特征提取:从原始数据中创建新的特征,这些新特征可以更好地表示数据中的信息。在图像识别中,可以使用**卷积神经网络(CNN)**自动提取图像的高级特征,如边缘、形状和纹理,而无需手动定义这些特征。
    3. 数据清洗:处理脏数据,剔除噪声、填补缺失值、修正异常值。比如在医疗数据中,患者的某些检测指标可能缺失,可以使用该指标的平均值填补缺失部分。
    4. 特征转换:将数据转换为模型更易处理的格式。最典型就是归一化,也称之为特征缩放,将特征值调整到同一尺度,避免某些特征对模型训练产生不均衡的影响。
    5. 编码类别:是将非数值型特征转换为数值型特征,以便机器学习模型能够处理。比如数据集中性别特征 {男性, 女性} ,可以通过独热编码转换为两个新的特征:[1,0]、[0,1]。

向量化、Token 和 Embedding 

  1. 在特征工程领域,Token、向量化、Embedding 这三个概念犹如构建数据大厦的基石,它们在处理各类数据,尤其是文本数据时,发挥着至关重要的作用;

Tokenization 分词

  1. Token 是文本预处理过程中的基本单元,代表文本中的最小有意义部分,对模型而言 Token 不一定是单词,取决于模型要求,它们可以是单词、字符、词组等;
    1. 字符级:将文本分割为单个字符。例如,"机器学习" 分割为 ["机", "器", "学", "习"],适用于需要处理细粒度语言特征的任务,如拼写纠正、语言模型训练等。
    2. 子词级:将单词拆分为子词或更小的单位。例如,"unhappiness" 可能被分割为 ["un", "happiness"],在处理未知词汇和减少词汇表大小时尤为有效,广泛应用于 NLP 中。
    3. 单词级:将句子分割为独立的单词或词语。例如,句子 "机器学习很有趣。" 分割为 ["机器学习", "很", "有趣"],常用于大多数文本分析任务,如情感分析、主题建模等。
    4. 词组级:将常见的多词表达合并为单个 Token。例如,"New York" 作为一个整体 Token,有助于捕捉特定短语的语义,例如人名、地名等。
  2. 分词是文本预处理的第一步,然而计算机只能处理数值运算,无法直接理解文本或符号。还需要将分词结果转化为数字,模型内部一般都会内置词汇表与 Token ID 映射的编码表,模型使用这些编号而非原始文本进行计算。
  3. 强烈安利这个视频:https://www.bilibili.com/video/BV1smXUYSEGi/

Vectorization 向量化

  1. 向量化是将非结构化数据(如文本、图像、声音等)转换为数值向量的过程,通过将 Token ID 转换为向量,模型可以:
    1. 数学运算:向量化后数据可以进行各种数学运算,如矩阵乘法,满足模型训练和推理的需求;
    2. 处理批量数据:向量化允许同时处理多个样本,提高训练效率;

Embedding 嵌入

  1. Embedding 是向量化的一种高级形式,解决传统向量化技术缺陷,旨在将高维稀疏的离散数据转换为低维稠密向量,同时捕捉数据之间的语义关系。
    1. 高维稀疏:数据特征的维度(数量)非常高,在每一份数据样本中,大多数特征的值接近 0,空间利用率低、计算复杂度高、模型训练困难(过拟合、收敛慢)。
  2. 常见的 Embedding 方法:
    1. Word2Vec 是一种通过上下文预测生成词向量的模型,通过词共现学习语义,使语义相近的词向量距离接近。例如,Word2Vec 中 “猫” 和 “狗” 的余弦相似度可能为 0.8,而 “猫” 和 “石头” 为 0.2。
    2. BERT 基于上下文动态编码,同一词在不同语境中向量不同。例如,BERT 中 “苹果” 在 “吃苹果” 和 “苹果手机” 中的向量差异显著。

还有什么

  1. 模型被应用在业务中的大致过程:
    1. 需求分析 → 明确目标、指标、资源。
    2. 数据收集 → EDA、清洗、预处理。
    3. 划分数据集 → 训练集 / 验证集 / 测试集。
    4. 特征工程 → 特征选择、生成、转换。
    5. 模型选择 → 基于任务和数据选择候选模型。
    6. 训练与调优 → 基线训练、超参数调优、防止过拟合,TensorFlow 和 PyTorch 最主要的应用阶段。
    7. 模型评估 → 测试集评估、误差分析。
    8. 优化改进 → 数据、特征、模型层面的迭代。
    9. 部署与监控 → 服务化部署、性能监控、文档记录。
    10. 反馈与迭代 → 根据反馈持续改进。
AI
学习笔记
14
7
分享
操作
评论
相关内容
0个评论
全部评论
点击登录,快来和大家讨论吧~
表情
图片

目录

🔥 热门文章
1
手把手教你设计一个成熟的 Agent Harness
2510
2
我用 REA 逆向了付费颜色 APP,结果很意外!
570
3
离谱,DeepSeek 崩了 5 小时,大家却喊:梁圣恩情还不完??
420
4
DeepSeek 全新模型发布,性价比最高的一集!
380
5
B 站上 DeepSeek 闹鱼灾了,我发起《大肥鱼清除计划》!
370
6
自己学习ai,直接买cursor 的套餐,还是买gpt 或者claude 的套餐?
360
7
又一个国产版 Codex 神器,也来卷办公了!
330
8
day3-如何写出一个高质量的 Skill(组内分享) 高质量 Skill 不是“一个调得很顺的巨型 Prompt”,而是一个可验证、可回归、可维护的能力包。 先定义“什么算好”,再实现“怎么做好”。评估体系先于 Skill 本身成型。 下面用“故障诊断 Markdown 转 YAML”作为例子,但方法是通用的。 --- 一、先想清楚:Skill 到底是什么 一个 Skill 至少包含四部分: 部分 作用 接口 输入什么、输出什么、边界在哪 流程 分几步做,每步的产物是什么 规则 硬约束、经验规则、失败模式 降级策略 不确定时怎么办,而不是硬编一个看似合理的结果 高质量 Skill 的共同点:职责单一、接口清晰、规则可定位、输出可验证。 反例:把几十条经验全塞进一个主 Prompt,改一条规则要重调整个 Prompt,评估时也不知道是哪条规则退化。 --- 二、核心方法:先建评估,再写 Skill 不要先写转换器再补测试。正确顺序是: 1. 定义输出契约:什么算合法、什么算合格; 2. 建金标准集:一小批人工认可“可放行”的样本; 3. 先写评估 Skill:让它在金标准集上跑出基线; 4. 再迭代生成 Skill:每次修改跑同一套评估,无退化且目标维度提升才算正向。 这就是评估驱动开发:评估是 Skill 的单元测试,金标准集是回归锚点。 --- 三、评估 Skill:三层门禁,逐层递进 前一层不过,后一层不跑。每层留可追溯证据。 第 1 层:确定性硬门禁 用解析器、Schema、校验器完成,不消耗模型成本。 · 输出可解析; · 必填字段齐全,类型/枚举合法; · 引用目标存在,无悬空引用、无不可达节点; · 关键路径至少有一条能到达预期出口。 不通过直接打回。 第 2 层:语义断言 用脚本 + 结构遍历检查“逻辑对不对”,仍然保持确定性。 通用检查项: · 覆盖率:源材料里的关键步骤、分支、条件,输出里是否都有对应? · 完整性:每个判断节点是否都有明确出口?有没有死胡同? · 可达性:每条路径是否都能到达预期终点?有没有无出口循环? · 顺序与依赖:有先后依赖的操作,是否保留了顺序?有没有被拍平成无序列表? 例子:故障诊断转换中,检查“每个判断项是否有是/否/异常出口”“每条路径是否能到根因”。 第 3 层:LLM-as-Judge 只处理解析器表达不了的维度:忠实度、完整性、可执行性。 但 Judge 会漂移,不能单独放行,必须建立在第 1、2 层之上。Judge 的 Prompt、rubric、模型版本都要版本化,换模型必须用金标准集重新校准。 通用 Judge 维度: 维度 问什么 忠实度 输出是否忠实源材料意图?有没有自行发明内容? 完整性 关键步骤、条件、证据是否保留?隐式知识有没有被压成空话? 收敛性 输出是否仍指向原目标,而不是发散? 可执行性 下游不依赖源材料能否直接使用? --- 四、金标准集:回归测试的锚点 不需要一开始就标注几百份。用已认可的样本当种子,扩到 15~30 份,覆盖失败模式而非随机抽样: · 完整正例:典型流程; · 边界/异常分支:异常路径、循环、前置失败回退; · 已知易错模式:实际踩过的坑; · 留出集:不参与调优,只用于最终验收,防过拟合。 金标准不需要完美,只需要当前标准下认可可放行。 回归指标:关键路径用 pass^k(k 次全过),稳定性用 pass@k。 --- 五、工程约束:让批量产出可重放 · 幂等:同输入 + 同 Skill 版本 + 同规则 → 输出一致,否则无法判断变好是 Skill 改了还是随机波动; · 隔离不阻断:单份失败进隔离队列,记录失败层和原因,不阻塞其余; · 版本绑定:规则、rubric、金标准集进 Git;每份报告绑定“源版本 + 生成 Skill 版本 + 评估 Skill 版本 + Judge 模型版本”; · 抽样人工复核:Judge 临界样本 + 易错模式,人工抽检结果反过来校准 rubric。 --- 六、Skill 本身怎么写 · SKILL.md 控制篇幅,写清:输入约定、输出契约、分步流程、硬规则、降级策略; · 经验规则放 references/ 或 rules/,按失败模式分类,不要全塞进主 Prompt; · 不确定时标 needs_review: true,不要硬编看似合理的结果; · 迭代由评估报告驱动:报告告诉你哪层挂了、哪类失败模式,你改对应规则文件,而不是漫无目的调 Prompt。 --- 七、落地顺序(不要反过来) 1. 固化输出契约:Schema + 结构约束; 2. 建金标准集:从已认可的 + 最易出错的样本开始; 3. 先写评估 Skill:跑出基线报告; 4. 再迭代生成 Skill:每次修改对比逐项通过率,无退化且目标提升才算正向; 5. 批量运行 + 隔离回放:失败进队列,结束后人工抽检; 6. 评估 Skill 自身版本化:换 Judge 模型必须重新校准。 --- 八、给组员的三条硬要求 1. 不许凭感觉说“变好了”:每次修改必须附评估报告对比,逐项通过率说话。 2. 不许跳过确定性门禁直接看 Judge 分数:前两层挂了,Judge 分数没有意义。 3. 不许把规则堆进主 Prompt:规则按失败模式分文件,评估报告要能定位到具体文件。 --- 一句话收尾 生成 Skill 决定“能不能做”,评估 Skill 决定“敢不敢用”。 先让评估体系站稳,再让生成器迭代。这样交付的不是一堆“看起来还行”的产出,而是一套可证明、可回归、可交接的 Skill 质量体系。
310
9
AI 越强,被它拒绝的代价就越大 我有时候会想:AI 越来越厉害之后,有些事情,会不会反而越来越难做? 这个想法看起来有点矛盾。AI 明明在降低门槛,让不会写代码的人做出软件,让不会画画的人生成图片,让一个人完成过去需要整支团队才能完成的工作。但今天用 Codex 的时候,AI 拒绝帮我编写 SQL 注入的请求体,而那还是我有源码、在本地跑测试的情况。那么,往后是否只会更难? 我们假设某一天,AI 说:「这个请求违规,我不能帮助你。」到那个时候,你还有多少能力,能绕过它,把事情做完? 这里的「违规」需要打个引号。平台的规则、模型的判断、法律的要求,以及一件事实际有没有造成伤害,彼此之间并不总是画得上等号。一个请求可能确实危险,也可能只是缺少上下文被误判,或者恰好落在某家公司的限制范围里。 无论是哪种情况,随着我们越来越依赖 AI,这句拒绝都可能变得越来越贵。 今天,一个程序员让 AI 帮忙写代码,AI 拒绝了,他大概率还有别的办法:查文档、找开源项目、问同行,或者自己写。麻烦一点,慢一点,但路还在。 可如果十年之后,大部分程序都由 AI 完成,情况就不一样了。 很多人从接触编程的第一天起,就习惯了描述需求、等待生成、运行结果、继续迭代。他们能做出相当复杂的产品,却未必经历过独立处理底层问题的训练。平时,这种能力结构完全够用,效率甚至更高。只有 AI 拒绝的时候,他们才会发现:平常被省掉的那段学习过程,恰好是此刻最需要的东西。 到那时,一次拒绝的成本,可能就从「今晚多花两个小时」,变成「先花半年学会这门技术」。 拿 SQL 注入举个稍显极端的例子:往后,连真正理解这类攻击如何发生、能够独立构造测试的人,会不会也越来越少? 这里也包括那些有正当需求的人。一个开发者想检查自己的旧系统,一个经过授权的安全研究员想复现漏洞,假如 AI 识别到危险模式就拒绝,而使用者又只熟悉「让 AI 帮我检查」,这项原本可以独立完成的工作,就这样卡住了。 但是安全专家不会因此消失,但这类技能可能越来越集中在少数人手里。你仍然可以找专家,只是要付出更多的钱、更多的时间,以及更高的沟通成本。 类似的困境,未必只发生在网络安全领域。 你想从一个停止维护的软件里取回自己的数据,需要解析它的旧文件格式。AI 判断这涉及规避保护措施,拒绝继续。你拥有这些数据,却没有能力把它们读出来。 你买了一台设备,厂商停止提供服务。你想修改程序让它继续运转,过程中需要处理某种访问限制。AI 不愿协助,而你所掌握的维修方式,早已只剩下「把报错发给 AI」。 你想给常用的网站写一个辅助工具,减少重复操作。平台将此归入自动化限制,AI 也据此拒绝。过去会写脚本的人可以自己判断、自己处理;未来的使用者,可能连从哪里开始都不知道。 这些例子有一个共同点:当工具同时承担了「执行工作」和「传授知识」的角色,它的拒绝就不只是挡住了一次任务,也挡住了获得这种能力的机会。 更麻烦的是,这种依赖往往是我们主动选择的,而且每一步都很合理。 既然 AI 几秒钟就能做好,为什么还要花几个月学习?既然公司可以采购成熟的 AI 服务,为什么还要养一支负责基础工作的团队?既然市场上已经很少有人手写这些东西,学校为什么还要花大量时间教? 对个人、公司和学校来说,这些选择都有现实依据。但叠加起来,整个社会保留的独立能力就可能越来越少。等到某项能力突然受到限制,我们才发现,备用方案早已在追求效率的过程中被一点点削掉了。 所以,「AI 越强,做事越便宜」可能只描述了未来的一半。 另一半是:被允许的事情越来越便宜,被拒绝的事情依然需要人工完成,却要面对更少的人才、更高的报价,以及越来越难获得的知识。两边的成本差距,会越拉越大。 有人会说,可以换一个模型,或者用本地模型。这确实是重要的选项。只要工具之间还有充分竞争,开放模型还足够可用,限制就未必能形成真正的门槛。 但备用方案也需要维护。它需要硬件、知识、软件生态,以及一群仍然理解这些系统的人。如果大多数人已经习惯了最方便的商业服务,那么「理论上还有别的办法」和「普通人实际用得起、用得明白」,之间仍然可能隔着很远。 我担心的,正是这段距离。 我不指望 AI 对任何请求都照单全收。对明显会伤害他人的行为设置限制,有充分的理由。但我们也需要关心:限制由谁定义,误判有没有申诉渠道,用户能不能换工具,以及脱离这个工具之后,还剩下多少独立行动的能力。 保留这些能力,平时看起来甚至有点低效,明明可以自动生成,还要理解原理;明明可以一键完成,还要知道手动怎么做。 但这些看似多余的知识,会在工具拒绝、失效、涨价或改变规则的那一刻,成为真正的选择权。 AI 越强,我们可能越需要留意它说「不」的那一刻。 因为那句话的分量,最终取决于:它拒绝之后,我们还能做什么。
310
10
什么是LLM
300
🔥热门工具
朱雀AI检测朱雀AI检测
朱雀AI检测助手朱雀AI检测助手
LovartLovart
老鱼简历老鱼简历
WritePass官网WritePass官网
面多多面多多
CursorCursor
星月写作星月写作
零感AI零感AI
墨得问题墨得问题