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本書分為三個部分。第一部分介紹了分布式強化學習的構建模塊。我們首先介紹了我們的基本研究對象，收益分布和分布Bellman方程(第二章)。第三章介紹了分類時間差分學習，一種簡單的學習收益分布的算法。在第三章結束時，讀者應該理解分布式強化學習的基本原則，并且應該能夠在簡單的實際設置中使用它。

第二部分是對分布式強化學習理論的發展。第4章介紹了一種用于測量返回分布之間距離的語言，以及與這些分布交互的操作符。第5章介紹了實現分布式強化學習所需的概率表示的概念;在此基礎上，研究了用這種表示來計算和近似收益分布的問題，并引入了分布動態規劃的框架。第6章研究了如何從樣本中以增量的方式學習返回分布，給出了類別時間差分學習的正式結構，以及其他算法，如分位數時間差異學習。第7章將這些思想擴展到最優決策的設置(也稱為控制設置)。最后，第8章介紹了基于統計泛函概念的分布強化學習的不同視角。在第二部分結束時，讀者應該理解在設計分布式強化學習算法時出現的挑戰，以及解決這些挑戰的可用工具。

第三部分和最后一部分為實際場景ios開發了分布式強化學習。第九章回顧了線性值函數逼近的原理，并將這些思想推廣到分布環境中。第10章討論了如何將分布方法與深度神經網絡相結合來獲得深度強化學習的算法，并提出了一個模型來研究這種結合所產生的現象。第11章討論了分布式強化學習在兩個進一步研究領域(多主體學習和神經科學)的新興應用，并得出結論。

//www.distributional-rl.org/

在過去的十年里，人們對人工智能和機器學習的興趣有了相當大的增長。從最廣泛的意義上說，這些領域旨在“學習一些有用的東西”，了解生物體所處的環境。如何處理收集到的信息導致了算法的發展——如何處理高維數據和處理不確定性。在機器學習和相關領域的早期研究階段，類似的技術在相對孤立的研究社區中被發現。雖然不是所有的技術都有概率論的自然描述，但許多都有，它是圖模型的框架(圖和概率論的結合)，使從統計物理、統計、機器學習和信息理論的想法的理解和轉移。在這種程度上，現在有理由期待機器學習研究人員熟悉統計建模技術的基礎知識。這本書集中在信息處理和機器學習的概率方面。當然，沒有人說這種方法是正確的，也沒有人說這是唯一有用的方法。事實上，有人可能會反駁說，這是沒有必要的，因為“生物有機體不使用概率論”。無論情況是否如此，不可否認的是，圖模型和概率框架幫助機器學習領域出現了新算法和模型的爆炸式增長。我們還應該清楚，貝葉斯觀點并不是描述機器學習和信息處理的唯一方法。貝葉斯和概率技術在需要考慮不確定性的領域中發揮了自己的作用。

//www0.cs.ucl.ac.uk/staff/d.barber/brml/

本書結構

本書第一部分的目的之一是鼓勵計算機科學專業的學生進入這一領域。許多現代學生面臨的一個特別困難是有限的正規微積分和線性代數訓練，這意味著連續和高維分布的細節可能會讓他們離開。在以概率作為推理系統的一種形式開始時，我們希望向讀者展示他們可能更熟悉的邏輯推理和動態規劃的想法如何在概率環境中有自然的相似之處。特別是，計算機科學的學生熟悉的概念，算法為核心。然而，在機器學習中更常見的做法是將模型視為核心，而如何實現則是次要的。從這個角度來看，理解如何將一個數學模型轉換成一段計算機代碼是核心。

第二部分介紹了理解連續分布所需的統計背景，以及如何從概率框架來看待學習。第三部分討論機器學習的主題。當然，當一些讀者看到他們最喜歡的統計話題被列在機器學習下面時，他們會感到驚訝。統計學和機器學習之間的一個不同觀點是，我們最終希望構建什么樣的系統(能夠完成“人類/生物信息處理任務的機器)，而不是某些技術。因此，我認為這本書的這一部分對機器學習者來說是有用的。第四部分討論了明確考慮時間的動態模型。特別是卡爾曼濾波器被視為圖模型的一種形式，這有助于強調模型是什么，而不是像工程文獻中更傳統的那樣把它作為一個“過濾器”。第五部分簡要介紹了近似推理技術，包括隨機(蒙特卡羅)和確定性(變分)技術。

機器學習是關于基于數據的學習、推理和行動。這是通過構建計算機程序來完成的，這些程序可以處理數據，提取有用的信息，對未知屬性做出預測，并建議采取的行動或做出的決定。將數據分析變成機器學習的原因是，這個過程是自動化的，計算機程序是從數據中學習的。這意味著使用通用計算機程序，這些程序根據觀察到的所謂訓練數據自動調整程序的設置，以適應特定的應用程序環境。因此可以說，機器學習是一種通過實例編程的方式。機器學習的美妙之處在于，數據所代表的內容是非常隨意的，我們可以設計出適用于不同領域的廣泛實際應用的通用方法。我們通過下面的一系列例子來說明這一點。上述“通用計算機程序”是指數據的數學模型。也就是說，當我們開發和描述不同的機器學習方法時，我們使用的是數學語言。數學模型描述了與觀測數據對應的相關數量或變量與感興趣的屬性(如預測、動作等)之間的關系。因此，模型是數據的緊湊表示，以精確的數學形式捕捉我們正在研究的現象的關鍵屬性。使用哪個模型通常由機器學習工程師在查看可用數據時產生的見解和從業者對問題的總體理解來指導。在實踐中實現該方法時，將該數學模型轉換為可在計算機上執行的代碼。然而，要理解計算機程序的實際作用，了解其基礎數學也很重要。

這本書的目的是介紹監督機器學習，而不需要在該領域的任何經驗。我們既關注基礎的數學，也關注實踐方面。本書是教科書，不是參考書，也不是編程手冊。因此，它只包含一個仔細(但全面)的監督機器學習方法的選擇，而沒有編程代碼。現在有許多精彩和證據確鑿的代碼包可用,我們深信,在很好地理解數學和內部運行的方法。在這本書中，我們從統計學的角度來討論方法的統計特性。因此，它需要一些統計和概率論的知識，以及微積分和線性代數。我們希望，從頭到尾閱讀這本書將給讀者一個良好的起點，作為一個機器學習工程師工作和/或繼續在該學科的進一步研究。下圖說明了章節之間的主要依賴關系。特別是在第二、三、四章中討論了最基本的主題，我們建議讀者先閱讀這些章節，然后再閱讀后面包含更高級的主題的章節(第5-9章)。第10章超越了機器學習的監督設置，第11章關注于設計一個成功的機器學習解決方案的一些更實際的方面，比前幾章的技術性更少。最后，第十二章(由David Sumpter撰寫)討論了現代機器學習的某些倫理方面。

這本書調研了大約20世紀90年代末機器學習的許多重要課題。我的意圖是在理論和實踐之間尋求一個中間橋梁帶。筆記集中在機器學習的重要思想上——它既不是一本實踐手冊，也不是一個理論證明的概要。我的目標是為讀者提供充分的準備，使一些關于機器學習的廣泛文獻易于理解。草稿只有200多頁(包括扉頁)。

這本書集中在機器學習的重要思想上。對于我所陳述的許多定理，我并沒有給出證明，但對于形式的證明，我確實給出了可信的論據和引用。而且，我沒有討論許多在應用中具有實際重要性的問題;這本書不是機器學習實踐手冊。相反，我的目標是為讀者提供充分的準備，使大量關于機器學習的文獻易于理解。

學習，就像智力一樣，涵蓋了如此廣泛的過程，很難精確定義。詞典的定義包括這樣的短語:“通過學習、指導或經驗獲得知識、或理解、或技能”和“通過經驗改變行為傾向”。動物學家和心理學家研究動物和人類的學習。在這本書中，我們關注的是機器學習。動物和機器學習之間有一些相似之處。當然，機器學習的許多技術都來自心理學家的努力，他們通過計算模型使動物和人類學習的理論更加精確。機器學習研究人員正在探索的概念和技術似乎也可能闡明生物學習的某些方面。

這本書的書名聽起來有點神秘。如果這本書以一種錯誤的方式呈現了這個主題，人們為什么要讀它呢?書中哪些地方做得特別“不對”?

在回答這些問題之前，讓我先描述一下本文的目標受眾。這本書是“榮譽線性代數”課程的課堂講稿。這應該是高等數學學生的第一門線性代數課程。它的目標是一個學生，雖然還不是非常熟悉抽象推理，但愿意學習更嚴格的數學，在“烹飪書風格”的微積分類型課程。除了作為線性代數的第一門課程，它也應該是第一門向學生介紹嚴格證明、形式定義——簡而言之，現代理論(抽象)數學風格的課程。

目標讀者解釋了基本概念和具體實例的非常具體的混合，它們通常出現在介紹性的線性代數文本中，具有更抽象的定義和高級書籍的典型構造。

//www.math.brown.edu/streil/papers/LADW/LADW_2017-09-04.pdf

機器學習使用各種數學領域的工具。本文試圖對機器學習入門課程所需的數學背景進行總結，這門課在加州大學伯克利分校被稱為CS 189/289A。我們假設讀者已經熟悉多變量微積分和線性代數的基本概念(UCB數學53/54的水平)。這里介紹的大多數主題都很少涉及; 我們打算給出一個概述，并向感興趣的讀者指出更全面的處理以獲得進一步的細節。請注意，本文關注的是機器學習的數學背景，而不是機器學習本身。我們將不討論具體的機器學習模型或算法，除非可能通過強調數學概念的相關性。該文件的早期版本不包括校樣。我們已開始在有助于理解的相當短的證明里加上證明。這些證明不是cs189的必要背景，但可以用來加深讀者的理解。

作者：王東，利節，許莎 出版社：清華大學 出版時間：2019-10 ISBN: 978-7-302-53187-6 最新消息：本書配套課件免費公開，詳見鏈接。 地址：

//cslt.riit.tsinghua.edu.cn/news.php?title=News-2020-02-09

作者序 2016年以來，幾乎所有人都在談論人工智能，上至專家巨富，下至平民百姓。然而， 究竟什么是人工智能？人工智能與傳統科學有何區別和聯系？人工智能的歷史沿革和 未來方向？這些問題在很多人腦海里還是模糊的。唯一可以確定的是，人工智能 技術必然會對我們的生活產生深遠的影響，這種影響會象蒸汽機、電、計算機的出現對我們的影 響一樣，成為我們未來生活的一部分。

我是學計算機出身，自1998年以來主要從事語音和語言信號處理工作。這個領域 當然是人工智能的一部分，但絕大多數時候研究者們很少提到AI。原因有很多， 對我而言也許是對歸類法的執著，AI的范圍太廣了，當面帶微笑和別人說` 我是做 AI的'總會有一種心虛的感覺。這種感覺應該是很多一線研究者的潛意識。

僅管對AI這個頭銜有天然排斥，我們和這個古老而年輕的領域依然脫不了干系， 因此當然希望更多年輕人加入到AI研究隊伍中來，特別是從方法論的角度去理解AI， 避免概念上的炒作和空洞化。

基于這一思路，我用了將近兩年時間完成了一本題為《現代機器學習技術導論》的學習筆記[link]， 恰好被利節老師看到。她提出建議：這本書應該讓更多年輕人看到，但當前這個版本是不行的， 需要更通俗和直觀的表達。這個建議得到重慶巴蜀中學許莎老師的贊同，她覺得 應該有一本通俗的讀物，讓高中生甚至初中生理解人工智能，在不增加日常學習 壓力的前提下，滿足他們對新知識的渴求，從一開始就樹立一個正確的概念體系 和科學根基，為以后從事這方面的工作打下基礎。

于是有了這本書。我們的目的只有一個：用淺顯的的語言向年輕人 介紹什么是人工智能，包括：人工智能有哪些主流技術，這些技術從何處來，到哪里去。特別重要的是， 我們希望提供一系列小實驗，讓學生可以自己動手實現一些有趣的人工智能系統， 培養出這一方面的興趣，那就很好了。

在本書的成書過程中，眾多老師和學生提供了熱心幫助。清華大學的朱小燕老師對全書進行了審讀， 周強老師、劉華平老師分別對第四章和第五章進行了審讀。清華大學語音語言實驗室 的蔡云麒博士參與了校訂工作，實習生杜文強、張陽、吳嘉瑤、齊詔娣、于嘉威、 姜修齊、劉逸博、汪洋等參與了實驗樣例設計。最后，清華出版社的劉翰鵬老師在本 書出版過程中付出了大量心血，在此一并致謝！

機器學習使用來自各種數學領域的工具。本文件試圖提供一個概括性的數學背景，需要在入門類的機器學習，這是在加州大學伯克利分校被稱為CS 189/289A。

//people.eecs.berkeley.edu/~jrs/189/

我們的假設是讀者已經熟悉多變量微積分和線性代數的基本概念(達到UCB數學53/54的水平)。我們強調，本文檔不是對必備類的替代。這里介紹的大多數主題涉及的很少;我們打算給出一個概述，并指出感興趣的讀者更全面的理解進一步的細節。

請注意，本文檔關注的是機器學習的數學背景，而不是機器學習本身。我們將不討論特定的機器學習模型或算法，除非可能順便強調一個數學概念的相關性。

這份文件的早期版本不包括校樣。我們已經開始在一些證據中加入一些比較簡短并且有助于理解的證據。這些證明不是cs189的必要背景，但可以用來加深讀者的理解。