本書是英國劍橋大學卡文迪許實驗室的著名學者David J.C.MacKay博士總結多年教學經驗和科研成果,于2003年推出的一部力作。本書作者不僅透徹地論述了傳統信息論的內容和最新編碼算法,而且以高度的學科駕馭能力,匠心獨具地在一個統一框架下討論了貝葉斯數據建模、蒙特卡羅方法、聚類算法、神經網絡等屬于機器學習和推理領域的主題,從而很好地將諸多學科的技術內涵融會貫通。本書注重理論與實際的結合,內容組織科學嚴謹,反映了多門學科的內在聯系和發展趨勢。同時,本書還包含了豐富的例題和近400道習題(其中許多習題還配有詳細的解答),便于教學或自學,適合作為信息科學與技術相關專業高年級本科生和研究生教材,對相關專業技術人員也不失為一本有益的參考書。
本書圍繞虛擬化、并發和持久性這三個主要概念展開,介紹了所有現代系統的主要組件(包括調度、虛擬內存管理、磁盤和I/O子系統、文件系統)。全書共50章,分為3個部分,分別講述虛擬化、并發和持久性的相關內容。作者以對話形式引入所介紹的主題概念,行文詼諧幽默卻又鞭辟入里,力求幫助讀者理解操作系統中虛擬化、并發和持久性的原理。本書內容全面,并給出了真實可運行的代碼(而非偽代碼),還提供了相應的練習,很適合高等院校相關專業的教師開展教學和高校學生進行自學。?
本書具有以下特色:
Edwin Thompson Jaynes所著的Probability Theory: The Logic of Science,本書暫無中譯本,影印本名為《概率論沉思錄》也已絕版。這本書是作者的遺著,花費半個世紀的時間完成,從名字就可以看出是一部神書。作者從邏輯的角度探討了基于頻率的概率,貝葉斯概率和統計推斷,將概率論這門偏經驗的學科納入數理邏輯的框架之下。如果讀這本書,千萬要做好燒腦的準備。
《概率論沉思錄(英文版)》將概率和統計推斷融合在一起,用新的觀點生動地描述了概率論在物理學、數學、經濟學、化學和生物學等領域中的廣泛應用,尤其是它闡述了貝葉斯理論的豐富應用,彌補了其他概率和統計教材的不足。全書分為兩大部分。第一部分包括10章內容,講解抽樣理論、假設檢驗、參數估計等概率論的原理及其初等應用;第二部分包括12章內容,講解概率論的高級應用,如在物理測量、通信理論中的應用。《概率論沉思錄(英文版)》還附有大量習題,內容全面,體例完整。
《概率論沉思錄(英文版)》內容不局限于某一特定領域,適合涉及數據分析的各領域工作者閱讀,也可作為高年級本科生和研究生相關課程的教材。
凸優化研究在凸集上最小化凸函數的問題。凸性,連同它的許多含義,已經被用來為許多類凸程序提出有效的算法。因此,凸優化已經廣泛地影響了科學和工程的幾個學科。
過去幾年,凸優化算法徹底改變了離散和連續優化問題的算法設計。對于圖的最大流、二部圖的最大匹配和子模函數最小化等問題,已知的最快算法涉及到對凸優化算法的基本和重要使用,如梯度下降、鏡像下降、內點方法和切割平面方法。令人驚訝的是,凸優化算法也被用于設計離散對象(如擬陣)的計數問題。同時,凸優化算法已經成為許多現代機器學習應用的中心。由于輸入實例越來越大、越來越復雜,對凸優化算法的需求也極大地推動了凸優化技術本身的發展。
這本書的目的是使讀者能夠獲得對凸優化算法的深入理解。重點是從第一性原理推導出凸優化的關鍵算法,并根據輸入長度建立精確的運行時間界限。由于這些方法的廣泛適用性,一本書不可能向所有人展示這些方法的應用。這本書展示了各種離散優化和計數問題的快速算法的應用。本書中所選的應用程序的目的是為了說明連續優化和離散優化之間的一個相當令人驚訝的橋梁。
目標受眾包括高級本科生、研究生和理論計算機科學、離散優化和機器學習方面的研究人員。
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第一章-連續優化和離散優化的銜接
我們提出了連續優化和離散優化之間的相互作用。最大流問題是一個激勵人心的例子。我們也追溯了線性規劃的歷史——從橢球法到現代內點法。最后介紹了橢球法在求解最大熵問題等一般凸規劃問題上的一些最新成果。
第二章 預備知識
我們復習這本書所需的數學基礎知識。這些內容包括多元微積分、線性代數、幾何、拓撲、動力系統和圖論中的一些標準概念和事實。
第三章-凸性
我們引入凸集,凸性的概念,并展示了伴隨凸性而來的能力:凸集具有分離超平面,子梯度存在,凸函數的局部最優解是全局最優解。
第四章-凸優化與效率
我們提出了凸優化的概念,并正式討論了它意味著什么,有效地解決一個凸程序作為一個函數的表示長度的輸入和期望的精度。
第五章-對偶性與最優性
我們引入拉格朗日對偶性的概念,并證明在一個稱為Slater條件的溫和條件下,強拉格朗日對偶性是成立的。隨后,我們介紹了拉格朗日對偶和優化方法中經常出現的Legendre-Fenchel對偶。最后,給出了Kahn-Karush-Tucker(KKT)最優性條件及其與強對偶性的關系。
第六章-梯度下降
我們首先介紹梯度下降法,并說明如何將其視為最陡下降。然后,我們證明了梯度下降法在函數的梯度是連續的情況下具有收斂時間界。最后,我們使用梯度下降法提出了一個快速算法的離散優化問題:計算最大流量無向圖。
第七章-鏡像下降和乘法權值更新
我們推出我們的凸優化的第二個算法-稱為鏡面下降法-通過正則化觀點。首先,提出了基于概率單純形的凸函數優化算法。隨后,我們展示了如何推廣它,重要的是,從它推導出乘法權值更新(MWU)方法。然后利用后一種算法開發了一個快速的近似算法來解決圖上的二部圖匹配問題。
第八章-加速梯度下降
提出了Nesterov的加速梯度下降算法。該算法可以看作是前面介紹的梯度下降法和鏡像下降法的混合。我們還提出了一個應用加速梯度法求解線性方程組。
第九章-牛頓法
IWe開始了設計凸優化算法的旅程,其迭代次數與誤差成對數關系。作為第一步,我們推導并分析了經典的牛頓方法,這是一個二階方法的例子。我們認為牛頓方法可以被看作是黎曼流形上的最速下降,然后對其收斂性進行仿射不變分析。
第十章 線性規劃的內點法
利用牛頓法及其收斂性,推導出一個線性規劃的多項式時間算法。該算法的關鍵是利用障礙函數的概念和相應的中心路徑,將有約束優化問題簡化為無約束優化問題。
第十一章-內點法的變種與自洽
給出了線性規劃中路徑遵循IPM的各種推廣。作為應用,我們推導了求解s-t最小代價流問題的快速算法。隨后,我們引入了自一致性的概念,并給出了多邊形和更一般凸集的障礙函數的概述。
第十二章 線性規劃的橢球法
介紹了凸優化的一類切割平面方法,并分析了一種特殊情況,即橢球體法。然后,我們展示了如何使用這個橢球方法來解決線性程序超過0-1多邊形時,我們只能訪問一個分離oracle的多邊形。
第十三章-凸優化的橢球法
我們展示了如何適應橢球法求解一般凸程序。作為應用,我們提出了子模函數最小化的多項式時間算法和計算組合多邊形上的最大熵分布的多項式時間算法。
《圖像處理手冊》一直被評為計算機圖像處理的最佳整體介紹,涵蓋二維(2D)和三維(3D)成像技術、圖像打印和存儲方法、圖像處理算法、圖像和特征測量、定量圖像測量分析等等。
《圖像處理手冊》第七版提供一個可接近的和最新的圖像處理的處理,提供廣泛的覆蓋和算法的比較,方法,和結果。
【導讀】《機器學習:貝葉斯和優化的視角》是雅典大學信息學和通信系的教授Sergios Theodoridis的經典著作,對所有主要的機器學習方法和新研究趨勢進行了深入探索,涵蓋概率和確定性方法以及貝葉斯推斷方法。非常值得學習。
Sergios Theodoridis教授是雅典大學信息學和通信系的教授,香港中文大學(深圳)客座教授。他的研究領域是信號處理和機器學習。他的研究興趣是自適應算法,分布式和稀疏性感知學習,機器學習和模式識別,生物醫學應用中的信號處理和學習以及音頻處理和檢索。
他的幾本著作與合著蜚聲海內外,包括《機器學習:貝葉斯和優化的視角》以及暢銷書籍《模式識別》。他是2017年EURASIP Athanasios Papoulis獎和2014年EURASIP Meritorious Service獎的獲得者。
機器學習:貝葉斯和優化方法
本書對所有主要的機器學習方法和新研究趨勢進行了深入探索,涵蓋概率和確定性方法以及貝葉斯推斷方法。其中,經典方法包括平均/小二乘濾波、卡爾曼濾波、隨機逼近和在線學習、貝葉斯分類、決策樹、邏輯回歸和提升方法等,新趨勢包括稀疏、凸分析與優化、在線分布式算法、RKH空間學習、貝葉斯推斷、圖模型與隱馬爾可夫模型、粒子濾波、深度學習、字典學習和潛變量建模等。全書構建了一套明晰的機器學習知識體系,各章內容相對獨立,物理推理、數學建模和算法實現精準且細致,并輔以應用實例和習題。本書適合該領域的科研人員和工程師閱讀,也適合學習模式識別、統計/自適應信號處理和深度學習等課程的學生參考。
作為布爾邏輯的替代
雖然邏輯是理性推理的數學基礎和計算的基本原理,但它僅限于信息既完整又確定的問題。然而,許多現實世界的問題,從金融投資到電子郵件過濾,本質上是不完整或不確定的。概率論和貝葉斯計算共同提供了一個處理不完整和不確定數據的框架。
不完全和不確定數據的決策工具和方法
貝葉斯編程強調概率是布爾邏輯的替代選擇,它涵蓋了為真實世界的應用程序構建概率程序的新方法。本書由設計并實現了一個高效概率推理引擎來解釋貝葉斯程序的團隊編寫,書中提供了許多Python示例,這些示例也可以在一個補充網站上找到,該網站還提供了一個解釋器,允許讀者試驗這種新的編程方法。
原則和建模
只需要一個基本的數學基礎,本書的前兩部分提出了一種新的方法來建立主觀概率模型。作者介紹了貝葉斯編程的原理,并討論了概率建模的良好實踐。大量簡單的例子突出了貝葉斯建模在不同領域的應用。
形式主義和算法
第三部分綜合了已有的貝葉斯推理算法的工作,因為需要一個高效的貝葉斯推理引擎來自動化貝葉斯程序中的概率演算。對于想要了解貝葉斯編程的形式主義、主要的概率模型、貝葉斯推理的通用算法和學習問題的讀者,本文提供了許多參考書目。
常見問題
第四部分連同詞匯表包含了常見問題的答案。作者比較了貝葉斯規劃和可能性理論,討論了貝葉斯推理的計算復雜性,討論了不完全性的不可約性,討論了概率的主觀主義和客觀主義認識論。
貝葉斯計算機的第一步
創建一個完整的貝葉斯計算框架需要新的建模方法、新的推理算法、新的編程語言和新的硬件。本書著重于方法論和算法,描述了實現這一目標的第一步。它鼓勵讀者探索新興領域,例如仿生計算,并開發新的編程語言和硬件架構。
高斯過程(GPs)為核機器的學習提供了一種有原則的、實用的、概率的方法。在過去的十年中,GPs在機器學習社區中得到了越來越多的關注,這本書提供了GPs在機器學習中理論和實踐方面長期需要的系統和統一的處理。該書是全面和獨立的,針對研究人員和學生在機器學習和應用統計學。
這本書處理監督學習問題的回歸和分類,并包括詳細的算法。提出了各種協方差(核)函數,并討論了它們的性質。從貝葉斯和經典的角度討論了模型選擇。討論了許多與其他著名技術的聯系,包括支持向量機、神經網絡、正則化網絡、相關向量機等。討論了包括學習曲線和PAC-Bayesian框架在內的理論問題,并討論了幾種用于大數據集學習的近似方法。這本書包含說明性的例子和練習,和代碼和數據集在網上是可得到的。附錄提供了數學背景和高斯馬爾可夫過程的討論。
對因果推理的簡明和自成體系的介紹,在數據科學和機器學習中越來越重要。
因果關系的數學化是一個相對較新的發展,在數據科學和機器學習中變得越來越重要。這本書提供了一個獨立的和簡明的介紹因果模型和如何學習他們的數據。在解釋因果模型的必要性,討論潛在的因果推論的一些原則,這本書教讀者如何使用因果模型:如何計算干預分布,如何從觀測推斷因果模型和介入的數據,和如何利用因果思想經典的機器學習問題。所有這些主題都將首先以兩個變量的形式進行討論,然后在更一般的多元情況下進行討論。對于因果學習來說,二元情況是一個特別困難的問題,因為經典方法中用于解決多元情況的條件獨立不存在。作者認為分析因果之間的統計不對稱是非常有意義的,他們報告了他們對這個問題十年來的深入研究。
本書對具有機器學習或統計學背景的讀者開放,可用于研究生課程或作為研究人員的參考。文本包括可以復制和粘貼的代碼片段、練習和附錄,其中包括最重要的技術概念摘要。
首先,本書主要研究因果關系推理子問題,這可能被認為是最基本和最不現實的。這是一個因果問題,需要分析的系統只包含兩個可觀測值。在過去十年中,作者對這個問題進行了較為詳細的研究。本書整理這方面的大部分工作,并試圖將其嵌入到作者認為對研究因果關系推理問題的選擇性至關重要的更大背景中。盡管先研究二元(bivariate)案例可能有指導意義,但按照章節順序,也可以直接開始閱讀多元(multivariate)章節;見圖一。
第二,本書提出的解決方法來源于機器學習和計算統計領域的技術。作者對其中的方法如何有助于因果結構的推斷更感興趣,以及因果推理是否能告訴我們應該如何進行機器學習。事實上,如果我們不把概率分布描述的隨機實驗作為出發點,而是考慮分布背后的因果結構,機器學習的一些最深刻的開放性問題就能得到最好的理解。
簡介: Python作為目前受歡迎的語言之一,越來越多的人成為Pythoner,這本書不僅僅是一本Python說明書,該書基于Python3.7。 Python中的經典計算機科學問題可以使用經過時間驗證的方案,練習和算法來提高您的CS解決問題的能力。看起來很新或獨特的計算機科學問題通常源于經典算法,編碼技術和工程原理。并且經典方法仍然是解決它們的最佳方法!通過對本書的學習,將解決許多編碼難題,從簡單的任務(如二進制搜索算法)到使用k-means進行數據聚類。該書主要包括:
目錄:
作者介紹: David Kopec是位于佛蒙特州伯靈頓的尚普蘭學院的計算機科學與創新助理教授。他是一個有經驗的軟件開發者.
書籍介紹: 機器學習是一門人工智能的科學,該領域的主要研究對象是人工智能,特別是如何在經驗學習中改善具體算法的性能。機器學習是人工智能及模式識別領域的共同研究熱點,其理論和方法已被廣泛應用于解決工程應用和科學領域的復雜問題。本書從機器學習的基礎入手,分別講述了分類、排序、降維、回歸等機器學習任務,是入門機器學習的一本好書。
作者: Mehryar Mohri,是紐約大學庫蘭特數學科學研究所的計算機科學教授,也是Google Research的研究顧問。
大綱介紹:
作者主頁://cs.nyu.edu/~mohri/