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這本書目前作為補充為STAT 432的統計學習的介紹-在伊利諾伊大學厄巴納-香檳的統計學習的基礎。

本文最初的重點是擴展ISL對使用R進行統計學習的介紹,主要是通過添加和修改現有代碼。這一文本目前正變得更加獨立。為什么?考慮到作者認為ISL是目前最好的本科教材之一,并且是STAT 432創建的驅動力之一,這是一個非常好的問題。然而,課程一旦創建,對內容的精確控制就變得非常有用。這篇課文的主要重點是滿足學生在那門課上的需要。其中一些需要包括:

  • 附加的R代碼示例和解釋
  • 仿真研究
  • 數學的嚴密性,符合讀者的背景
  • 與課程整體結構相匹配的書本結構

換句話說,本文試圖復制統計學習介紹的最佳部分,統計學習的元素,和應用預測建模,這是最需要的一組學生。

    1. 預先條件
    1. (監督學習)回歸
    1. 監督學習分類
    1. 無監督學習
    1. (統計學習)實踐
    1. (統計學習)現代
    1. 附錄
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相關內容

這本書的前半部分快速而徹底地概述了Python的所有基礎知識。你不需要任何以前的經驗與編程開始,我們將教你一切你需要知道,一步一步。

第二部分著重于用Python以實用的方式解決有趣的、真實的問題。一旦你掌握了基礎知識,你就會通過跟隨我們的動手編程練習和項目迅速提高。

我們在書中的每一頁都精心安排了漂亮的排版,代碼示例的語法高亮顯示,以及教學截圖,這樣你可以有效地處理和記憶信息:

所有材料都是Python 3.9的最新版本,Python編程語言在2020年發布的最新和最好的版本。簡而言之,以下是你將學到的Python基礎知識:Python 3的實用介紹:

安裝和運行Python:在Windows、macOS或Linux上設置Python 3.9編碼環境

  • 核心Python 3概念和約定:解釋器會話、腳本、查找和修復代碼bug、如何組織代碼和構造Python程序、如何有效地學習和實踐

  • Python 3.9基本原理:變量、基本數據類型、函數和循環、條件邏輯和控制流、字符串格式、列表/元組/字典、文件輸入和輸出、錯誤處理。

  • 中級Python概念:面向對象編程(OOP)、正則表達式、名稱空間和作用域、異常處理、安裝第三方包。

  • Python的實際使用:創建和修改PDF文件、使用數據庫、從web下載和抓取內容、數據科學基礎(科學計算和繪圖)、圖形用戶界面和GUI編程。

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首先加速介紹R生態系統、編程語言和工具,包括R腳本和RStudio。通過使用許多例子和項目,這本書教你如何將數據導入R,以及如何使用R處理這些數據。一旦基礎扎實,《實用R 4》的其余部分將深入具體的項目和例子,從使用R和LimeSurvey運行和分析調查開始。接下來,您將使用R和MouselabWeb執行高級統計分析。然后,您將看到在沒有統計信息的情況下R如何工作,包括如何使用R自動化數據格式化、操作、報告和自定義函數。

本書的最后一部分討論了在服務器上使用R;您將使用R構建一個腳本,該腳本可以運行RStudio服務器并監視報表源的更改,以便在發生更改時向用戶發出警報。這個項目包括定期電子郵件提醒和推送通知。最后,您將使用R創建一個定制的個人最重要信息的每日綱要報告,例如天氣報告、每日日歷、待辦事項等等。這演示了如何自動化這樣一個過程,以便用戶每天早上導航到相同的web頁面并獲得更新的報告。

你將學到什么

  • 設置并運行R腳本,包括在新機器上的安裝以及下載和配置R
  • 使用RStudio Server將任何機器變成可從任何地方訪問的強大數據分析平臺
  • 編寫基本的腳本并修改現有的腳本以滿足自己的需要。
  • 在R中創建基本的HTML報告,根據需要插入信息
  • 構建一個基本的R包并發布它

這本書是給誰的

  • 建議您之前接觸過統計學、編程和SAS,但不是必需的。
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這本書來自統計學習課程,這是一門統計機器學習的入門課程,面向具有一些微積分、線性代數和統計學背景的學生。這門課程的重點是監督學習:分類和回歸。本課程將涵蓋機器學習和數據科學中使用的一系列方法,包括:

  • 線性回歸(包括嶺回歸和Lasso)
  • 通過logistic回歸和k近鄰進行分類
  • 線性和二次判別分析
  • 回歸和分類樹(包括套袋林和隨機林)
  • Boosting
  • 神經網絡和深度學習

這些方法將在整個課程中被研究并應用于來自各種應用的真實數據。課程還涵蓋了一些重要的實際問題,如交叉驗證、模型選擇和偏方差權衡。課程包括理論(例如,推導和證明)以及實踐(特別是實驗室和小型項目)。實際部分將使用Python實現。

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這本教科書通過提供實用的建議,使用直接的例子,并提供相關應用的引人入勝的討論,以一種容易理解的方式介紹了基本的機器學習概念。主要的主題包括貝葉斯分類器,最近鄰分類器,線性和多項式分類器,決策樹,神經網絡,和支持向量機。后面的章節展示了如何通過“推進”的方式結合這些簡單的工具,如何在更復雜的領域中利用它們,以及如何處理各種高級的實際問題。有一章專門介紹流行的遺傳算法。

這個修訂的版本包含關于工業中機器學習的實用應用的關鍵主題的三個全新的章節。這些章節研究了多標簽域,無監督學習和它在深度學習中的使用,以及歸納邏輯編程的邏輯方法。許多章節已經被擴展,并且材料的呈現已經被增強。這本書包含了許多新的練習,許多解決的例子,深入的實驗,和獨立工作的計算機作業。

//link.springer.com/book/10.1007/978-3-319-63913-0#about

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本書介紹了自由軟件Python及其在統計數據分析中的應用。它涵蓋了連續、離散和分類數據的常見統計測試,以及線性回歸分析和生存分析和貝葉斯統計的主題。每個測試的Python解決方案的工作代碼和數據,以及易于遵循的Python示例,可以被讀者復制,并加強他們對主題的直接理解。隨著Python生態系統的最新進展,Python已經成為科學計算的一種流行語言,為統計數據分析提供了一個強大的環境,并且是R的一個有趣的替代選擇。本書面向碩士和博士學生,主要來自生命和醫學科學,具有統計學的基本知識。由于該書還提供了一些統計方面的背景知識,因此任何想要執行統計數據分析的人都可以使用這本書。

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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。

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統計學習理論是一個新興的研究領域,它是概率論、統計學、計算機科學和最優化的交叉領域,研究基于訓練數據進行預測的計算機算法的性能。以下主題將包括:統計決策理論基礎;集中不平等;監督學習和非監督學習;經驗風險最小化;complexity-regularized估計;學習算法的泛化界VC維與復雜性;極大極小下界;在線學習和優化。利用一般理論,我們將討論統計學習理論在信號處理、信息論和自適應控制方面的一些應用。

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【導讀】MIT開設的深度學習課程邀請了眾多機器學習大拿進行報告。最近,統計學習理論之父-SVM作者Vladimir Vapnik 給了關于學習統計理論的報告《Complete Statistical Theory of Learning》,介紹了統計學習一系列的基礎理論,是當下深度學習時代探究學習理論值得認真思考的部分?。?

報告地址:

  • 0:00 -介紹
  • 0:46 -概述:完整的學習統計理論
  • 3:47 -第一部分:VC泛化理論
  • 11:04 -第二部分:最小化的目標函數
  • 27:13 -第三部分:可接受的函數集的選擇
  • 37:26 -第4部分:再現核希爾伯特空間的完全解
  • 53:16 -第5部分:神經網絡中的LUSI方法
  • 59:28 -第6部分:謂詞的例子
  • 1:10:39——結論

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在過去的十年里,計算和信息技術突飛猛進。它帶來了醫學、生物學、金融和營銷等各個領域的大量數據。理解這些數據的挑戰導致了統計領域新工具的發展,并催生了數據挖掘、機器學習和生物信息學等新領域。許多這些工具有共同的基礎,但經常用不同的術語表示。這本書在一個共同的概念框架中描述了這些領域的重要思想。雖然方法是統計的,但重點是概念而不是數學。許多例子都給出了,與自由使用彩色圖形。它應該是統計學家和任何對科學或工業數據挖掘感興趣的人的寶貴資源。這本書的覆蓋面很廣,從監督學習(預測)到非監督學習。許多主題包括神經網絡、支持向量機、分類樹和增強——這是任何一本書中對這個主題的首次全面論述。這個主要的新版本的特點,許多主題不包括在原來的,包括圖形模型,隨機森林,集成方法,最小角度回歸和用于lasso的路徑算法、非負矩陣分解和譜聚類。還有一章是關于“寬”數據的方法(p大于n),包括多重測試和錯誤發現率。Trevor Hastie、Robert Tibshirani和Jerome Friedman是斯坦福大學的統計學教授。他們是這一領域的杰出研究人員:Hastie和Tibshirani開發了廣義可加性模型,并就此寫了一本很受歡迎的書。Hastie在S-PLUS中編寫了大量的統計建模軟件,并發明了主曲線和曲面。Tibshirani提出了Lasso,并且是非常成功的Bootstrap介紹的合著者。弗里德曼是許多數據挖掘工具的共同發明者,包括CART、MARS和投影追蹤。

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谷歌研究員Kevin Patrick Murphy撰寫的經典機器學習圖書,由MIT出版社出版,《Machine Learning: a Probabilistic Perspective》,自2012年發行以來就奉為經典機器學習書目。本書內容完整,講解詳細,便于閱讀,方便工程使用。最近作者在Github上發布了關于本書的Python代碼,更加方便使用!本文附帶1098頁pdf下載。

Python配套代碼

Github: //github.com/probml/pyprobml

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