机器学习系统设计

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出版者:机械工业出版社
作者:(美国)戴维·朱利安(David Julian)
出品人:
页数:190
译者:李洋
出版时间:2017-6-1
价格:47.20元
装帧:平装
isbn号码:9787111569459
丛书系列:智能系统与技术丛书
图书标签:
  • 机器学习
  • 计算机
  • 数据分析
  • Python
  • AI
  • 机器学习
  • 系统设计
  • 模型部署
  • 数据工程
  • 可扩展性
  • 可靠性
  • 性能优化
  • 监控
  • DevOps
  • MLOps
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具体描述

机器学习模型不能给出准确结果的原因有很多。从设计的角度来审视这些系统,我们能够深入理解其底层算法和可用的优化方法。本书为我们提供了机器学习设计过程的坚实基础,能够使我们为特定问题建立起定制的机器学习模型。我们可能已经了解或使用过一些为解决常见问题的商用机器学习模型,例如垃圾邮件检测或电影分级,但是要着手于解决更为复杂的问题,则其重点是让这些模型适用于我们自己特定的需求。

作者简介

戴维·朱利安(David Julian),数据分析员、信息系统咨询顾问和培训讲师。他目前正致力于Urban Ecological Systems和Blue Smart Farms的机器学习项目,该项目旨在发现和预测温室作物虫害。

目录信息

译者序
前言
第1章机器学习的思维1
1.1人机界面1
1.2设计原理4
1.2.1问题的类型6
1.2.2问题是否正确7
1.2.3任务8
1.2.4统一建模语言27
1.3总结31
第2章工具和技术32
2.1Python与机器学习33
2.2IPython控制台33
2.3安装SciPy栈34
2.4NumPy35
2.4.1构造和变换数组38
2.4.2数学运算39
2.5Matplotlib41
2.6Pandas45
2.7SciPy47
2.8Scikit—learn50
2.9总结57
第3章将数据变为信息58
3.1什么是数据58
3.2大数据59
3.2.1大数据的挑战60
3.2.2数据模型62
3.2.3数据分布63
3.2.4来自数据库的数据67
3.2.5来自互联网的数据68
3.2.6来自自然语言的数据70
3.2.7来自图像的数据72
3.2.8来自应用编程接口的数据72
3.3信号74
3.4数据清洗76
3.5数据可视化78
3.6总结80
第4章模型—从信息中学习81
4.1逻辑模型81
4.1.1一般性排序83
4.1.2解释空间84
4.1.3覆盖空间86
4.1.4PAC学习和计算复杂性87
4.2树状模型88
4.3规则模型92
4.3.1有序列表方法94
4.3.2基于集合的规则模型95
4.4总结98
第5章线性模型100
5.1最小二乘法101
5.1.1梯度下降102
5.1.2正规方程法107
5.2logistic回归109
5.3多分类113
5.4正则化115
5.5总结117
第6章神经网络119
6.1神经网络入门119
6.2logistic单元121
6.3代价函数126
6.4神经网络的实现128
6.5梯度检验133
6.6其他神经网络架构134
6.7总结135
第7章特征—算法眼中的世界136
7.1特征的类型137
7.1.1定量特征137
7.1.2有序特征138
7.1.3分类特征138
7.2运算和统计139
7.3结构化特征141
7.4特征变换141
7.4.1离散化143
7.4.2归一化144
7.4.3校准145
7.5主成分分析149
7.6总结151
第8章集成学习152
8.1集成学习的类型152
8.2Bagging方法153
8.2.1随机森林154
8.2.2极端随机树155
8.3Boosting方法159
8.3.1AdaBoost161
8.3.2梯度Boosting163
8.4集成学习的策略165
8.5总结168
第9章设计策略和案例研究169
9.1评价模型的表现169
9.2模型的选择174
9.3学习曲线176
9.4现实世界中的案例研究178
9.4.1建立一个推荐系统178
9.4.2温室虫害探测185
9.5机器学习一瞥188
9.6总结190
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书的封面设计着实吸引人,那深邃的蓝色背景上点缀着错综复杂的神经网络图景,让人一眼就能感受到它的专业与深度。我原本是抱着学习前沿AI技术的心态来翻阅的,期待能在这本书里找到关于Transformer架构如何实现大规模预训练的详尽解析,或者至少是针对特定领域如自然语言处理(NLP)中BERT模型优化策略的深入探讨。然而,当我翻开内容后,却发现它似乎更侧重于对**软件工程原理在复杂系统构建中的应用**,而不是我期望的那种硬核的数学推导和算法细节。例如,其中花费了大量篇幅讨论“微服务架构的拆分原则”以及“API设计中的领域驱动建模”,这与我理解中“机器学习系统”的核心——模型训练、调优与部署——的关联性显得有些疏远。我更希望看到的是如何有效地管理GPU资源池、如何设计一个高效的特征存储层(Feature Store)的实践经验,或者是在联邦学习场景下保证数据隐私的技术栈选择。这本书给我的感觉是,它像是一本关于如何“建造一个能够承载机器学习项目的工程外壳”的指南,而非深入“打磨机器之心”的宝典。这种侧重点的差异,使得我作为一名专注于模型性能提升的研究者来说,感到有些意料之外,但从系统构建的角度看,它的结构确实是严谨且逻辑清晰的。

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这本书的写作风格,坦白地说,非常“学术”且“结构化”,每一章都像是一份严谨的学术报告,充满了定义、定理和严格的论证过程。这对于追求知识体系完整性的读者来说或许是优点,但对于我这种更倾向于“实战经验分享”和“失败案例总结”的工程师来说,却显得有些缺乏人情味。我本希望看到的是:“我们在尝试使用Kafka作为实时特征传输层时遇到了哪些延迟问题,最终是如何通过引入内存缓存层解决的?”这类充满烟火气的实践心得。但这本书中,你更多看到的是“理想状态下的架构设计原则”,以及基于这些原则推导出的最优解路径。例如,在讨论监控与告警系统时,书中详细阐述了SLA(服务等级协议)和SLO(服务等级目标)的数学定义,却没有给出多少关于如何有效捕获“模型准确率在过去一小时内下降了5%”这类业务相关指标的实用代码片段或配置模板。它构建了一个完美的理论大厦,却遗漏了搭建过程中那些至关重要的“砖块”和“水泥”的具体配方。

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翻阅到关于“数据治理与合规性”的部分时,我感受到了作者对信息安全和法律法规的深切关注,这确实是构建任何企业级系统的必要前提。书中详述了如何建立数据血缘追踪系统,以确保从原始数据到最终决策的每一步都可以被审计。这部分内容非常详尽,从数据库级别的访问控制策略,到加密传输的标准协议都有涉及。然而,我作为一个致力于开发高精度推荐系统的研究人员,我更迫切关注的是如何设计一个高效、可扩展的**特征工程管道**。我需要了解的是,在处理TB级别用户行为日志时,如何平衡实时计算和批量预处理的成本;如何确保特征在训练和推理环境之间的一致性(Feature Skew的规避策略)。这本书的侧重点似乎更偏向于**数据生命周期管理和权限控制**,而不是如何从海量数据中高效地提炼出对模型有价值的“信号”,这使得我在寻找如何优化数据管道性能方面的线索时,屡屡落空。

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我花了整整一个周末沉浸在书中的“DevOps与持续集成/持续部署(CI/CD)流水线”章节中,这本书对这个主题的阐述可谓是面面俱到,详尽到令人发指。作者似乎对传统软件开发中的版本控制、自动化测试和环境隔离有着近乎偏执的追求。书中详细描绘了一个完整的、从代码提交到生产环境部署的端到端流程图,并列举了大量YAML配置文件的范例。我原本以为,在机器学习领域,部署流程会因为模型版本、数据漂移和实验追踪的复杂性而与传统软件有所不同,需要引入MLOps特有的工具链。然而,这本书介绍的实践,比如使用Kubernetes进行容器编排,或者通过Jenkins进行自动化构建,虽然是优秀的基础工程实践,但对于那些急需解决“如何在新数据到来时自动触发模型重训练并无缝切换到新模型”这一核心挑战的读者来说,显得有些“太过基础”和“不够聚焦”。它更像是一本教科书级别的软件工程实施手册,而非一本针对特定“学习系统”痛点深度挖掘的专业读物。如果我对这些工程基础并不陌生,那么这些章节对我来说,无异于重复阅读早已掌握的知识,略显冗长。

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全书在最后一部分提到了“可解释性与模型透明度”,但处理方式也偏向于工程实现层面,而非算法机制层面。书中详细介绍了如何将LIME或SHAP的计算结果封装成一个可供业务人员调用的服务接口,并讨论了如何设计一个用户友好的前端界面来展示这些解释性报告。这种对“服务化”和“用户体验”的关注是值得肯定的。但我真正想要探究的是,当模型给出一个反常的预测结果时,我们如何从底层算法层面快速定位到是哪个输入特征的权重出现了异常,或者模型是否学习到了不希望学习到的偏见。这本书更多地教会我如何“包装”和“展示”解释结果,却很少深入讲解如何利用这些解释结果来反哺模型迭代和诊断底层数学问题的技巧。它似乎预设了一个前提:模型已经训练完成并且表现良好,我们只需要关注如何让外界更好地“看懂”它,而对于“如何把模型训练得更好、更安全”这一核心命题的探讨,则显得有些浅尝辄止,未能触及算法层面的深水区。

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还不错,虽然这个系统并非工业系统而是从零到一的意思。

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2019/04深图书籍 有相关代码指导,了解数据模型/特征模型/特征类型等,理论一般不完备 体系理论:★★★☆☆ 组织脉络:★★★☆☆ 实践指导:★★★★☆

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2020.4重读,有新的收获和疑惑

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2019/04深图书籍 有相关代码指导,了解数据模型/特征模型/特征类型等,理论一般不完备 体系理论:★★★☆☆ 组织脉络:★★★☆☆ 实践指导:★★★★☆

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2019/04深图书籍 有相关代码指导,了解数据模型/特征模型/特征类型等,理论一般不完备 体系理论:★★★☆☆ 组织脉络:★★★☆☆ 实践指导:★★★★☆

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