【机器学习】三要素——数据、模型、算法

我 在学习过程中,对于“模型”和“算法”的概念不清晰，一直混淆，通过查阅了一些资料在此总结一下。

数据、模型与算法被称为机器学习的三要素，因为它们在机器学习中具有不可分割的作用。
机器学习总的来说，就是算法在数据上进行运算产生模型。

数据

数据是机器学习的基础。机器学习算法需要大量的数据作为输入。
我们知道，计算机能够处理的是数值，而不是图片或者文字。对于数值类数据，我们需要做好数据清洗，保证数据的质量。对于图片或者文字类数据，我们需要做好特征工程。

模型

模型是机器学习的核心。模型是机器学习算法的结果，它通过学习数据中的模式和规律来生成特定的输出。
一个被训练好的模型，可以被理解成一个函数y=f(x)。我们把数据(对应的x)输入进去，得到输出结果(对应其中的y)。
这个输出结果，可能是一个数值(回归)，也可能是一个标签(分类)。
模型可以是线性模型、决策树、神经网络等，取决于具体的任务和问题。

模型是怎么得到的？

模型是基于数据，经由训练得到的。上面说到可以理解为模型是函数y=f(x)。要从x计算出y，需要函数f的具体形式，它的的具体形式(二次函数？三次函数？幂函数？指数函数？高斯函数？)以及需要知道每一个参数具体的值。
在开始训练的时候，我们有一些源样本数据，一个x对应一个y。这个时候，我们会首先选定一个模型类型，即确定模型的类型。比如说是一个线性模型y=ax2+bx+c，但此时我们还不能确定其中参数a、b、c的具体值。
训练就是根据已经选定的函数f的具体形式，结合训练数据，计算出其中各个参数的具体取值的过程。

“训练的过程需要根据某种章法进行运算，这个章法，就是算法。”

算法

算法是实现机器学习过程的工具。不同的机器学习算法适用于不同类型的问题，如监督学习、无监督学习、强化学习等。算法的选择和调优可以影响到机器学习的效率和准确性。
我们需要尽可能选择合适的算法，从而找到最优的模型。这个最优模型的求解过程就是算法，不断地调节模型的参数，从而达到最优的效果。常用的方法包括，梯度下降法、随机梯度下降法、小批量梯度下降法等。