机器学习
第七章 机器学习
(2)机器学习：使计算机能模拟人的学习行为，自动地 通过学习获取知识和技能，不断改善性能，实现自 我完善。机器学习的研究围绕三个方面： ①学习机理的研究：对人类学习机制的研究，即人类 获取知识、技能和抽象概念的天赋能力 ②学习方法的研究：研究人类的学习过程，探索各种 可能的学习方法，建立起独立于具体应用领域的学 习算法 ③面向任务的研究：根据特定任务的要求，建立相应 的学习系统 2 学习系统：是能够在一定程度上实现机器学习的系 统，一个学习系统应具有如下条件和能力： (1)具有适当的学习环境 环境：学习系统进行学习时的信息来源
例 2 花色 (C1, 红桃 ) 花色 (C2, 红桃 ) 花色 (C3, 红桃)花色(C4,红桃)→同花（C1,C2,C3,C4） 规则1：花色(C1,x)花色(C2,x)花色(C3,x)花 色(C4,x)→同花（C1,C2,C3,C4） • 舍弃条件：舍去某些无关子条件 花色（C1,红桃）点数（C1,2） 花色（C2,红桃）点数（C2,4） 花色（C3,红桃）点数（C3,6） 花色（C4,红桃）点数（C4,8） →同花（C1,C2,C3,C4） ∵点数与同花无关，点数舍去，红桃用x代替。 如同规则1
(3)类比归纳 设A,B分别是两类事物的集合 A={a1,a2…} B={b1,b2…} 并设ai,bi总是成对出现的，且当ai有属性P时， bi就有属性Q与之对应，即 P(ai)→Q(bi) i=1,2,3.. 若A,B有一对新元素a’,b’时，由P(a’)→Q(b’)
(4) 逆推理归纳：是一种由结论成立而推出前提以某 种置信度成立的归纳方法，这种方法的模式为 • 若H为真,则H→E必为真，或以置信度cf1成立 • 观察到E成立或以置信度cf2成立 • 则H以某种置信度cf成立 H→E cf1 P(E/H) E cf2 H cf E→H cf’1可按Bayes公式算出 cf’1=P(H/E)=P(E/H)*P(H)/P(E)=cf1*P(H)/P(E) =cf1*cf/cf2 ∴cf=cf1’*cf2/cf1
什么是机器学习
什么是机器学习1.1 什么是机器学习？机器学习是一门人工智能领域的重要分支，它使计算机系统能够从数据中学习并自动改进性能，而无需明确的编程。
机器学习的目标是开发算法和模型，使计算机能够发现数据中的模式、关联和规律，并利用这些信息做出预测或决策。
与传统编程不同，机器学习侧重于从经验中学习，而不是依赖于人类明确规定的规则。
这种能力使机器学习在各种应用领域大放异彩，包括自然语言处理、计算机视觉、医疗诊断、金融预测等等。
机器学习的关键特征包括数据驱动、自动化学习和泛化能力。
数据驱动意味着机器学习模型从大量数据中提取信息和知识，自动化学习意味着模型可以自行调整以提高性能，泛化能力意味着模型可以适应新的、以前未见过的数据。
这些特征使得机器学习成为解决复杂问题和实现人工智能的有力工具。
1.2 为什么机器学习如此重要？机器学习的重要性不断增加，原因有多种。
首先，数据的爆炸性增长使得我们面临着大量的信息和挑战，机器学习能够帮助我们从这些数据中提取有价值的见解。
其次，机器学习在自动化任务和流程方面具有巨大潜力，可以提高效率并减少人工干预。
第三，机器学习在许多领域，包括医疗保健、交通、金融和娱乐等，都有广泛的应用，有助于改善生活质量和解决社会问题。
此外，机器学习还推动了人工智能的发展。
深度学习、神经网络和自然语言处理等领域的进步，部分归功于机器学习技术的创新。
这些技术已经在语音识别、图像识别、自动翻译等方面取得了显著的突破，为我们创造了更智能的计算机系统。
总之，机器学习不仅改变着我们对计算机和数据的看法，还为未来的科技和社会进步提供了无限可能。
1.3 机器学习包括那些内容机器学习的基础包括数据和特征的概念，监督学习、无监督学习和强化学习的区别，以及如何构建、训练和评估机器学习模型的方法。
监督学习方法，包括线性回归、逻辑回归、决策树、随机森林、支持向量机和k-最近邻算法。
无监督学习方法，包括聚类算法和降维技术。
具体有K均值聚类、层次聚类、主成分分析（PCA）和t-分布随机邻域嵌入（t-SNE）等方法的原理和用途。
机器学习
机器学习(Machine Learning)是研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为，以获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能。
它是人工智能的核心，是使计算机具有智能的根本途径，其应用遍及人工智能的各个领域，它主要使用归纳、综合而不是演绎。
学习能力是智能行为的一个非常重要的特征，但至今对学习的机理尚不清楚。
人们曾对机器学习给出各种定义。
H.A.Simon认为，学习是系统所作的适应性变化，使得系统在下一次完成同样或类似的任务时更为有效。
R.s.Michalski认为，学习是构造或修改对于所经历事物的表示。
从事专家系统研制的人们则认为学习是知识的获取。
这些观点各有侧重，第一种观点强调学习的外部行为效果，第二种则强调学习的内部过程，而第三种主要是从知识工程的实用性角度出发的。
机器学习在人工智能的研究中具有十分重要的地位。
一个不具有学习能力的智能系统难以称得上是一个真正的智能系统，但是以往的智能系统都普遍缺少学习的能力。
例如，它们遇到错误时不能自我校正；不会通过经验改善自身的性能；不会自动获取和发现所需要的知识。
它们的推理仅限于演绎而缺少归纳，因此至多只能够证明已存在事实、定理，而不能发现新的定理、定律和规则等。
随着人工智能的深入发展，这些局限性表现得愈加突出。
正是在这种情形下，机器学习逐渐成为人工智能研究的核心之一。
它的应用已遍及人工智能的各个分支，如专家系统、自动推理、自然语言理解、模式识别、计算机视觉、智能机器人等领域。
其中尤其典型的是专家系统中的知识获取瓶颈问题，人们一直在努力试图采用机器学习的方法加以克服。
机器学习的研究是根据生理学、认知科学等对人类学习机理的了解，建立人类学习过程的计算模型或认识模型，发展各种学习理论和学习方法，研究通用的学习算法并进行理论上的分析，建立面向任务的具有特定应用的学习系统。
这些研究目标相互影响相互促进。
自从1980年在卡内基-梅隆大学召开第一届机器学术研讨会以来，机器学习的研究工作发展很快，已成为中心课题之一。
什么是机器学习？
什么是机器学习？1.机器学习的定义机器学习是一种人工智能的分支，是利用计算机算法从数据中自动分析和学习规律，从而使计算机能够自动获取新知识和能力。
它可以处理大量的复杂数据并从中提取出有用的信息，其理念是让计算机自己从数据中学习，并根据不断的经验改善自身的性能。
2.机器学习的应用机器学习的应用非常广泛，在许多领域都有着重要的作用。
例如在医学领域，机器学习可以帮助医生诊断疾病并制定治疗方案；在金融领域，机器学习可以用于金融风险管理、投资组合优化等方面；在自然语言处理领域，机器学习可以实现文本分类、机器翻译等功能。
3.机器学习的分类机器学习可以分为监督学习、无监督学习和强化学习三种类型。
（1）监督学习指利用已有的标记数据训练模型，然后使用该模型对未知数据进行预测或分类。
常见的监督学习算法包括决策树、支持向量机和神经网络等。
（2）无监督学习指在没有标记数据的情况下训练模型。
无监督学习的目的是发现数据中的模式和结构，从而能够更好地了解和分析数据的特征和属性。
常见的无监督学习算法包括聚类、关联规则挖掘和降维等。
（3）强化学习指在试错过程中学习最优策略的一种学习方式。
在强化学习中，计算机会采取一些行动来达到某个目标，并从环境中获得奖励或惩罚。
通过这个过程，计算机可以学习最优策略，并不断提高自己的表现。
4.机器学习的局限性尽管机器学习在许多领域都有着广泛的应用，但它也存在一些局限性。
例如在数据缺失或数据质量差的情况下，机器学习可能会失效；另外，机器学习还存在过拟合和欠拟合的问题，需要通过合适的算法来解决。
5.机器学习的未来随着数据量的不断增长和计算机性能的提升，机器学习在未来将会有更广泛的应用。
人们可以通过机器学习技术，更好地了解和利用数据，从而创造出更多的价值和创新。
人工智能课件 -07.机器学习
第五节 类比学习
类比推理形式的说明 设有两个具有相同或相似的论域：源域S和目标域T，
且已知S中的元素a和T中的元素b具有相似的属性P，即 P(a) ≌ P(b)，a还具有属性Q，即Q(a)。根据类比推理， b也具有属性Q。即
P(a)∧Q(a), P(a) ≌ P(b) |- Q(b)Q(a)
第五节 类比学习
第四节 归纳学习
2、联想归纳 若已知两个事物a与b有n个属性相似或相同，即 a具有属性P1，b具有属性P1 a具有属性P2，b具有属性P2 …… a具有属性Pn，b具有属性Pn
发现a具有属性Pn+1，则当n足够大时，可归纳出： b也具有属性Pn+1
的结论。
第四节 归纳学习
3、类比归纳 设A、B分别是两类事物的集合：
类比推理是在两个相似域之间进行的：一个是已认识的域， 称为源域，记为 S；另一个是当前尚未完全认识的域，称为 目标域，记为T。类比推理的目的就是从S中选出与当前问题 最近似的问题及其求解方法来求解当前的问题，或者建立起 目标域中已有命题间的联系，形成新知识。
设S1、T1分别表示 S 与 T 中的某一情况，且S1与T1相似， 再假设S2与S1相关，则由类比推理可推出T中的T2,且T2与S2 相似。
第四节 归纳学习
5、消除归纳
当我们对某个事物发生的原因不清楚时，通常会作一
些假设，这些假设之间是析取关系。以后，随着对事物
Байду номын сангаас
认识的不断深化，原先作出的某些假设有可能被否定，
经过若干次否定后，剩下的就可作为事物发生的原因。
这样的思维过程称为消除归纳。
已知：
A1 V A2 V … V An ~A1 ~Ai
机器学习是什么？
机器学习是什么？机器学习是一种通过计算机算法和数学模型训练机器能够自主学习并提高性能的技术。
在过去的几年，机器学习技术已经成为了人工智能领域的重要研究方向，并且在语音识别、图像识别、自然语言处理、推荐系统、智能交互等领域已经有了广泛的应用。
1. 机器学习的基础机器学习是基于数据挖掘、人工智能、统计学、优化学习等多个学科交叉形成的一个系统化的学科。
机器学习的算法可以分为有监督学习、无监督学习、半监督学习和增强学习。
其中，有监督学习是指已知输入和输出，训练模型来预测未知的输出，如分类和回归。
无监督学习是指只知道输入，没有输出标签，通过训练模型发现数据本身的结构和规律，如聚类和降维。
半监督学习是指既有有标签数据又有无标签数据，通过利用无标签数据来增强模型的性能。
增强学习是指模型不断与环境进行交互，通过试错来提高模型性能。
2. 机器学习的应用随着机器学习算法的发展以及计算能力的提升，机器学习在各个应用场景中都发挥着重要作用。
在自然语言处理领域中，机器学习被广泛应用于机器翻译、文本分类、情感分析等任务。
在图像识别领域中，机器学习被广泛应用于人脸识别、目标检测、图像分割等任务。
在医疗领域中，机器学习被广泛应用于疾病预测、药物研发等任务。
在金融领域中，机器学习被广泛应用于风险评估、投资分析等任务。
此外，机器学习还在自动驾驶、智能家居、工业自动化等领域中发挥着重要作用。
3. 机器学习的未来随着人工智能技术的不断发展，在未来，机器学习将继续成为人工智能领域的核心技术之一。
随着数据的爆炸式增长，更加丰富、更加多样化的数据对机器学习提出了更高的要求。
此外，随着深度学习等新的机器学习算法的发展，机器学习模型的实时性、灵活性和可解释性将得到进一步提升。
未来的机器学习也将不仅仅是面向企业和开发者，而是将普及到普通用户和消费者终端，为日常生活提供更多便利。
总之，机器学习的发展离不开交叉学科合作和技术创新，它为人工智能的发展奠定了坚实的基础。
机器学习(完整版课件)
• 聚类模型评估指标：轮廓系数、CalinskiHarabasz指数等。
模型评估与选择
交叉验证
通过多次划分训练集和验证集来评估模型的性 能。
网格搜索
对不同的超参数组合进行穷举搜索，以找到最 优的模型参数。
随机搜索
在指定的超参数范围内进行随机采样，以找到较好的模型参数。
03
监督学习
线性回归与逻辑回归
励。
马尔可夫决策过程
强化学习任务通常建模为马尔可夫 决策过程（MDP），包括状态、 动作、转移概率和奖励等要素。
值函数与策略函数
强化学习通过估计值函数（状态值 函数或动作值函数）来评估不同行 为的好坏，并根据策略函数来选择 动作。
Q-learning与Sarsa算法
01
Q-learning算法
Q-learning是一种基于值迭代的强化学习算法，通过不断更新Q值表来
线性回归
一种通过最小化预测值与真实值之间的均方误差来拟合数据 的统计方法。它假设因变量和自变量之间存在线性关系，并 通过梯度下降等优化算法求解模型参数。
逻辑回归
一种用于解决二分类问题的广义线性模型。它使用sigmoid 函数将线性回归的输出映射到[0,1]区间，表示样本属于正类 的概率。逻辑回归通过最大似然估计求解模型参数，并使用 交叉熵作为损失函数。
• 嵌入法：在模型训练过程中进行特征选择。
特征选择与特征提取
根据领域知识提取有效特 征。
自定义特征提取
卷积神经网络等。
图像特征提取
词袋模型、TF-IDF等。
文本特征提取
模型评估与选择
分类模型评估指标
准确率、精确率、召回率、F1分数等 。
回归模型评估指标
均方误差、均方根误差、平均绝对误 差等。
机器学习
一般性知识，提取事物的一般规律；它是一种从个别到一
般的推理。
归纳学习（induction learning）是应用归纳推理进行学习
的一种方法。根据归纳学习有无教师指导，可把它分为示
例学习和观察与发现学习。前者属于有师学习，后者属于 无师学习。
高级人工智能 12
第五章 机器学习
归纳学习的一般模式
7
高级人工智能
第五章 机器学习
影响学习系统设计的因素
学习系统不能在全然没有任何知识的情况下凭空获取知识， 每一个学习系统都要求具有某些知识理解环境提供的信息，
分析比较，做出假设，检验并修改这些假设。因此，更确
切地说，学习系统是对现有知识的扩展和改进。
最重要的因素是环境向系统提供的信息。整个过程要遵循 “取之精华，弃之糟粕”的原则，同时谨记“实践是检验 真理的唯一标准”。
基于Hopfield网络的学习
反馈神经网络，它是一种动态反馈系统，比前馈网络具有更强的计 算能力。
Hopfield网络是一种具有正反相输出的带反馈人工神经元。 Hopfield网络系统不仅能够实现联想记忆，而且能够执行线性和非 线性规划等优化求解任务
高级人工智能
22
第五章 机器学习
知识发现
1989年8月在第11届国际人工智能联合会议的专题讨论会上提出 （IJCAI）。随着互联网的发展，网上已设立了不少研究KDD的网站、
论坛和新闻报导。在研究的基础上，也出现一些KDD产品和应用系统，
引起企业界的关注。
定义：数据库中的知识发现是从大量数据集中辨识出有效的、新颖的、 潜在有用的、并可被理解的模式的高级处理过程。
机器学习
研究现状
传统的研究现 状
大数据环境下 的研究现状
传统机器学习的研究方向主要包括决策树、随机森林、人工神经络、贝叶斯学习等方面的研究。
决策树是机器学习常见的一种方法。20世纪末期，机器学习研究者J.Ross Quinlan将Shannon的信息论引入 到了决策树算法中，提出了ID3算法。1984年I.Kononenko、E.Roskar和I.Bratko在ID3算法的基础上提出了ASSISTANTAlgorithm，这种算法允许类别的取值之间有交集。同年，A.Hart提出了Chi-Squa统计算法，该算法采 用了一种基于属性与类别关联程度的统计量。1984年L.Breiman、C.Ttone、R.Olshen和J.Freidman提出了决策 树剪枝概念，极大地改善了决策树的性能。1993年，Quinlan在ID3算法的基础上提出了一种改进算法，即C4.5 算法。C4.5算法克服了ID3算法属性偏向的问题增加了对连续属性的处理通过剪枝，在一定程度上避免了“过度 适合”现象。但是该算法将连续属性离散化时，需要遍历该属性的所有值，降低了效率，并且要求训练样本集驻 留在内存，不适合处理大规模数据集。2010年Xie提出一种CART算法，该算法是描述给定预测向量X条件分布变量 Y的一个灵活方法，已经在许多领域得到了应用。CART算法可以处理无序的数据，采用基尼系数作为测试属性的 选择标准。CART算法生成的决策树精确度较高，但是当其生成的决策树复杂度超过一定程度后，随着复杂度的提 高，分类精确度会降低，所以该算法建立的决策树不宜太复杂。2007年房祥飞表述了一种叫SLIQ（决策树分类） 算法，这种算法的分类精度与其他决策树算法不相上下，但其执行的速度比其他决策树算法快，它对训练样本集 的样本数量以及属性的数量没有限制。SLIQ算法能够处理大规模的训练样本集，具有较好的伸缩性；执行速度快 而且能生成较小的二叉决策树。SLIQ算法允许多个处理器同时处理属性表，从而实现了并行性。但是SLIQ算法依 然不能摆脱主存容量的限制。
什么是机器学习？
什么是机器学习？机器学习是一种人工智能领域的子领域，也是目前最为流行的技术之一。
它使得机器可以通过学习数据而自动优化算法，从而获得更好的性能，同时也可以使系统处理更复杂的任务。
在机器学习中，通常需要制定一个目标或任务，然后通过一系列的训练来让计算机自主进行决策和学习，最终达到预期的目标。
接下来，我们将具体讲解什么是机器学习、机器学习的分类、机器学习的应用以及机器学习的未来。
一、什么是机器学习？1.1 机器学习的基本概念机器学习是一种人工智能领域的方法，它可以让机器通过学习来提高自己的性能。
它使用数据和算法来训练模型，从而实现机器自主的决策和学习。
1.2 机器学习的基本原理机器学习的基本原理是使用数据来训练模型，并通过学习算法来不断优化模型的性能，在模型训练完成后，使用该模型来进行预测或决策。
机器学习的核心在于算法的设计和模型的优化。
1.3 机器学习的分类机器学习可分为监督学习、无监督学习、半监督学习和强化学习四种常见分类。
其中，监督学习是最为常见的类型，它通过让计算机从已知的数据样本中学习并预测新的数据样本。
无监督学习则是通过学习数据中隐藏的规则和模式来实现数据的分类和聚类。
二、机器学习的应用2.1 机器学习在自然语言处理中的应用机器学习在自然语言处理中的应用非常广泛，如文本分类、情感分析、机器翻译等都可以使用机器学习算法来进行自动化处理。
2.2 机器学习在医疗领域的应用机器学习在医疗领域有着非常广泛的应用，如医学图像分析、病例诊断、药物研发等都可以使用机器学习算法来提高效率和准确性。
2.3 机器学习在金融领域的应用机器学习在金融领域的应用也非常广泛，如买卖股票、股票预测、信用评分、欺诈检测等都可以利用机器学习算法来完成。
三、机器学习的未来3.1 机器学习在自动化领域的应用随着人工智能技术的发展，机器学习在自动化领域的应用将越来越广泛。
自动驾驶、智能家居、无人机等都将受益于机器学习的发展。
3.2 机器学习在人机交互领域的应用机器学习将在人机交互领域起到越来越重要的作用，如语音识别、图像识别、虚拟现实等都需要机器学习算法的支持。
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机器学习机器学习就是通过对人类学习过程和特点的研究，简历学习理论和方法，以改进机器的行为和性能，提高机器解决问题的能力。
通俗地说，机器学习就是研究如何用机器来模拟人类的学习活动，以使机器能够更好的帮助人类。
而机器学习，就是要解决知识的自动获取问题。
机器学习在人工智能的研究中具有十分重要的地位。
一个不具有学习能力的智能系统难以称得上是一个真正的智能系统，但是以往的智能系统都普遍缺少学习的能力。
例如，它们遇到错误时不能自我校正；不会通过经验改善自身的性能；不会自动获取和发现所需要的知识。
它们的推理仅限于演绎而缺少归纳，因此至多只能够证明已存在事实、定理，而不能发现新的定理、定律和规则等。
随着人工智能的深入发展，这些局限性表现得愈加突出。
正是在这种情形下，机器学习逐渐成为人工智能研究的核心之一。
它的应用已遍及人工智能的各个分支，如专家系统、自动推理、自然语言理解、模式识别、计算机视觉、智能机器人等领域。
其中尤其典型的是专家系统中的知识获取瓶颈问题，人们一直在努力试图采用机器学习的方法加以克服。
机器学习的研究是根据生理学、认知科学等对人类学习机理的了解，建立人类学习过程的计算模型或认识模型，发展各种学习理论和学习方法，研究通用的学习算法并进行理论上的分析，建立面向任务的具有特定应用的学习系统。
这些研究目标相互影响相互促进。
学习是人类具有的一种重要智能行为，但究竟什么是学习，长期以来却众说纷纭。
社会学家、逻辑学家和心理学家都各有其不同的看法。
至今，还没有统一的“机器学习”定义，尽管如此，为了便于进行讨论和估计学科的进展，有必要对机器学习给出定义，即使这种定义是不完全的和不充分的。
顾名思义，机器学习是研究如何使用机器来模拟人类学习活动的一门学科。
稍为严格的提法是：机器学习是一门研究机器获取新知识和新技能，并识别现有知识的学问。
这里所说的“机器”，指的就是计算机；现在是电子计算机，以后还可能是中子计算机、光子计算机或神经计算机等等机器能否象人类一样能具有学习能力呢？1959年美国的塞缪尔(Samuel)设计了一个跳棋程序，这个程序具有学习能力，它可以在不断的对弈中改善自己的棋艺。
4年后，这个程序战胜了设计者本人。
又过了3年，这个程序战胜了美国一个保持8年之久的常胜不败的冠军。
这个程序向人们展示了机器学习的能力，提出了许多令人深思的社会问题与哲学问题。
机器的能力是否能超过人的，很多持否定意见的人的一个主要论据是：机器是人造的，其性能和动作完全是由设计者规定的，因此无论如何其能力也不会超过设计者本人。
这种意见对不具备学习能力的机器来说的确是对的，可是对具备学习能力的机器就值得考虑了，因为这种机器的能力在应用中不断地提高，过一段时间之后，设计者本人也不知它的能力到了何种水平。
机器学习是人工智能研究较为年轻的分支，它的发展过程大体上可分为4个时期。
第一阶段是在50年代中叶到60年代中叶，属于探索时期。
第二阶段是在60年代中叶至70年代中叶，被称为机器学习的发展时期。
第三阶段是从70年代中叶至80年代中叶，称为繁荣时期。
机器学习进入新阶段的重要表现在下列诸方面：(1) 机器学习已成为新的边缘学科并在高校形成一门课程。
它综合应用心理学、生物学和神经生理学以及数学、自动化和计算机科学形成机器学习理论基础。
(2) 结合各种学习方法，取长补短的多种形式的集成学习系统研究正在兴起。
特别是连接学习符号学习的耦合可以更好地解决连续性信号处理中知识与技能的获取与求精问题而受到重视。
(3) 机器学习与人工智能各种基础问题的统一性观点正在形成。
例如学习与问题求解结合进行、知识表达便于学习的观点产生了通用智能系统SOAR的组块学习。
类比学习与问题求解结合的基于案例方法已成为经验学习的重要方向。
(4) 各种学习方法的应用范围不断扩大，一部分已形成商品。
归纳学习的知识获取工具已在诊断分类型专家系统中广泛使用。
连接学习在声图文识别中占优势。
分析学习已用于设计综合型专家系统。
遗传算法与强化学习在工程控制中有较好的应用前景。
与符号系统耦合的神经网络连接学习将在企业的智能管理与智能机器人运动规划中发挥作用。
学习是一项复杂的智能活动，学习过程与推理过程是紧密相连的，按照学习中使用推理的多少，机器学习所采用的策略大体上可分为4种——机械学习、通过传授学习、类比学习和通过事例学习。
学习中所用的推理越多，系统的能力越强。
环境向系统的学习部分提供某些信息，学习部分利用这些信息修改知识库，以增进系统执行部分完成任务的效能，执行部分根据知识库完成任务，同时把获得的信息反馈给学习部分。
在具体的应用中，环境，知识库和执行部分决定了具体的工作内容，学习部分所需要解决的问题完全由上述3部分确定。
下面我们分别叙述这3部分对设计学习系统的影响。
影响学习系统设计的最重要的因素是环境向系统提供的信息。
或者更具体地说是信息的质量。
知识库里存放的是指导执行部分动作的一般原则，但环境向学习系统提供的信息却是各种各样的。
如果信息的质量比较高，与一般原则的差别比较小，则学习部分比较容易处理。
如果向学习系统提供的是杂乱无章的指导执行具体动作的具体信息，则学习系统需要在获得足够数据之后，删除不必要的细节，进行总结推广，形成指导动作的一般原则，放入知识库，这样学习部分的任务就比较繁重，设计起来也较为困难。
因为学习系统获得的信息往往是不完全的，所以学习系统所进行的推理并不完全是可靠的，它总结出来的规则可能正确，也可能不正确。
这要通过执行效果加以检验。
正确的规则能使系统的效能提高，应予保留；不正确的规则应予修改或从数据库中删除。
知识库是影响学习系统设计的第二个因素。
知识的表示有多种形式，比如特征向量、一阶逻辑语句、产生式规则、语义网络和框架等等。
这些表示方式各有其特点，在选择表示方式时要兼顾以下4个方面：(1)表达能力强。
(2)易于推理。
(3)容易修改知识库。
(4)知识表示易于扩展。
对于知识库最后需要说明的一个问题是学习系统不能在全然没有任何知识的情况下凭空获取知识，每一个学习系统都要求具有某些知识理解环境提供的信息，分析比较，做出假设，检验并修改这些假设。
因此，更确切地说，学习系统是对现有知识的扩展和改进。
执行部分是整个学习系统的核心，因为执行部分的动作就是学习部分力求改进的动作。
同执行部分有关的问题有3个：复杂性、反馈和透明性。
学习策略是指学习过程中系统所采用的推理策略。
一个学习系统总是由学习和环境两部分组成。
由环境（如书本或教师）提供信息，学习部分则实现信息转换，用能够理解的形式记忆下来，并从中获取有用的信息。
在学习过程中，学生（学习部分）使用的推理越少，他对教师（环境）的依赖就越大，教师的负担也就越重。
学习策略的分类标准就是根据学生实现信息转换所需的推理多少和难易程度来分类的，依从简单到复杂，从少到多的次序分为以下几种基本类型：１）机械学习学习者无需任何推理或其它的知识转换，直接吸取环境所提供的信息。
如塞缪尔的跳棋程序，纽厄尔和西蒙的LT系统。
这类学习系统主要考虑的是如何索引存贮的知识并加以利用。
系统的学习方法是直接通过事先编好、构造好的程序来学习，学习者不作任何工作，或者是通过直接接收既定的事实和数据进行学习，对输入信息不作任何的推理。
２）示教学习学生从环境（教师或其它信息源如教科书等）获取信息，把知识转换成内部可使用的表示形式，并将新的知识和原有知识有机地结合为一体。
所以要求学生有一定程度的推理能力，但环境仍要做大量的工作。
教师以某种形式提出和组织知识，以使学生拥有的知识可以不断地增加。
这种学习方法和人类社会的学校教学方式相似，学习的任务就是建立一个系统，使它能接受教导和建议，并有效地存贮和应用学到的知识。
目前，不少专家系统在建立知识库时使用这种方法去实现知识获取。
示教学习的一个典型应用例是FOO程序。
3）演绎学习学生所用的推理形式为演绎推理。
推理从公理出发，经过逻辑变换推导出结论。
这种推理是"保真" 变换和特化(specialization)的过程，使学生在推理过程中可以获取有用的知识。
这种学习方法包含宏操作(macro-operation) 学习、知识编辑和组块(Chunking)技术。
演绎推理的逆过程是归纳推理。
4）类比学习类比学习是获取新概念或新技巧的方法，它把类似这些新概念或新技巧的已知知识转换为适于新情况的形式。
类比学习的第一步是从记忆中找到类似的概念或技巧，第二步是把它们转换为新形式以便用于新情况。
例如人类的一种学习方式是先由老师教学生解例题(先例)，再给学生留习题。
学生寻找在例题和习题间的对应关系，利用解决例题的知识去解决习题中的问题。
学生经过一般化归纳推出原理，以便以后使用。
这种类比学习方式是人类常用的。
问题求解基本过程：1.比较新状态与目标状态。
2.选择可以减小这个差异的操作。
3.如果前提满足就使用这个操作，否则保存新状态，并用中间结局分析解决子问题，以便实现未满足的前提。
4.在解决子问题后，再取出保存的状态，继续处理原问题。
转换类比学习主要有两步：（5）基于解释学习解释学习起源于经验学习的研究。
50年代未，对神经元的模拟中发明了用一种符号来标记另一些符号的存储结构模型，这是早期的存储块（chunks）概念。
在象棋大师的头脑中就保存着在各种情况下对弈经验的存储块。
80年代初，Newell和Rosenbloom认为，通过获取任务环境中关于模型问题的知识，可以改进系统的性能，chunks可以作为对人类行为进行模拟的模型基础。
通过观察问题求解过程，获取经验chunks，用其代替各个子目标中的复杂过程，可以明显提高系统求解的速度。
由此奠定了经验学习的基础。
Mitchell等人把基于解释的学习过程定义为两个步骤：（1）通过求解一个例子来产生解释结构；（2）对该解释结构进行一般化，获取一般的控制规则。
人工智能一直处于计算机技术的前沿，其研究和发展在很大程度上决定着计算机技术乃至整个社会的发展。
而机器学习作为人工智能中极其重要的一环，正在迅猛的发展着，它使得计算机能够模拟人的学习行为，自动地通过学习获取知识和技能，不断改善性能，实现自我完善。
信息化的飞速发展给人工智能提出了更高的要求。
人工智能发展的曲折性还将继续，但其潜能却是无限的。
也许不远的将来，人们的生活方式将由于人工智能的发展而经历一场“革命”。
参考资料：《人工智能导论》机械工业出版社，鲍军鹏、张选平等编著。