کتاب Bayesian Reasoning and Machine Learning (استدلال بیزی و یادگیری ماشین) نسخه انگلیسی PDF
۸۹.۰۰۰ تومان قیمت اصلی ۸۹.۰۰۰ تومان بود.۴۵.۰۰۰ تومانقیمت فعلی ۴۵.۰۰۰ تومان است.
مشخصات فایل
- نوع فایل: PDF
- زبان: انگلیسی
- حجم فایل: 13.68 مگابایت
- قابل استفاده در: موبایل، تبلت، کامپیوتر
- نوع دسترسی: دانلود فوری بعد از خرید
خرید و دانلود کتاب Bayesian Reasoning and Machine Learning نسخه انگلیسی PDF
کتاب Bayesian Reasoning and Machine Learning یک منبع جامع برای یادگیری استدلال احتمالاتی، آمار بیزی و مدلهای یادگیری ماشین است. این کتاب به خواننده کمک میکند عدم قطعیت را بهصورت ریاضی مدلسازی کند، دانش قبلی را با دادههای مشاهدهشده ترکیب نماید و درباره متغیرهای ناشناخته استنتاج انجام دهد.
رویکرد بیزی یکی از پایههای مهم یادگیری ماشین احتمالاتی است. در این رویکرد، پارامترها و فرضیهها تنها به شکل یک مقدار ثابت در نظر گرفته نمیشوند؛ بلکه عدم قطعیت درباره آنها با توزیعهای احتمال نمایش داده میشود. این دیدگاه برای پیشبینی، تصمیمگیری، تشخیص الگو و تحلیل دادههای ناقص یا نویزی اهمیت زیادی دارد.
معرفی کتاب Bayesian Reasoning and Machine Learning
کتاب استدلال بیزی و یادگیری ماشین مفاهیم احتمال، مدلسازی آماری و الگوریتمهای یادگیری را در یک چارچوب منظم کنار هم قرار میدهد. خواننده ابتدا با ابزارهای پایه احتمال و جبر خطی آشنا میشود و سپس به مدلهای گرافیکی، متغیرهای پنهان، مدلهای دنبالهای و روشهای استنتاج تقریبی میرسد.
یکی از ویژگیهای مهم این کتاب، توجه همزمان به نظریه و روش محاسباتی است. هدف تنها بیان فرمولها نیست؛ بلکه نشان داده میشود چگونه میتوان یک مسئله واقعی را به مدل احتمالاتی تبدیل کرد، وابستگی میان متغیرها را نمایش داد و توزیع پسین را محاسبه یا تقریب زد.
مطالب کتاب برای دانشجویان، پژوهشگران و متخصصانی مناسب است که میخواهند یادگیری ماشین را از دیدگاه احتمالاتی و تحلیلی مطالعه کنند.
استدلال بیزی چیست؟
استدلال بیزی روشی برای بهروزرسانی باورها پس از مشاهده دادههای جدید است. در این چارچوب، توزیع پیشین اطلاعات یا فرضهای اولیه را نمایش میدهد و تابع درستنمایی سازگاری داده با پارامترها را مشخص میکند.
با استفاده از قضیه بیز، پیشین و درستنمایی ترکیب میشوند و توزیع پسین به دست میآید. توزیع پسین نشان میدهد پس از مشاهده داده، چه مقادیری برای پارامتر یا فرضیه محتملتر هستند.
این روش امکان میدهد عدم قطعیت بهجای حذف شدن، مستقیماً در مدل و نتیجه پیشبینی وارد شود. به همین دلیل، استدلال بیزی در پزشکی، مهندسی، اقتصاد، رباتیک، پردازش زبان و بسیاری از حوزههای دیگر کاربرد دارد.
در کتاب Bayesian Reasoning and Machine Learning چه میآموزید؟
مبانی احتمال
کتاب مفاهیمی مانند متغیر تصادفی، احتمال مشترک، احتمال شرطی، استقلال و امید ریاضی را بررسی میکند. این مباحث زبان اصلی مدلهای احتمالاتی هستند.
درک درست احتمال شرطی به خواننده کمک میکند رابطه میان شواهد و فرضیهها را تحلیل کند و ساختار مدلهای بیزی را بهتر بفهمد.
قضیه بیز
قضیه بیز پایه استنتاج بیزی است و ارتباط میان احتمال پیشین، درستنمایی و احتمال پسین را بیان میکند. کتاب نشان میدهد چگونه اطلاعات تازه میتوانند باور اولیه درباره یک پارامتر یا رویداد را تغییر دهند.
این مفهوم در طبقهبندی، تشخیص، تخمین پارامتر و مقایسه مدلها کاربرد دارد.
توزیعهای احتمال
برای مدلسازی انواع داده باید توزیع مناسب انتخاب شود. کتاب با توزیعهای گسسته و پیوسته و ویژگیهای مهم آنها آشنا میکند.
توزیعهایی مانند برنولی، باینومیال، چندجملهای، گاوسی و توزیعهای مرتبط با پارامترهای احتمالاتی، در مدلهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرند.
امید ریاضی، واریانس و کوواریانس
امید ریاضی مقدار متوسط یک متغیر تصادفی و واریانس میزان پراکندگی آن را نشان میدهد. کوواریانس نیز رابطه خطی میان دو متغیر را توصیف میکند.
این کمیتها در تحلیل داده، توزیعهای چندمتغیره، مدلهای خطی و فیلترهای احتمالاتی اهمیت دارند.
جبر خطی برای یادگیری ماشین
بردارها، ماتریسها، ضرب داخلی، مقادیر ویژه و تجزیه ماتریسی از ابزارهای اصلی مدلهای یادگیری ماشین هستند. کتاب این مفاهیم را در ارتباط با مدلسازی احتمالاتی به کار میگیرد.
شناخت ساختار ماتریس کوواریانس و عملیات ماتریسی برای درک مدل گاوسی چندمتغیره و روشهای کاهش ابعاد ضروری است.
مدلهای گرافیکی احتمالاتی
مدل گرافیکی از گرهها و یالها برای نمایش متغیرها و وابستگیهای احتمالاتی استفاده میکند. این نمایش میتواند ساختار یک توزیع مشترک پیچیده را فشرده و قابل تحلیل کند.
کتاب نشان میدهد چگونه استقلال شرطی و تجزیه توزیع با ساختار گراف ارتباط دارند و چگونه میتوان از گراف برای طراحی الگوریتم استنتاج استفاده کرد.
شبکههای بیزی
شبکه بیزی یک مدل گرافیکی جهتدار است که وابستگی میان متغیرها را با یک گراف بدون چرخه نمایش میدهد. هر گره دارای توزیع شرطی نسبت به والدهای خود است.
این ساختار امکان میدهد توزیع مشترک بزرگ به حاصلضرب چند توزیع شرطی کوچکتر تبدیل شود و استنتاج در مسائل پیچیده سادهتر گردد.
مدلهای گرافیکی بدون جهت
مدلهای بدون جهت، وابستگی میان متغیرها را با یالهای بدون جهت نمایش میدهند. این مدلها در تحلیل ساختارهای مکانی، شبکهها و روابط متقارن کاربرد دارند.
کتاب تفاوت منطق تجزیه توزیع در مدلهای جهتدار و بدون جهت را بررسی میکند.
فاکتورگرافها و انتقال پیام
فاکتورگراف نمایش دیگری از تجزیه توزیع احتمالاتی است که متغیرها و فاکتورها را از یکدیگر جدا میکند. این ساختار برای طراحی الگوریتمهای انتقال پیام مناسب است.
با انتقال پیام میان گرهها میتوان توزیعهای حاشیهای یا مقادیر موردنیاز برای استنتاج را محاسبه کرد.
استقلال شرطی
استقلال شرطی یکی از ابزارهای کلیدی برای سادهسازی مدلهای احتمالاتی است. دو متغیر ممکن است پس از معلوم شدن متغیر سوم، دیگر اطلاعات تازهای درباره یکدیگر ارائه نکنند.
شناخت این روابط به کاهش تعداد پارامترها و محاسبات موردنیاز کمک میکند.
استنتاج دقیق
در بعضی مدلها میتوان احتمالهای پسین و حاشیهای را با الگوریتمهای دقیق محاسبه کرد. حذف متغیر و انتقال پیام از روشهای اصلی این حوزه هستند.
کارایی استنتاج دقیق به ساختار گراف و تعداد حالتهای متغیرها وابسته است و در مدلهای بسیار بزرگ ممکن است هزینه محاسباتی زیادی داشته باشد.
متغیرهای پنهان
بسیاری از مدلها شامل متغیرهایی هستند که مستقیماً مشاهده نمیشوند اما ساختار داده را توضیح میدهند. خوشه، حالت پنهان و عامل نهفته نمونههایی از این متغیرها هستند.
کتاب نشان میدهد چگونه میتوان با استفاده از دادههای مشاهدهشده درباره متغیرهای پنهان استنتاج کرد و از آنها برای توضیح یا پیشبینی استفاده نمود.
مدلهای مخلوط
مدل مخلوط فرض میکند دادهها از ترکیب چند توزیع یا گروه پنهان تولید شدهاند. مدل مخلوط گاوسی یکی از نمونههای شناختهشده این رویکرد است.
این مدلها برای خوشهبندی احتمالاتی، شناسایی زیرجمعیتها و مدلسازی دادههای چندوجهی کاربرد دارند.
الگوریتم امید ریاضی بیشینهسازی
الگوریتم EM برای تخمین پارامتر در مدلهای دارای متغیر پنهان استفاده میشود. در مرحله امید ریاضی، توزیع متغیرهای پنهان با پارامترهای فعلی محاسبه میشود و در مرحله بیشینهسازی، پارامترها بهروزرسانی میگردند.
این دو مرحله تا رسیدن به یک راهحل پایدار تکرار میشوند. درک EM برای مطالعه مدلهای مخلوط و مدلهای دنبالهای اهمیت دارد.
مدل مارکوف پنهان
مدل مارکوف پنهان برای دادههای دنبالهای استفاده میشود. در این مدل، یک زنجیره از حالتهای پنهان وجود دارد و هر حالت مشاهدهای را تولید میکند.
تشخیص گفتار، تحلیل متن، زیستاطلاعات و پایش سامانهها از کاربردهای این مدل هستند. کتاب استنتاج حالت و یادگیری پارامترها را در این چارچوب بررسی میکند.
الگوریتمهای پیشرو و پسرو
برای محاسبه احتمال حالتهای پنهان در یک دنباله میتوان اطلاعات را از ابتدا به انتها و سپس از انتها به ابتدا منتقل کرد.
ترکیب پیامهای پیشرو و پسرو امکان محاسبه توزیع پسین حالتها در هر زمان را فراهم میکند.
مدلهای فضای حالت
مدل فضای حالت تغییر یک وضعیت پنهان را در طول زمان توصیف میکند. مشاهدهها نسخهای نویزی یا ناقص از این وضعیت هستند.
این مدلها برای ردیابی، کنترل، تحلیل سیگنال و پیشبینی سری زمانی کاربرد دارند.
فیلتر کالمن
فیلتر کالمن الگوریتمی برای استنتاج در مدلهای خطی گاوسی دنبالهای است. این روش پیشبینی حالت بعدی را با مشاهده جدید ترکیب میکند و برآورد بهروزشدهای از وضعیت ارائه میدهد.
کتاب منطق مرحله پیشبینی و مرحله اصلاح را در یک چارچوب احتمالاتی توضیح میدهد.
مدلهای خطی بیزی
در رگرسیون بیزی، وزنهای مدل دارای توزیع پیشین هستند و پس از مشاهده داده، توزیع پسین آنها محاسبه میشود.
این رویکرد علاوه بر پیشبینی، میزان عدم قطعیت درباره پارامترها و خروجی را نیز مشخص میکند.
طبقهبندی احتمالاتی
مدلهای طبقهبندی احتمالاتی احتمال تعلق هر نمونه به کلاسهای مختلف را برآورد میکنند. این خروجی برای تصمیمگیری در شرایطی که هزینه خطاها متفاوت است مفید است.
کتاب ارتباط میان تابع تصمیم، درستنمایی و توزیع پسین را بررسی میکند.
روشهای کرنل
روشهای کرنل امکان مدلسازی روابط غیرخطی را بدون محاسبه مستقیم مختصات فضای ویژگی بزرگ فراهم میکنند.
کتاب نشان میدهد چگونه شباهت میان نمونهها میتواند در رگرسیون، طبقهبندی و مدلسازی احتمالاتی مورد استفاده قرار گیرد.
فرایندهای گاوسی
فرایند گاوسی یک توزیع احتمال روی توابع تعریف میکند. این مدل برای رگرسیون غیرخطی و تخمین عدم قطعیت پیشبینی مناسب است.
تابع میانگین و تابع کوواریانس یا کرنل، رفتار پیشین مدل را مشخص میکنند و دادههای مشاهدهشده آن را به توزیع پسین تبدیل مینمایند.
کاهش ابعاد و مدلهای نهفته
کاهش ابعاد تلاش میکند دادههای دارای ویژگیهای زیاد را با تعداد کمتری متغیر پنهان نمایش دهد. این کار میتواند ساختار اصلی داده را آشکار و محاسبات را سادهتر کند.
کتاب ارتباط میان تحلیل مؤلفههای اصلی، مدلهای خطی نهفته و دیدگاه احتمالاتی را بررسی میکند.
یادگیری ساختار مدل
در بعضی مسائل، تنها پارامترهای مدل ناشناخته نیستند و ساختار وابستگی میان متغیرها نیز باید از داده آموخته شود.
انتخاب ساختار مناسب به تعادل میان برازش داده و پیچیدگی مدل نیاز دارد.
مقایسه و انتخاب مدل
مدلی که داده آموزشی را بهتر توضیح میدهد لزوماً بهترین مدل برای پیشبینی نیست. مدلهای بسیار پیچیده ممکن است بیشبرازش داشته باشند.
دیدگاه بیزی با استفاده از شواهد مدل و میانگینگیری روی عدم قطعیت، چارچوبی برای مقایسه مدلها ارائه میدهد.
نمونهگیری مونتکارلو
در مدلهایی که محاسبه مستقیم توزیع پسین دشوار است، نمونهگیری میتواند برای تقریب امیدها و احتمالها استفاده شود.
روشهای مونتکارلو با تولید نمونه از یک توزیع، کمیتهای موردنیاز را به شکل عددی تخمین میزنند.
زنجیره مارکوف مونتکارلو
روشهای MCMC یک زنجیره مارکوف میسازند که توزیع ایستای آن همان توزیع هدف است. پس از طی مرحله اولیه، نمونههای زنجیره برای تقریب توزیع پسین استفاده میشوند.
کتاب منطق نمونهگیری گیبس و روشهای پذیرش و رد را در ارتباط با استنتاج بیزی بررسی میکند.
استنتاج واریانسی
استنتاج واریانسی مسئله محاسبه توزیع پسین را به یک مسئله بهینهسازی تبدیل میکند. یک خانواده سادهتر از توزیعها انتخاب میشود و نزدیکترین عضو آن به توزیع هدف به دست میآید.
این روش معمولاً از نمونهگیری سریعتر است اما کیفیت نتیجه به خانواده تقریبی و فرضهای استفادهشده وابسته خواهد بود.
تقریب میانگین میدان
در تقریب میانگین میدان فرض میشود بخشهایی از توزیع تقریبی مستقل هستند. این فرض محاسبات را ساده میکند و امکان بهروزرسانی تکراری عوامل توزیع را فراهم میسازد.
کتاب نشان میدهد چگونه این روش برای مدلهای دارای متغیرهای پنهان به کار میرود.
انتشار باور و انتقال پیام تقریبی
در گرافهای دارای حلقه یا مدلهای پیچیده، انتقال پیام دقیق ممکن است امکانپذیر نباشد. نسخههای تقریبی انتشار باور میتوانند برای محاسبه حاشیهها استفاده شوند.
این روشها میان دقت و هزینه محاسباتی تعادل ایجاد میکنند.
نظریه تصمیم بیزی
استنتاج احتمال بهتنهایی اقدام مناسب را مشخص نمیکند. نظریه تصمیم با در نظر گرفتن زیان یا سود هر اقدام، بهترین تصمیم را بر اساس توزیع پسین انتخاب میکند.
این دیدگاه در تشخیص پزشکی، تصمیمگیری مالی و سامانههای خودکار اهمیت دارد.
مفاهیم کلیدی کتاب Bayesian Reasoning and Machine Learning
Prior: باور یا اطلاعات اولیه درباره پارامترها پیش از مشاهده داده.
Likelihood: میزان سازگاری داده مشاهدهشده با مقادیر مختلف پارامتر.
Posterior: باور بهروزشده پس از ترکیب پیشین و داده.
Evidence: احتمال حاشیهای داده که در نرمالسازی و مقایسه مدلها نقش دارد.
Latent Variable: متغیری که مستقیماً مشاهده نمیشود اما ساختار داده را توضیح میدهد.
Graphical Model: نمایش گرافی وابستگیها و تجزیه توزیع احتمال.
Inference: محاسبه یا تقریب توزیع متغیرهای ناشناخته با توجه به شواهد.
Learning: تخمین پارامتر یا ساختار مدل از دادهها.
کاربردهای استدلال بیزی و یادگیری ماشین
تشخیص پزشکی
علائم، نتایج آزمایش و سابقه بیمار میتوانند برای بهروزرسانی احتمال بیماریهای مختلف استفاده شوند. مدل بیزی همچنین عدم قطعیت نتیجه را نمایش میدهد.
رباتیک و ردیابی
حسگرها معمولاً نویزی هستند و وضعیت واقعی محیط مستقیماً مشاهده نمیشود. مدلهای فضای حالت و فیلترها برای ترکیب پیشبینی و اندازهگیری کاربرد دارند.
پردازش زبان و گفتار
مدلهای دنبالهای و متغیرهای پنهان برای تحلیل ترتیب واژهها، برچسبگذاری و تشخیص گفتار استفاده میشوند.
بینایی ماشین
مدلهای احتمالاتی میتوانند عدم قطعیت در تصویر، برچسب و ساختار صحنه را نمایش دهند و اطلاعات چند منبع را ترکیب کنند.
تحلیل مالی و ریسک
رویکرد بیزی برای بهروزرسانی برآوردها، ترکیب دیدگاههای قبلی با داده بازار و محاسبه عدم قطعیت پیشبینی کاربرد دارد.
زیستاطلاعات
مدلهای احتمالاتی برای تحلیل توالیها، ساختارهای پنهان و دادههای آزمایشگاهی مورد استفاده قرار میگیرند.
سیستمهای پیشنهاددهنده
متغیرهای نهفته میتوانند سلیقه کاربران و ویژگیهای پنهان محصولات را نمایش دهند و برای پیشبینی ترجیحهای مشاهدهنشده استفاده شوند.
کتاب Bayesian Reasoning and Machine Learning برای چه کسانی مناسب است؟
دانشجویان یادگیری ماشین و هوش مصنوعی
دانشجویانی که میخواهند پایه ریاضی و احتمالاتی قویتری برای یادگیری ماشین ایجاد کنند، میتوانند از ساختار جامع این کتاب بهره ببرند.
دانشجویان آمار و علوم داده
این کتاب ارتباط میان استنتاج آماری، مدلهای گرافیکی و الگوریتمهای محاسباتی را نشان میدهد و برای توسعه دیدگاه بیزی مفید است.
پژوهشگران
پژوهشگرانی که با دادههای ناقص، مدلهای نهفته یا استنتاج تقریبی سروکار دارند، میتوانند از کتاب بهعنوان یک مرجع نظری استفاده کنند.
مهندسان یادگیری ماشین
متخصصانی که میخواهند عدم قطعیت مدل و پیشبینی را بهتر تحلیل کنند، با مطالعه این منبع درک عمیقتری از روشهای احتمالاتی پیدا خواهند کرد.
علاقهمندان مدلهای گرافیکی
پوشش شبکههای بیزی، فاکتورگرافها، انتقال پیام و مدلهای دنبالهای، کتاب را برای علاقهمندان مدلهای گرافیکی مناسب میکند.
پیشنیازهای مطالعه کتاب
آشنایی با حسابان، جبر خطی، احتمال و مفاهیم مقدماتی آمار برای دنبال کردن مباحث کتاب مفید است.
بخشهایی از کتاب دارای فرمولها و استنتاجهای ریاضی نسبتاً دقیق هستند؛ بنابراین مطالعه مرحلهبهمرحله و حل تمرینها به درک بهتر مطالب کمک میکند.
آشنایی اولیه با یادگیری ماشین نیز باعث میشود ارتباط میان مدلهای احتمالاتی و مسائل طبقهبندی، رگرسیون و خوشهبندی روشنتر شود.
ویژگیهای برجسته کتاب
پوشش منظم مبانی: مطالب از احتمال و جبر خطی آغاز میشوند و به استنتاج پیشرفته میرسند.
تمرکز بر دیدگاه احتمالاتی: عدم قطعیت بهعنوان بخش اصلی مدلسازی و تصمیمگیری در نظر گرفته میشود.
مدلهای گرافیکی: وابستگیها، استقلال شرطی و الگوریتمهای انتقال پیام بهصورت ساختاریافته بررسی میشوند.
روشهای دقیق و تقریبی: خواننده با استنتاج دقیق، نمونهگیری و استنتاج واریانسی آشنا میشود.
پوشش مدلهای دنبالهای: مدل مارکوف پنهان، فضای حالت و فیلتر کالمن در چارچوبی یکپارچه مطرح میشوند.
مناسب برای مطالعه دانشگاهی: ساختار تحلیلی کتاب برای درس، پژوهش و مراجعه تخصصی کاربرد دارد.
چرا مطالعه این کتاب مفید است؟
بسیاری از مدلهای یادگیری ماشین یک پیشبینی عددی ارائه میکنند، اما مشخص نمیکنند تا چه اندازه باید به آن پیشبینی اعتماد کرد. روشهای بیزی امکان میدهند عدم قطعیت پارامتر و خروجی بهصورت صریح محاسبه شود.
کتاب Bayesian Reasoning and Machine Learning به خواننده کمک میکند مدلها را نه بهعنوان مجموعهای از الگوریتمهای جداگانه، بلکه بهعنوان نمونههایی از یک چارچوب احتمالاتی مشترک ببیند.
این دیدگاه برای طراحی مدل جدید، انتخاب روش استنتاج و تحلیل محدودیتهای یک الگوریتم ارزشمند است.
نسخه انگلیسی کتاب Bayesian Reasoning and Machine Learning با فرمت PDF
محصول حاضر شامل نسخه انگلیسی کتاب Bayesian Reasoning and Machine Learning با فرمت PDF است. فایل PDF را میتوان در رایانه، لپتاپ، تبلت و تلفن همراه مطالعه کرد.
مطالعه نسخه انگلیسی به خواننده کمک میکند اصطلاحات تخصصی آمار بیزی، مدلهای گرافیکی و یادگیری ماشین را به زبان اصلی بیاموزد و برای مطالعه مقالات و منابع دانشگاهی آمادهتر شود.
جمعبندی معرفی کتاب Bayesian Reasoning and Machine Learning
کتاب Bayesian Reasoning and Machine Learning نسخه انگلیسی PDF منبعی جامع برای درک استدلال احتمالاتی و کاربرد آن در یادگیری ماشین است. احتمال، قضیه بیز، مدلهای گرافیکی، متغیرهای پنهان، مدلهای دنبالهای، فرایندهای گاوسی، نمونهگیری و استنتاج واریانسی از موضوعات مهم این کتاب هستند.
برای دانشجویان، پژوهشگران و متخصصانی که میخواهند مدلسازی عدم قطعیت و یادگیری ماشین احتمالاتی را بهصورت عمیق مطالعه کنند، این کتاب میتواند یک مرجع آموزشی ارزشمند باشد.

نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.