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1.2 数据与问题定义

数据定义:一系列测量值,表现形式多样,比如数值、文字、测量值、观测值、事物描述、图像等。

数据表格:列一般指属性或特征,行一般指特定的数据样本或实例。

监督机器学习中,属性代表类或者目标变量,值是我们想从其他属性值(X)进行预测得到的结果(Y)。

测量尺度:Stevens 1946年提出四种测量尺度,它们的表现属性在不断增加。

  1. 称名数据(Nominal data)相互排斥,但不区分顺序,比如眼球颜色、婚姻状况、汽车的品牌等。

  2. 顺序数据(Ordinal data)是数据顺序有意义的分类数据,但值之间没有区别,比如疼痛程度、学习成绩字母等级、服务质量等级、IMDB电影评分等。

  3. 等距数据(Interval data)中两个值之间的不同具有意义,但是无“绝对0”的概念。比如标准化后的考试分数、华氏温度等。

  4. 等比数据(Ratio data)拥有等距变量(interval data)的所有属性,并且还拥有明确的“0点”定义。变量为0时,表示该变量代表的某种事物或特征不存在。身高、年龄、股票价格、每周伙食支出等都是等比变量。

不同测量类型的主要操作与统计特性

特性 称名 顺序 等距 等比
频率分布
中位数和众数
值顺序已知
每个值之间的不同可以量化
值可以加减
值可以乘除
拥有真0点

称名数据和顺序数据对应于离散值,而等距数据与等比数据还可以对应于连续值。监督学习中,我们想要预测的属性值的测量尺度决定哪种机器算法可用。例如,从有限列表预测离散值称为“分类”,它可以使用决策树算法实现;而预测连续值称为“回归”,可以使用模型树算法实现。