Knock Knock!Deep Learning:新手入門深度學習的敲門磚(iT邦幫忙鐵人賽系列書)

Knock Knock!Deep Learning:新手入門深度學習的敲門磚(iT邦幫忙鐵人賽系列書) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

廖珮妤
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具体描述

  本書內容改編自第12屆iT邦幫忙鐵人賽AI & Data組冠軍系列文章《Knock Knock!Deep Learning》,是專為深度學習初學者所規劃的內容,旨在以淺顯易懂的文字,帶領深度學習領域的新手度過入門撞牆期。內容從深度學習的基本理論開始,並以PyTorch框架的介紹過渡至應用篇,最後以自然語言處理、電腦視覺與強化學習等三大領域的經典論文與實作專案收尾,循序漸進且去蕪存菁。本書會帶入許多故事性的敘述和插圖,結合作者自身在史丹佛大學修讀碩士期間的學習心得,以及深度學習發展相關的故事,期使本書讀起來不會如教科書一樣厚重,亦不會像網路上的技術文章一般零散無脈絡,讓讀者對深度學習領域的發展有一定的概念。

  【內容重點】
  ✪了解深度學習的基礎理論以及必備的實作知識與工具
  內容從人類的神經網路開始,介紹深度學習與其相似之處,並理解神經網路的學習步驟,同時也介紹一些必備的實作知識與工具,以具備基本的實作工程技能。

  ✪入門深度學習框架PyTorch
  內容介紹語法簡潔、好上手且在學術界流行的PyTorch框架,著重實作與應用。

  ✪深度學習×自然語言處理×電腦視覺×強化學習
  內容會依序談到深度學習在三方面的應用,如自然語言處理(Natural Language Processing,NLP )、電腦視覺(Computer Vision,CV )、強化學習(Reinforcement Learning,RL )。除了基本簡介外,還會介紹一些基本實作和改變世界的技術成果。

  【適用讀者】
  ✪對深度學習有興趣,但還不知道它是什麼、能做什麼的新手。
  ✪零散讀過深度學習相關文章,但仍有知識缺口的入門者。
  ✪被教科書中龐大的數學理論嚇到,而對深度學習卻步的讀者。
  ✪正在上學校的深度學習課程,但不知道實作從何開始的學生。

本書特色

  最貼近新手的深度學習理論及應用全方位入門書!
  ✪學習必備理論,打好基礎,新手不怕被過多的數學式嚇跑。
  ✪使用PyTorch直覺易懂且強大的深度學習框架,開始應用的第一步。
  ✪了解自然語言處理、電腦視覺與強化學習等三大領域經典應用與實作,領略深度學習的強大。
  ✪兼顧理論與實作,而非偏頗一方,培養讀者較全面的理解。
  ✪包含經典學術論文與知名專案技術講解,幫助讀者掌握此技術所能到達的高度。
  ✪每章末提供自我檢驗題目,幫助理解與統整各章概念。
 
《Python資料科學實戰指南:從Pandas到機器學習的實戰應用》 本書旨在為已經具備基礎Python程式設計能力,渴望深入資料科學領域的讀者提供一套系統化、實戰導向的學習路徑。我們將摒棄過於冗長的理論敘述,專注於透過大量的實際案例與程式碼實作,帶領讀者掌握資料科學工作流程中的關鍵工具與技術,從資料的獲取、清洗、探索,到模型的建構與評估,實現從原始資料到洞察分析的完整轉化。 核心目標與適用對象 本書的設計核心是「動手做中學」。我們相信,對於資料科學而言,熟練掌握工具並理解其在真實世界問題中的應用,遠比單純記憶演算法名稱來得重要。 本書適合以下讀者群: 1. 具備Python基礎的程式設計師: 希望將現有程式能力轉化為資料分析與機器學習技能的開發者。 2. 學術研究人員或學生: 需要一套清晰、實用的指南來處理複雜資料集的學術工作者。 3. 渴望轉職資料科學領域的專業人士: 需要建立紮實實戰基礎,並了解業界標準工作流程的職涯轉換者。 我們假定讀者已熟悉Python的基本語法(變數、迴圈、函式、類別等),並對基本的統計學概念有所了解。本書不會從零開始教授Python語法,而是直接切入資料科學的核心工具箱。 內容結構與章節詳述 本書分為五大部分,層層遞進,確保讀者能穩固地建立起資料科學的實戰能力。 --- 第一部分:資料科學的基石——Python核心套件精通 此部分將深入探討資料科學領域最核心的兩個工具:NumPy和Pandas。我們將強調向量化運算與資料結構在效能優化上的重要性。 第一章:NumPy——高效數值計算的引擎 N維陣列的魔力: 深入理解`ndarray`的底層結構、記憶體佈局與廣播(Broadcasting)機制,這是所有高效能科學計算的基礎。 向量化運算實踐: 避免使用Python原生迴圈,全面採用NumPy的內建函數進行陣列操作,並透過實際速度比較證明其優勢。 線性代數的快速通道: 如何利用NumPy高效計算矩陣乘法、特徵分解等,為後續的機器學習模型做準備。 第二章:Pandas——資料清洗與轉換的瑞士刀 DataFrame與Series的精細操作: 不僅限於基本的索引(Indexing)和切片(Slicing),更著重於進階的`loc`、`iloc`、`query()`方法的熟練使用。 資料清洗的藝術: 處理缺失值(NaN)的策略選擇(插補、刪除、預測性填補),重複資料的識別與消除,以及資料型態的強制轉換。 資料重塑與合併: 掌握`groupby()`的強大功能(Split-Apply-Combine),以及`merge()`和`join()`在不同維度資料整合中的最佳實踐。 時間序列資料的處理: 使用Pandas內建的時間序列功能進行重取樣(Resampling)、視窗計算(Rolling/Expanding windows)。 --- 第二部分:資料的視覺化與探索性分析(EDA) 資料的洞察往往源於良好的視覺化。本部分將結合Matplotlib的基礎控制與Seaborn的高級統計圖表,指導讀者如何「說出」資料的故事。 第三章:Matplotlib——圖表客製化的基石 從基礎架構到精細調整: 理解Figure、Axes、Axis的層級關係,並學習如何精確控制標題、座標軸、圖例和註釋的位置。 複雜圖表的堆疊與子圖管理: 使用`subplot()`和`GridSpec`高效佈局多個圖表。 第四章:Seaborn——美觀且具洞察力的統計視覺化 分佈關係的探索: 熟練使用直方圖(Histograms)、KDE圖、散點圖矩陣(Pair Plots)來觀察單變量和雙變量的分佈。 類別資料的視覺化: 掌握箱形圖(Box Plots)、小提琴圖(Violin Plots)以及條形圖在比較不同群組間差異上的應用。 熱力圖與相關性分析: 利用相關性矩陣的熱力圖,快速識別變數間的潛在線性關係。 --- 第三部分:機器學習的實戰導入——Scikit-learn框架 本部分是本書的核心,全面涵蓋了從特徵工程到模型評估的標準機器學習流程,完全基於業界最廣泛使用的Scikit-learn函式庫。 第五章:特徵工程——從原始資料到模型輸入 特徵縮放與標準化: 探討`StandardScaler`、`MinMaxScaler`的適用場景與差異,理解標準化對梯度下降類演算法的影響。 類別編碼的藝術: One-Hot Encoding(獨熱編碼)與Label Encoding的選擇,以及處理高基數類別變數的策略。 特徵選擇與降維: 介紹過濾法(Filter Methods)、包裹法(Wrapper Methods),並深入實作主成分分析(PCA)進行維度降低。 第六章:監督式學習的基石:迴歸與分類 線性模型深入探討: 不僅是簡單的線性迴歸,更著重於加入正則化(Ridge, Lasso, Elastic Net)如何控制模型複雜度和避免過擬合。 決策樹與集成學習概覽: 理解決策樹的工作原理,並進入集成學習(Ensemble Methods)的世界,詳細介紹Bagging(隨機森林)與Boosting(AdaBoost、Gradient Boosting Machines)的差異與應用。 模型訓練與驗證: 詳解交叉驗證(Cross-Validation)的意義,以及如何使用`Pipeline`來規範整個工作流程,確保資料洩漏(Data Leakage)的預防。 第七章:模型性能評估與調優 分類問題的度量標準: 深入理解混淆矩陣,以及精確率(Precision)、召回率(Recall)、F1 Score與ROC曲線/AUC的實際意義,並根據業務目標選擇合適的指標。 超參數調優: 系統性地使用`GridSearchCV`和`RandomizedSearchCV`進行網格搜索與隨機搜索,並引入更高效的貝葉斯優化思想(概念介紹)。 --- 第四部分:無監督學習與進階主題 在掌握監督式學習後,我們將觸及資料的隱藏結構發現,並介紹兩種對資料科學家極具價值的技術。 第八章:聚類分析與資料分群 K-Means的實戰應用: 學習如何使用肘部法則(Elbow Method)與輪廓係數(Silhouette Score)來確定最佳簇數。 層次聚類與DBSCAN: 探索適用於不同資料結構的聚類演算法。 第九章:文字資料的入門處理 文本預處理: 介紹Tokenization(分詞)、停用詞移除與詞幹提取(Stemming)。 詞向量基礎: 使用Bag-of-Words (BoW) 和 TF-IDF 向量化文本,為基礎的文本分類任務做準備。 --- 第五部分:端到端的實戰專案 最後,本書將透過一個或多個涵蓋全流程的專案(例如,房價預測或客戶流失預測),整合前述所有技術。讀者將親身經歷從原始資料集(CSV/JSON)開始,經歷清洗、EDA、特徵工程、模型選擇、調優到最終報告撰寫的完整資料科學生命週期。 結語:持續學習的路線圖 本書的目標是為讀者鋪設一條堅實的資料科學實戰道路。在完成所有章節後,讀者將能夠自信地拿起任何新的資料集,並應用標準化的工具鏈來解決實際問題。我們將在結尾提供下一步深入學習的方向,包括更進階的深度學習框架(如PyTorch或TensorFlow的基礎概念)、時間序列分析的專門技術,以及如何部署模型到生產環境的相關知識。

著者信息

作者簡介

廖珮妤


  現任美國Twitter軟體工程師。曾任史丹佛大學CS224n課程助教、PyLadies社群電子報作者、北一女資訊研習社學術長,樂於以各種方式分享技術。超級費迷,喜歡的歌手是張雨生。

  2020年畢業後,決定將學生時期所學的深度學習知識與專案統整成「Knock Knock! Deep Learning」系列文,並於iT邦幫忙鐵人賽AI & Data組獲得冠軍。

繪者簡介

張巧心


  國立臺灣大學生物機電工程學系畢。作者的高中麻吉。興趣是隨手塗鴉,用畫筆記錄生活。
 

图书目录

|Chapter 01| 導讀
1.1 什麼是深度學習?
1.2 會探討哪些技術?是否會不夠扎實?
1.3 需要哪些預備知識
1.4 深度學習的相關書籍這麼多,為什麼要看這本書?

|Chapter 02| 深度學習基礎理論
2.1 從人腦啟發的深度學習
2.2 什麼是訓練一個神經網路?
2.3 細解預測步驟:輸入、權重、激發
2.4 細解訓練步驟:損失、反向傳播、參數更新
2.5 自我檢驗

|Chapter 03| 深度學習必備實作知識與工具
3.1 Coding前你必須認識的工具
3.2 背考古題不算懂:訓練、測試、驗證集
3.3 幾分能力就做多少事:Overfitting、Underfitting、正則化
3.4 規格統一,做事更有效率:歸一化
3.5 參數初始化有套路
3.6 更優雅的進行優化
3.7 自我檢驗
3.8 參考文獻

|Chapter 04| PyTorch入門
4.1 深度學習框架之亂
4.2 PyTorch安裝
4.3 建立神經網路模型流程概述
4.4 基礎資料形式:Tensor
4.5 Tensor之間的連結網路:計算圖
4.6 PyTorch函數收納箱
4.7 PyTorch優化器
4.8 定義模型架構:Module
4.9 資料集處理
4.10 Hello Deep Learning! MNIST手寫數字辨識實作範例
4.11 自我檢驗

|Chapter 05| 自然語言處理
5.1 讓我著迷的Word2Vec
5.2 詞向量的使用與視覺化
5.3 語言與RNN
5.4 Hello RNN! 中文文本生成實作範例
5.5 打掉重練的勇氣:Google 翻譯與Seq2Seq
5.6 大躍進:注意力機制
5.7 注意力才是王道:Transformer
5.8 Hello Transformer! 二訪中文文本生成實作範例
5.9 再度大躍進:BERT
5.10 Hello BERT! 文字情緒分析實作範例
5.11 小結
5.12 自我檢驗
5.13 參考文獻

|Chapter 06| 電腦視覺
6.1 從ImageNet發起的資料大戰
6.2 圖像與CNN
6.3 文字也有結構,圖像也有序列
6.4 圖像描述生成實作範例
6.5 改變世界的GAN
6.6 字型風格轉換實作分享
6.7 小結
6.8 自我檢驗
6.9 參考文獻

|Chapter 07| 強化學習
7.1 決策與RL
7.2 用RL玩電動:Deep Atari
7.3 Hello RL! CartPole實作範例
7.4 用RL打撞球:DeepCueLearning實作分享
7.5 令世界驚艷的AlphaGo
7.6 小結
7.7 自我檢驗
7.8 參考文獻

|Chapter 08| 結語與解答
8.1 第二章解答
8.2 第三章解答
8.3 第四章解答
8.4 第五章解答
8.5 第六章解答
8.6 第七章解答

图书序言

  • ISBN:9789864349180
  • 規格:平裝 / 240頁 / 17 x 23 x 1.54 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣

图书试读

用户评价

评分

這本《Knock Knock!Deep Learning》的排版和視覺設計,也是我願意大力推薦的原因之一。在深度學習的書籍中,清晰的流程圖和程式碼區塊的區分至關重要,這本書在這方面做得相當出色。它用對比色來強調關鍵字和公式,使得閱讀體驗非常流暢,長時間盯著螢幕或紙本也不容易感到疲勞。不像有些技術書,把文字塞得滿滿的,讓人讀起來很有壓力。這本書的「留白」處理得很好,讓讀者有足夠的時間去消化前一個知識點。更別提,它對應的鐵人賽系列風格,讓整本書的語氣保持在一個熱血且充滿分享精神的狀態,讀起來一點都不枯燥。對於想在短時間內建立完整架構概念的人來說,這種高效且舒適的閱讀體驗是無價的。

评分

老實說,市面上關於深度學習的書籍多如牛毛,但很多都是針對特定框架(像是TensorFlow或PyTorch)的深度應用指南,對於「為什麼」和「如何從頭建立觀念」的著墨不多。這本《Knock Knock!Deep Learning》厲害的地方就在於,它把那些抽象的理論包裝得非常「可消化」。我特別喜歡它在講解反向傳播(Backpropagation)那一段的處理方式,用了很多圖示輔助,而不是純粹的矩陣運算來嚇跑讀者。而且,書中對於資料預處理的重視程度,也讓我印象深刻。很多新手只專注在模型結構,卻忽略了「垃圾進,垃圾出」的道理。作者很務實地提醒我們,好的資料管理才是成功的關鍵,這點在實務上非常重要,很多教科書都不會這麼強調。總體而言,這本書在理論與實務的平衡上掌握得非常好,不只是紙上談兵,更像是給你一張實戰地圖。

评分

我先前試過好幾本號稱是「新手入門」的書,結果發現它們其實是假設你有一定的線性代數基礎。但《Knock Knock!Deep Learning》顯然是針對「完全小白」設計的。它在介紹矩陣運算或梯度下降時,會先用最基本的算術概念來鋪陳,不會一開始就拋出 $ abla L = frac{partial L}{partial w}$ 這樣的符號。這種循序漸進的講解方式,讓我找回了很久以前學習新知識的那種純粹的樂趣。而且,書中穿插的案例選擇也很貼近生活,而不是一味地使用MNIST或ImageNet這種大家耳熟能詳但缺乏新鮮感的例子。它讓你感覺到深度學習不是遙不可及的學術研究,而是真正可以應用在我們日常生活中的強大工具。這種由淺入深的設計哲學,真的值得所有想入門的讀者給它一個機會。

评分

這本《Knock Knock!Deep Learning:新手入門深度學習的敲門磚》真是太對我的胃口了!我以前總覺得深度學習聽起來高深莫測,一堆數學公式和看不懂的專有名詞,光是打開教科書就想打瞌睡。可是這本書不一樣,它真的就像一個耐心的朋友在旁邊跟你「敲門」,一步一步引導你進門。書裡面對於基礎概念的解釋非常生活化,像是用蓋積木的比喻來解釋神經網路的層次結構,讓我這個對程式設計有點生疏的人也能快速掌握核心思想。尤其讚賞的是,作者並沒有一開始就丟一堆複雜的程式碼給你,而是先用清晰的邏輯梳理整個深度學習的脈絡,讓你了解為什麼需要這樣做,而不是只會複製貼上程式碼。對於想從零開始跨入這個領域的同好們,這本書的入門門檻設計得非常友善,完全不會讓人有「我是不是不夠聰明」的挫折感,真心推薦給所有對AI有興趣的台灣讀者,它絕對是打好地基的關鍵第一步。

评分

身為一個在科技業打滾了幾年的工程師,我深知「工具性」書籍的實用價值。這本鐵人賽系列書的背景,讓它自然帶有一種「邊做邊學」的熱情。它不像學術專著那樣冷冰冰,而是充滿了「我們一起來試試看」的親和力。最讓我驚豔的是,它似乎很了解台灣讀者在學習新技術時常遇到的痛點——例如,如何快速上手一個工具、哪些地方最容易卡住。書中對於常見錯誤的提示和除錯思維的引導,簡直就是我的救星。每次遇到小問題想放棄時,翻一下書裡對應的章節,馬上就能找到思路的轉折點。這種「預判」讀者困難點的能力,是很多翻譯書或外國原文書難以提供的在地化優勢。這本書的結構設計,就像是為台灣讀者量身打造的專屬學習路徑。

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