百战程序员人工智能 AI算法工程师就业班 笔记

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百战程序员 AI 入门:从 Python 基础到机器学习核心原理

一、Python 编程基础(1-2周)

1. Python 环境搭建与基础语法

  • 开发环境配置:Anaconda/Jupyter Notebook 安装与使用
  • 基础数据类型:整数、浮点数、字符串、布尔值
  • 变量与运算符:赋值、算术、比较、逻辑运算符
  • 控制结构:条件语句(if-elif-else)、循环(for/while)

2. Python 核心数据结构

  • 列表(List) :增删改查、切片、列表推导式
  • 元组(Tuple) :不可变序列特性
  • 字典(Dict) :键值对操作、字典推导式
  • 集合(Set) :去重、集合运算

3. 函数与模块化编程

  • 函数定义与参数传递(位置参数、关键字参数)
  • 返回值与作用域(global/nonlocal)
  • Lambda表达式与高阶函数
  • 模块导入与常用标准库(math, random, datetime等)

二、科学计算与数据处理(2-3周)

1. NumPy 基础

  • 多维数组(ndarray)创建与操作
  • 广播机制与向量化运算
  • 常用数学函数与统计方法
  • 随机数生成与线性代数运算

2. Pandas 数据处理

  • Series 和 DataFrame 核心操作
  • 数据清洗:缺失值处理、重复值删除
  • 数据筛选与分组聚合(groupby)
  • 时间序列处理与数据可视化基础

3. Matplotlib/Seaborn 可视化

  • 折线图、柱状图、散点图绘制
  • 子图布局与样式定制
  • 统计图表(箱线图、热力图等)
  • 交互式可视化初步

三、机器学习基础(3-4周)

1. 机器学习概述

  • 监督学习 vs 无监督学习
  • 分类、回归、聚类问题区分
  • 机器学习工作流程:数据→特征→模型→评估
  • 过拟合与欠拟合问题

2. Scikit-learn 入门

  • 数据预处理:标准化、归一化、编码

  • 经典算法实现:

    • 线性回归
    • 逻辑回归
    • 决策树
    • K近邻(KNN)
    • 支持向量机(SVM)
  • 模型评估指标:准确率、精确率、召回率、F1值、ROC曲线

3. 特征工程基础

  • 特征选择:方差阈值、相关性分析
  • 特征构造:多项式特征、交叉特征
  • 降维技术:PCA主成分分析
  • 文本特征处理:词袋模型、TF-IDF

四、深度学习入门(4-5周)

1. 神经网络基础

  • 感知机与多层感知机(MLP)
  • 激活函数(Sigmoid, ReLU, Tanh)
  • 损失函数与反向传播
  • 优化算法(SGD, Adam)

2. TensorFlow/PyTorch 框架

  • 张量(Tensor)操作基础

  • 自动微分机制

  • 模型构建流程:

    • 数据加载
    • 网络定义
    • 训练循环
    • 模型保存与加载

3. 计算机视觉入门

  • CNN卷积神经网络原理
  • 经典网络结构:LeNet, AlexNet
  • 图像分类实战案例
  • 数据增强技术

4. 自然语言处理入门

  • 词嵌入(Word2Vec, GloVe)
  • RNN/LSTM基本原理
  • 文本分类实战案例
  • Transformer架构简介

五、项目实战(2-3周)

1. 经典项目案例

  • 手写数字识别(MNIST)
  • 房价预测回归问题
  • 垃圾邮件分类
  • 电影评论情感分析

2. 模型部署基础

  • Flask/Django简单API开发
  • ONNX模型格式转换
  • 模型量化与优化
  • 云端部署简介(AWS/GCP)

学习路线建议

  1. 每日学习:保持2-3小时编码实践

  2. 项目驱动:每学完一个模块完成对应小项目

  3. 社区参与:GitHub开源项目、Kaggle竞赛

  4. 持续进阶

    • 阅读经典论文(如AlexNet, Transformer)
    • 参加AI顶会(NeurIPS, ICML等)线上分享
    • 构建个人作品集

学习资源推荐

  • 书籍:《Python编程:从入门到实践》《机器学习实战》
  • 视频:吴恩达机器学习课程、李沐《动手学深度学习》
  • 平台:Kaggle、天池、LeetCode AI专项

这套学习路径从Python基础到AI核心原理,通过约12-16周的体系化学习,可帮助学习者建立完整的AI开发知识框架,并具备实际项目开发能力。