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第二階段:經典機器學習

史丹佛大學開發的統計學習入門教材,提供R和Python兩個版本,涵蓋迴歸、分類、支持向量機等經典機器學習演算法,配有免費線上課程和實驗代碼

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An Introduction to Statistical Learning 項目詳細介紹

項目概述

An Introduction to Statistical Learning 是一個綜合性的統計學習教育項目,由史丹佛大學的知名統計學家團隊開發。該項目為想要理解數據的任何人提供了統計學習關鍵主題的廣泛且技術性較低的處理方法。

作者團隊

項目由以下著名學者合作開發:

  • Gareth James - 華盛頓大學統計學教授、生物統計學教授
  • Daniela Witten - 華盛頓大學Dorothy Gilford捐贈講席教授
  • Trevor Hastie - 史丹佛大學統計學教授、生物醫學數據科學教授
  • Robert Tibshirani - 史丹佛大學The John A. Overdeck教授
  • Jonathan Taylor - Python版本合作者

項目組成

1. 教材版本

  • 第一版 (2013): 《An Introduction to Statistical Learning with Applications in R》 (ISLR)
  • 第二版 (2021): ISLR第二版,內容更新和擴展
  • Python版 (2023): 《An Introduction to Statistical Learning with Applications in Python》 (ISLP)

2. 多語言支持

該教材已被翻譯成多種語言:

  • 中文版
  • 義大利語版
  • 日語版
  • 韓語版
  • 蒙古語版
  • 俄語版
  • 越南語版

3. 免費線上資源

  • 免費PDF下載: 所有版本的教材均可從官網免費下載
  • 線上課程: 通過edX平台提供免費的配套線上課程
  • 視頻講座: 涵蓋所有章節內容的視頻講座
  • 實驗代碼: 每章末尾包含R或Python的實驗代碼

課程內容結構

核心章節主題

  1. 統計學習概述 - What is statistical learning?
  2. 迴歸分析 - Regression
  3. 分類方法 - Classification
  4. 重採樣方法 - Resampling methods
  5. 線性模型選擇與正規化 - Linear model selection and regularization
  6. 非線性擴展 - Moving beyond linearity
  7. 基於樹的方法 - Tree-based methods
  8. 支持向量機 - Support vector machines
  9. 深度學習 - Deep learning
  10. 生存分析 - Survival analysis
  11. 無監督學習 - Unsupervised learning
  12. 多重檢驗 - Multiple testing

實驗環節

每章都包含配套的實驗部分:

  • R版本: 使用R語言實現章節概念
  • Python版本: 使用Python實現相同概念
  • 實踐導向: 通過實際代碼操作加深理解

線上學習平台

edX課程

  • R版本課程: 已有超過29萬學習者參與(截至2023年11月)
  • Python版本課程: 新推出的Python應用版本
  • 課程特點:
    • 免費參與
    • 自主學習節奏
    • 視頻講座與實驗結合
    • 可獲得認證證書

史丹佛線上課程

  • Statistical Learning with R: 監督學習入門課程
  • Statistical Learning with Python: Python應用版本
  • 課程焦點: 迴歸和分類方法

技術特點

教學特色

  • 平衡性: 理論與實踐並重
  • 可訪問性: 降低技術門檻,適合初學者
  • 實用性: 注重當代數據分析工具的應用
  • 系統性: 從基礎概念到高級技術的完整覆蓋

支持資源

  • 幻燈片: 作者準備的完整課程幻燈片
  • 代碼示例: 豐富的R和Python代碼示例
  • 練習題: 每章配套的練習題
  • 社區支持: GitHub上的學習筆記和練習解答

目標受眾

該項目適合以下人群:

  • 希望使用現代數據分析工具的任何人
  • 統計學和機器學習的初學者
  • 需要處理大規模數據的專業人士
  • 跨學科的數據科學應用者

項目價值

學術價值

  • 由頂尖學者開發,學術權威性高
  • 內容經過多次迭代優化
  • 廣泛應用於全球高等教育

實用價值

  • 免費獲取高質量教育資源
  • 理論與實踐相結合的教學方法
  • 支持多種編程語言實現
  • 持續更新以適應技術發展

社會影響

  • 降低了統計學習的入門門檻
  • 推動了數據科學教育的普及
  • 為全球學習者提供了平等的學習機會

技術要求

R版本要求

  • R環境安裝
  • 推薦使用RStudio IDE
  • 相關R包的安裝(如knitr等)

Python版本要求

  • Python環境
  • 相關Python庫(pandas, scikit-learn, matplotlib等)
  • Jupyter Notebook或類似的開發環境

獲取方式

  • 官方網站: https://www.statlearning.com/
  • edX課程: 搜索"Statistical Learning"
  • 免費PDF: 從官網直接下載
  • GitHub資源: 社區貢獻的學習筆記和代碼

這個項目代表了統計學習教育領域的一個里程碑,為全球數據科學教育做出了重要貢獻。