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第1部分 推荐系统的算法基础 2

第1章 数学基础 2

1.1 线性代数 2

1.2 概率与统计 5

1.3 损失函数 7

1.4 优化方法 8

1.4.1 SGD 8

1.4.2 动量 8

1.4.3 Nesterov动量 9

1.4.4 AdaGrad 9

1.4.5 Adam 10

1.4.6 L-BFGS 10

1.4.7 梯度法和牛顿法的比较 11

1.5 评价方法 11

1.5.1 混淆矩阵 11

1.5.2 ROC曲线 13

第2章 推荐系统介绍 17

2.1 推荐系统背景 17

2.2 推荐系统的典型案例 18

2.2.1 Amazon推荐 19

2.2.2 Facebook推荐 21

2.2.3 YouTube推荐 22

2.3 推荐系统原理 23

第3章 推荐算法工具 26

3.1 Python Skleam机器学习库 26

3.1.1 Skleam介绍 26

3.1.2 Skleam建模流程 27

3.2 Spark MLlib机器学习库 28

3.2.1 MLlib介绍 28

3.2.2 MLlib建模流程 29

3.3 TensorFlow 31

3.3.1 TensorFlow介绍 31

3.3.2 TensorFlow建模流程 31

3.4 Notebook介绍 32

3.4.1 Zeppelin Notebook介绍 32

3.4.2 Jupyter Notebook介绍 36

第2部分 推荐系统的召回算法 40

第4章 协同过滤——基于行为相似的召回 40

4.1 协同过滤算法 40

4.1.1 协同过滤推荐概述 40

4.1.2 用户评分 41

4.1.3 相似度计算 41

4.1.4 推荐计算 43

4.2 协同过滤推荐算法实现 44

4.2.1 相似度计算及推荐计算 47

4.2.2 协同推荐 54

4.2.3 运行结果 59

第5章 Word2vec——基于内容相似的召回 65

5.1 Word2vec算法 65

5.1.1 语言模型 65

5.1.2 CBOW One-Word Context模型 66

5.1.3 CBOW Multi-Word Context模型 71

5.1.4 Skip-Gram模型 72

5.1.5 Hierarchical Softmax 74

5.1.6 Negative Sampling 74

5.2 Word2vec实例 75

5.2.1 Spark实现 75

5.2.2 TensorFlow实现 80

第3部分 推荐系统的排序算法——线性模型 86

第6章 逻辑回归 86

6.1 逻辑回归算法 86

6.1.1 二元逻辑回归模型 86

6.1.2 模型参数估计 88

6.1.3 多元逻辑回归模型（Softmax回归） 88

6.1.4 逻辑回归的网络结构 89

6.1.5 梯度下降算法 90

6.1.6 正则化 91

6.2 逻辑回归实现 93

6.2.1 Skleam实现 93

6.2.2 Spark实现 98

6.2.3 TensorFlow实现 108

6.2.4 效果总结 114

第7章 因子分解机（FM） 115

7.1 FM算法 115

7.1.1 FM模型 115

7.1.2 FFM模型 118

7.1.3 FM模型的网络结构 119

7.2 FM实现 120

7.2.1 Skleam实现 120

7.2.2 TensorFlow实现 122

7.2.3 效果总结 128

第4部分 推荐系统的排序算法——树模型 130

第8章 决策树 130

8.1 决策树算法 130

8.1.1 决策树模型 130

8.1.2 特征选择 131

8.1.3 决策树的生成 133

8.1.4 决策树的生成实例 134

8.1.5 决策树的剪枝 135

8.2 决策树的集成算法 136

8.2.1 集成分类器 136

8.2.2 随机森林 137

8.2.3 GBDT 137

8.3 决策树集成算法实例 139

8.3.1 Spark实现 139

8.3.2 Skleam实现 149

8.3.3 效果总结 154

第9章 集成学习 155

9.1 GBDT＋LR算法 155

9.1.1 背景 155

9.1.2 GBDT＋LR网络结构 156

9.2 深度森林算法 159

9.2.1 深度森林介绍 159

9.2.2 级联森林 160

9.2.3 多粒度扫描 161

9.3 决策树集成分类器 162

9.4 集成学习实例 164

9.4.1 GBDT＋LR实现 164

9.4.2 深度森林实现 167

9.4.3 效果总结 175

第5部分 推荐系统的排序算法——深度学习模型 178

第10章 深度学习在推荐算法中的应用 178

10.1 推荐模型的特点 178

10.2 基于深度学习的推荐模型 179

10.2.1 DNN优化高阶特征 179

10.2.2 高阶特征交叉与低阶特征交叉 181

10.2.3 特征交叉优化 183

10.2.4 特征连接优化 184

10.2.5 高阶特征交叉优化 185

10.2.6 多样性的深度兴趣特征优化 186

第11章 DNN算法 189

11.1 人工神经网络算法 189

11.1.1 神经元 189

11.1.2 神经网络模型 191

11.1.3 信号的前向传播 191

11.1.4 误差的反向传播 193

11.2 DNN优化方法 195

11.2.1 优化参数 196

11.2.2 Attention机制 197

11.3 DNN实例 198

11.4 运行结果 205

第12章 Wide＆Deep模型 206

12.1 Wide＆Deep模型概述 206

12.1.1 Wide模型 208

12.1.2 Deep模型 209

12.1.3 模型联合训练 210

12.2 Wide＆Deep系统实现 211

12.2.1 推荐系统介绍 211

12.2.2 系统流程 212

12.2.3 训练数据的生成 213

12.2.4 模型训练 213

12.2.5 线上应用 214

12.3 Wide＆Deep实例 214

12.4 运行结果 219

第13章 DeepFM模型 225

13.1 DeepFM模型概述 225

13.1.1 FM组件 226

13.1.2 Deep组件 228

13.1.3 模型对比 229

13.2 DeepFM模型实例 231

13.3 运行结果 241

第14章 YouTube的深度神经网络模型 243

14.1 YouTube推荐模型 243

14.1.1 背景介绍 243

14.1.2 召回模型设计 245

14.1.3 排序模型设计 250

14.2 YouTube实例 252

14.3 运行结果 256

第6部分 推荐系统的算法实践 260

第15章 实践——基于电商平台的商品召回 260

15.1 背景介绍 260

15.2 模型选择 261

15.3 算法开发 261

第16章 实践——基于逻辑回归的音乐评分预测 266

16.1 背景介绍 266

16.2 数据准备 266

16.3 特征处理 268

16.4 模型选择 270

16.5 算法开发 271

第17章 实践——Kaggle竞赛之Outbrain点击率预估 275

17.1 背景介绍 275

17.2 数据准备 277

17.3 特征处理 283

17.4 模型选择 284

17.4.1 FFM 285

17.4.2 XGBoost 288

17.4.3 集成学习 292

17.5 算法开发 292

第18章 实践——基于深度学习的电商商品点击率预估 297

18.1 背景介绍 297

18.2 数据准备 298

18.3 特征处理 302

18.4 模型选择 303

18.5 算法开发 304

18.6 运行结果 309

第19章 Notebook实践 312

19.1 Sklearn中的LR实践 312

19.2 TensorFlow中的LR实践 316

19.3 Spark中的LR实践 321

19.4 TensorFlow中的FM调试实践 327

19.5 Spark中的协同过滤调试实践 331

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