機(jī)器學(xué)習(xí)算法工程師的基本素質(zhì)有哪些

1. 前言

本來這篇標(biāo)題我想的是算法工程師的技能，但是我覺得要是加上機(jī)器學(xué)習(xí)在標(biāo)題上，估計點(diǎn)的人會多一點(diǎn)，所以標(biāo)題成這樣了，呵呵，而且被搜索引擎收錄的時候多了一個時下的熱門詞，估計曝光也會更多點(diǎn)。不過放心，文章沒有偏題，我們來說正經(jīng)的。

今天就說說機(jī)器學(xué)習(xí)這個最近兩年計算機(jī)領(lǐng)域最火的話題，這不是一篇機(jī)器學(xué)習(xí)的技術(shù)文章，只是告訴大家機(jī)器學(xué)習(xí)里面的坑實(shí)在是太多，而且很多還沒入門或者剛剛?cè)腴T的朋友們，其實(shí)在你們前面是個大坑，如果你勵志要在這條路上走下去的話，請做好心理準(zhǔn)備。

2. 我們學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)的目的

實(shí)話實(shí)說，目前大部分人上各種班來學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)，歸根到底還是希望能找到一個好的工作，拿到更高的薪水，當(dāng)然還有一部分原因是自己對這一方面比較感興趣，希望更深入的了解這個領(lǐng)域。

我個人覺得，第一個原因的因素更大。

3. 我們在談機(jī)器學(xué)習(xí)的時候在談什么

首先，我們看看一個機(jī)器學(xué)習(xí)的系統(tǒng)長成什么樣子

?

幾乎所有的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)都是由上述系統(tǒng)圖組成，不同的是監(jiān)督型的系統(tǒng)訓(xùn)練數(shù)據(jù)可能需要人工干預(yù)而非監(jiān)督型的系統(tǒng)不需要人工干預(yù)，簡單來說就是給一批訓(xùn)練數(shù)據(jù)給這個機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行學(xué)習(xí)，得到一個預(yù)測模型，然后用這個預(yù)測模型對新的未知數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測。

現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上機(jī)器學(xué)習(xí)方面的文章，博客到處都是，市面上各種各樣的書籍也到處都是，而且目前在線教育最火的領(lǐng)域也是這個，各種各樣的機(jī)器學(xué)習(xí)的在線教育的班，學(xué)費(fèi)還挺貴。

但是你發(fā)現(xiàn)沒有，所有這些談?wù)摰臋C(jī)器學(xué)習(xí)都是在談?wù)撃Ｐ?，什么《深入理解XXX模型》，《可能是最好的理解XXX的文章》，《機(jī)器學(xué)習(xí)并不難，XXXX模型詳解》之類的文章和書遍地開花。各種介紹邏輯回歸，深度學(xué)習(xí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，SVM支持向量機(jī)，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。..。.等等等等。

所以，我們在談?wù)摍C(jī)器學(xué)習(xí)的時候，實(shí)際上是在談?wù)摍C(jī)器學(xué)習(xí)的模型，也就是各種機(jī)器學(xué)習(xí)算法。而且大家都認(rèn)為只要學(xué)會了模型和算法的理論，那就是機(jī)器學(xué)習(xí)的專家了。我相信大多數(shù)人都是這么認(rèn)為的。

4. 小明成了機(jī)器學(xué)習(xí)“專家”

有個小朋友，是搞計算機(jī)的，叫小明，看了alphago虐李世石的視頻，雖然他完全不懂圍棋，但是他還是被震撼到了，決心要好好學(xué)習(xí)一下這個傳說中的機(jī)器學(xué)習(xí)。于是到處在網(wǎng)上找教程，找博客文章，找書籍，好好的學(xué)了半年，終于覺得自己入門了。每個機(jī)器學(xué)習(xí)的模型算法都能說出個所以然來了。

不知道大家有多少在這個階段？

但小明還想更進(jìn)一步，于是開始研究各種模型的代碼和工具了，hadoop和spark那是標(biāo)配了，又是各種找文章，各種找書，各種在線學(xué)習(xí)班，還好這些東西一大把一大把的，特別現(xiàn)在的在線學(xué)習(xí)班，要是沒有大數(shù)據(jù)處理班，沒有hadoop班，那就別開了。

一路下來，大半年又過去了，終于小明覺得自己學(xué)會了，理論也有了，大數(shù)據(jù)處理工具也會了，簡直無敵了！

又有多少人在這個階段？并以為自己已經(jīng)會機(jī)器學(xué)習(xí)了。到這個階段，如果你學(xué)得好，那么你已經(jīng)可以去開個學(xué)習(xí)班教別人機(jī)器學(xué)習(xí)了。但如果你以為這樣就可以去找個公司做算法工程師了，那么告訴你，圖樣圖森破，乃義五！

小明因?yàn)橛休^強(qiáng)的理論知識，能推導(dǎo)所有公式，又會hadoop，spark，再加上自己的表達(dá)能力強(qiáng)，很容易的秒了幾個面試官進(jìn)了一個大公司，是在一個電商做搜索的算法工程師，月薪很高，終于可以一展拳腳了，老板交給他一個任務(wù)，用你那牛逼的知識把搜索的點(diǎn)擊率給我提升一個百分點(diǎn)吧。

如果你是小明，如果你剛從某個機(jī)器學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)班下來，你怎么弄？你是不是傻了？

5. 機(jī)器學(xué)習(xí)不僅僅是模型

產(chǎn)生這個問題的原因就是所有人都以為機(jī)器學(xué)習(xí)的模型就是機(jī)器學(xué)習(xí)本身，以為對那些個算法理解了就是機(jī)器學(xué)習(xí)的大牛了，但實(shí)際上完全不是這樣的。

模型是誰在玩呢？模型是科學(xué)家發(fā)明出來的， 是各個大公司的各個科學(xué)家，研究員發(fā)明出來的，這個發(fā)明出來是會出論文的，是他們用來虐我們的智商的，一般情況下，你發(fā)明不了模型吧（如果可以，可以不要往下看了，你可以走學(xué)術(shù)那條路）？你修改不了模型吧？

所以說，學(xué)會了模型，只是剛剛剛剛?cè)腴T，甚至還算不上入門吧

那各個公司的那么多算法工程師在干嘛呢？我們以一個搜索排序的算法工程師為例，他們在做甚呢？他們在

觀察數(shù)據(jù)---》找特征---》設(shè)計算法---》算法驗(yàn)證---》洗數(shù)據(jù)---》工程化---》上線看效果---》goto 觀察數(shù)據(jù)

而且一個成熟的系統(tǒng)中，一般模型已經(jīng)大概確定了，如果效果不是特別不好不會換模型，比如一個公司的搜索排序系統(tǒng)用了機(jī)器學(xué)習(xí)的邏輯回歸模型，你要改成別的模型一般不太可能，那么只能做一些特征上的補(bǔ)充。

好，我們通過這個流程來看看一個機(jī)器學(xué)習(xí)的算法工程師到底還要什么能力。

5.1 觀察數(shù)據(jù)

小明每天就在工位上看數(shù)據(jù)，查數(shù)據(jù)，看表格，畫曲線，發(fā)現(xiàn)像銷量，收藏，點(diǎn)擊等等這種能想到的特征早就被用了，就這么耗了三個月，沒有任何進(jìn)展，人都崩潰了，來了這么久，機(jī)器學(xué)習(xí)代碼毛都沒看到呢。

第四個月，他發(fā)現(xiàn)一點(diǎn)問題，他發(fā)現(xiàn)有些商品，評論什么的都挺好，感覺產(chǎn)品質(zhì)量也不錯，但就是銷量上不去，所以老排后面，于是，他把這些評論都是五星，但是銷量比較差的商品濾出來了，想看看他們有什么共性。

觀察數(shù)據(jù)階段，你說要什么能力？呵呵，只能告訴你，需要數(shù)據(jù)敏感性，其實(shí)也就是告訴你需要全面的能力，需要經(jīng)驗(yàn)，需要產(chǎn)品經(jīng)理的能力。

除了這些，你還需要能隨手編腳本代碼的能力，遇到有些數(shù)據(jù)需要初步處理，可能需要隨手編代碼處理，而且編的要快，因?yàn)檫@些代碼可能就用一兩次就不用了，所以需要比較強(qiáng)大的腳本語言能力，那么python至少要熟悉吧，shell要會吧。

5.2 找特征

數(shù)據(jù)觀察下來發(fā)現(xiàn)了問題，現(xiàn)在要找特征了，要找特征，也就是找什么因素導(dǎo)致銷量上不去的，首先，需要想象力，然后去驗(yàn)證你的想象力。

小明的想象力爆棚，即便這樣，也搞了一個月才發(fā)現(xiàn)這些個商品有個共同特征，那就是圖片都比較爛，讓人一看就不想點(diǎn)。臥槽，要是能把圖片質(zhì)量加入到排序因素里面的話，是不是有奇效呢？圖片質(zhì)量作為特征，這之前可沒人做過，終于找到一個特征了。

所以在這一階段，畢竟大家的想象力都是有限的，更多的是經(jīng)驗(yàn)值，才能找到符合當(dāng)前場景的特征。

5.3 設(shè)計算法

特征是找到了，但怎么把這個特征加到排序模型里面去呢？圖片好不好，有多好，這些機(jī)器怎么理解呢？如果不能把圖片質(zhì)量變成一個數(shù)學(xué)上的向量，那永遠(yuǎn)都無法加入到排序模型里面去。

這一階段是真正考驗(yàn)算法工程師的地方了，那就是將特征向量化，小明觀察到越好看的圖像往往顏色變化更多，而質(zhì)量差的圖片往往顏色沒什么變化，于是他想到一種辦法，先把圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換，變成頻域的數(shù)據(jù)，根據(jù)傅里葉變換的性質(zhì)，高頻部分的幅度高表示圖像的顏色變化很明顯，如果低頻部分高，表示顏色變化不明顯，這和觀察到的圖像信息基本能匹配上，這樣一副圖像的好壞，就可以用傅里葉變換后高頻部分的幅度表示了，然后在做一些歸一化的變化，就把圖像向量化了，向量化以后就可以加入到排序模型去了。

這一步，你可能會用到你學(xué)習(xí)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，但肯定只占了一小部分，大部分情況需要你根據(jù)當(dāng)前場景自己建立一個數(shù)學(xué)模型，而不是機(jī)器學(xué)習(xí)模型，你說這一階段需要什么技能？雖然我這里舉的例子比較極端，但是數(shù)學(xué)抽象能力，數(shù)學(xué)建模能力和數(shù)學(xué)工具的熟練使用是必不可少的，并且同樣需要較強(qiáng)的編程能力，這已不是上一步的腳本能力，是實(shí)打?qū)嵉挠嬎銠C(jī)算法編程能力了。

5.4 算法驗(yàn)證

算法是設(shè)計好了，還要設(shè)計一個算法的離線驗(yàn)證方法來證明給你的老大看說我的算法是有效果的，不然哪那么多機(jī)會讓你到線上去試啊，這一步也是各種綜合能力的組合，關(guān)鍵是在這一步上，你要用一種通俗的語言從理論上說服你的老大，這是一種什么能力？強(qiáng)大的語言表達(dá)能力。

除了這個你還需要設(shè)計出一個上線以后的AB測試方案，能夠很好的測試出你的算法是否真的有效。

5.5 洗數(shù)據(jù)

特征找到了，算法也設(shè)計得差不多能體現(xiàn)特征了，體力活來了，那就是洗數(shù)據(jù)，這是算法工程師的必修課，數(shù)據(jù)不是你想要什么樣子他就長得什么樣子的，所以要把數(shù)據(jù)變成你想要的樣子，然后去掉無效的數(shù)據(jù)可是個體力活。

像上面這個例子，首先可能大家的圖片大小都不一樣，要變成一個尺寸才好進(jìn)行變換，有些商品有多個圖片，可能需要找出質(zhì)量最好的再處理等等等等。

這一階段首先也是要腳本語言處理能力，而且還需要掌握一些數(shù)據(jù)處理工具的使用，關(guān)鍵還要有足夠的耐性和信心，當(dāng)然，必不可少的是優(yōu)秀的編程能力。

5.6 工程化

好了，前面的坑你全跨過來了，到了這一步了，呵呵，算法設(shè)計完了，數(shù)據(jù)也準(zhǔn)備好了，估計半年過去了，那趕快放到線上去吧，你以為拿著一堆腳本就能上線了啊，得考慮工程化了，如果把你的算法嵌入到原有系統(tǒng)中，如果保證你的算法的效率，別一跑跑一天，代碼的健壯性也要考慮啊，如果是在線算法，還得考慮性能，別把內(nèi)存干沒了。

這一步，你才真正的用上了你上面學(xué)的機(jī)器學(xué)習(xí)的hadoop，spark工具，看了上面說的，要完成工程化這一步，得有什么能力不用我說了吧，這是一個標(biāo)準(zhǔn)的軟件開發(fā)工程師的必要技能，還是高級開發(fā)工程師哦。

5.7 上線看效果

所有的都做完了，前前后后10個月了，終于可以上線了，好了，真正的考驗(yàn)來了，看看上線的效果唄，產(chǎn)品經(jīng)理說，做個AB測試吧，結(jié)果呵呵了，點(diǎn)擊率降低了，小明?。∵@10個月忙活下來點(diǎn)擊率還下降了？？？老板還不把你罵死，所以，你必須有強(qiáng)大的抗打擊能力。

呵呵，趕快下線吧，從頭看看哪里出了問題，又花了一個月修改了算法，重新上線，恩，這次不錯，點(diǎn)擊率提高了0.2個百分點(diǎn)，繼續(xù)努力吧，看看還有沒有什么可以挖掘的，于是，你就goto到了看數(shù)據(jù)的那一步。

別看這0.2，大的數(shù)據(jù)集合下，提高0.2已經(jīng)是非常不錯的提高了，所以花這么多錢，養(yǎng)算法工程師，要是一年能出幾次0.2，那就是真值了。

6. 讓我們總結(jié)一下

上面這么多的過程，靠一個人全部完成確實(shí)有點(diǎn)困難，我說的有點(diǎn)夸張，中間有些步驟是有人配合的，觀察數(shù)據(jù)的時候有產(chǎn)品經(jīng)理配合你，洗數(shù)據(jù)的時候有數(shù)據(jù)工程師配合你，工程化的時候有系統(tǒng)工程師配合你，但是作為機(jī)器學(xué)習(xí)的算法工程師，整個過程你都得能hold得住啊，所以即便是你一個人應(yīng)該也要能完成整個流程才行。

這只是一個標(biāo)準(zhǔn)的算法工程師應(yīng)該具備的能力，當(dāng)然我這里是以搜索算法舉例的，其他的算法工程師也差不太多，總跑不過上面幾個過程，當(dāng)然，你要是牛人，能根據(jù)場景修改這個機(jī)器學(xué)習(xí)的模型，甚至自己能想個模型，那就更厲害了。

好，我們把上面的重點(diǎn)標(biāo)記的部分取出來匯總一下，讓我們看看一個算法工程師需要具備哪些技能

數(shù)據(jù)敏感性，觀察力

數(shù)學(xué)抽象能力，數(shù)學(xué)建模能力和數(shù)學(xué)工具的熟練使用的能力

能隨手編腳本代碼的能力，強(qiáng)大的計算機(jī)算法編程能力，高級開發(fā)工程師的素質(zhì)

想象力，耐性和信心，較強(qiáng)的語言表達(dá)能力，抗打擊能力

然后，還有很關(guān)鍵的一點(diǎn)，你需要很聰明，當(dāng)然，你如果能做到以上那么幾點(diǎn)，基本上也會很聰明了，如果真能做到這樣，反而那些機(jī)器學(xué)習(xí)的模型，理論和工具就顯得不那么重要了，因?yàn)槟切┮仓皇侵R和工具，隨時都可以學(xué)嘛。

你說，這些是靠看幾篇博客，看幾本書，上幾次課就能具備的么？？

當(dāng)然，我們這里討論的是一般情況，如果你一心就是做研究的話，那么需要把上述技能熟練度再提高一個量級。

最后，正在學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)，勵志做算法工程師的你，準(zhǔn)備好踏這些坑了么？？