数据预处理技术之数据归一化

        数据归一化是一种常用的数据预处理技术，它可以将数据缩放到一个共同的范围内，通常是将数据缩放到[0,1]区间。数据归一化对于某些机器学习算法（尤其是基于梯度的算法，如神经网络）非常重要，因为它可以加快学习速度并提高模型的性能。
         数据归一化的意义和目的：
        1. 缩放数据：使得具有不同量纲和取值范围的特征处于同一级别，避免某些特征因取值范围大而主导目标函数。
2. 加速学习：当输入数据的各个特征的取值范围相似时，梯度下降算法的收敛速度会更快。
3. 提高精度：某些算法（如基于距离度量的算法）对数据的尺度非常敏感，归一化可以减少这种敏感性，提高算法的准确度。
        何时需要数据归一化：
1. 使用梯度下降算法时。
2. 使用基于距离度量的算法（如K-近邻、K-均值聚类）时。
3. 特征之间的尺度差异很大时。
4. 特征的分布不是高斯分布时。
        归一化之前的数据：
        归一化之前，数据可能具有不同的尺度、量纲和分布。例如，一个数据集可能包含年龄（取值范围可能为0-100）和收入（取值范围可能为$10K-\$100K）两个特征，它们的尺度差异很大。
         归一化之后的数据：
        归一化之后，所有特征的取值范围将被缩放到[0,1]区间，或者具有标准正态分布（均值为0，标准差为1）。以年龄和收入为例，归一化后它们可能会被缩放到相似的范围内，如[0,1]。
        归一化后神经网络为何更容易使用：
1. 加速学习：梯度下降算法在所有特征具有相似尺度时收敛更快。
2. 避免梯度消失或爆炸：在神经网络中，如果某些特征的值很大，它们可能会在反向传播过程中主导梯度，导致其他特征的梯度变得很小甚至接近于零，这会使得网络难以学习。归一化可以减少这种情况的发生。
3. 提高模型稳定性：归一化可以减少模型对输入数据尺度变化的敏感性，提高模型的泛化能力。
        总的来说，数据归一化是一种简单而有效的数据预处理技术，可以提高机器学习模型的性能和稳定性。