Đã trải qua nhiều thập kỷ, chúng ta chứng kiến sự phát triển của ngành khoa học máy tính. Xuất phát điểm từ công nghệ chế tạo phần cứng, lập trình cấp thấp, đến công nghệ thông tin, tổ chức, quản lý và xử lý hiệu quả hệ thống thông tin. Hiện nay, ngành khoa học máy tính đang bước vào thời kỳ công nghệ tri thức, ở mức trừu tượng cao hơn, làm máy tính trở nên thông minh hơn, để có thể giúp con người giải quyết nhiều vấn đề phức tạp trong thực tiễn. Chẳng hạn như máy học là hướng tiếp cận nhằm phát triển các kỹ thuật cho phép các máy tính có thể học từ dữ liệu để nhận dạng các mẫu phức tạp và đưa ra các quyết định thông minh. Máy học có tính ứng dụng rất cao trong thực tế như chẩn đoán y khoa, phát hiện thẻ tín dụng giả, phân tích thị trường chứng khoán, phân loại các chuỗi DNA, nhận dạng tiếng nói và chữ viết, dịch tự động, chơi trò chơi và điều khiển robot. Chính vì vậy, nguyên lý máy học trở thành môn học chuyên ngành rất quan trọng của chương trình đào tạo cử nhân, kỹ sư và thạc sĩ công nghệ thông tin. Trong thời gian giảng dạy vừa qua, chúng tôi nhận thấy có quá ít tài liệu tham khảo trình bày một cách có hệ thống về nguyên lý máy học. Chính vì lý do đó, chúng tôi đã thực hiện biên soạn quyển giáo trình “Nguyên lý máy học” nhằm mục đích cung cấp thêm tài liệu tham khảo bằng tiếng Việt đến độc giả là sinh viên chuyên ngành công nghệ thông tin.

Giáo trình được soạn dựa trên kiến thức, kinh nghiệm học tập nghiên cứu, giảng dạy của chúng tôi trong suốt từ năm 2000 đến nay và các tài liệu tham khảo chính được trình bày trong mục tài liệu tham khảo của từng chương. Chúng tôi cung cấp các kiến thức cơ bản và các giải thích nhằm đơn giản việc trình bày các giải thuật học. Cuối mỗi chương có bài tập giúp độc giả ôn tập lại kiến thức của chương và trao dồi kỹ năng thực hành. Giáo trình được tổ chức thành sáu chương:

Chương 1 tập trung vào việc giới thiệu các kiến thức cơ bản của máy học. Nội dung bao gồm khái niệm học có giám sát, học không giám sát, nguyên lý học thống kê được xem là nền tảng của các kỹ thuật học từ dữ liệu.  

Chương 2 giới thiệu kiến thức cơ bản về giải thuật học có giám sát mạng nơ-ron nhân tạo. Chúng tôi trình bày về mô hình mạng nơ-ron của McCulloch và Pitts, kiến trúc mạng nơ-ron, giải thuật huấn luyện mạng Perceptron, mạng nơ-ron đa tầng cho vấn đề phân lớp.

Chương 3 giới thiệu về giải thuật học có giám sát máy học véc-tơ hỗ trợ cho vấn đề phân lớp, hồi quy và phát hiện phần tử cá biệt. Nội dung bắt đầu từ việc mô hình hóa bài toán đến giải thuật máy học véc-tơ hỗ trợ. Chương được kết thúc với phần thảo luận về giải thuật máy học véc-tơ hỗ trợ.

Chương 4 cung cấp cho sinh viên về phương pháp đánh giá hiệu quả của giải thuật học có giám sát. Các nghi thức kiểm tra và tiêu chí để so sánh hiệu quả của giải thuật học. 

Chương 5 tập trung trình bày các giải thuật học không giám sát như giải thuật gom nhóm k-means, bản đồ tự tổ chức và giải thuật cực đại hóa kỳ vọng. Chúng tôi giới thiệu kiến thức cơ bản từ việc mô hình hóa bài toán đến giải thuật học cho gom nhóm.

Chương 6 giới thiệu hai ứng dụng phổ biến trong thực tế của máy học là nhận dạng chữ viết tay và phân loại văn bản tự động với mạng nơ-ron, máy học véc-tơ hỗ trợ.

Nội dung giáo trình được giảng dạy cho sinh viên kỹ sư, thạc sĩ công nghệ thông tin trong thời lượng 30 tiết lý thuyết. Giảng viên có thể phân bố thời gian dạy lý thuyết kết hợp với các ứng dụng minh họa của máy học. Chương 1, 2, 3, 4 có thể được giảng dạy trong 18 tiết lý thuyết. Chương 5 có thể được trình bày trong 10 tiết lý thuyết, và thời gian còn lại là của chương 6. Nếu giảng dạy cho sinh viên kỹ sư, cần giảm bớt hai giải thuật bản đồ tự tổ chức và cực đại kỳ vọng cho gom nhóm.  

Trong thời gian biên soạn tài liệu, chúng tôi nhận được sự hỗ trợ quý báu về vật chất, tinh thần từ Khoa Công Nghệ Thông Tin và Truyền Thông, Trường Đại Học Cần Thơ. Chúng tôi đặc biệt gửi lời cám ơn đến Quý Thầy Cô thuộc Bộ Môn Khoa Học Máy Tính, Hội Đồng Thẩm Định Giáo Trình, đã nhiệt tình góp ý cho bản thảo. 

Do thời gian có hạn và lần đầu tiên biên soạn, tài liệu không thể tránh khỏi những thiếu sót. Chúng tôi mong nhận được sự góp ý chân thành từ quý độc giả để quyển sách ngày được hoàn thiện hơn.