Κωδικός Μαθήματος

ΜΔΑ-220

Εξάμηνο Μαθήματος

1ου Εξαμήνου

Πιστωτικές Μονάδες

7,5

Ηλεκτρονικό Υλικό

https://evdoxos.ds.unipi.gr/courses/DSERV112

Κατηγορία Μαθήματος

Υποχρεωτικό

Μηχανική Μάθηση: Μέθοδοι και Αλγόριθμοι

Στόχος

Στόχος του μαθήματος είναι η εξοικείωση των φοιτητών με θεμελιώδεις τεχνικές και αλγορίθμους μηχανικής μάθησης που καλύπτουν το φάσμα των διαφορετικών εφαρμογών του αντικειμένου (επιβλεπόμενη / μη επιβλεπόμενη μάθηση). Στα αναμενόμενα μαθησιακά αποτελέσματα συμπεριλαμβάνεται η γνώση των θεμελιωδών μεθόδων μηχανικής μάθησης και η απόκτηση εμπειρίας στην υλοποίηση και τη χρήση τους, καθώς και η κριτική ικανότητα για την επιλογή της κατάλληλης μεθοδολογίας για το εκάστοτε πρόβλημα μηχανικής μάθησης, με κατανόηση των πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων της.

 

Περιεχόμενα

Εισαγωγή στη Μηχανική Μάθηση.

Είδη Μηχανικής Μάθησης, Μέθοδοι Εκπαίδευσης, Μέτρηση Ακρίβειας, Πρόβλεψη, Ταξινόμηση.

Μέθοδοι Παλινδρόμησης.

Γραμμική Παλινδρόμηση, Λογαριθμική Παλινδρόμηση, Παλινδρόμηση Κορυφογραμμής, Στατική/Δυναμική Αυτοπαλινδρόμηση και Φασματική Ανάλυση.

Γλώσσα R – Εφαρμογές στη Μηχανική Μάθηση.

Το περιβάλλον της γλώσσας R, Συντακτικό, Βιβλιοθήκες, Βασικές Δομές και Συναρτήσεις.

Νευρωνικά Δίκτυα.

Μοντέλα και αρχιτεκτονικές νευρωνικών δικτύων, Δίκτυα πρόσθιας τροφοδότησης και μάθηση μέσω διόρθωσης σφάλματος (πολυστρωματικό perceptron, αλγόριθμος backpropagation).

Μηχανές Διανυσμάτων Στήριξης.

Γραμμική Ταξινόμηση, Συναρτήσεις Πυρήνες, Ταξινόμηση Πολλαπλών Κλάσεων.

Συσταδοποίηση.

Ορισμοί, Είδη συσταδοποίησης, Συναρτήσεις Απόστασης, Συναρτήσεις Ομοιότητας, Διαμεριστική Συσταδοποίηση, Αλγόριθμος k-means, Ιεραρχική Συσταδοποίηση.

Εξελικτική Μάθηση και Βελτιστοποίηση.

Γενετικοί Αλγόριθμοι, Αναζήτηση στο χώρο Υποθέσεων, Μέθοδοι Τοπικής Βελτιστοποίησης.

Απομείωση Διαστασιμότητας Δεδομένων.

Ανάλυση Κυρίων Συνιστωσών, Ανάλυση Γραμμικού Διαχωριστή, Εμπέδωση Χαμηλής Διαστασιμότητας.

Επιλογή Χαρακτηριστικών και Συγχώνευση Δεδομένων.

Filtering, Προσέγγιση Wrapper, Εμπεδωμένες Μέθοδοι Επιλογής Χαρακτηριστικών.

Γλώσσα R – Εφαρμογές στη Μηχανική Μάθηση.

Προγραμματισμός για Μηχανική Μάθηση σε R, Πειραματισμός, Οπτικοποιήσεις.

Προτεινόμενα Συγγράμματα

  • T. Mitchell. Machine Learning. McGraw-Hill (International Edition), 1997.
  • C. Bishop. Pattern Recognition and Machine Learning. Springer, 2007.
  • K. Murphy. Machine Learning: A Probabilistic Perspective. MIT Press, 2012.