Машинное обучение 1 — различия между версиями

Материал из Wiki - Факультет компьютерных наук
Перейти к: навигация, поиск
(Лекции)
(Практические задания)
 
(не показана одна промежуточная версия 23 участников)
Строка 9: Строка 9:
 
'''Лектор:''' [http://www.hse.ru/staff/esokolov Соколов Евгений Андреевич]
 
'''Лектор:''' [http://www.hse.ru/staff/esokolov Соколов Евгений Андреевич]
  
Лекции проходят по пятницам, 12:10 - 13:30, ауд. R404 (Покровский бульвар, 11).
+
Лекции проходят по пятницам, 11:10 - 12:30, в zoom (https://zoom.us/j/98499384799?pwd=OC9GcFd5QlJkZlA5Uk85SHNVTGxSdz09).
  
  
Строка 18: Строка 18:
 
=== Полезные ссылки ===
 
=== Полезные ссылки ===
  
[https://www.hse.ru/ba/ami/courses/292689583.html Карточка курса и программа]
+
[https://www.hse.ru/ba/ami/courses/450802413.html Карточка курса и программа]
  
 
[https://github.com/esokolov/ml-course-hse Репозиторий с материалами на GitHub]
 
[https://github.com/esokolov/ml-course-hse Репозиторий с материалами на GitHub]
Строка 26: Строка 26:
 
Почта для сдачи домашних заданий (на самом деле задания сдаются в AnyTask, но если он не работает, то присылайте на почту): hse.cs.ml+<номер группы>@gmail.com (например, hse.cs.ml+171@gmail.com)
 
Почта для сдачи домашних заданий (на самом деле задания сдаются в AnyTask, но если он не работает, то присылайте на почту): hse.cs.ml+<номер группы>@gmail.com (например, hse.cs.ml+171@gmail.com)
  
Канал в telegram для объявлений: https://t.me/joinchat/AAAAAEtiwm9A8i-78LNcKQ
+
Канал в telegram для объявлений: https://t.me/joinchat/G2T6pB1CgF82NTMy
  
Чат в telegram для обсуждений (предназначение чата до конца не ясно, вопросы может быть правильнее задавать в чатах групп): https://t.me/joinchat/A5rlQBUrWTeXl7eBbnyBcQ
+
Чат в telegram для обсуждений (предназначение чата до конца не ясно, вопросы может быть правильнее задавать в чатах групп): https://t.me/joinchat/NRpKJ09prtRlMTli
  
Ссылка на курс в Anytask: https://anytask.org/course/537
+
Ссылка на курс в Anytask: https://anytask.org/course/856
  
[https://docs.google.com/spreadsheets/d/1QIUMUkjzHfRqNIkYHVb4jsi3Pkq7URAQWSW8c9UwE-g/edit?usp=sharing Таблица с оценками]
+
[https://docs.google.com/spreadsheets/d/1_qMPqgcJZEJaiXZpMbjKM0trw_aGkkulrZG7Lq7kjU8/edit?usp=sharing Таблица с оценками]
  
 
Оставить отзыв на курс: [https://goo.gl/forms/5CddG0gc75VZvqi52 форма]
 
Оставить отзыв на курс: [https://goo.gl/forms/5CddG0gc75VZvqi52 форма]
  
'''Вопросы''' по курсу можно задавать на почту курса, а также в телеграм лектору (esokolov@) или семинаристу.
+
'''Вопросы''' по курсу можно задавать в телеграм лектору (esokolov@) или семинаристу.
Вопросы по материалам лекций/семинаров и по заданиям лучше всего оформлять в виде [https://github.com/esokolov/ml-course-hse/issues Issue] в [https://github.com/esokolov/ml-course-hse github-репозитории курса].
+
Вопросы по материалам лекций/семинаров и по заданиям лучше всего задавать на [https://github.com/esokolov/ml-course-hse/discussions форуме].
  
 
=== Семинары ===
 
=== Семинары ===
Строка 43: Строка 43:
 
{| class="wikitable"
 
{| class="wikitable"
 
|-
 
|-
! Группа !! Преподаватель !! Учебный ассистент
+
! Группа !! Преподаватель
 
|-
 
|-
| 171 (МОП) || [https://www.hse.ru/org/persons/165212870 Зиннурова Эльвира Альбертовна] || [https://t.me/granilace Виктор Куканов]
+
| 191 (МОП) || Хрушков Павел Вадимович
 
|-
 
|-
| 172 (МОП) || [https://www.hse.ru/org/persons/209813459 Каюмов Эмиль Марселевич] ||  [https://t.me/svdcvt Соня Дымченко]
+
| 192 (МОП) || [https://www.hse.ru/staff/esokolov Соколов Евгений Андреевич]
 
|-
 
|-
| 173 (ТИ) || [https://www.hse.ru/org/persons/? Хрушков Павел Вадимович]  ||  [https://t.me/resokolov Роман Соколов]
+
| 193 (МОП) || [https://www.hse.ru/org/persons/208522505 Садртдинов Ильдус Рустемович]
 
|-
 
|-
| 174 (АДИС) || [https://www.hse.ru/org/persons/? Кохтев Вадим Михайлович] ||  [https://t.me/widepeepoBlanket Евгений Алаев]
+
| 194 (АДИС)|| [https://www.hse.ru/staff/atsvigun Цвигун Аким Олегович]
 
|-
 
|-
| 175 (РС) || [https://www.hse.ru/org/persons/228364473 Волохова Александра Константиновна] || [https://t.me/President153 Ярослав Пудяков]
+
| 195 (РС) || Каюмов Эмиль Марселевич
 
|-
 
|-
| 176 (РС) || [https://www.hse.ru/org/persons/192085968 Яшков Даниил Дмитриевич] || [https://t.me/arcstranger  Николай Пальчиков]
+
| 196 (РС) || Шабалин Александр Михайлович
 
|-
 
|-
| Магистратура ФТиАД || [https://www.hse.ru/org/persons/? Рысьмятова Анастасия Александровна] || [https://t.me/oleg_top Олег Дешеулин]
+
| 197 (АПР) || [https://www.hse.ru/org/persons/160961881 Глазкова Екатерина Васильевна]
 
|-
 
|-
 +
| 198 (ТИ) || [https://www.hse.ru/org/persons/218009880 Ульянкин Филипп] [https://t.me/ppilif @ppilif]
 +
|-
 +
| 199 (МИ) || [https://www.hse.ru/org/persons/160995848/ Семенкин Антон Александрович]
 +
|-
 +
| 1910 (ПР) || [https://www.hse.ru/org/persons/208488544 Биршерт Алексей Дмитриевич]
 +
|-
 +
| ФЭН || [https://www.hse.ru/org/persons/190889495 Зехов Матвей Сергеевич]
 +
|-
 +
| Пермь (БИ) || [https://www.hse.ru/org/persons/343120018 Собянин Кирилл Валентинович]
 +
|-
 +
| Пермь (ПИ) || [https://www.hse.ru/org/persons/343120018 Собянин Кирилл Валентинович]
 
|}
 
|}
  
 
=== Консультации ===
 
=== Консультации ===
 +
 +
{| class="wikitable"
 +
|-
 +
! Учебные ассистенты
 +
|-
 +
| [https://t.me/treacker Евгений Шабалин - 191]
 +
|-
 +
| [https://t.me/madn_boi Никита Морозов - 192]
 +
|-
 +
| [https://t.me/artiloid Щербинин Артём - 193]
 +
|-
 +
| [https://t.me/sibsonya Сибагатова Софья - 193]
 +
|-
 +
| [https://t.me/khaykingleb Хайкин Глеб - 194]
 +
|-
 +
| [https://t.me/sol_arch Никита Андреев - 195]
 +
|-
 +
| [https://t.me/sabinadayanova Сабина Даянова - 195]
 +
|-
 +
| [https://t.me/ainmukh Айнур Мухамбетова - 196]
 +
|-
 +
| [https://t.me/daviddramb Драмбян Давид - 198] 
 +
|-
 +
| [https://t.me/fdrose Абрахам Максим - 199] 
 +
|-
 +
| [https://t.me/naumovanast Наумова Настя - 1910]
 +
|-
 +
| [https://t.me/horror_in_black Коган Саша - 197]
 +
|-
 +
| [https://t.me/cherepasska Баранов Михаил - ФЭН]
 +
|-
 +
| [https://t.me/lena_rus_21 Русакова Елена]
 +
|}
  
 
=== Правила выставления оценок ===
 
=== Правила выставления оценок ===
  
 
В курсе предусмотрено несколько форм контроля знания:
 
В курсе предусмотрено несколько форм контроля знания:
* Самостоятельные работы на семинарах, проверяющие знание основных фактов с лекций
+
* Самостоятельные работы на семинарах, проверяющие знание основных фактов с лекций и семинаров
 
* Практические домашние работы на Python
 
* Практические домашние работы на Python
 
* Письменная контрольная работа
 
* Письменная контрольная работа
Строка 87: Строка 131:
 
=== Правила сдачи заданий ===
 
=== Правила сдачи заданий ===
  
За каждый день просрочки после мягкого дедлайна снимается 1 балл. После жёсткого дедлайна работы не принимаются. Даже при опоздании на одну секунду. Сдавайте заранее.
+
За каждый день просрочки после мягкого дедлайна снимается 1 балл. После жёсткого дедлайна работы не принимаются. Даже при опоздании на одну секунду. Сдавайте заранее. Есть исключение: в течение семестра каждый студент может не более 2 раз сдать задание после жёсткого дедлайна — в этом случае за каждый день просрочки продолжает вычитаться по одному баллу (если не оговорено иное).
  
 
При обнаружении плагиата оценки за домашнее задание обнуляются всем задействованным в списывании студентам, а также подаётся докладная записка в деканат. Следует помнить, что при повторном списывании деканат имеет право отчислить студента.
 
При обнаружении плагиата оценки за домашнее задание обнуляются всем задействованным в списывании студентам, а также подаётся докладная записка в деканат. Следует помнить, что при повторном списывании деканат имеет право отчислить студента.
Строка 97: Строка 141:
 
Ко всем конспектам на GitHub есть исходники. Исправления и дополнения всячески приветствуются!
 
Ко всем конспектам на GitHub есть исходники. Исправления и дополнения всячески приветствуются!
  
'''Лекция 1''' (6 сентября). Введение в машинное обучение. Основные термины, постановки задач и примеры применения. [[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2019-fall/lecture-notes/lecture01-intro.pdf Конспект]]
+
'''Лекция 1''' (3 сентября). Введение в машинное обучение. Основные термины, постановки задач и примеры применения. [[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2021-fall/lecture-notes/lecture01-intro.pdf Конспект]] [[https://youtu.be/HLg4EpeqZP0 Запись лекции]]
  
'''Лекция 2''' (13 сентября). Линейная регрессия. Метрики качества регрессии. Градиентный спуск и способы оценивания градиента. Продвинутые градиентные методы. [[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2019-fall/lecture-notes/lecture02-linregr.pdf Конспект]]
+
'''Лекция 2''' (10 сентября). Модель линейной регрессии. Подготовка данных для линейных моделей. Измерение ошибки в задачах регрессии. Устойчивые к выбросам функции потерь. Относительные функции потерь. [[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2021-fall/lecture-notes/lecture02-linregr.pdf Конспект]] [[https://youtu.be/0YugAdKXfdY Запись лекции]]
  
'''Лекция 3''' (20 сентября). Переобучение и регуляризация. Разреженные линейные модели. Квантильная регрессия. Подготовка признаков. [[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2019-fall/lecture-notes/lecture03-linregr.pdf Конспект]]
+
'''Лекция 3''' (17 сентября). Переобучение. Отложенная выборка и кросс-валидация. Аналитическое решение для линейной регрессии и MSE. Градиентный спуск. [[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2021-fall/lecture-notes/lecture03-linregr.pdf Конспект]] [[https://youtu.be/Sio_aNIxnaA Запись лекции]]
  
'''Лекция 4''' (27 сентября). Линейная классификация. Отступ и верхние оценки на пороговую функцию потерь. Метрики качества классификации. [[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2019-fall/lecture-notes/lecture04-linclass.pdf Конспект]]
+
'''Лекция 4''' (24 сентября). Стохастический градиентный спуск. SAG, Momentum, AdaGrad, Adam. Регуляризация линейных моделей. [[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2021-fall/lecture-notes/lecture04-linregr.pdf Конспект]] [[https://www.youtube.com/watch?v=7ODlUv9W7p4 Запись лекции]]
 
+
'''Лекция 5''' (4 октября). Линейная классификация. Логистическая регрессия и оценки вероятности классов. Метод опорных векторов. [[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2019-fall/lecture-notes/lecture05-linclass.pdf Конспект]]
+
 
+
'''Лекция 6''' (11 октября). Многоклассовая классификация, сведение к бинарным задачам. Многоклассовая логистическая регрессия. Классификация с пересекающимися классами. Метрики качества многоклассовой классификации.
+
 
+
'''Лекция 7''' (18 октября). Решающие деревья. Жадный алгоритм построения. Выбор лучшего разбиения с помощью критерия информативности. Критерии информативности для регрессии и классификации. Учёт пропусков в деревьях. Решающие деревья и категориальные признаки. [[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2019-fall/lecture-notes/lecture07-trees.pdf Конспект]]
+
  
 
== Семинары ==
 
== Семинары ==
  
'''Семинар 1.''' Области применения машинного обучения. Инструменты data scientist'а. Pandas и разведочный анализ данных. [[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2019-fall/seminars/sem01-intro.ipynb Ноутбук]]
+
'''Семинар 1'''. Типы данных и виды задач машинного обучения [[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2021-fall/seminars/sem01-data.ipynb Ноутбук]]. Библиотека pandas [[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2021-fall/seminars/sem01-pandas.ipynb Ноутбук]].
  
'''Семинар 2.''' Линейная регрессия. Библиотека scikit-learn. Валидация моделей. Работа с категориальными признаками. [[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2019-fall/seminars/sem02-sklearn-linreg.ipynb Ноутбук]]
+
'''Семинар 2'''. Исследование данных. Библиотека scikit-learn. Подготовка данных для линейных моделей. [[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2021-fall/seminars/sem02-sklearn-linregr.ipynb Ноутбук]]
  
'''Семинар 3.''' Градиент и его свойства. Векторное дифференцирование. Градиентый спуск, его модификации, практические аспекты. [[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2019-fall/seminars/sem03-linregr-part1.pdf Конспект]] [[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2019-fall/seminars/sem03-linregr-part2.ipynb Ноутбук]]
+
'''Семинар 3'''. Векторное дифференцирование [[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2021-fall/seminars/sem03-vector-diff.pdf Конспект]]. Градиентный спуск [[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2021-fall/seminars/sem03-gd.ipynb Ноутбук]]. А также: [[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2021-fall/seminars/sem03-numpy.ipynb Ноутбук про numpy для самостоятельного изучения]].
 
+
'''Семинар 4.''' Предобработка данных. [[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2019-fall/seminars/sem04-features.pdf Конспект]] [[https://nbviewer.jupyter.org/github/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2019-fall/seminars/sem04-features.ipynb Ноутбук]]
+
  
 
== Практические задания ==
 
== Практические задания ==
  
За каждый день просрочки после мягкого дедлайна снимается 1 балл. После жёсткого дедлайна работы не принимаются. В течение семестра каждый студент может не более 2 раз сдать задание после жёсткого дедлайна.
+
'''Задание 1.''' Pandas и распределение студентов ПМИ по элективам.
 
+
'''Задание 1.''' Работа с Pandas и Matplotlib.
+
 
   
 
   
Мягкий дедлайн: 15.09.2019 23:59.  
+
Мягкий дедлайн: 25.09.2021 23:59 MSK.  
  
Жесткий дедлайн: 17.09.2019 23:59.
+
Жесткий дедлайн: 28.09.2021 23:59 MSK.
  
[[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2019-fall/homeworks-practice/homework-practice-01.ipynb Ноутбук с заданием]]
+
[[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2021-fall/homeworks-practice/homework-practice-01-pandas.ipynb Ноутбук с заданием]]
  
'''Задание 2.''' Exploratory Data Analysis и линейная регрессия.
+
'''Задание 2.''' Разведочный анализ данных, линейная регрессия и разработка признаков.
 
   
 
   
Мягкий дедлайн: 01.10.2019 23:59.  
+
Мягкий дедлайн: 11.10.2021 23:59 MSK.  
  
Жесткий дедлайн: 04.10.2019 23:59 (за каждый день просрочки снимается 2 балла).
+
Жесткий дедлайн: 14.10.2021 23:59 MSK.
  
[[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2019-fall/homeworks-practice/homework-practice-02.ipynb Ноутбук с заданием]]
+
[[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2021-fall/homeworks-practice/homework-practice-02-linregr.ipynb Ноутбук с заданием]]
  
 
'''Задание 3.''' Градиентный спуск своими руками.
 
'''Задание 3.''' Градиентный спуск своими руками.
 
   
 
   
Мягкий дедлайн: 15.10.2019 07:59.  
+
Мягкий дедлайн: 27.10.2021 23:59 MSK.  
  
Жесткий дедлайн: 17.10.2019 23:59.
+
Жесткий дедлайн: 29.10.2021 23:59 MSK.
  
[[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2019-fall/homeworks-practice/homework-practice-03.ipynb Ноутбук с заданием]]
+
[[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2021-fall/homeworks-practice/homework-practice-03-gd/homework-practice-03-gd.ipynb Ноутбук с заданием]]
  
 
==Теоретические домашние задания==
 
==Теоретические домашние задания==
Строка 153: Строка 187:
 
Теоретические ДЗ не проверяются, но задачи из них могут войти в проверочные работы на семинарах.
 
Теоретические ДЗ не проверяются, но задачи из них могут войти в проверочные работы на семинарах.
  
'''Теоретическое домашнее задание 1''': линейная регрессия и векторное дифференцирование [[https://github.com/esokolov/ml-course-hse/blob/master/2019-fall/homeworks-theory/homework-theory-01-linregr.pdf ссылка]]
+
== Соревнования ==
 +
 
 +
===Правила участия и оценивания===
 +
В соревновании по анализу данных вам предлагается по имеющимся данным решить некоторую задачу, оптимизируя указанную метрику, и отправить ответы для заданного тестового множества. Максимальное количество посылок в сутки ограничено (как правило, разрешается сделать 2 посылки), ближе к концу соревнования вам будем необходимо выбрать 2 посылки, которые вы считаете лучшими. Тестовые данные делятся на публичные и приватные в некотором соотношении, на основе которых строятся публичный и приватный лидерборды соответственно, при этом публичный лидерборд доступен в течение всего соревнования, а приватный строится после его окончания для выбранных вами посылок.
 +
 
 +
В лидербордах каждого из соревнований присутствуют несколько базовых решений (бейзлайнов), каждое из которых соответствует определённой оценке. Например, для получения оценки не ниже 8 баллов необходимо, чтобы ваше решение на '''приватном''' лидерборде оказалось лучше соответствующего бейзлайна. Далее для студента, преодолевшего бейзлайн на N_1 баллов, но не преодолевшего бейзлайн на N_2 балла, итоговая оценка за соревнование рассчитывается по равномерной сетке среди всех таких студентов в зависимости от места в приватном лидерборде среди них; если быть точными, то по следующей формуле:
 +
 
 +
N_2 - (N_2 - N_1) * i  / M,
 +
 
 +
где M — количество студентов (из всех студентов, изучающих курс), преодолевших бейзлайн на N_1 баллов, но не преодолевших бейзлайн на N_2 балла;
 +
 
 +
i — место (начиная с 1) студента в приватном лидерборде среди всех таких студентов.
 +
 
 +
Единственное исключение из формулы — студенты, преодолевшие самый сильный бейзлайн, получают прибавку 1/M к своей оценке.
 +
 
 +
Чтобы вас не пропустили при проверке решений соревнования, '''необходимо''' использовать следующий формат для имени команды (вкладка Team):
 +
 
 +
«[ПМИ] Имя Фамилия номер_группы»
 +
 
 +
В течение 3 суток после окончания соревнования в соответствующее задание на anytask необходимо прислать код, воспроизводящий ответы для посылки, фигурирующей в приватном лидерборде. При оформлении кода предполагайте, что данные лежат рядом с ним в папке data, а в результате выполнения кода ответы должны быть записаны в файл solution-N-Username.csv, где N — номер соревнования, Username — ваша фамилия. У нас должна быть возможность запустить код и получить те же ответы, что и в вашей посылке, — в частности, это означает, что:
 +
 
 +
1. Если вы отправляете файл *.py, мы будем запускать его при помощи команды python *.py в вышеуказанном предположении о местонахождении данных.
 +
 
 +
2. Если вы отправляете ноутбук *.ipynb, мы последовательно запустим все ячейки ноутбука и будем ожидать в результате его работы формирование файла с ответами.
 +
 
 +
3. Если вы отправляете код с использованием другого языка программирования, в том же письме направьте нам инструкцию по его запуску с тем, чтобы получить тот же файл с ответами.
 +
 
 +
В случае отсутствия кода, воспроизводящего результат, в установленный срок студенту выставляется 0 в качестве оценки за соревнование. Студенты, попавшие в топ-3 согласно приватному лидерборду, смогут получить бонусные баллы, если в течение недели после окончания соревнования сдадут в anytask отчет о получении решения, фигурирующего в приватном лидерборде. Если не оговорено иное, использовать любые внешние данные в соревнованиях '''запрещено'''. Под внешними данными понимаются размеченные данные, где разметка имеет прямое отношение к решаемой задаче. Грубо говоря, сборник текстов с википедии не считается внешними данными.
 +
 
 +
В некоторых соревнованиях данные взяты из завершившегося соревнования на Kaggle.
 +
Категорически запрещено использовать данные из оригинального соревнования для восстановления целевой переменной на тестовой выборке.
 +
 
 +
=== Соревнование 1 ===
  
 
== Бонусы за соревнования ==
 
== Бонусы за соревнования ==
Строка 175: Строка 241:
 
* [http://www.machinelearning.ru/wiki/index.php?title=Машинное_обучение_%28курс_лекций%2C_К.В.Воронцов%29 Курс по машинному обучению К.В. Воронцова]
 
* [http://www.machinelearning.ru/wiki/index.php?title=Машинное_обучение_%28курс_лекций%2C_К.В.Воронцов%29 Курс по машинному обучению К.В. Воронцова]
 
* [https://yandexdataschool.ru/edu-process/courses/machine-learning Видеозаписи лекций курса Школы Анализа Данных, К.В. Воронцов]
 
* [https://yandexdataschool.ru/edu-process/courses/machine-learning Видеозаписи лекций курса Школы Анализа Данных, К.В. Воронцов]
 +
* [https://www.coursera.org/specializations/machine-learning-from-statistics-to-neural-networks Coursera: Машинное обучение от статистики до нейросетей (специализация)]
 
* [https://www.coursera.org/specializations/machine-learning-data-analysis Coursera: Машинное обучение и анализ данных (специализация)]
 
* [https://www.coursera.org/specializations/machine-learning-data-analysis Coursera: Машинное обучение и анализ данных (специализация)]
 
* [https://www.coursera.org/learn/introduction-machine-learning Coursera: Введение в машинное обучение, К.В. Воронцов]
 
* [https://www.coursera.org/learn/introduction-machine-learning Coursera: Введение в машинное обучение, К.В. Воронцов]
 +
* [https://openedu.ru/course/hse/INTRML/ Введение в машинное обучение (онлайн-курс НИУ ВШЭ)]
  
 
== Страницы предыдущих лет ==
 
== Страницы предыдущих лет ==
 +
 +
[[Машинное_обучение_1/2020_2021 | 2020/2021 учебный год]]
 +
 +
[[Машинное_обучение_1/2019_2020 | 2019/2020 учебный год]]
  
 
[[Машинное_обучение_1/2018_2019 | 2018/2019 учебный год]]
 
[[Машинное_обучение_1/2018_2019 | 2018/2019 учебный год]]

Текущая версия на 12:38, 24 октября 2021

О курсе

borderless

Курс читается для студентов 3-го курса ПМИ ФКН ВШЭ в 1-2 модулях.

Проводится с 2016 года.

Лектор: Соколов Евгений Андреевич

Лекции проходят по пятницам, 11:10 - 12:30, в zoom (https://zoom.us/j/98499384799?pwd=OC9GcFd5QlJkZlA5Uk85SHNVTGxSdz09).




Полезные ссылки

Карточка курса и программа

Репозиторий с материалами на GitHub

Видеозаписи лекций 18/19 года

Почта для сдачи домашних заданий (на самом деле задания сдаются в AnyTask, но если он не работает, то присылайте на почту): hse.cs.ml+<номер группы>@gmail.com (например, hse.cs.ml+171@gmail.com)

Канал в telegram для объявлений: https://t.me/joinchat/G2T6pB1CgF82NTMy

Чат в telegram для обсуждений (предназначение чата до конца не ясно, вопросы может быть правильнее задавать в чатах групп): https://t.me/joinchat/NRpKJ09prtRlMTli

Ссылка на курс в Anytask: https://anytask.org/course/856

Таблица с оценками

Оставить отзыв на курс: форма

Вопросы по курсу можно задавать в телеграм лектору (esokolov@) или семинаристу. Вопросы по материалам лекций/семинаров и по заданиям лучше всего задавать на форуме.

Семинары

Группа Преподаватель
191 (МОП) Хрушков Павел Вадимович
192 (МОП) Соколов Евгений Андреевич
193 (МОП) Садртдинов Ильдус Рустемович
194 (АДИС) Цвигун Аким Олегович
195 (РС) Каюмов Эмиль Марселевич
196 (РС) Шабалин Александр Михайлович
197 (АПР) Глазкова Екатерина Васильевна
198 (ТИ) Ульянкин Филипп @ppilif
199 (МИ) Семенкин Антон Александрович
1910 (ПР) Биршерт Алексей Дмитриевич
ФЭН Зехов Матвей Сергеевич
Пермь (БИ) Собянин Кирилл Валентинович
Пермь (ПИ) Собянин Кирилл Валентинович

Консультации

Учебные ассистенты
Евгений Шабалин - 191
Никита Морозов - 192
Щербинин Артём - 193
Сибагатова Софья - 193
Хайкин Глеб - 194
Никита Андреев - 195
Сабина Даянова - 195
Айнур Мухамбетова - 196
Драмбян Давид - 198
Абрахам Максим - 199
Наумова Настя - 1910
Коган Саша - 197
Баранов Михаил - ФЭН
Русакова Елена

Правила выставления оценок

В курсе предусмотрено несколько форм контроля знания:

  • Самостоятельные работы на семинарах, проверяющие знание основных фактов с лекций и семинаров
  • Практические домашние работы на Python
  • Письменная контрольная работа
  • Письменный экзамен

Итоговая оценка вычисляется на основе оценки за работу в семестре и оценки за экзамен:

Итог = Округление(0.15 * ПР + 0.4 * ДЗ + 0.15 * КР + 0.3 * Э)

ПР — средняя оценка за самостоятельные работы на семинарах

ДЗ — средняя оценка за практические домашние работы на Python

КР — оценка за контрольную работу

Э — оценка за экзамен

Округление арифметическое.

Правила сдачи заданий

За каждый день просрочки после мягкого дедлайна снимается 1 балл. После жёсткого дедлайна работы не принимаются. Даже при опоздании на одну секунду. Сдавайте заранее. Есть исключение: в течение семестра каждый студент может не более 2 раз сдать задание после жёсткого дедлайна — в этом случае за каждый день просрочки продолжает вычитаться по одному баллу (если не оговорено иное).

При обнаружении плагиата оценки за домашнее задание обнуляются всем задействованным в списывании студентам, а также подаётся докладная записка в деканат. Следует помнить, что при повторном списывании деканат имеет право отчислить студента.

При наличии уважительной причины пропущенную проверочную можно написать позднее, а дедлайн по домашнему заданию может быть перенесён. Дедлайн по домашнему заданию переносится на количество дней, равное продолжительности уважительной причины. Решение о том, является ли причина уважительной, принимает исключительно учебный офис.

Лекции

Ко всем конспектам на GitHub есть исходники. Исправления и дополнения всячески приветствуются!

Лекция 1 (3 сентября). Введение в машинное обучение. Основные термины, постановки задач и примеры применения. [Конспект] [Запись лекции]

Лекция 2 (10 сентября). Модель линейной регрессии. Подготовка данных для линейных моделей. Измерение ошибки в задачах регрессии. Устойчивые к выбросам функции потерь. Относительные функции потерь. [Конспект] [Запись лекции]

Лекция 3 (17 сентября). Переобучение. Отложенная выборка и кросс-валидация. Аналитическое решение для линейной регрессии и MSE. Градиентный спуск. [Конспект] [Запись лекции]

Лекция 4 (24 сентября). Стохастический градиентный спуск. SAG, Momentum, AdaGrad, Adam. Регуляризация линейных моделей. [Конспект] [Запись лекции]

Семинары

Семинар 1. Типы данных и виды задач машинного обучения [Ноутбук]. Библиотека pandas [Ноутбук].

Семинар 2. Исследование данных. Библиотека scikit-learn. Подготовка данных для линейных моделей. [Ноутбук]

Семинар 3. Векторное дифференцирование [Конспект]. Градиентный спуск [Ноутбук]. А также: [Ноутбук про numpy для самостоятельного изучения].

Практические задания

Задание 1. Pandas и распределение студентов ПМИ по элективам.

Мягкий дедлайн: 25.09.2021 23:59 MSK.

Жесткий дедлайн: 28.09.2021 23:59 MSK.

[Ноутбук с заданием]

Задание 2. Разведочный анализ данных, линейная регрессия и разработка признаков.

Мягкий дедлайн: 11.10.2021 23:59 MSK.

Жесткий дедлайн: 14.10.2021 23:59 MSK.

[Ноутбук с заданием]

Задание 3. Градиентный спуск своими руками.

Мягкий дедлайн: 27.10.2021 23:59 MSK.

Жесткий дедлайн: 29.10.2021 23:59 MSK.

[Ноутбук с заданием]

Теоретические домашние задания

Теоретические ДЗ не проверяются, но задачи из них могут войти в проверочные работы на семинарах.

Соревнования

Правила участия и оценивания

В соревновании по анализу данных вам предлагается по имеющимся данным решить некоторую задачу, оптимизируя указанную метрику, и отправить ответы для заданного тестового множества. Максимальное количество посылок в сутки ограничено (как правило, разрешается сделать 2 посылки), ближе к концу соревнования вам будем необходимо выбрать 2 посылки, которые вы считаете лучшими. Тестовые данные делятся на публичные и приватные в некотором соотношении, на основе которых строятся публичный и приватный лидерборды соответственно, при этом публичный лидерборд доступен в течение всего соревнования, а приватный строится после его окончания для выбранных вами посылок.

В лидербордах каждого из соревнований присутствуют несколько базовых решений (бейзлайнов), каждое из которых соответствует определённой оценке. Например, для получения оценки не ниже 8 баллов необходимо, чтобы ваше решение на приватном лидерборде оказалось лучше соответствующего бейзлайна. Далее для студента, преодолевшего бейзлайн на N_1 баллов, но не преодолевшего бейзлайн на N_2 балла, итоговая оценка за соревнование рассчитывается по равномерной сетке среди всех таких студентов в зависимости от места в приватном лидерборде среди них; если быть точными, то по следующей формуле:

N_2 - (N_2 - N_1) * i / M,

где M — количество студентов (из всех студентов, изучающих курс), преодолевших бейзлайн на N_1 баллов, но не преодолевших бейзлайн на N_2 балла;

i — место (начиная с 1) студента в приватном лидерборде среди всех таких студентов.

Единственное исключение из формулы — студенты, преодолевшие самый сильный бейзлайн, получают прибавку 1/M к своей оценке.

Чтобы вас не пропустили при проверке решений соревнования, необходимо использовать следующий формат для имени команды (вкладка Team):

«[ПМИ] Имя Фамилия номер_группы»

В течение 3 суток после окончания соревнования в соответствующее задание на anytask необходимо прислать код, воспроизводящий ответы для посылки, фигурирующей в приватном лидерборде. При оформлении кода предполагайте, что данные лежат рядом с ним в папке data, а в результате выполнения кода ответы должны быть записаны в файл solution-N-Username.csv, где N — номер соревнования, Username — ваша фамилия. У нас должна быть возможность запустить код и получить те же ответы, что и в вашей посылке, — в частности, это означает, что:

1. Если вы отправляете файл *.py, мы будем запускать его при помощи команды python *.py в вышеуказанном предположении о местонахождении данных.

2. Если вы отправляете ноутбук *.ipynb, мы последовательно запустим все ячейки ноутбука и будем ожидать в результате его работы формирование файла с ответами.

3. Если вы отправляете код с использованием другого языка программирования, в том же письме направьте нам инструкцию по его запуску с тем, чтобы получить тот же файл с ответами.

В случае отсутствия кода, воспроизводящего результат, в установленный срок студенту выставляется 0 в качестве оценки за соревнование. Студенты, попавшие в топ-3 согласно приватному лидерборду, смогут получить бонусные баллы, если в течение недели после окончания соревнования сдадут в anytask отчет о получении решения, фигурирующего в приватном лидерборде. Если не оговорено иное, использовать любые внешние данные в соревнованиях запрещено. Под внешними данными понимаются размеченные данные, где разметка имеет прямое отношение к решаемой задаче. Грубо говоря, сборник текстов с википедии не считается внешними данными.

В некоторых соревнованиях данные взяты из завершившегося соревнования на Kaggle. Категорически запрещено использовать данные из оригинального соревнования для восстановления целевой переменной на тестовой выборке.

Соревнование 1

Бонусы за соревнования

За успешное участие в соревнованиях по анализу данных могут быть выставлены бонусные баллы, которые можно прибавить к оценке за любое практическое или теоретическое домашнее задание, а также за самостоятельную работу. Под успешным участием понимается попадание в топ-10% мест; если соревнование особо сложное и крупное, может рассматриваться и попадание в топ-20% мест. Конкретное число баллов определяется преподавателями и зависит от сложности соревнования и занятого места. За одно соревнование можно получить не более 5 баллов. Для получения оценки необходимо предоставить краткий отчёт о решении задачи.

Контрольная работа

Экзамен

Полезные материалы

Книги

  • Hastie T., Tibshirani R, Friedman J. The Elements of Statistical Learning (2nd edition). Springer, 2009.
  • Bishop C. M. Pattern Recognition and Machine Learning. Springer, 2006.
  • Mohri M., Rostamizadeh A., Talwalkar A. Foundations of Machine Learning. MIT Press, 2012.
  • Murphy K. Machine Learning: A Probabilistic Perspective. MIT Press, 2012.
  • Mohammed J. Zaki, Wagner Meira Jr. Data Mining and Analysis. Fundamental Concepts and Algorithms. Cambridge University Press, 2014.
  • Willi Richert, Luis Pedro Coelho. Building Machine Learning Systems with Python. Packt Publishing, 2013.

Курсы по машинному обучению и анализу данных

Страницы предыдущих лет

2020/2021 учебный год

2019/2020 учебный год

2018/2019 учебный год

2017/2018 учебный год

2016/2017 учебный год