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Universität Erlangen-Nürnberg

Bachelor of Science Informatik

Prof. Dr.

2024

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Deep Learning for Beginners - Cheatsheet
Deep Learning for Beginners - Cheatsheet Einführung in die Geschichte und Entwicklung von Deep Learning Definition: Einführung in die Geschichte und Entwicklung von Deep Learning: Überblick über die Evolution von neuronalen Netzen und deren Techniken. Details: 1943: McCulloch-Pitts-Neuronen als erstes mathematisches Modell neuronaler Netze. 1957: Perzeptron entwickelt von Frank Rosenblatt. 1980er:...

Deep Learning for Beginners - Cheatsheet

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Deep Learning for Beginners - Exam
Deep Learning for Beginners - Exam Aufgabe 1) In diesem Teil der Prüfung sollst Du Dein Wissen über die Evolution von neuronalen Netzen und die Entwicklung von Deep Learning unter Beweis stellen. Betrachte die verschiedenen Meilensteine und deren Einfluss auf die heutige Forschung und Anwendung von Deep Learning. a) Erläutere das McCulloch-Pitts-Modell und seine Bedeutung für die mathematische Gru...

Deep Learning for Beginners - Exam

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Was war das erste mathematische Modell neuronaler Netze?

Wer populärisierte 2006 den Begriff 'Deep Learning'?

Welcher Durchbruch in der Computer Vision geschah 2012?

Was ist ein künstliches Neuron?

Wie lautet die mathematische Darstellung eines künstlichen Neurons?

Welches Verfahren wird verwendet, um ein neuronales Netzwerk zu trainieren?

Was ist ein Feedforward-Netz?

Wie wird der Fehler in Backpropagation minimiert?

Wie wird die Gewichtsaktualisierung in Backpropagation dargestellt?

Was ist die Definition von Aktivierungsfunktionen?

Was ist die Mathematik hinter der ReLU-Aktivierungsfunktion?

Welche Eigenschaften hat die Sigmoid-Aktivierungsfunktion?

Was ist die Hauptfunktion von konvolutionalen Schichten in neuronalen Netzen?

Wofür wird 'Padding' in konvolutionalen Schichten verwendet?

Welche Ausgabe erzeugen konvolutionale Schichten?

Was sind die Bestandteile einer LSTM-Zelle?

Welche Gleichung repräsentiert das Vergessenstor in LSTM-Zellen?

Welche Aktivierungsfunktionen werden in LSTM-Zellen verwendet?

Welche Technik deaktiviert zufällig Neuronen während des Trainingsprozesses?

Was wird hinzugefügt, um große Gewichte zu vermeiden und Überanpassung zu reduzieren?

Was ist Datenaugmentation?

Weiter

Diese Konzepte musst du verstehen, um Deep Learning for Beginners an der Universität Erlangen-Nürnberg zu meistern:

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Grundlagen des Deep Learnings

In dieser Sektion werden die grundlegenden Konzepte und Techniken des Deep Learnings eingeführt. Du lernst die fundamentalen Ideen hinter Deep Learning und seine Unterschiede zu traditionellen Machine Learning Methoden kennen.

  • Einführung in die Geschichte und Entwicklung von Deep Learning
  • Überblick gängiger Deep Learning Bibliotheken
  • Konzepte von Neuronen und neuronalen Netzwerken
  • Strukturen und Architekturen von Deep Learning Modellen
  • Trainingsprozesse und Evaluationsmetriken
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Neuronale Netze

Diese Sektion widmet sich den verschiedenen Arten von neuronalen Netzen und ihren Anwendungen. Du wirst verstehen, wie neuronale Netze aufgebaut und trainiert werden.

  • Grundlagen der perzeptiven Neuronen
  • Feedforward-Netze und Backpropagation
  • Aktivierungsfunktionen wie ReLU, Sigmoid und Tanh
  • Überanpassung und Regulierungstechniken
  • Hyperparameter-Tuning und Modelloptimierung
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Convolutional Neural Networks (CNNs)

CNNs sind speziell für die Verarbeitung von Bildern und visuellen Daten entwickelt worden. Diese Sektion deckt die Architektur und die Anwendung von CNNs ab.

  • Konvolutionale Schichten und ihre Funktionsweise
  • Pooling-Schichten und Reduktion der Dimension
  • Bekannte CNN-Architekturen wie VGG, ResNet und Inception
  • Transfer Learning und Vortrainierte Modelle
  • Anwendungen von CNNs in der Bild- und Videoverarbeitung
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Zeitreihenanalyse mit LSTM

Eine spezifische Art von neuronalen Netzen, Long Short-Term Memory (LSTM) Netzwerke, sind sehr gut für Zeitreihenanalyse geeignet. In dieser Sektion werden die Grundlagen und Anwendungen von LSTMs behandelt.

  • Grundkonzepte von Recurrent Neural Networks (RNNs)
  • Probleme mit herkömmlichen RNNs und wie LSTMs sie lösen
  • Architektur und Funktionsweise von LSTM-Zellen
  • Anwendung von LSTMs in Zeitreihenprognosen und Sprachmodellierungen
  • Vergleich von LSTMs und Gated Recurrent Unit (GRU) Netzwerken
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Optimierungsmethoden

Optimierung spielt eine zentrale Rolle im Training von Deep Learning Modellen. Diese Sektion behandelt die verschiedenen Optimierungstechniken und Strategien.

  • Gradientenabstieg und seine Variationen
  • Stochastischer Gradientenabstieg (SGD) und Mini-Batch-SGD
  • Adaptive Lernratenmethoden wie Adam und RMSprop
  • Verlustfunktionen und ihre Rolle in der Optimierung
  • Techniken zur Vermeidung von Überanpassung, wie Dropout und L2-Regularisierung
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Alles Wichtige zu diesem Kurs an der Universität Erlangen-Nürnberg

Deep Learning for Beginners an Universität Erlangen-Nürnberg - Überblick

Die Vorlesung 'Deep Learning for Beginners' an der Universität Erlangen-Nürnberg bietet Dir einen umfassenden Einstieg in die Welt des Deep Learnings. Als Teil des Informatik-Studiengangs deckt diese Vorlesung die wesentlichen Themen und Konzepte dieses faszinierenden Bereichs ab, darunter die Grundlagen des Deep Learnings, neuronale Netze, Convolutional Neural Networks (CNNs), Zeitreihenanalyse mit LSTM, Optimierungsmethoden und Anwendungsfälle von Deep Learning. Du wirst lernen, wie Du diese Technologien in verschiedenen Kontexten anwenden und ihre Potenziale ausschöpfen kannst.

Wichtige Informationen zur Kursorganisation

Kursleiter: Prof. Dr.

Modulstruktur: Das Modul besteht aus wöchentlichen Vorlesungen und Übungsaufgaben, die über das Semester verteilt sind.

Studienleistungen: Am Ende des Semesters gibt es eine schriftliche Prüfung.

Angebotstermine: Dieses Modul wird im Wintersemester angeboten.

Curriculum-Highlights: Grundlagen des Deep Learnings, Neuronale Netze, Convolutional Neural Networks (CNNs), Zeitreihenanalyse mit LSTM, Optimierungsmethoden, Anwendungsfälle von Deep Learning

So bereitest Du Dich optimal auf die Prüfung vor

Beginne frühzeitig mit dem Lernen, idealerweise schon zu Beginn des Semesters, um Dir die nötige theoretische Basis anzueignen.

Nutze verschiedene Ressourcen, wie Bücher, Übungsaufgaben, Karteikarten und Probeklausuren, um dein Wissen zu vertiefen.

Schließe Dich Lerngruppen an und tausche Dich mit anderen Studierenden aus, um gemeinsam Lösungsstrategien zu entwickeln.

Vergiss nicht, regelmäßige Pausen einzulegen und in diesen Zeiten komplett abzuschalten, um eine Überbelastung zu vermeiden.

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