Alle Lernmaterialien für deinen Kurs Machine Learning for Engineers II and Advanced Methods

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Universität Erlangen-Nürnberg

Bachelor of Science Informatik

Prof. Dr.

2024

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Machine Learning for Engineers II and Advanced Methods - Cheatsheet
Machine Learning for Engineers II and Advanced Methods - Cheatsheet Random Forests und Gradient Boosting Definition: Random Forests: Ensemble aus Entscheidungsbäumen, kombiniert durch Mehrheitsabstimmung. Gradient Boosting: Sequenzielles Training von Entscheidungsbäumen zur Minimierung eines Fehlers. Details: Random Forests: viele Entscheidungsbäume, jeder auf zufälligen Teilmengen der Daten train...

Machine Learning for Engineers II and Advanced Methods - Cheatsheet

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Machine Learning for Engineers II and Advanced Methods - Exam
Machine Learning for Engineers II and Advanced Methods - Exam Aufgabe 1) Random Forests und Gradient Boosting Random Forests sind Ensembles aus Entscheidungsbäumen, die durch Mehrheitsabstimmung kombiniert werden. Im Gegensatz dazu wird bei Gradient Boosting ein Entscheidungsbaum nach dem anderen sequenziell trainiert, um einen Fehler zu minimieren. Random Forests: Viele Entscheidungsbäume werden ...

Machine Learning for Engineers II and Advanced Methods - Exam

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Was sind Random Forests und Gradient Boosting?

Welche Vorteile bieten Random Forests?

Welche typischen Implementationen gibt es für Gradient Boosting?

Was sind Hyperparameter in ML-Modellen?

Was ist das Ziel der Cross-Validation?

Wie funktioniert K-Fold Cross-Validation?

Was ist die Hauptaufgabe von K-Means Clustering?

Welche Methode visualisiert die Cluster-Hierarchie in hierarchischem Clustering?

Welche Distanzmaße werden typischerweise im Clustering verwendet?

Was ist das Ziel von PCA (Hauptkomponentenanalyse)?

Welche Methode nutzt t-SNE zur Visualisierung hochdimensionaler Daten?

Welches mathematische Ziel verfolgt t-SNE?

Wie modellieren neuronale Netze komplexe Zusammenhänge?

Welche Eigenschaften bringen Aktivierungsfunktionen in neuronale Netze ein?

Formel für die Sigmoid-Aktivierungsfunktion?

Was sind CNNs und wofür sind sie optimiert?

Was beschreibt die Formel \[ (I \times K)_{i,j} = \text{sum}(I[i+m, j+n] \times K[m,n]) \]?

Wie arbeitet ein RNN und welches Problem kann dabei auftreten?

Was sind TensorFlow und PyTorch?

Was ist der Hauptunterschied zwischen TensorFlow und PyTorch hinsichtlich der Nutzung?

Welche Funktion hat Keras in Bezug auf TensorFlow?

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Diese Konzepte musst du verstehen, um Machine Learning for Engineers II and Advanced Methods an der Universität Erlangen-Nürnberg zu meistern:

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Erweiterte Überwachungsmethoden

In dieser Vorlesungseinheit werden fortgeschrittene Methoden des überwachten Lernens behandelt. Dies umfasst komplexe Algorithmen und deren Anwendung in realen Szenarien.

  • Nutzungsoptimierung von Klassifikations- und Regressionsmodellen
  • Analyse von Modellgüte und -performance
  • Anwendung von Ensemble-Verfahren wie Random Forests und Gradient Boosting
  • Hyperparametertuning und Cross-Validation
  • Bewertung und Optimierung von Modellen in verschiedenen Datensätzen
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Unüberwachte Methoden

Unüberwachte Methoden spielen eine zentrale Rolle in der explorativen Datenanalyse. Hier lernst Du Techniken zur Erkennung von Mustern und Strukturen in Daten ohne vorherige Labels.

  • Clustering-Algorithmen wie K-Means und hierarchisches Clustering
  • Dimensionalitätsreduktion mit PCA und t-SNE
  • Anomalieerkennung in Datensätzen
  • Bewertung der Clusterqualität und Interpretierbarkeit der Ergebnisse
  • Anwendungsfälle in Bild- und Textdaten
Karteikarten generieren
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Neuronale Netze und tiefe Lernverfahren

Tiefe Lernverfahren und neuronale Netze sind Kernkomponenten moderner Machine-Learning-Modelle. Dieser Abschnitt bietet eine tiefere Einsicht in die Theorie und Anwendungen dieser Techniken.

  • Grundlagen von neuronalen Netzen und Aktivierungsfunktionen
  • Architekturen von tiefen neuronalen Netzen wie CNNs und RNNs
  • Trainingsverfahren und Optimierungsalgorithmen wie Gradient Descent
  • Implementierung und Training von Modellen mit Frameworks wie TensorFlow und PyTorch
  • Anwendungsfelder in der Sprach- und Bildverarbeitung
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Anwendungsfälle und praktische Implementierungen

Der Fokus dieses Abschnitts liegt auf der praktischen Umsetzung der theoretisch gelernten Konzepte. Dies beinhaltet die Entwicklung und Implementierung von Machine-Learning-Lösungen für reale Probleme.

  • Projektbasierte Ansätze für reale Problemstellungen
  • Integration von Machine-Learning-Modellen in bestehende Systeme
  • Verwendung von Best Practices in der Modellentwicklung
  • Behebung von praktischen Herausforderungen wie Overfitting und Leistungsoptimierung
  • Arbeiten mit großen Datenmengen und Cloud-basierten Lösungen
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Alles Wichtige zu diesem Kurs an der Universität Erlangen-Nürnberg

Machine Learning for Engineers II and Advanced Methods an Universität Erlangen-Nürnberg - Überblick

Der Kurs 'Machine Learning for Engineers II and Advanced Methods' an der Universität Erlangen-Nürnberg bietet eine umfassende Vertiefung in das Themenfeld des maschinellen Lernens, speziell aus der Perspektive der Ingenieurwissenschaften. Du wirst in der Lage sein, sowohl erweiterte überwachte und unüberwachte Methoden als auch moderne Techniken wie neuronale Netze und tiefe Lernverfahren zu verstehen und anzuwenden. Die Vorlesung und die dazugehörigen Übungen vermitteln ein breites Spektrum an theoretischem Wissen und praktischen Fähigkeiten, um reale Anwendungsfälle zu bearbeiten.

Wichtige Informationen zur Kursorganisation

Kursleiter: Prof. Dr.

Modulstruktur: Die Vorlesung besteht aus Vorlesungen, Übungen und praktischen Anwendungen. Der Zeitplan ist in Vorlesungen (2 SWS) und Übungen (2 SWS) aufgeteilt.

Studienleistungen: Am Ende der Vorlesung erfolgt eine schriftliche Prüfung. Zusätzlich können Hausarbeiten und Projekte Teil der Prüfungsleistungen sein.

Angebotstermine: Die Vorlesung wird im Wintersemester angeboten.

Curriculum-Highlights: Erweiterte Überwachungsmethoden, Unüberwachte Methoden, Neuronale Netze und tiefe Lernverfahren, Anwendungsfälle und praktische Implementierungen

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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