Alle Lernmaterialien für deinen Kurs Maschinelles Lernen für Zeitreihen

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Universität Erlangen-Nürnberg

Bachelor of Science Informatik

Prof. Dr.

2024

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Maschinelles Lernen für Zeitreihen - Cheatsheet
Maschinelles Lernen für Zeitreihen - Cheatsheet Überwachtes und unüberwachtes Lernen Definition: Anwendungen maschinellen Lernens in der Zeitreihenanalyse mit existierenden (überwachten) oder neuen (unüberwachten) Labeln, um Muster und Vorhersagen zu generieren Details: Überwachtes Lernen: Nutzung von gelabelten Daten zum Training eines Modells Unüberwachtes Lernen: Erkennung von Mustern in ungela...

Maschinelles Lernen für Zeitreihen - Cheatsheet

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Maschinelles Lernen für Zeitreihen - Exam
Maschinelles Lernen für Zeitreihen - Exam Aufgabe 1) Maschinelles Lernen für Zeitreihenanalyse : Du sollst sowohl überwachte als auch unüberwachte Lernmethoden anwenden, um Muster zu erkennen und Vorhersagen zu generieren. Gegeben sei eine Datensatz mit verschiedenen Metriken über die Zeit. Der Datensatz enthält sowohl gelabelte Daten als auch ungelabelte Daten. Dein Ziel ist es, durch verschieden...

Maschinelles Lernen für Zeitreihen - Exam

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Was ist der Hauptunterschied zwischen überwachten und unüberwachten Lernen?

Welche Ziele verfolgt das überwachte Lernen?

Welche Ziele verfolgt das unüberwachte Lernen?

Was beschreibt die Stationarität einer Zeitreihe?

Welche Transformation hilft, eine Zeitreihe stationär zu machen?

Was macht das ARIMA-Modell?

Was modelliert der AR-Teil (AutoRegressiv) in einem ARIMA-Modell?

Welcher Parameter repräsentiert die Anzahl der Differenzierungen im ARIMA-Modell?

Welche Methode wird zur Schätzung der Parameter in einem ARIMA-Modell verwendet?

Was ist die Definition der Autokorrelationsfunktion (ACF)?

Wie wird die Partial-Autokorrelationsfunktion (PACF) definiert?

Wofür werden ACF und PACF hauptsächlich verwendet?

Was sind RNNs und wofür werden sie verwendet?

Welche Probleme haben RNNs und wie lösen LSTMs diese?

Welche Gates gibt es in einer LSTM-Zelle und was tun sie?

Was modellieren GARCH-Modelle in Finanzzeitreihen?

Welche Annahmen haben GARCH-Modelle?

In welchen Bereichen finden GARCH-Modelle Anwendung?

Was ist die Hauptfunktion von Faltungsschichten in einem CNN?

Welche Funktion hat die Pooling-Schicht in einem CNN?

Welche Funktion wird häufig zur Fehlerberechnung in CNNs verwendet?

Was bedeutet die Modellbewertung und -validierung?

Welche Fehlermetriken werden zur Modellbewertung verwendet?

Welche Methoden sollten verwendet werden, um Overfitting und Underfitting zu vermeiden?

Weiter

Diese Konzepte musst du verstehen, um Maschinelles Lernen für Zeitreihen an der Universität Erlangen-Nürnberg zu meistern:

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Grundlagen des maschinellen Lernens

Diese Sektion führt die grundlegenden Konzepte des maschinellen Lernens ein, die notwendig sind, um fortgeschrittene Themen wie Zeitreihenvorhersagen zu verstehen.

  • Überwachtes Lernen und unüberwachtes Lernen
  • Klassische Algorithmen wie lineare Regression und Entscheidungsbäume
  • Grundlagen des Modelltrainings und der Modellvalidierung
  • Datenskalierung und -vorverarbeitung
  • Bewertung von Modellleistung durch Metriken wie Genauigkeit, Präzision und Recall
Karteikarten generieren
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Zeitreihenanalyse

Hier werden Methoden zur Analyse von Zeitreihendaten behandelt, die notwendig sind, um zeitabhängige Muster und Trends zu identifizieren.

  • Grundlagen der Zeitreihendaten und ihre Charakteristika
  • Identifizierung von stationären und nicht-stationären Zeitreihen
  • Anwendung der Autokorrelationsfunktion (ACF) und Partial-Autokorrelationsfunktion (PACF)
  • Saisonale und zyklische Muster in Zeitreihen
  • Transformationen und Differenzierung zur Stabilisierung von Zeitreihen
Karteikarten generieren
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Modellierung und Vorhersage von Zeitreihen

Diese Sektion konzentriert sich auf die Erstellung und Anwendung von Modellen zur Vorhersage zukünftiger Werte in Zeitreihendaten.

  • Einführung in ARIMA-Modelle (AutoRegressive Integrated Moving Average)
  • Parameteridentifikation und Modellanpassung
  • GARCH-Modelle für Volatilitätsanalyse
  • Modellbewertung und -auswahl
  • Vorhersage von zukünftigen Zeitreihenwerten
Karteikarten generieren
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Deep Learning für Zeitreihen

Diese Sektion vermittelt fortschrittliche Techniken des Deep Learnings zur Modellierung und Vorhersage komplexer Zeitreihendaten.

  • Einführung in neuronale Netzwerke und ihre Struktur
  • Verwendung von RNNs (Recurrent Neural Networks) für Zeitreihen
  • LSTM (Long Short-Term Memory) Netzwerke für langfristige Abhängigkeiten
  • CNNs (Convolutional Neural Networks) für die Erkennung von Mustern in Zeitreihen
  • Implementierung und Optimierung von Deep Learning Modellen
Karteikarten generieren
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Praktische Übungen und Projekte

Praktische Übungen und Projekte vertiefen das Gelernte durch praktische Anwendungen und Lösungsfindung realer Probleme.

  • Hands-on Sessions zur Implementierung von Algorithmen
  • Arbeit mit realen Datensätzen zur Zeitreihenanalyse
  • Teamprojekte zur Entwicklung von Vorhersagemodellen
  • Anwendung von Bibliotheken und Tools wie TensorFlow und PyTorch
  • Dokumentation und Präsentation der Projektresultate
Karteikarten generieren

Alles Wichtige zu diesem Kurs an der Universität Erlangen-Nürnberg

Maschinelles Lernen für Zeitreihen an Universität Erlangen-Nürnberg - Überblick

Die Vorlesung 'Maschinelles Lernen für Zeitreihen', angeboten von der Universität Erlangen-Nürnberg, ist ein integraler Bestandteil des Informatikstudiums. Der Kurs vermittelt fundierte Kenntnisse in der Analyse und Modellierung von Zeitreihendaten mithilfe moderner maschineller Lernverfahren. Du lernst sowohl theoretische Grundlagen als auch praktische Anwendungen kennen, was Dir einen umfassenden Einblick in dieses vielseitige Themengebiet ermöglicht.

Wichtige Informationen zur Kursorganisation

Kursleiter: Prof. Dr.

Modulstruktur: Die Vorlesung besteht aus wöchentlichen 90-minütigen Sitzungen ergänzt durch praktische Übungen.

Studienleistungen: Die Leistungskontrolle erfolgt über eine schriftliche Abschlussprüfung und praktische Projekte.

Angebotstermine: Das Modul wird im Wintersemester angeboten.

Curriculum-Highlights: Grundlagen des maschinellen Lernens, Zeitreihenanalyse, Modellierung und Vorhersage von Zeitreihen, Deep Learning für Zeitreihen

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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