1 of 38

ML course.

Setup

2 of 38

Наш план

Пары:

​

лекции - каждую пятницу в 17.10, 1229

практики - раз в две недели очные семинары, в 18.50

​

защита лаб - после семинара/ онлайн в зуме

3 of 38

Наш план

Оценивание:

​

домашки - 60 баллов

рубежка - 10 баллов

семинары - 10 баллов

экзамен - 20 баллов

​

экзамен:

на 5 -- в виде проектного задания

на 4 и 3 -- обычный по билетам

4 of 38

Наш план

Домашек будет около 12 штук

Каждая стоит 100 баллов

Далее нормировка в 60 баллов

​

Рубежка одна где-то в середине-конце ноября (полупрактическая)

​

Семинары: будет возможность решать задачи на семинарах и рассказывать их, показывать примеры визуализаций и кода

5 of 38

Lecture 1.

Exploratory

Data Analysis

6 of 38

Функция плотности.

Функция плотности случайной величины ξ:

Повторяем матстат.

7 of 38

Повторяем матстат.

Функция распределения.

Функция распределения случайной величины ξ:

8 of 38

Биномиальное распределение.

Биномиальное распределение - дискретное распределение вероятностей случайной величины X, принимающей целочисленные значения k=0,1,…,n с вероятностями:

Обозначается B(n,p), где:

n - число испытаний

p - вероятность успеха

Часто встречающиеся распределения

9 of 38

Биномиальное распределение.

Функция распределения:

Часто встречающиеся распределения

10 of 38

Распределение Пуассона.

Распределение Пуассона - дискретное распределение вероятностей случайной величины ξ, с параметром λ и функцией распределения:

Обозначается П(λ).

Часто встречающиеся распределения

11 of 38

Распределение Пуассона.

Часто встречающиеся распределения

12 of 38

Равномерное распределение.

Случайная величина ξ имеет равномерное распределение U(a,b) если ее плотность постоянна на [a;b].

Часто встречающиеся распределения

13 of 38

Показательное распределение.

Случайная величина ξ имеет показательное распределение E(α), если ее плотность:

Часто встречающиеся распределения

14 of 38

Нормальное распределение.

Случайная величина ξ имеет нормальное распределение

если ее плотность:

a - среднее

σ - среднеквадратичное отклонение

Часто встречающиеся распределения

15 of 38

log-Нормальное распределение.

Если случайная величина X из нормально распределения, то

из log-нормального распределения.

Часто встречающиеся распределения

16 of 38

Распределение ”хи-квадрат”

Распределение "хи-квадрат" H(n) со степенями свободы n, называется распределение суммы квадратов независимых стандартных нормальных величин:

Часто встречающиеся распределения

17 of 38

Распределение Стьюдента.

Распределением Стьюдента T(k) с k степенями свободы называется распределение случайной величины:

Часто встречающиеся распределения

18 of 38

Распределение Стьюдента.

Часто встречающиеся распределения

19 of 38

Часто встречающиеся распределения

Распределение Фишера.

Распределением Фишера F(n,m) со степенями свободны n и m называется распределение случайной величины:

20 of 38

Характеристики распределений.

Математическое ожидание.

Дискретный случай:

Это взвешенное по вероятности среднее значение случайной величины.

Непрерывный случай:

Взвешивание будем проводить через функцию плотности распределения:

21 of 38

Дисперсия, СКО.

Дисперсия - математическое ожидание квадрата отклонения случайной величины от её математического ожидания.

Дисперсия характеризует разброс случайной величины вокруг ее математического ожидания.

Среднеквадратическое отклонение:

Характеристики распределений.

22 of 38

Мода, медиана, размах.

Медиана – значение, для которого значение функции распределения равно 0.5. То есть получения числа больше или меньше медианы равновероятно.

​

Мода – самое вероятное значение.

Размах – разность между максимальным и минимальным значением.

Характеристики распределений.

23 of 38

Выборки

Репрезентативность.

Выборка называется репрезентативной, если её распределение совпадает с распределением генеральной совокупности.

24 of 38

Выборки

Генеральная и выборочная совокупности.

Генеральной совокупностью (population) называются все результаты проведенных экспериментов.

Выборочной совокупностью (sample) называются наблюдаемые данные экспериментов.

25 of 38

Выборки

Репрезентативность. Пример.

Генеральная совокупность – вес вообще всех родившихся за последние три года щенков пуделя.

​

Выборка – опросили 10 заводчиков и собрали информацию о весе их щенков.

​

Является ли выборка репрезентативной?

26 of 38

Выборки

Характеристики выборок.

Выборочным средним называется величина:

Выборочной дисперсией называется величина:

Исправленной выборочной дисперсией называется величина:

27 of 38

Что делать с датасетом?

28 of 38

Главные шаги препроцессинга

Анализ присутствующих фичей.

Переменные могут быть:

    • Числовыми
    • Номинальными
    • Порядковыми

29 of 38

Анализ присутствующих фичей.

К какому типу относятся фичи?

Главные шаги препроцессинга

30 of 38

Анализ распределений переменных.

Главные шаги препроцессинга

31 of 38

Анализ незаполненных значений.

Стратегии работы с NaN:

    • Удалить все строки, в которых есть NaN.
    • Заполнить Средним/Медианой/Модой.
    • Интерполяция.
    • Заполнение на основе соседних данных.

Всегда ли мы можем удалить/заполнить данные?

Главные шаги препроцессинга

32 of 38

Анализ аутлаеров.

Аутлаеры (выбросы) - группа значений, выделяющаяся из общей выборки.

Главные шаги препроцессинга

33 of 38

Анализ категориальных переменных.

Категориальные переменные - принимают только определенный набор значений. Значения не сравнимы между собой.

Главные шаги препроцессинга

34 of 38

Анализ категориальных переменных.

Методы машинного обучения работают с числовыми значениями.

Как сделать из категориальной переменной числовую?

Почему это плохо?

Главные шаги препроцессинга

35 of 38

Анализ категориальных переменных.

One hot encoding - это метод представления категориальных данных в виде бинарных векторов, где каждая уникальная категория кодируется отдельным разрядом: значение категории обозначается 1 в соответствующем разряде, а все остальные разряды принимают значение 0.

Главные шаги препроцессинга

36 of 38

Анализ порядковых переменных.

Порядковые переменные принимают значения с естественным порядком.

При этом расстояния между значениями часто неизвестны и не всегда равны.

Главные шаги препроцессинга

37 of 38

Ко(т)нец презентации

Далее:

Стат. гипотезы

38 of 38

  • Функция распределения и плотности
  • Ключевые распределения
  • Математическое ожидание и дисперсия
  • Мода, медиана и размах
  • Генеральная совокупность и выборка
  • Характеристики выборки
  • Работа с пропущенными значениями
  • Работа с категориальными переменными

Теоретический минимум