Concept Learning. Araş. Gör. Nesibe YALÇIN BİLECİK ÜNİVERSİTESİ. Yapay Zeka - Kavram Öğrenme

Benzer belgeler
BAYES ÖĞRENMESİ BİLECİK ÜNİVERSİTESİ. Araş. Gör. Nesibe YALÇIN. Yapay Zeka-Bayes Öğrenme

YAPAY SİNİR AĞLARI. Araş. Gör. Nesibe YALÇIN BİLECİK ÜNİVERSİTESİ

Zeki Optimizasyon Teknikleri

Makine Öğrenmesi (COMPE 565) Ders Detayları

VERİ MADENCİLİĞİ (Kümeleme) Yrd.Doç.Dr. Kadriye ERGÜN

KONU 4: DOĞRUSAL PROGRAMLAMA MODELİ İÇİN ÇÖZÜM YÖNTEMLERİ I

ECEM ERDURU GAMZE SERİN ZEHRA SABUR EMİNE ÖLMEZ. o TAMSAYILAR KONUSU ANLATILMAKTADIR

MEH535 Örüntü Tanıma

18:00-18:50 19:00-19:50 ATATÜRK İLKELERİ VE İNKILAP TARİHİ-II. Okt. Ali Osman GÜNDÜZ NESNE TABANLI PROGRAMLAMA-II NESNE TABANLI PROGRAMLAMA-II AYAN

Büyük Veri İçin İstatistiksel Öğrenme (Statistical Learning for Big Data)

METASEZGİSEL YÖNTEMLER

Web Madenciliği (Web Mining)

VERİ MADENCİLİĞİ (Karar Ağaçları ile Sınıflandırma) Yrd.Doç.Dr. Kadriye ERGÜN

1.SINAVLAR SINIF DÜZEYİ DERS ADI TARİH 2.SINAVLAR 3.SINAVLAR

Tesadüfi Değişken. w ( )

Şimdi de [ ] vektörünün ile gösterilen boyu veya büyüklüğü Pisagor. teoreminini iki kere kullanarak

1.SINAVLAR SINIF DÜZEYİ DERS ADI TARİH 2.SINAVLAR 3.SINAVLAR

BULANIK MANTIK VE SİSTEMLERİ BAHAR DÖNEMİ ÖDEV 1. Müslüm ÖZTÜRK Bilişim Teknolojileri Mühendisliği ABD Doktora Programı

İlk Yapay Sinir Ağları. Dr. Hidayet Takçı

ÖZET...V ABSTRACT...VII TEŞEKKÜR... IX ŞEKİLLER DİZİNİ... XIV SÖZLÜK... XIX

ÖZEL AKASYA İLKÖĞRETİM OKULU 2011/2012 ÖĞRETİM YILI SINAV ÇİZELGESİ 2A SINIFI

Mekatronik Mühendisliği Uygulamalarında Yapay Zekâ. Makine Öğrenmesi. Erhan AKDOĞAN, Ph.D.

Web Madenciliği (Web Mining)

VERİ MADENCİLİĞİ (Sınıflandırma Yöntemleri) Yrd.Doç.Dr. Kadriye ERGÜN

BLM-111 PROGRAMLAMA DİLLERİ I. Ders-2 Değişken Kavramı ve Temel Operatörler

1 -> :25

KABA KÜME TEORİSİ (Rough Set Theory) Dr. Sedat TELÇEKEN

8.Konu Vektör uzayları, Alt Uzaylar

OPTIMIZASYON Bir Değişkenli Fonksiyonların Maksimizasyonu...2

Ders 1: Markov Zincirleri YÖNEYLEM ARAŞTIRMASI III. Markov Süreçleri Ders 4. Stokastik Süreç Nedir? Stokastik Süreç Nedir?

YÖNEYLEM ARAŞTIRMASI - III

T.C. İSTANBUL VALİLİĞİ İSTEK ÖZEL KAŞGARLI MAHMUT İLKÖĞRETİM OKULU YAZILI SINAV GÜNLERİ ÖĞRETİM YILI : DÖNEMİ : 1

Alıştırma 1: Yineleme

Yrd. Doç. Dr. A. Burak İNNER

Algoritma Analizi ve Büyük O Notasyonu. Şadi Evren ŞEKER YouTube: Bilgisayar Kavramları

Rakam : Sayıları yazmaya yarayan sembollere rakam denir.

VEKTÖR UZAYLARI 1.GİRİŞ

Genetik Algoritmalar. Bölüm 1. Optimizasyon. Yrd. Doç. Dr. Adem Tuncer E-posta:

MODÜLER ARİTMETİK. Örnek:

Olasılık Kuramı ve İstatistik. Konular Olasılık teorisi ile ilgili temel kavramlar Küme işlemleri Olasılık Aksiyomları

DERS 2 : BULANIK KÜMELER

Lineer Programlama. Doğrusal terimi, hem amaç hem de kısıtları temsil eden matematiksel fonksiyonların doğrusal olduğunu gösterir.

Fonksiyon Minimizasyonunda Simulated Annealing Yöntemi

BLM-431 YAPAY ZEKA. Ders-3 Durum Uzayında Arama. Yrd. Doç. Dr. Ümit ATİLA

1.SINAVLAR SINIF DÜZEYİ DERS ADI TARİH 2.SINAVLAR 3.SINAVLAR

ÜNİTE MATEMATİK-1 İÇİNDEKİLER HEDEFLER ÜSTEL VE LOGARİTMA FONKSİYONLARI. Prof.Dr.Ahmet KÜÇÜK. Üstel Fonksiyon Logaritma Fonksiyonu

Yakacık Koleji Eğitim - Öğretim Yılı Lise Sınav Takvimi

1. Metrik Uzaylar ve Topolojisi

Bu bölümde cebirsel yapıların temelini oluşturan Grup ve özelliklerini inceleyeceğiz.

GENELLEŞTİRİLMİŞ FUZZY KOMŞULUK SİSTEMİ ÜZERİNE

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ DEKANLIĞI DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU. Dersin Kodu: END 3519

10.Konu Tam sayıların inşası

Eğitim seti (training set) sınıflandırma modelinin elde edileceği kayıtları içerir

BLM-431 YAPAY ZEKA. Ders-4 Bilgisiz Arama Yöntemleri. Yrd. Doç. Dr. Ümit ATİLA

Karar Ağacı Öğrenmesi(Decision Tree Learning)

Pazartesi. Ders Planı Oluşturuldu: BİLGİ YÖNETİMİ 2. Snf 2. Öğr. BİLGİSAYAR PROG. 2. Snf 2. Öğr. HALKLA İLİŞKİLER VE TANITIM 2. Snf 2. Öğr.

BÖLÜM III: Şebeke Modelleri. Şebeke Kavramları. Şebeke Kavramları. Şebeke Kavramları. Yönlü Şebeke (Directed Network) Dal / ok

İşletim Sistemlerine Giriş

ÖĞRENME ALANI TEMEL MATEMATİK BÖLÜM TÜREV. ALT ÖĞRENME ALANLARI 1) Türev 2) Türev Uygulamaları TÜREV

BÜYÜK VERI UYGULAMALARı DERS 3. Doç. Dr. Yuriy Mishchenko

YGS / Temel Matematik Soru ve Çözümleri

AST416 Astronomide Sayısal Çözümleme - II. 6. Monte Carlo

Anadolu Üniversitesi Endüstri Mühendisliği Bölümü İST328 Yöneylem Araştırması 2 Dersi Bahar Dönemi. Hazırlayan: Doç. Dr.

Elemanter fonksiyonlarla yaklaşım ve hata

İleri Veri Madenciliği (COMPE 506) Ders Detayları

Bulanık Mantık Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Arasınav - 11 Nisan 2014 Süre: 1 Saat 30 Dakika

BOTAŞ EBT BİLGİ YÖNETİM SİSTEMİ WEB SERVİSLERİ

Çalışma Soruları 1. a) x > 5 b) y < -3 c) xy > 0 d) x 3 < y e) (x-2) 2 + y 2 > 1. ( ) 2x

SORU 1: En az iki elemana sahip bir X kümesi ile bunun P (X) kuvvet. kümesi veriliyor. P (X) üzerinde 0 ; A = 1 ; A

PARÇACIK SÜRÜ OPTİMİZASYONU BMÜ-579 METASEZGİSEL YÖNTEMLER YRD. DOÇ. DR. İLHAN AYDIN

ii) S 2LW 2WH 2LW 2WH S 2WH 2LW S 3( x 1) 5( x 2) 5 3x 3 5x x Maliye Bölümü EKON 103 Matematik I / Mart 2018 Proje 2 CEVAPLAR C.1) C.

VERİ MADENCİLİĞİ (Birliktelik Kuralları) Yrd.Doç.Dr. Kadriye ERGÜN

ÜNİT E ÜNİTE KONTROL DEYİMLERİ KARAR YAPILARI. IF Deyimi GİRİŞ

Sunum ve Sistematik 1. BÖLÜM: ÖNERMELER

MATEMATiKSEL iktisat

Yöneylem Araştırması II

BOTAŞ EBT BİLGİ YÖNETİM SİSTEMİ WEB SERVİSLERİ

Kümeleme Algoritmaları. Tahir Emre KALAYCI

Büyük Veri ve Endüstri Mühendisliği

TBP101 (4. Hafta) Alıştırma Soruları ve Cevapları

Teknosem ANASAYFA. Program komut butonları ve program zaman parametrelerinin bulunduğu sayfadır.

Negatif tam sayılar, sıfır (0) ve pozitif tam sayıların birleşimine tam sayılar denir.

13.Konu Reel sayılar

Kısıtsız Optimizasyon OPTİMİZASYON Kısıtsız Optimizasyon

Pazartesi

Küme temel olarak belli nesnelerin ya da elamanların bir araya gelmesi ile oluşur

Internet Programming II

AYRIK YAPILAR ARŞ. GÖR. SONGÜL KARAKUŞ- FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ YAZILIM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ, ELAZIĞ

GÜZ YY. - MKT103 - GÖRSEL PROGRAMLAMA DERSİ - ARA SINAVI

: Matematik. : 9. Sınıf. : Sayılar. : (6) Ders Saati

HSancak Nesne Tabanlı Programlama I Ders Notları

Karar Ağacı Öğrenmesi(Decision Tree Learning)

İleri Diferansiyel Denklemler

KÜMELER VE MANTIK KESİLİ MATEMATİKSEL YAPILAR

Bir algoritma aşağıdaki ğ dki özelliklere sahip komutların sonlu bir kümesidir.

... ROBOTİK VE KODLAMA EĞİTİMİ ÇERÇEVESİNDE ÖĞRETİM YILI BİLİŞİM TEKNOLOJİLERİ DERSİ ÜNİTELENDİRİLMİŞ YILLIK DERS PLANI

Algoritmalar. Çizge Algoritmaları. Bahar 2017 Doç. Dr. Suat Özdemir 1

Lineer Dönüşümler ÜNİTE. Amaçlar. İçindekiler. Yazar Öğr. Grv.Dr. Nevin ORHUN

Internet Programming II

BLM-431 YAPAY ZEKA. Ders-5 Bilgili Arama Yöntemleri. Yrd. Doç. Dr. Ümit ATİLA

Transkript:

Concept Learning Araş. Gör. Nesibe YALÇIN BİLECİK ÜNİVERSİTESİ 1

İÇERİK Öğrenme Metotları Kavram Öğrenme Nedir? Terminoloji Find-S Algoritması Candidate-Elimination Algoritması List-Then Elimination Algoritması Algoritmaların Kullanımına İlişkin Örnekler 2

Öğrenme Metotları Danışmanlı Öğrenme (Supervised Learning) Eğitim sırasında hem girdiler, hem de o girdiler karşılığında oluşturulması gereken çıktılar sisteme verilir. Bu sayede olayın girdileri ve çıktıları arasındaki ilişkiler öğrenilmektedir. 3

Öğrenme Metotları - II Danışmansız Öğrenme (Unsupervised Learning) Sisteme sadece girdi değerleri gösterilir ve parametreler arasındaki ilişkileri sistemin kendi kendine öğrenmesi beklenir. Danışmanlı öğrenmeye göre çok daha hızlıdır ve matematik algoritmaları daha basittir. 4

Öğrenme Metotları - III Takviyeli Öğrenme (Reinforcement Learning) Öğretmen, her girdi seti için olması (üretilmesi) gereken çıktı setini sisteme göstermek yerine, sistemin kendisine gösterilen girdilere karşılık çıktısını üretmesini bekler ve üretilen çıktının doğru veya yanlış olduğunu gösteren bir sinyal üretir. Bu sinyal dikkate alınarak, eğitim süreci devam ettirilir. 5

KAVRAM ÖĞRENME NEDİR? Kavram öğrenme, kendisine girdi olarak gelen eğitim örneklerinden yararlanılarak boolean (true-false) değerli bir fonksiyon çıkarımıdır. X: Kavramın tanımlandığı nesne kümesi, c: öğrenilecek kavram/hedef fonksiyon ise c:x {0,1}, genellikle X örnekleri üzerinde tanımlı boolean değerli bir fonksiyondur [1]. 6

Terminoloji c, öğrenilecek kavram c(x) 0/1, x X h hipotez, öğrenmenin sonucu h(x) 0/1, x X H, hipotezler uzayı h H D, mevcut eğitim kümesi D X İki tür eğitim örneği mevcuttur: Pozitif Örnek: x : c(x) = 1, x ϵ D Negatif Örnek: x : c(x) = 0, x ϵ D [2] 7

Bir Kavram Örneği Günler Hava Sıcaklık Rüzgar Nem Hava Durumu Pazartesi Güneşli Sıcak Rüzgarlı Kuru İyi Salı Güneşli Sıcak Rüzgarlı Nemli İyi Çarşamba Yağmurlu Soğuk Rüzgarlı Nemli Kötü Perşembe Güneşli Sıcak Sakin Nemli İyi Burada, her bir hava durumu örneği (xi) 4 özellikten oluşmaktadır: x1 = <Güneşli, Sıcak, Rüzgarlı, Kuru> x2 = <Bulutlu, Sıcak, Sakin, Kuru> x3 = Genel ifade: Hava Sıcaklık Rüzgar Nem şeklindedir [2]. 8

Bu özelliklerin sadece aşağıdaki değerleri aldığını varsayalım; Hava ϵ { Güneşli, Bulutlu,Yağmurlu } Sıcaklık ϵ { Sıcak, Soğuk } Rüzgar ϵ { Rüzgarlı, Sakin} Nem ϵ { Nemli, Kuru } Mümkün Hava Durumu sayısı: X = 3 2 2 2 = 24 olacaktır [2]. 9

Eğitim Kümesi x 1 = <Güneşli, Sıcak, Rüzgarlı, Kuru> İyi x 2 = <Güneşli, Sıcak, Rüzgarlı, Nemli> İyi x 3 = <Yağmurlu, Soğuk, Rüzgarlı, Nemli> Kötü x 4 = < Güneşli, Sıcak, Sakin, Nemli> İyi 10

Hipotezler H hipotezler uzayı nasıl olacak? Her h hipotezi, X in bir alt kümesine karşılık gelir. 11

Problemin Gösterimi X Örnekleri: Özelliklerin birleşimi ile tanımlanan günler Hava ( Güneşli, Yağmurlu ) Sıcaklık ( Sıcak, Soğuk ) Rüzgar ( Rüzgarlı, Sakin ) Nem ( Nemli, Kuru ) Hipotezler H: Her bir h hipotezi, Hava, Sıcaklık, Rüzgar, Nem özellikleri üzerindeki kısıtlamaların birleşimiyle oluşur. Buradaki kısıtlamalar Ф veya? şeklinde girilmiş olabilir. Hedef fonksiyonu c: Hava Durumu: X {0,1} D, Eğitim Örnekleri: Hedef fonksiyonunun pozitif ve negatif örnekleri Amaç; eğitim örneklerine en iyi uyan hipotezi bulmaktır. H kümesinde öyle bir h hipotezi belirleyin ki; ( x ϵ X) için h(x)=c(x) olsun [1]. 12

Find-S: Finding a Maximally Specific Hypothesis En özel hipotezi bulmaya çalışır. Hedef fonksiyonun hipotez uzayında var olduğunu ve en özel hipotezin en iyi sonuca götüreceğini kabul eder. En özel hipotez ile başlanır. Eğitim örnekleri boyunca ilerlenir. Negatif eğitim örneklerini eler. Karşılaşılan pozitif örnekler de ise, eldeki bilgiyle tutarlılık kontrolü yapılır. Eğer örnek h hipotezi ile uyuşmuyorsa h hipotezi, bu yeni eğitim örneğini de barındıracak şekilde genelleştirilir. Bu süreç, tüm eğitim verisi görülünceye kadar devam eder. 13

Find-S Algoritması 1. h yi, H hipotez uzayı içindeki içindeki en özelleşmiş hipotez olarak ilk kullanıma hazırla 2. Her bir pozitif x eğitim örneği için h içindeki her bir ai özellik kısıtlaması için Eğer h içindeki ai kısıtlaması x tarafından sağlanıyorsa O halde bir şey yapma Değilse ai yi, h hipotezinde, x tarafından sağlanan daha genel bir kısıtlamayla değiştir. 3 h hipotezini çıktı olarak gönder [1] 14

Örnek Günler Hava Sıcaklık Rüzgar Nem Hava Durumu Pazartesi Güneşli Sıcak Rüzgarlı Kuru İyi Salı Güneşli Sıcak Rüzgarlı Nemli İyi Çarşamba Yağmurlu Soğuk Rüzgarlı Nemli Kötü Perşembe Güneşli Sıcak Sakin Nemli İyi h0 <Ф, Ф, Ф, Ф> (en özel) //kısıtlamaların hiçbiri sağlanmadığı için h1 <Güneşli, Sıcak, Rüzgarlı, Kuru> // eğitim örneği ile tutarlı olmalı h2 <Güneşli, Sıcak, Rüzgarlı,?> // yeni eğitim örneği ile tutarlı olmayan kısıtlamayı genelleştir. h3 <Güneşli, Sıcak, Rüzgarlı,?> // **Negatif örneği atla.(çarşamba) h4 <Güneşli, Sıcak,?,?> 15

Find-S Algoritması Pozitif örnekler üzerinde çalışan bu algoritma, negatif örnekleri dikkate almamaktadır. Verilen tüm eğitim örnekleri kusursuz olmalıdır. Hatalı tek bir örneğin olması algoritmanın fazla genelleme yapmasına ve oldukça kullanışsız olmasına neden olabilir. Tutarlı birden fazla hipotez varsa? Bu durumda hedef hipotezi kaçırabilir ve daha az optimal bir hipotez bulabilir [3]. 16

Candidate-Elimination Algoritması Aday eleme algoritması, pozitif ve negatif örnekleri birlikte dikkate alır. Pozitif örnekleri kullanarak özel durumu genele, negatif örnekleri kullanarak genel durumu da özele götürür. Eğitim örnekleri ile tutarlı olan tüm tanımlı hipotezleri bulur. 17

Candidate-Elimination Algoritması G = H içindeki en genel hipotez S = H içindeki en özel hipotez Her d eğitim örneği için Eğer d pozitif ise G den d ile tutarsız olan bir hipotezi çıkar S içindeki d ile tutarsız her bir s hipotezi için s i S den çıkar S e s in, bütün minimum h genellemelerini ekle S den diğerlerinden daha genel olan bir hipotezi çıkar d negatif ise S den d ile tutarsız olan bir hipotezi çıkar. G deki, d ile tutarsız olan her bir g hipotezi için g yi G den çıkar. G ye g nin bütün minimum h özelleştirmelerini ekle G den diğerlerinden daha az genel olan bir hipotezi çıkar 18

Örnek Hava Sıcaklık Rüzgar Nem Hava Durumu Güneşli Sıcak Rüzgarlı Kuru İyi Güneşli Sıcak Rüzgarlı Nemli İyi Yağmurlu Soğuk Rüzgarlı Nemli Kötü Güneşli Sıcak Sakin Nemli İyi S0 <Ф, Ф, Ф, Ф> G0 <?,?,?,?> S1 <Güneşli, Sıcak, Rüzgarlı, Kuru> G1 <?,?,?,?> S2 <Güneşli, Sıcak, Rüzgarlı,?> G2 <?,?,?,?> S3 <Güneşli, Sıcak, Rüzgarlı,?> G3 <Güneşli,?,?,?> <?,Sıcak,?,?> S4 <Güneşli, Sıcak,?,?> G4 <Güneşli,?,?,?> <?,Sıcak,?,?> S4 X G4 <Güneşli,Sıcak,?,?> 19

Örnek Günler Hava Sıcaklık Rüzgar Nem Hava Durumu Pazartesi Güneşli Sıcak Rüzgarlı Kuru İyi Salı Güneşli Sıcak Rüzgarlı Nemli İyi Çarşamba Yağmurlu Soğuk Rüzgarlı Nemli Kötü Perşembe Güneşli Sıcak Sakin Nemli İyi S0 <Ф, Ф, Ф, Ф > G0 <?,?,?,?> S1 <Güneşli, Sıcak, Rüzgarlı, Kuru> G1 <?,?,?,?> S2 <Güneşli, Sıcak, Rüzgarlı,?> G2 <?,?,?,?> S3 <Güneşli, Sıcak, Rüzgarlı,?> G3 <Güneşli,?,?,?> <?,Sıcak,?,?> S4 <Güneşli, Sıcak,?,?> G4 <Güneşli,?,?,?> <?,Sıcak,?,?> S4 X G4 <Güneşli,Sıcak,?,?> 20

List-Then Elimination Algoritması Hipotez uzayının sınırlı olduğu durumlarda kullanılır. Örnekler gözlemlendikçe, aday hipotez uzayı küçülür. Yorum uzayı H Her bir eğitim örneği (x, c(x)) için h(x) c(x) ise eğitim örneği ile tutarlı olmayan hipotez elenir. Yorum uzayında oluşan hipotez listesini çıkış olarak ver. Negatif eğitim örnekleri çıkarılır, sadece pozitif olanlar kalır. Bu örneklerden içerisinde bizim sınırlarımız içerisinde kalan örneklerimiz varsa true, aksi takdirde false değerini döndürür. 21

List-Then Elimination Algoritması Örnek Hava Sıcaklık Nem Rüzgar Deniz H.Tah.? 1 Güneşli Sıcak Normal Güçlü Ilık Aynı Evet 2 Güneşli Sıcak Yüksek Güçlü Ilık Aynı Evet 3 Yağmurlu Soğuk Yüksek Güçlü ılık Değişken Hayır 4 Güneşli Sıcak Yüksek Güçlü Serin Değişken Evet H = {<?,?,?,?,?,?>,, <Güneşli,?,?,?,?,?>, <Yağmurlu,?,?,?,?,?>,, <Ф, Ф, Ф, Ф, Ф, Ф>} List Then Eliminate algoritmasıyla, verilen H hipotez uzayı üzerinde kullanarak bu hipotez uzayında yer almayan hipotezlere örnek verin [6]. CEVAP: x1 havayı, x2 sıcaklığı temsil etsin: x1 Günesli ve x 2 Soguk Evet h1 ( x) Evet x1 Yagmurlu ve x 2 Sicak Hayir diger durumlarda 22

Sonuç Find-S ve Aday Eleme Algoritmaları; verilen eğitim verilerine göre öğrenme işlemini gerçekleştirip bu öğrenme işlemine göre çıkan sonuçlarla kullanıcının sorularına cevap verirler. Find-S algoritması, sadece pozitif örnekleri dikkate aldığı için aday eleme algoritmasına nazaran daha fazla hatalı sonuç verebilir. List-Then Elimination algoritması, hipotez uzayının sınırlı olduğu durumlarda kullanılır. 23

Kaynaklar [1] Mitchell, T. M., 1997, Machine Learning, McGraw Hill. [2] Concept Learning, http://www.csc.kth.se/utbildning/kth/kurser/dd2431/mi07/0 2-concept-2x3.pdf [3]http://www.coursehero.com/external.php?db_filename=1910 722&url=http%3A%2F%2Fcse.unl.edu%2F~sscott%2Fteach%2 FClasses%2Fcse978S06%2Fsample-ts%2F478-sample1.pdf 24