AKTS - Pratik Makine Öğrenimi

Pratik Makine Öğrenimi (ISE441) Ders Detayları

Ders Adı Ders Kodu Dönemi Saati Uygulama Saati Laboratuar Hours Kredi AKTS
Pratik Makine Öğrenimi ISE441 7. Dönem 3 0 0 3 5
Ön Koşul Ders(ler)i
N/A
Dersin Dili İngilizce
Dersin Türü Zorunlu Bölüm Dersleri
Dersin Seviyesi Fen Bilimleri Yüksek Lisans
Ders Verilme Şekli Yüz Yüze
Dersin Öğrenme ve Öğretme Teknikleri Anlatım.
Dersin Koordinatörü
Dersin Öğretmen(ler)i
  • Dr. Öğr. Üyesi Mehtap TUFAN
Dersin Asistan(lar)ı
Dersin Amacı Bu dersin amacı, bilgi sistemleri mühendisliği bağlamında öğrencilerin veri odaklı problemler için uçtan uca bir süreç oluşturmalarını (veri toplama, ön işleme, görselleştirme/analiz, modelleme ve test/değerlendirme dahil); uygun algoritmaları ve performans ölçütlerini seçmelerini; çapraz doğrulama ve hiperparametre optimizasyonu kullanarak genelleştirilebilir modeller geliştirmelerini; ve bulguları teknik raporlar ve sunumlar aracılığıyla etkili bir şekilde iletmelerini sağlamaktır. Bu amaç, dersin resmi içerik başlıklarıyla tutarlıdır.
Dersin Eğitim Çıktıları Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler;
  • Farklı kaynaklardan veri toplayarak veri türlerini ve kalitesini değerlendirerek analiz için uygun bir veri seti oluşturur.
  • Keşifsel veri analizi (KVA) yapar; uygun görselleştirmeler kullanarak değişken ilişkilerini, aykırı değerleri ve veri sorunlarını tespit eder.
  • Ön işleme (eksik değerler, kodlama, ölçekleme) ve özellik mühendisliği uygular; model performansını etkileyen veri temsili kararlarını gerekçelendirir.
  • Regresyon ve sınıflandırma problemleri için temel denetimli öğrenme modellerini kurar, eğitir ve yorumlar.
  • Denetimsiz öğrenme (kümeleme/boyut indirgeme) kullanarak veri yapısını inceler; seçilen yöntemin veri ve hedeflerle uygunluğunu tartışır.
  • Çapraz doğrulama ve hiperparametre arama stratejileri kullanarak modelleri karşılaştırır; test verisi sızıntısı riskini göz önünde bulundurarak model seçimi yapar.
  • Uygun performans ölçütlerini seçer; hata analizi yapar ve modelin güçlü/zayıf yönlerini ile önyargı-varyans dengesini açıklar.
  • Bir bilgi sistemleri problemi senaryosu için yeniden üretilebilir uçtan uca bir makine öğrenmesi iş akışı (veri–model–değerlendirme) tasarlar ve çıktıları etik ve standartlar bilinci ile teknik rapor/sunum aracılığıyla sunar.
Dersin İçeriği Veri toplama, Veri ön işleme, Veri görselleştirme ve analizi, Öznitelik mühendisliği, Makine öğrenme algoritmaları, Makine öğrenme modeli seçimi ve eğitimi, Model test etme ve değerlendirme, Hiperparametre optimizasyonu, Çapraz doğrulama

Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları

Hafta Konular Ön Hazırlık
1 Ders tanıtımı; Makine öğrenimi yaşam döngüsü; veri-model-değerlendirme süreci İstatistiksel Öğrenmeye Giriş (Bölüm 1'e Giriş)
2 Veri kaynakları; veri toplama; veri kalitesi; temel etik/standartlar bilinci scikit-learn ve pandas dokümanlarına giriş
3 Veri ön işleme I: Eksik değerler, aykırı değerler, veri tipleri pandas Kullanıcı Kılavuzu: eksik veriler
4 Keşifsel Veri Analizi ve Görselleştirme; Değişken İlişkileri; Veri Sızıntısı Risklerine Giriş scikit-learn: değerlendirmeye genel bakış
5 Özellik mühendisliği; ölçeklendirme ve kodlama; işlem hatları scikit-learn: model seçimi ve iş akışları
6 Denetimli öğrenme I: regresyon; hata ölçütleri; temel düzenleme ISL: regresyon bölümleri
7 Denetimli öğrenme II: sınıflandırma; karışıklık matrisi; ROC–AUC, F1 ISL: sınıflandırma bölümleri
8 Dönem ortası sınavı; dönem projesi problemi ve veri seti onayı Proje yönergeleri (kurumsal)
9 Ağaçlar ve topluluklar (RF/güçlendirme); aşırı uyum tartışması ISL: ağaçlar/topluluklar
10 Denetimsiz öğrenme: kümeleme; boyut indirgeme (PCA) ISL: denetimsiz öğrenme
11 Model değerlendirmesi: çapraz doğrulama; sızıntıyı dikkate alan tasarım scikit-learn çapraz doğrulama
12 Hiperparametre optimizasyonu: ızgara/rastgele; iç içe fikirler scikit-learn hiperparametre ayarlaması
13 Hata analizi; ölçüt seçimi; yorumlanabilirlik ve rapor yazımı Yapıcı uyum ve raporlama notları
14 Uygulama örneği: Bilgi sistemlerinde tahmin/segmentasyon/anomali; devreye alma öncesi kontrol listesi Ders notları + tekrar
15 Proje sunumları; akran geri bildirimi; genel değerlendirme Proje raporu şablonu
16 Final Sınavı ISL incelemesi + ders notları

Kaynaklar

Ders Kitabı 1. An Introduction to Statistical Learning (official website provides access to R and Python editions)
Diğer Kaynaklar 2. The Elements of Statistical Learning (official author website provides access to the PDF)
3. Introduction to Machine Learning (MIT Press book page)

Değerlendirme System

Çalışmalar Sayı Katkı Payı
Devam/Katılım - -
Laboratuar - -
Uygulama - -
Alan Çalışması - -
Derse Özgü Staj - -
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği 3 10
Ödevler 4 20
Sunum - -
Projeler 1 25
Rapor - -
Seminer - -
Ara Sınavlar/Ara Juri 1 20
Genel Sınav/Final Juri 1 25
Toplam 10 100
Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notu Katkısı 50
Yarıyıl Sonu Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı 50
Toplam 100

Kurs Kategorisi

Temel Meslek Dersleri X
Uzmanlık/Alan Dersleri
Destek Dersleri
İletişim ve Yönetim Becerileri Dersleri
Aktarılabilir Beceri Dersleri

Dersin Öğrenim Çıktılarının Program Yeterlilikleri ile İlişkisi

# Program Yeterlilikleri / Çıktıları Katkı Düzeyi
1 2 3 4 5
1 İleri düzey hesaplama ve/veya bilişim bilgilerini yazılım mühendisliği problemlerini çözmede uygulama becerisi.
2 Farklı teknolojiler, yazılım mimarileri ve yaşam-döngüsü yaklaşımları kullanarak çözümler geliştirmek.
3 Bir yazılım sistemini, bileşenini, sürecini veya programını, modern teknikler ve yazılım mühendisliği uygulamalarına yönelik mühendislik araçlarını kullanarak, tasarlama, gerçekleştirme ve değerlendirme becerisi.
4 Yazılım gereksinimlerini anlamak için, veri toplama, analiz etme ve yorumlama becerisi.
5 Yazılım projeleri üzerindeki çalışmalar kapsamında ortaya çıkan problemler üzerinde etkin sözlü ve yazılı iletişim ve kritik düşünme becerileri.
6 Bilim ve teknoloji alanındaki güncel gelişmeleri izlemede bilgiye erişim becerisi ve yazılım mühendisliği alanında bilimsel araştırma yapmak ve bir projeyi gerçekleştirmek.
7 Yazılım Mühendisliği ile ilgili profesyonel, hukuksal, sosyal ve sorumluluklar konularında anlayış.
8 Proje ve risk yönetim becerisi; girişimciliğin, yenilikçilik ve sürdürülebilir kalkınmanın önemi hakkında farkındalık; uluslararası standartların ve yöntemlerin bilinmesi.
9 Yazılım Mühendisliği çözümlerinin, karar verme boyutunda, küresel, sosyal ve hukuki boyutları üzerindeki etkisini anlamak.
10 Yazılım Mühendisliği uygulamaları için mükemmellik standartlarının geliştirilmesi, benimsenmesi ve sürekli kullanımının desteklenmesi.

ECTS/İş Yükü Tablosu

Aktiviteler Sayı Süresi (Saat) Toplam İş Yükü
Teorik Ders saati (Sınav haftası dahildir: 16 x teorik ders saati) 16 3 48
Laboratuar
Uygulama
Derse Özgü Staj
Alan Çalışması
Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi 16 1 16
Sunum/Seminer Hazırlama
Projeler 1 10 10
Raporlar
Ödevler 4 4 16
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği 3 2 6
Ara Sınavlara/Ara Juriye Hazırlanma Süresi 1 15 15
Genel Sınava/Genel Juriye Hazırlanma Süresi 1 20 20
Toplam İş Yükü 131