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Schema definitivo dell'algoritmo
Tipologia: Appunti
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Un algoritmo: è la sequenza di istruzioni (precise e univoche) che dice a un computer quello che deve fare. Può essere rappresentato da tre operazioni booleane: AND, OR, NOT. (es. BIT; 1 acceso, 0 spento) Deve essere scritto con un linguaggio specifico, corretto da eventuali errori, in modo da restituire i risultati (programma). I programmatori prendono gli algoritmi e li riscrivono in modo tale da crearne di nuovi: Ma bisogna stare attenti al MOSTRO DELLA COMPLESSITA’, che porta allo scarto dell’algoritmo:
CRITICI: Machine learning o ingegneria della conoscenza? Essi sostengono che la conoscenza non può essere acquistata in modo automatico ma deve essere codificata nei pc dagli umani.
AD - > DEDUZIONE INVERSA: scopriamo un passo alla volta quali regole servono per andare dalle premesse alle conclusioni desiderate.
I RAZIONALISTI: i sensi sono ingannevoli, l’unico modo per arrivare a una conoscenza è il ragionamento logico. VS. EMPIRISTI: le forme di ragionamento sono fallibili; la conoscenza arriva da osservazioni ed esperimenti. - > tutti gli algoritmi di apprendimento cercano di rispondere a un quesito, posto dal filosofo DAVID HUME: è possibile imparare dal passato qualcosa con la certezza che valga anche in futuro? PROBLEMA DELL’INDUZIONE: procedimento logico, per cui dalla costatazione di fatti particolari si sale ad affermazioni generali.
limiti:
Jhon Roza si chiede perché non ci concentriamo direttamente sui programmi anziché sui bit? Il programma è un albero da cui si ramificano i bit: nella programmazione genetica il cross-over di due alberi avviene scambiando a caso due dei loro sottoalberi. Raramente avviene una mutazione, dove il figlio sviluppa caratteristiche diverse. L'algoritmo termina quando la popolazione ha raggiunto una convergenza, ovvero non produce nuovi individui che sono diversi da quelli precedenti. I BAYESIANI La loro idea di base è che ogni forma di conoscenza acquisita è affetta da incertezza: occorre calcolare la probabilità di ogni ipotesi e aggiornarla all’arrivo di nuovi dati - > se sono consistenti con l’ipotesi, la probabilità aumenta: teorema di bayes. Come funziona:
AD-> macchina a vettori di supporto: decide quali esperienze ricordare e come combinarle per estrarne ulteriori previsioni. Es. Algoritmo nearest neighbor: il vicino più prossimo o apprendimento pigro. Es. Per capire se in un’immagine è presente un volto, NN cerca nel database di facebook, un’immagine che più le somiglia, se l’immagine contiene una faccia, anche l’altra la contiene Es. Sistemi di raccomandazione: le persone che su trovano d’accordo su un argomento in passato, hanno buone probabilità di trovarsi in accordo nel futuro - > se devo consigliarti un film non mi concentro sulle caratteristiche ma sui sistemi di filtraggio collaborativo: cerco persone che hanno gusti simili, se questi danno 5 stelle al film, ipotizzo che anche a me piacerà, per analogia.
Maledizione della dimensionalità: quando le dimensioni sono poche il NN funziona abbastanza bene, al crescere del numero delle dimensioni, la situazione precipita velocemente.
! Problemi! - ognuno di questi algoritmi va bene per alcuni compiti ma non per tutti. Quello che vorremmo è un unico strumento che combini le proprietà fondamentali di tutti quelli elencati. - Tutti i learner visti fino ad ora hanno bisogno di un maestro che dica loro qual è la risposta esatta. Non sanno distinguere se prima qualcuno non le etichetta - > (o categorie) PROBLEMA DEL CLUSTERING: per creare un robot in grado di svolgere questa funzione, ci serve un algoritmo che raggruppi spontaneamente oggetti simili o immagini diverse dello stesso oggetto.
rispondendo alla frase di Hume: se non è possibile imparare qualcosa dal passato con la certezza che valga anche in futuro, il machine learning poggia su basi fragili. È rischioso credere che il futuro assomiglierà al passato, ma se così non fosse, diventerebbe impossibile ogni forma di conoscenza. Il problema del machine learning è questo: generalizzare riguardo casi mai visti prima. Esistono due fasi nella costruzione di un machine learning: - Training set: fase di addestramento, la macchina apprende sulla base dei dati che gli vengono forniti. - Data set: fase del test, vengono forniti nuovi dati e sulla base di questo la macchina deve essere in grado di generalizzare al meglio al fine di gestire anche i casi in cui i dati non siano conosciuti. - > questo porta al PROBLEMA DELL’OVERFITTING: quando la macchina apprende talmente bene dai dati forniti, offrendo un risultato eccellente, al ricevimento di nuovi dati non sa come operare perché non ha saputo generalizzare.
Per concludere Per ottenere l’algoritmo definitivo bisogna unificare tutti gli elementi delle varie scuole di pensiero in tre parametri: - Rappresentazione (linguaggio con cui il learner esprime i suoi modelli) - Valutazione (funzione di calcolo che ci informa sulla bontà del modello) - Ottimizzazione ( algo che identifica il modello con il punteggio più alto) Il testo si conclude lasciando diversi interrogativi. Se mancasse qualcosa di fondamentale riguardo l’insieme delle caratteristiche dei 5 elementi descritti? Il libro pone delle basi per apprende il funzionamento dei vari algoritmi, con lo scopo di farci riflettere.