Бакалавриат
2024/2025




Методы Монте - Карло и МЛ
Статус:
Курс обязательный (Прикладной анализ данных и искусственный интеллект)
Направление:
01.03.02. Прикладная математика и информатика
Кто читает:
Департамент информатики
Где читается:
Школа информатики, физики и технологий
Когда читается:
3-й курс, 3, 4 модуль
Формат изучения:
без онлайн-курса
Охват аудитории:
для своего кампуса
Преподаватели:
Рюмин Дмитрий Александрович
Язык:
русский
Кредиты:
4
Программа дисциплины
Аннотация
Курс "Методы Монте-Карло и Машинное обучение" знакомит студентов с передовыми методами в области статистического моделирования и машинного обучения. Программа курса включает изучение ключевых алгоритмов Методов Монте-Карло, применение байесовских методов в машинном обучении, а также использование библиотеки PyMC3 для построения и анализа байесовских моделей. Студенты получат не только теоретические знания, но также и практические навыки работы с данными, что позволит им успешно применять передовые методы анализа данных и построения моделей в своей профессиональной деятельности.
Цель освоения дисциплины
- Освоить фундаментальные принципы методов Монте-Карло и их применение для моделирования и оценки неопределенности в задачах машинного обучения.
Планируемые результаты обучения
- Развить навыки работы с различными типами данных, включая текстовые, аудио- и визуальные данные, с целью их анализа с использованием методов Монте-Карло.
- Применять методы Монте-Карло для повышения надежности и точности нейросетевых моделей, а также для оценки доверительных интервалов и вероятностных предсказаний.
- Приобрести навыки оптимизации процесса обучения нейросетевых моделей с использованием методов Монте-Карло, включая стохастическую оптимизацию и байесовскую оптимизацию гиперпараметров.
- Углубить знания в областях обработки естественного языка, речевых технологий и компьютерного зрения, с акцентом на применение методов Монте-Карло для решения сложных задач.
- Развить способность к проведению самостоятельных исследований и разработке решений на основе методов Монте-Карло, включая работу с большими данными.
- Сформировать умение интегрировать методы Монте-Карло в современные архитектуры глубокого машинного обучения и адаптировать эти методы для решения реальных прикладных задач.
- Углубить знания в областях обработки естественного языка, речевых технологий и компьютерного зрения, с акцентом на применение методов Монте-Карло.
- Развить способность к проведению самостоятельных исследований и разработке решений на основе методов Монте-Карло.
- Разрабатывать и реализовывать алгоритмы Монте-Карло, включая Марковские цепи Монте-Карло и сэмплирование, для моделирования, оптимизации и оценки неопределенности в задачах машинного обучения.
- Применять методы Монте-Карло для улучшения надежности нейросетевых моделей, включая оценку доверительных интервалов и вероятностных предсказаний, особенно в задачах обработки естественного языка, речевых технологий и компьютерного зрения.
- Оптимизировать обучение нейросетевых моделей с использованием методов Монте-Карло, применяя стохастическую оптимизацию и байесовскую оптимизацию гиперпараметров для повышения производительности моделей.
- Использовать современные библиотеки глубокого машинного обучения, такие как PyTorch, TorchAudio, Timm и Vit-Pytorch, для разработки и тестирования сложных нейросетевых моделей.
- Проводить самостоятельные исследования и разработки в области методов Монте-Карло, решая сложные задачи и улучшая модели для реальных приложений.
- Интегрировать методы Монте-Карло в существующие архитектуры глубокого машинного обучения, адаптируя их для различных задач, связанных с обработкой естественного языка, речевыми технологиями и компьютерным зрением.
- Работать с большими объемами данных, масштабируя методы Монте-Карло и эффективно управляя вычислительными ресурсами для выполнения задач машинного обучения.
- Проводить исследования и разработки в области методов Монте-Карло, решая сложные задачи и улучшая модели для реальных приложений.
- Использовать библиотеки глубокого машинного обучения, такие как PyTorch, TorchAudio, Timm и Vit-Pytorch, для разработки и тестирования сложных нейросетевых моделей.
- Анализировать и интегрировать данные из различных модальностей (тексты, изображения, аудиосигналы), применяя методы Монте-Карло для повышения точности и надежности моделей.
- Оптимизировать обучение нейросетевых моделей с использованием методов Монте-Карло, применяя стохастическую оптимизацию и байесовскую оптимизацию гиперпараметров.
- Применять знания Монте-Карло для улучшения надежности нейросетевых моделей, включая оценку доверительных интервалов и вероятностных предсказаний, особенно в задачах обработки естественного языка, речевых технологий и компьютерного зрения.
- Разрабатывать алгоритмы Монте-Карло, включая Марковские цепи Монте-Карло и сэмплирование, для моделирования, оптимизации и оценки неопределенности в задачах машинного обучения.
- Реализовывать алгоритмы Монте-Карло, включая Марковские цепи Монте-Карло и сэмплирование, для моделирования, оптимизации и оценки неопределенности в задачах машинного обучения.
- Сформировать знание интегрировать методы Монте-Карло в современные архитектуры глубокого машинного обучения и адаптировать эти методы для решения реальных прикладных задач.
- Углубить знания в областях обработки естественного языка, речевых технологий.
- Освоить современные инструменты и библиотеки для глубокого обучения, такие как PyTorch, Transformers, TorchAudio, Timm и Vit-Pytorch с целью эффективной разработки и тестирования моделей машинного обучения.
Содержание учебной дисциплины
- Введение в методы Монте-Карло.
- Основы случайного моделирования.
- Методы Монте-Карло для интеграции и оценки.
- Марковские цепи Монте-Карло.
- Монте-Карло в задачах обработки естественного языка (NLP).
- Монте-Карло для улучшения речи (Speech Enhancement).
- Методы Монте-Карло в компьютерном зрении (CV).
- Оптимизация гиперпараметров с использованием Монте-Карло.
- Мультимодальные данные и методы Монте-Карло.
- Мультизадачные модели и методы Монте-Карло.
- Методы Монте-Карло для предсказания и прогнозирования.
- Методы Монте-Карло в больших данных.
- Применение Монте-Карло в индустрии.
- Заключение курса.
Промежуточная аттестация
- 2024/2025 4th module0.25 * Домашние задание + 0.25 * Домашние задание + 0.5 * Итоговый проект
Список литературы
Рекомендуемая основная литература
- Методы Монте-Карло в статистической физике, , 1982
- Соболевский, Н. М. Метод Монте-Карло в задачах о взаимодействии частиц с веществом : учебное пособие / Н. М. Соболевский. — Москва : ФИЗМАТЛИТ, 2017. — 208 с. — ISBN 978-5-9221-1723-4. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/104985 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.