460-4139/01 – Strojové učení (SU)

Garantující katedra	Katedra informatiky	Kredity	4
Garant předmětu	prof. Ing. Jan Platoš, Ph.D.	Garant verze předmětu	prof. Ing. Jan Platoš, Ph.D.
Úroveň studia	pregraduální nebo graduální
		Jazyk výuky	čeština
Rok zavedení	2022/2023	Rok zrušení
Určeno pro fakulty	FEI	Určeno pro typy studia	navazující magisterské

Výuku zajišťuje
Os. čís.	Jméno	Cvičící	Přednášející
JOC0027	Ing. Lukáš Jochymek
PLA06	prof. Ing. Jan Platoš, Ph.D.
SIK0185	Ing. Alexandra Sikorová

Rozsah výuky pro formy studia
Forma studia	Zp.zak.	Rozsah
prezenční	Klasifikovaný zápočet	2+2
kombinovaná	Klasifikovaný zápočet	18+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je poskytnout posluchači detailní přehled o postupech a metodách v oblasti strojového učení. Od explorační analýzy dat, přes hledání podobnosti, porovnání objektů až po hledání klasifikačních modelů. Studenti budou mít šanci si jednotlivé metody implementovat i vyzkoušet nad umělými i reálnými daty a zhodnotit dosažené výsledky, které se naučí i správně odprezentovat.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Výuka odborníka z praxe (přednáška nebo cvičení)

Anotace

V předmětu se studenti obeznámí s vlastnostmi dat, jejich uložením a zpracováním. Dále se seznámí s metodami analýzy dat, strojového učení, umělé inteligence, interpretaci výsledků a jejich vizualizací. Přednášky se budou věnovat základním metodám analýzy a dat a extrakce zjištění dolovanými z dat. Studenti budou schopni sami rozhodnout, kdy je která metoda vhodná, jaké má předpoklady, jaký je její princip a jaké výstupy s ní lze získat. Cvičení pak poslouží pro praktické experimenty nad vhodnými datovými sadami, experimentování s nástroji pro analýzu dat a zhodnocení výsledků.

Povinná literatura:

- Prezentace k přednáškám. [1] AGGARWAL, Charu C. Data mining: the textbook. New York, NY: Springer Science+Business Media, 2015. ISBN 978-3-319-14141-1. [2] BRAMER, M. A. Principles of data mining. London: Springer, 2007. ISBN 1-84628-765-0.

Doporučená literatura:

[1] LESKOVEC, Jure, Anand RAJARAMAN a Jeffrey D. ULLMAN. Mining of massive datasets, Standford University. Second edition. Cambridge: Cambridge University Press, 2014. ISBN 9781107077232. [2] WITTEN, Ian H., Eibe FRANK, Mark A. HALL a Christopher J. PAL. Data mining: Practical machine learning tools and techniques. Fourth Edition. Amsterdam: Elsevier, [2017]. ISBN 978-0-12-804291-5. [3] ZAKI, Mohammed J. a Wagner MEIRA JR. Data Mining and Analysis: Fundamental Concepts and Algorithms. 2nd edition. Cambridge, GB: Cambridge University Press, 2020. ISBN 978-0521766333.

Další studijní materiály

Studijní opory v systému E-výuka

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Znalosti studentů jsou ověřovány prostřednictvím realizace bodovaných úkolů na cvičeních, vypracování analýzy dat a implementace některé z probíraných metod v rámci samostatné práce.

E-learning

Všechny materiály jsou zveřejněny na portále e-výuka (https://www.vsb.cz/e-vyuka/cs).

Další požadavky na studenta

Další požadavky na studenta nejsou kladeny.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky (témata): 1. Hledání pravidel v datech, Hledání vzorů v datech. 2. Explorativní analýza dat. 3. Shlukování pomocí reprezentantů, Hierarchické shlukování. 4. Shlukování založené na hustotě dat, validace shluků. 5. Speciální shlukovací metody, detekce odlehlých hodnot. 6. Lineární klasifikátory (Lineární diskriminační analýza, Naive Bayes, Logistická regrese). 7. Rozhodovací stromy, pravidlová klasifikace. 8. Support Vector Machine, Kernelové metody. 9. Neuronové sítě. 10. Regresní metody a Pokročilé metody v klasifikaci dat. 11. Validace klasifikačních algoritmů. 12. Analýza časových řad. Cvičení na počítačové učebně (témata): 1. Implementace metody APRIORI pro hledání pravidel v datech. 2. Explorativní analýza dat nad reálným datasetem pomocí vhodných nástrojů. 3. Implementace hierarchického shlukování – Aglomerativní shlukování. 4. Implementace algoritmu DBSCAN. 5. Reálný příklad na shlukování - samostatná práce na cvičeních. 6. Redukce dimenze. 7. Implementace rozhodovacího stromu. 8. Vyzkoušení metody Support Vector Machine nad reálnými daty. 9. Neuronové sítě. 10. Regresní metody. 11. Ensemble metody a jejich využití. 12. Klasifikace - reálný práklad. 13. Analýza časových řad.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2023/2024 zimní semestr)

Název úlohy	Typ úlohy	Max. počet bodů (akt. za podúlohy)	Min. počet bodů	Max. počet pokusů
Klasifikovaný zápočet	Klasifikovaný zápočet	100 (100)	51	3
Realizace úloh na cvičení	Jiný typ úlohy	20	10	1
Shlukování dat	Projekt	30	15	1
Klasifikace dat	Projekt	25	15	1
Implementace	Projekt	25	15	1

Rozsah povinné účasti: Student je povinen splnit zadání na cvičeních a odevzdat vypracovaný projekt zadaný cvičícím.

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: Splnění všech povinných úkolů v individuálně dohodnutých termínech. Rozsah účasti na cvičeních si student na začátku semestru dohodne s garantem předmětu.

Zobrazit historii

Kombinovaná forma (platnost od: 2023/2024 zimní semestr)

Název úlohy	Typ úlohy	Max. počet bodů (akt. za podúlohy)	Min. počet bodů	Max. počet pokusů
Klasifikovaný zápočet	Klasifikovaný zápočet	100 (100)	51	3
Shlukování dat	Projekt	35	15	1
Klasifikace dat	Projekt	35	15	1
Implementace	Písemka	30	15	1

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rok	Program	Obor/spec.	Zaměření	Forma	Jazyk výuky	Konz. stř.	Ročník	Typ povinnosti
2026/2027	(N0613A140034) Informatika		DS	P	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu A	stu. plán
2026/2027	(N0613A140034) Informatika		AZD	P	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu A	stu. plán
2026/2027	(N0613A140034) Informatika		SWI	P	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu B	stu. plán
2025/2026	(N0688A140014) Průmysl 4.0		AZD	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2025/2026	(N0612A140004) Informační a komunikační bezpečnost		IKB	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2025/2026	(N0613A140034) Informatika		DS	P	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu A	stu. plán
2025/2026	(N0613A140034) Informatika		AZD	P	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu A	stu. plán
2025/2026	(N0613A140034) Informatika		SWI	P	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu B	stu. plán
2025/2026	(N0613A140034) Informatika		DS	K	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu A	stu. plán
2025/2026	(N0613A140034) Informatika		AZD	K	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu A	stu. plán
2025/2026	(N0613A140034) Informatika		SWI	K	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu B	stu. plán
2025/2026	(N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika	(S01) Aplikovaná matematika		P	čeština	Ostrava	2	volitelný odborný	stu. plán
2025/2026	(N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika	(S01) Aplikovaná matematika		K	čeština	Ostrava	2	volitelný odborný	stu. plán
2025/2026	(N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika	(S02) Výpočetní metody a HPC		P	čeština	Ostrava	2	volitelný odborný	stu. plán
2025/2026	(N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika	(S02) Výpočetní metody a HPC		K	čeština	Ostrava	2	volitelný odborný	stu. plán
2024/2025	(N0612A140004) Informační a komunikační bezpečnost		IKB	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2024/2025	(N0613A140034) Informatika		DS	P	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu A	stu. plán
2024/2025	(N0613A140034) Informatika		AZD	P	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu A	stu. plán
2024/2025	(N0613A140034) Informatika		DS	K	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu A	stu. plán
2024/2025	(N0613A140034) Informatika		AZD	K	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu A	stu. plán
2024/2025	(N0688A140014) Průmysl 4.0		AZD	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2024/2025	(N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika	(S01) Aplikovaná matematika		K	čeština	Ostrava	2	volitelný odborný	stu. plán
2024/2025	(N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika	(S01) Aplikovaná matematika		P	čeština	Ostrava	2	volitelný odborný	stu. plán
2024/2025	(N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika	(S02) Výpočetní metody a HPC		P	čeština	Ostrava	2	volitelný odborný	stu. plán
2024/2025	(N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika	(S02) Výpočetní metody a HPC		K	čeština	Ostrava	2	volitelný odborný	stu. plán
2024/2025	(N0613A140034) Informatika		SWI	P	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu B	stu. plán
2024/2025	(N0613A140034) Informatika		SWI	K	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu B	stu. plán
2023/2024	(N0612A140004) Informační a komunikační bezpečnost		IKB	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2023/2024	(N0688A140014) Průmysl 4.0		AZD	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2023/2024	(N0613A140034) Informatika		DS	K	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu A	stu. plán
2023/2024	(N0613A140034) Informatika		AZD	K	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu A	stu. plán
2023/2024	(N0613A140034) Informatika		DS	P	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu A	stu. plán
2023/2024	(N0613A140034) Informatika		AZD	P	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu A	stu. plán
2023/2024	(N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika	(S01) Aplikovaná matematika		P	čeština	Ostrava	2	volitelný odborný	stu. plán
2023/2024	(N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika	(S01) Aplikovaná matematika		K	čeština	Ostrava	2	volitelný odborný	stu. plán
2023/2024	(N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika	(S02) Výpočetní metody a HPC		P	čeština	Ostrava	2	volitelný odborný	stu. plán
2023/2024	(N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika	(S02) Výpočetní metody a HPC		K	čeština	Ostrava	2	volitelný odborný	stu. plán
2023/2024	(N2647) Informační a komunikační technologie	(2612T025) Informatika a výpočetní technika		P	čeština	Ostrava	2	povinně volitelný	stu. plán
2023/2024	(N2647) Informační a komunikační technologie	(2612T025) Informatika a výpočetní technika		K	čeština	Ostrava	2	povinně volitelný	stu. plán
2022/2023	(N0613A140034) Informatika		DS	K	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu A	stu. plán
2022/2023	(N0613A140034) Informatika		AZD	K	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu A	stu. plán
2022/2023	(N0613A140034) Informatika		DS	P	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu A	stu. plán
2022/2023	(N0613A140034) Informatika		AZD	P	čeština	Ostrava	1	povinně volitelný typu A	stu. plán
2022/2023	(N0688A140014) Průmysl 4.0		AZD	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2022/2023	(N0612A140004) Informační a komunikační bezpečnost		IKB	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2022/2023	(N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika	(S01) Aplikovaná matematika		K	čeština	Ostrava	2	volitelný odborný	stu. plán
2022/2023	(N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika	(S01) Aplikovaná matematika		P	čeština	Ostrava	2	volitelný odborný	stu. plán
2022/2023	(N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika	(S02) Výpočetní metody a HPC		K	čeština	Ostrava	2	volitelný odborný	stu. plán
2022/2023	(N0541A170007) Výpočetní a aplikovaná matematika	(S02) Výpočetní metody a HPC		P	čeština	Ostrava	2	volitelný odborný	stu. plán
2022/2023	(N2647) Informační a komunikační technologie	(2612T025) Informatika a výpočetní technika		P	čeština	Ostrava	2	povinně volitelný	stu. plán
2022/2023	(N2647) Informační a komunikační technologie	(2612T025) Informatika a výpočetní technika		K	čeština	Ostrava	2	povinně volitelný	stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název bloku	Akademický rok	Forma studia	Jazyk výuky	Ročník	Z	L	Typ bloku	Vlastník bloku

Hodnocení Výuky

2024/2025 zimní

2023/2024 zimní

2022/2023 zimní