Інтелектуальний аналіз даних

Мета дисципліни: набуття теоретичних і практичних знань з інтелектуального аналізу даних; оволодіння основними методами інтелектуального аналізу даних; набуття практичних навичок щодо застосування методів інтелектуального аналізу даних для розв’язання прикладних завдань. 

Завдання дисципліни:
освоєння основних теоретичних знань базових методів аналізу даних; 
набуття практичних навичок застосування методів інтелектуального аналізу даних при вирішенні задач класифікації, кластеризації, прогнозування.
Основні результати навчання
 
 Знати основні методи системного аналізу, закономірності побудови, функціонування та розвитку систем для розв’язання задач аналізу та синтезу.
 Збирати та інтерпретувати відповідні дані й аналізувати складності в межах своєї спеціалізації для донесення суджень, які відбивають відповідні соціальні та етичні проблеми.
 
Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять
Л – лекційні заняття; ПЗ – практичні заняття; ЛЗ – практичні заняття; СРС – самостійна робота здобувача вищої освіти; КО – контрольні опитування; МКР – модульна контрольна робота; К – консультації.
Тематика та види навчальних занять
 
1 тиждень

Л1. Предмет і завдання інтелектуального аналізу даних.
ЛЗ1.    
СРС. К.
 
2 тиждень

Л2. Класифікація і регресія.
ЛЗ2. 
СРС. К.
 
3 тиждень

Л3. Дерева рішень.
ЛЗ3. СРС. К.
 
4 тиждень

Л4. Методи побудови дерев рішень.
ЛЗ4. 
СРС. К.
 
5 тиждень

Л5. Лінійні класифікатори.
ЛЗ5. 
 
СРС. К.
 
6 тиждень

Л6. Кусково-лінійні класифікатори
ЛЗ6. 
СРС. К.
 
7 тиждень

Л7. Узагальнена лінійна модель. Одношаровий перцептрон.
ЛЗ7. 
СРС. К.
 
8 тиждень

Л8. Спосіб опорних векторів. Стохастичний градієнтний спуск 
ЛЗ8. 
МКР1. 
СРС. К.
 
9 тиждень

Л9. Метод kNN и его модификации
ЛЗ9. 
СРС. К.
 
10 тиждень

Л10. Наївний байєсовський класифікатор
ЛЗ10. 

СРС. К.
 
11 тиждень

Л11. Завдання кластеризації. Класифікація методів.
ЛЗ11. 
СРС. К.
 
12 тиждень

Л12. Нечітка кластеризація.
ЛЗ12. 
 
СРС. К.
 
13 тиждень

Л13. Візуальний аналіз даних. Методи візуалізації.
ЛЗ13. 
СРС. К.
 
14 тиждень

Л14. Метод головних компонент (PCA).
ЛЗ14. 
СРС. К.
 
15 тиждень

Л15. Метод сингулярного розкладання (SVD). Визначення та інтерпретація сингулярного розкладання. Зниження розмірності за допомогою SVD, евристичне правило.
ЛЗ15. 
МКР2.
СРС. К.
Індивідуальна робота
Виконується РГР. 
 
Мета РГР:
набуття студентами практичних навичок у дослідженні і вирішенні  задач за допомогою методів інтелектуального аналізу даних.

1–6 тижні
 
Отримання завдання. Збір даних для аналізу, вибір методу розв’язання задачі. 
 
7–11 тижні
 
Програмна реалізація методу аналізу даних.
 
12–13 тижні
 
Доведення програмної реалізації та оцінювання виконаної розробки. Оформлення пояснювальної записки та підготовка до захисту РГР.

14 тиждень
 
Захист роботи.
Самостійна робота
Самостійна робота складає 75 годин. Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт:
1) підготовка до лекційних занять – 15 годин;
2) підготовка до лабораторних занять – 15 годин;
3) виконання РГР – 15 годин;
4) підготовка до екзамену – 30 годин.
Процедура оцінювання
Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Дисципліна поділяється на два семестрові модулі. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних, лабораторних занять, виконують 2 модульні контрольні роботи.
Модульні контрольні роботи №1, №2  виконуються у письмовій формі. Максимальна оцінка за бездоганне виконання становить 20 балів. Модульна робота складається з теоретичної частини (2 запитання) та практичної частини (1 завдання). Максимальна оцінка за правильне виконання теоретичної частини становить 10 балів, та за правильне виконання практичної частини становить 10 балів. Кожна правильна відповідь за теоретичне запитання оцінюється в 5 балів. Завдання вважається розв’язаним, якщо отримана правильна відповідь, послідовно наведено рішення, виконано всі необхідні рисунки та схеми, проставлені розмірності, пояснено формули.
 
Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 50 балів.
 
Семестровий модуль № 1
 
ЛЗ. Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання – 1, 2, 3, 5, 7 тиждень.
МКР1. Модульна контрольна робота – 20 балів (8 тиждень). Перескладання можливе протягом 9–11 тижнів за розкладом консультацій.

Семестровий модуль № 2
 
ЛЗ. Оцінка за виконання робіт – 5 балів. Термін надання – 9, 10, 12, 14 тиждень.
МКР2. Модульна контрольна робота – 20 балів (15 тиждень).
 
Максимальна оцінка за повний обсяг виконаних навчальних елементів дисципліни – 100 балів.
 
Підсумковий контроль відбувається у вигляді екзамену. Екзаменаційна робота складається з теоретичної частини (3 питання) та практичної частини (2 задачі). Мінімальна кількість балів, яка зараховується як позитивний результат, дорівнює 60 (100-бальній системі). Бали діляться таким чином: 60 балів - теоретична частина і 40 - практична. Екзаменаційний квиток містить 3 теоретичних питання однакової складності. За бездоганну відповідь на кожне питання здобувач отримує 20 балів. При цьому відповідь вважається бездоганною, якщо здобувач не зробив жодної помилки і повністю виклав зміст питання. Екзаменаційний білет містить практичну частину у вигляді двох прикладів-завдань,  які необхідно вирішити вказаними методами. Практична частина іспиту вважається виконаною бездоганно, якщо при вирішенні прикладу не допущена жодної помилки і всі дії виконані вірно. Всі записи рішення задачі послідовні, виконана перевірка отриманого рішення і дано пояснення результату рішення. Іспит вважається не зданим, якщо здобувач отримав незадовільну оцінку.

Виконання РГР повинно включати пояснювальну записку, друкований і електронний варіант виконаної роботи. У пояснювальній записці студент описує постановку задачі, обсновує вибір методу розв’язання, описує алгоритм і результати виконання завдання. В електронному вигляді представляє  реалізовану на обраній мові програмування РГР.
Оцінювання роботи здійснюється з розрахунку 10 балів:

Семестровий модуль № 1
 
РГР(ч.1). Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання – 8 тиждень.

Семестровий модуль № 2
 
РГР(ч.2). Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання та захист – 14 тиждень. 
Умови допуску до підсумкового контролю
До екзамену допускаються здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни на не менш, ніж на 60 %.
Політика освітнього процесу
Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності.
Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.
Відсутність здобувача на контрольній роботі відповідає оцінці «0».
Під час лекції здійснювати телефонні дзвінки забороняється.
Заборонено використання будь-яких підручників, посібників, конспектів лекцій, шпаргалок під час проходження модульних контролів.