Approximate reasoning
General data
Course ID: | 1000-1M00WA |
Erasmus code / ISCED: |
11.414
|
Course title: | Approximate reasoning |
Name in Polish: | Wnioskowanie i obliczenia aproksymacyjne |
Organizational unit: | Faculty of Mathematics, Informatics, and Mechanics |
Course groups: |
(in Polish) Przedmioty obieralne na studiach drugiego stopnia na kierunku bioinformatyka Elective courses for 2nd stage studies in Mathematics |
ECTS credit allocation (and other scores): |
6.00
|
Language: | English |
Main fields of studies for MISMaP: | computer science |
Type of course: | elective monographs |
Mode: | Classroom |
Short description: |
The lecture is addressed to students of mathematics as well as to students of computer science interested in theoretical or applied aspects of approximate reasoning. Issues and problems discussed in the lecture are considered by many famous mathematicians and computer scientists to be among central problems of the current century, as important as deciphering the genetic code was for the second half of the 20th century. We will discuss problems important for making progress in many projects, in particular, interdisciplinary projects, in which mathematicians and computer scientists work together with specialists from other areas such as neuroscience, bioinformatics, psychology, economy, or complex adaptive systems. Different theoretical and applied aspects of methods of concept approximation from experimental data and domain knowledge will be covered. |
Full description: |
1. Selected problems of approximate reasoning in such domains as machine learning, pattern recognition, data mining and knowledge discovery, soft computing, in particular, algorithmic methods in discovery of patterns, laws and approximate reasoning schemes from experimental data and domain knowledge based on non-conventional models of computation (e.g., evolutionary programming, neural networks, rough sets and Boolean reasoning, Bayesian networks, approximate reasoning schemes and granular computing). 2. Strategies in adaptive and autonomic computing, in particular, strategies for learning interactions. 3. Theoretical aspects of approximate reasoning: (i) Vapnik-Chervonenkis dimension and the role of different entropies in concept learning; (ii) logical foundations for approximate reasoning, in particular, in distributed (multiagent systems), non-monotonic reasoning and approximate reasoning from sensory data, reasoning about knowledge, belief revision, conflict analysis and negotiations; (iii) computational complexity of approximate reasoning: heuristics and approximation of NP-hard problems, minimal length principle and its relationship to Kolmogoroff complexity; (iv) selected methods of information compression. |
Bibliography: |
1. T. Baeck: Evolutionary Algorithms in Theory and Practice, Oxford University Press 1996. 2. J. Barwise, J. Seligman: Information flow: The logic of distributed systems, Cambridge University Press 1997. 3. T. Hastie, R. Tibshirani, J. Friedman: The elements of statistical learning. Data mining, inference, and prediction. (2nd edition), Springer 2009. 4. D.S. Hochbaum: Approximation algorithms for NP-hard problems. PWS 1997. 5. A. Skowron: Approximate reasoning, notes prepared for monographic lectures, 2013. 6. V. Vapnik: Statistical learning theory. Wiley 1998. |
Learning outcomes: |
(in Polish) W zakresie podstaw teoretycznych wnioskowań aproksymacyjnych student: 1. zna podstawowe pojęcia i twierdzenia z teorii uczenia się pojęć (PAC-algorytm, wymiar Vapnika-Chervonenkisa (VC), twierdzenia zwane kamieniami milowymi); 2. zna podstawowe pojęcia i twierdzenia o aproksymacji problemów NP-trudnych (algorytm aproksymacyjny w danym stopniu, schemat aproksymacyjny, przykłady problemów "dobrze" i "źle" aproksymujących się, charakteryzacja klasy NP za pomocą klasy języków rozpoznawalnych przez weryfikatory probabilistyczne , twierdzenia o nieistnieniu schematu aproksymacyjnego dla wybranych problemów); (c) podstawy logiki systemów rozproszonych w teorii przepływu informacji (klasyfikacja, infomorfizm, teoria, logika lokalna, twierdzenia o reprezentacji sieci przez kanał informacyjny oraz sieci logik lokalnych) . 3. umie wyznaczać wymiar VC dla prostych przestrzeni pojęć; 4, umie dowodzić NP-trudności wybranych problemów; 5. umie dowodzić aproksymowalność w stopniu dla wybranych problemów; 6. umie dowodzić NP-trudność istnienia schematów aproksymacyjnych dla wybranych problemów; 7. interpretować pojęcia z systemów decyzyjnych w teorii przepływu informacji; 8. potrafi formułować i dowodzić twierdzenia o reprezentacji w teorii przepływu informacji. W zakresie wnioskowań aproksymacyjnych dotyczących wybranych zagadnień praktycznych student: 1. zna wybrane metody selekcji i wykrywania nowych cech, metody modelowania obliczeń interakcyjnych, wybrane problemy systemów samoorganizujących się i metody ich rozwiązywania oraz wybrane problemy ewolucji języka komunikacji; 2. umie konstruować heurystyki selekcji cech i zbiorów cech; 3. umie konstruować heurystyki dla poszukiwania nowych cech; 4. umie modelować interakcyjne obliczenia dla rozwiązywania problemów hierarchicznego uczenia się złożonych pojęć nieostrych; 5. potrafi konstruować strategie dla wyznaczania koalicji w wybranych problemach hierarchicznych obliczeń interakcyjnych. |
Assessment methods and assessment criteria: |
Final grade: 50% - oral exam (25% - topics covered by lectures and exercises, 25% - papers extending selected topics covered by lectures), 50% - preparing and delivering a presentation (during exercises) on the basis of selected research papers. |
Classes in period "Winter semester 2023/24" (past)
Time span: | 2023-10-01 - 2024-01-28 |
Navigate to timetable
MO TU W TH FR WYK
CW
|
Type of class: |
Classes, 30 hours
Lecture, 30 hours
|
|
Coordinators: | Dominik Ślęzak | |
Group instructors: | Marcin Szczuka, Dominik Ślęzak | |
Students list: | (inaccessible to you) | |
Examination: | Examination |
Classes in period "Winter semester 2024/25" (future)
Time span: | 2024-10-01 - 2025-01-26 |
Navigate to timetable
MO TU W TH FR |
Type of class: |
Classes, 30 hours
Lecture, 30 hours
|
|
Coordinators: | Dominik Ślęzak | |
Group instructors: | Dominik Ślęzak | |
Students list: | (inaccessible to you) | |
Examination: | Examination |
Copyright by University of Warsaw.