University of Warsaw - Central Authentication System
Strona główna

Approximate reasoning

General data

Course ID: 1000-1M00WA
Erasmus code / ISCED: 11.414 Kod klasyfikacyjny przedmiotu składa się z trzech do pięciu cyfr, przy czym trzy pierwsze oznaczają klasyfikację dziedziny wg. Listy kodów dziedzin obowiązującej w programie Socrates/Erasmus, czwarta (dotąd na ogół 0) – ewentualne uszczegółowienie informacji o dyscyplinie, piąta – stopień zaawansowania przedmiotu ustalony na podstawie roku studiów, dla którego przedmiot jest przeznaczony. / (0613) Software and applications development and analysis The ISCED (International Standard Classification of Education) code has been designed by UNESCO.
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 Basic information on ECTS credits allocation principles:
  • the annual hourly workload of the student’s work required to achieve the expected learning outcomes for a given stage is 1500-1800h, corresponding to 60 ECTS;
  • the student’s weekly hourly workload is 45 h;
  • 1 ECTS point corresponds to 25-30 hours of student work needed to achieve the assumed learning outcomes;
  • weekly student workload necessary to achieve the assumed learning outcomes allows to obtain 1.5 ECTS;
  • work required to pass the course, which has been assigned 3 ECTS, constitutes 10% of the semester student load.

view allocation of credits
Language: English
Main fields of studies for MISMaP:

computer science
mathematics

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
Selected timetable range:
Navigate to timetable
Type of class:
Classes, 30 hours more information
Lecture, 30 hours more information
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
Selected timetable range:
Navigate to timetable
Type of class:
Classes, 30 hours more information
Lecture, 30 hours more information
Coordinators: Dominik Ślęzak
Group instructors: Dominik Ślęzak
Students list: (inaccessible to you)
Examination: Examination
Course descriptions are protected by copyright.
Copyright by University of Warsaw.
Krakowskie Przedmieście 26/28
00-927 Warszawa
tel: +48 22 55 20 000 https://uw.edu.pl/
contact accessibility statement USOSweb 7.0.3.0 (2024-03-22)