تعلم الآلة مبتدئ · Beginner 12 دقيقة

التعلم الموجَّه

Supervised Learning

التعلم من أمثلة معروفة النتائج: التصنيف والانحدار، وتقسيم البيانات.

تقدّمك في المسار0%

التعريف

لدينا بيانات \(\{(x_i, y_i)\}_{i=1}^{n}\) حيث \(x_i\) متجه السمات و\(y_i\) التسمية الصحيحة. نريد دالة \(f\) بحيث \(f(x) \approx y\) لأمثلة جديدة.

التصنيف والانحدار

التصنيفالانحدار
المخرجفئةعدد حقيقي
مثالسليم / مصابسعر منزل
مقاييسAccuracy، Precision، Recall، F1MAE، RMSE، \(R^2\)
نماذجLogistic Regression، SVM، Random ForestLinear Regression، Random Forest Regressor

تقسيم البيانات

  • التدريب (Training): لتعلم معاملات النموذج.
  • التحقق (Validation): لاختيار النموذج والمعاملات الفائقة.
  • الاختبار (Test): لتقدير الأداء النهائي مرة واحدة في النهاية.
from sklearn.model_selection import train_test_split
X_tmp, X_test, y_tmp, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, stratify=y, random_state=42)
X_train, X_val, y_train, y_val = train_test_split(X_tmp, y_tmp, test_size=0.25, stratify=y_tmp, random_state=42)

النتيجة: 60% تدريب، 20% تحقق، 20% اختبار.

تنبيهات منهجية

  • إذا كانت البيانات زمنية فلا تخلطها عشوائياً؛ درّب على الماضي واختبر على المستقبل.
  • إذا كان للمريض الواحد عدة صور، فضع كل صوره في الجزء نفسه (تقسيم على مستوى المريض) لتجنب تسرب البيانات.
  • جودة التسميات حاسمة: التسميات الخاطئة تحد من أفضل أداء ممكن.

مصطلحات الدرس

الانحدار Regression
مسألة تعلم موجَّه يكون فيها المخرج قيمة عددية متصلة.
التصنيف Classification
مسألة تعلم موجَّه يكون فيها المخرج فئة من مجموعة محددة.
التعلم الموجَّه Supervised Learning
تعلم دالة من المدخلات إلى المخرجات باستخدام أمثلة معروفة التسميات.

الملخص

في التعلم الموجَّه تحتوي البيانات على أزواج (مدخل، مخرج صحيح)، ويتعلم النموذج دالة تتنبأ بالمخرج لمدخلات جديدة. ينقسم إلى تصنيف عندما يكون المخرج فئة، وانحدار عندما يكون قيمة عددية. يتطلب تقسيم البيانات إلى تدريب وتحقق واختبار لقياس التعميم بأمانة.

أسئلة مراجعة

  1. صنّف المسألة: التنبؤ بدرجة حرارة الغد.

    انحدار، لأن المخرج قيمة عددية.

  2. لماذا نستخدم stratify عند تقسيم بيانات تصنيف؟

    للحفاظ على نسب الفئات نفسها في التدريب والاختبار، خصوصاً مع البيانات غير المتوازنة.

المصادر والمراجع

  1. scikit-learn — Supervised learning
  2. James et al. — An Introduction to Statistical Learning

إكمال الدرس