Σειρά: Επεξεργασία Δεδομένων Εκδοση/Ημ.νία: #3.1/ Συγγραφέας: Μίχος Θεόδωρος, Φυσικός

Σχετικά έγγραφα
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. ΠΡΟΛΟΓΟΣ... vii ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ... ix ΓΕΝΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ... xv. Κεφάλαιο 1 ΓΕΝΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΑΠΟ ΤΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ

Αντικείμενο του κεφαλαίου είναι: Ανάλυση συσχέτισης μεταξύ δύο μεταβλητών. Εξίσωση παλινδρόμησης. Πρόβλεψη εξέλιξης

Μια από τις σημαντικότερες δυσκολίες που συναντά ο φυσικός στη διάρκεια ενός πειράματος, είναι τα σφάλματα.

ΜΕΘΟΔΟΣ ΕΛΑΧΙΣΤΩΝ ΤΕΤΡΑΓΩΝΩΝ

x 2,, x Ν τον οποίον το αποτέλεσμα επηρεάζεται από

Κεφάλαιο 5 Κριτήρια απόρριψης απόμακρων τιμών

Άσκηση 1: Λύση: Για το άθροισμα ισχύει: κι επειδή οι μέσες τιμές των Χ και Υ είναι 0: Έτσι η διασπορά της Ζ=Χ+Υ είναι:


Θερμοδυναμική - Εργαστήριο

ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΘΕΩΡΙΑΣ ΣΥΝΟΡΘΩΣΕΩΝ

2. ΑΝΑΛΥΣΗ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ

Διαχείριση Υδατικών Πόρων

Αριθμητική Ανάλυση & Εφαρμογές

ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΔΟΜΗΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΗΣ ΛΕΪΖΕΡ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ.

ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΔΟΜΗΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΗΣ ΛΕΪΖΕΡ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ.

ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ Η ΣΥΝΟΡΘΩΣΗ ΤΩΝ ΟΡΙΖΟΝΤΙΩΝ ΔΙΚΤΥΩΝ (ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΩΝ ΚΑΝΟΝΙΚΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ)

Πιο συγκεκριμένα, η χρήση του MATLAB προσφέρει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα.

Μέρος V. Ανάλυση Παλινδρόμηση (Regression Analysis)

F x h F x f x h f x g x h g x h h h. lim lim lim f x

Σφάλματα Είδη σφαλμάτων

ΕΛΕΓΧΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ

Αριθμητική Ανάλυση και Εφαρμογές

Ποσοτικές Μέθοδοι στη Διοίκηση Επιχειρήσεων ΙΙ Σύνολο- Περιεχόμενο Μαθήματος

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ 7. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Εισαγωγικές Έννοιες 13

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

4.3. Γραµµικοί ταξινοµητές

ΑΣΚΗΣΗ 3 Θεωρία Σφαλμάτων Σκοπός

Προγραμματισμός Η/Υ. 8 η ενότητα: Περιβαλλοντικά και μαθηματικά προβλήματα. Τμήμα. Τεχνολόγων Περιβάλλοντος. ΤΕΙ Ιονίων Νήσων

n sin 1 n. 2 n n+1 6 n. = 1. = 1 2, = 13 4.

2. Ανάλυση του βασικού κινηματικού μηχανισμού των εμβολοφόρων ΜΕΚ

Θερμοδυναμική - Εργαστήριο

Επεξεργασία Δεδομένων - Γραφικές Παραστάσεις

Fermat, 1638, Newton Euler, Lagrange, 1807

ΧΡΟΝΙΚΕΣ ΣΕΙΡΕΣ. Παπάνα Αγγελική

Κατακερματισμός (Hashing)

Εφαρμοσμένη Στατιστική

Τι είναι βαθμωτό μέγεθος? Ένα μέγεθος που περιγράφεται μόνο με έναν αριθμό (π.χ. πίεση)

Αλγόριθµοι και Πολυπλοκότητα

Το μοντέλο Perceptron

Μέθοδοι πολυδιάστατης ελαχιστοποίησης

Πειραματική Ρευστοδυναμική. Σφάλματα και Αβεβαιότητα Μετρήσεων

Εισαγωγικές έννοιες. Κατηγορίες προβλημάτων (σε μια διάσταση) Προβλήματα εύρεσης μεγίστου. Συμβολισμοί

ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΘΕΩΡΕΙΑ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΛΥΜΕΝΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ

Γενικές Παρατηρήσεις για τις Εργαστηριακές Ασκήσεις Φυσικοχηµείας

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΙV. ΤΜΗΜΑ ΙΕΘΝΟΥΣ ΕΜΠΟΡΙΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ Ι Μονοβασίλης Θεόδωρος

Μέτρα θέσης και διασποράς

Ημερομηνία: Τετάρτη 12 Απριλίου 2017 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΔΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ. Μεταπτυχιακό πρόγραμμα ΑΣΚΗΣΗ ΚΑΙ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΖΩΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΟ ΕΝΤΥΠΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

21 a 22 a 2n. a m1 a m2 a mn

Αν Α και Β είναι δύο ενδεχόμενα ενός δειγματικού χώρου να αποδείξετε ότι: Αν Α Β τότε Ρ(Α) Ρ(Β)

Επεξεργασία Δεδομένων - Γραφικές Παραστάσεις

ΣΧΟΛΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ ΤΜΗΜΑ ΟΡΓΑΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ ΔΙΔΑΣΚΩΝ: ΘΑΝΑΣΗΣ ΚΑΖΑΝΑΣ. Οικονομετρία

Αριθμητική Ανάλυση και Εφαρμογές

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ

Μοντέλα Παλινδρόμησης. Άγγελος Μάρκος, Λέκτορας ΠΤ Ε, ΠΘ

1. Πειραματικά Σφάλματα

ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗΣ. Επικ. Καθ. Στέλιος Ζήμερας. Τμήμα Μαθηματικών Κατεύθυνση Στατιστικής και Αναλογιστικά Χρηματοοικονομικά Μαθηματικά

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ

Ελλιπή δεδομένα. Εδώ έχουμε Στον πίνακα που ακολουθεί δίνεται η κατά ηλικία κατανομή 1275 ατόμων

Φυσικοχημεία 2 Εργαστηριακές Ασκήσεις

Κεφάλαιο 11: Προσδιορισμός της επιτάχυνσης της βαρύτητας με το απλό εκκρεμές

Περιεχόμενα. Λίγα λόγια για τους συγγραφείς

Πανεπιστήμιο Κύπρου Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Εργαστήριο Κυκλωμάτων και Μετρήσεων

Αναγνώριση Προτύπων Ι

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΜΕΡΟΣ ΠΡΩΤΟ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΟΥ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΩΝ ΠΟΛΛΩΝ ΜΕΤΑΒΛΗΤΩΝ 15


Λύσεις των θεμάτων ΔΕΥΤΕΡΑ 19 ΙΟΥΝΙΟΥ 2017 ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΣΧΕΔΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ. Ενότητα : ΝΟΜΟΙ ΙΔΑΝΙΚΩΝ ΑΕΡΙΩΝ: ΙΣΟΧΩΡΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΝΟΜΟΣ CHARLES ΔΙΔΑΚΤΙΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ. Θεωρητική υποστήριξη

Περιεχόμενα. Λίγα λόγια για τους συγγραφείς

[1] είναι ταυτοτικά ίση με το μηδέν. Στην περίπτωση που το στήριγμα μιας συνάρτησης ελέγχου φ ( x)

ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΣΤΑ ΓΕΝΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ

Στατιστική Ι (ΨΥΧ-1202) Διάλεξη 6 Σχέσεις μεταξύ μεταβλητών

Στατιστική είναι το σύνολο των μεθόδων και θεωριών που εφαρμόζονται σε αριθμητικά δεδομένα προκειμένου να ληφθεί κάποια απόφαση σε συνθήκες

ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ Μεταπτυχιακό Τμήμα Τραπεζικής & Χρηματοοικονομικής

Παράδειγμα. Χρονολογικά δεδομένα. Οι πωλήσεις μιας εταιρείας ανά έτος για το διάστημα (σε χιλιάδες $)

27-Ιαν-2009 ΗΜΥ (ι) Βασική στατιστική (ιι) Μετατροπές: αναλογικό-σεψηφιακό και ψηφιακό-σε-αναλογικό

Εξέταση Φεβρουαρίου (2011/12) στο Μάθηµα: Γεωργικός Πειραµατισµός. Ζήτηµα 1 ο (2 µονάδες) Για κάθε λανθασµένη απάντηση δεν λαµβάνεται υπόψη µία σωστή

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2019 B ΦΑΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ / ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

Μέθοδος μέγιστης πιθανοφάνειας

Τεχνητή Νοημοσύνη. 17η διάλεξη ( ) Ίων Ανδρουτσόπουλος.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ

ΟΙΚΟΝΟΜΕΤΡΙΑ. Παπάνα Αγγελική

ΣΗΜΑΝΤΙΚΑ ΨΗΦΙΑ, ΑΒΕΒΑΙΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΔΙΑΔΟΣΗ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ. 1. Στρογγυλοποίηση Γενικά Κανόνες Στρογγυλοποίησης... 2

III.10 ΠΟΛΛΑΠΛΑΣΙΑΣΤΕΣ LAGRANGE

Μαθηματικά και Φυσική με Υπολογιστές

1. Τετραγωνικές μορφές. x y 0. 0x y 0 1α 1β 2α 2β 3. 0x + y 0

Ανασκόπηση θεωρίας ελαχίστων τετραγώνων και βέλτιστης εκτίμησης παραμέτρων

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

Συνήθεις διαφορικές εξισώσεις προβλήματα οριακών τιμών

Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας. Σ. Φωτόπουλος ΨΕΕ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 2. Σταύρος Παπαϊωάννου

Άσκηση 1 ΣΥΜΠΛΗΡΩΣΗ ΕΠΕΚΤΑΣΗ ΧΡΟΝΟΣΕΙΡΑΣΙ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Γραμμικός Προγραμματισμός Μέθοδος Simplex

Πεπερασμένες διαφορές

Απλή Γραμμική Παλινδρόμηση I

Εισαγωγή στην Αριθμητική Ανάλυση

ΣΧΟΛΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ ΤΜΗΜΑ ΟΡΓΑΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ ΔΙΔΑΣΚΩΝ: ΘΑΝΑΣΗΣ ΚΑΖΑΝΑΣ. Οικονομετρία

ΣΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ι

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Transcript:

Σειρά: Επεξεργασία Δεδομένων Εκδοση/Ημ.νία: #3.1/018-0-15 Συγγραφέας: Μίχος Θεόδωρος, Φυσικός 1. Μέθοδος Ελαχίστων Τετραγώνων Μια από τις πρώτες δουλειές που μαθαίνει ένας φοιτητής θετικών επιστημών μόλις μπαίνει σε εργαστήριο είναι η σύγκριση πειραματικών δεδομένων με εξισώσεις προβλεπόμενες από κάποια αντίστοιχη θεωρία. Πρόκειται για την«μέθοδο των ελαχίστων τετραγώνων», την οποία αναγκάζεται ν αποστηθίσει, αφού δεν διαθέτει ακόμη το μαθηματικό υπόβαθρο για την κατανόησή της. Σήμερα μάλιστα που η χρήση λογισμικού εισάγεται στα εργαστήρια από την πρώτη μέρα, η πολύτιμη αυτή διαδικασία συχνά περνά απαρατήρητη. Βασικό πρόβλημα αποτελεί η περιγραφή μιας φυσικής ποσότητας ως γραμμικής συνάρτησης ενός πλήθους άλλων φυσικών ποσοτήτων και παραμέτρων. Μπορούμε να γράψουμε το πρόβλημα στη γενική μορφή: y = i a i x i +b (1) από την οποία υπολογίζουμε τις τιμές της y και παίρνουμε τις διαφορές μεταξύ αυτών και των παρατηρημένων τιμών (t y). Στόχος της μεθόδου είναι η επιλογή των συντελεστών a i ώστεναελαχιστοποιείταιτοάθροισματωντετραγώνων των διαφορών αυτών. Συνήθως έχουμε στη διάθεσή μας 1

έναπλήθοςζευγών {[x i ] j, y j },οπότεθαείναι: E = 1 (t i,j y i,j ) min () i,j Πρόκειται για τυπικό πρόβλημα βελτιστοποίησης όπου, από την σκοπιά του απειροστικού λογισμού, το ακρότατο επιτυγχάνεται σε σημεία όπου μηδενίζονται οι πρώτες παράγωγοι του αθροίσματος της(): ( ) E = 0 (3) a i Την μοναδικότητα του ακρότατου, το οποίο είναι και ε- λάχιστο, εγγυάται η διαπίστωση πως όλες οι ης τάξης μερικές παράγωγοι της E είναι θετικά ορισμένες: ( ) ( ) E = (4) a i j Ο παράγοντας 1/ στην E εισάγεται για απλούστερη μορφή των εξισώσεων μετά την παραγώγιση. Η συνθήκη της(3)μετηνχρήσητης(1),γίνεται: 1 ( t j j i j i x i j a i,j x i,j b) min (5) Ετσι, από την(5) παίρνουμε το σύστημα εξισώσεων: ( t j ) a i,j x i,j b x i,j = 0 (6) j i ( t j ) a i,j x i,j b = 0 (7) j i

όπουη(7)προκύπτειωςμερικήλύσητης(6)γιαάθροισμα των x i,j 0. Οιεξισώσειςαυτέςγράφονταιστηνπιο εύχρηστη μορφή: a i,j x i,j +nb x i,j = t j x i,j i j j j a i,j x i,j +nb = t j i j j όπου n το πλήθος δομών δεδομένων που διαθέτουμε. Πρόκειταιγιαένασύστημαμε (i + 1)εξισώσεις. Στην απλούστερηπερίπτωσημε i = 1έχουμετηνμορφή: a j x j +nb j x j = j t j x j a j x j +nb = j t j με την γνωστή λύση: yj x j y j j a = x j x j ( x j ) (8) yj a x j b = (9) n ηοποίαγράφτηκεμετηναντικατάσταση t y,ώστενα έχει την οικεία μορφή της. Ανησχέσημεταξύ x i και yδενείναιγραμμική,τότε μπορεί να γίνει εισαγωγή της μη γραμμικής σχέσης στις ανεξάρτητες μεταβλητές, έτσι ώστε να μπορεί να εφαρμοστεί η παραπάνω μέθοδος. 3

. Διανυσματική Προσέγγιση Η περιγραφή του βασικού προβλήματος παραμένει η ίδια, όπως περιγράφεται από την εξίσωση(1). Οι συντελεστές a i αντιπροσωπεύουντηναντίστοιχηστην x i μεταβολήτης εξαρτημένης μεταβλητής y. Ετσι, μπορούμε να γράψουμε: y a i = x i δa i δy x i (10) Ηχρήσητης(10)γιαδιόρθωσητωνσυντελεστώνa i κατά την εισαγωγή νέων δεδομένων προσκρούει σε διαίρεση με μηδέν,ότανεισάγονταιμικρέςτιμέςτης x i. Αρχική ιδέα για την υπέρβαση αυτού του εμποδίου στάθηκεηχρήσημιαςσυνάρτησηςτου x i,ηοποίαναδιαθέτει κάποιαχαρακτηριστικάτης f(x) = x,όπωςτηνπληροφορίαγιατοπρόσημο,αλλάναμηνπέφτειποτέστηντιμή μηδέν. Υπό την προϋπόθεση πως έχουμε μια συνάρτηση f(x)ηοποίαναμπορείναδουλέψει,η(10)γίνεται: δa i δy f(x i ) (11) Ομως, δεν επιθυμούμε την πλήρη προσαρμογή των συντελεστών a i στοσυγκεκριμένοσημείοτης yαλλάμιαμικρή μετατόπιση προς την σωστή κατεύθυνση. Ετσι, καλή επιλογή για την συνάρτηση f αποτελεί μια σταθερά, διατηρώντας την ιδιότητα του προσήμου: c f(x i ) = (1) sgn(x i ) οπότε η(11) γίνεται: δa i sgn(x i) c 4 δy (13)

Τομέγεθοςτηςσταθεράς cθαείναιμικρότεροαπότο τυπικό μέγεθος της y. Για δεδομένα με μεγάλη διασποράθαπαραμείνειστηνίδιατάξημεγέθουςαλλάγιακαλά εστιασμένα δεδομένα μπορεί να κατέβει μία ή δύο τάξεις, βελτιώνοντας την ακρίβεια του υπολογισμού. Αφούδιορθώσουμετονπίνακατωνσυντελεστών a i σύμφωνα με την(13), υπολογίζουμε μια νέα προσέγγιση της σταθερής παραμέτρου b από την(1) ως: b = y i a i x i (14) Ηδιαφοράανάμεσαστηνπαλιάκαιτηννέατιμήτης bαντιπροσωπεύει το απόλυτο σφάλμα της προσέγγισης: e = b new b old (15) Σ αυτότοσημείομπορούμενακρατάμεμιααπλήστατιστικήδιαδικασίαγιατηνμεταβολήτων bκαι eσεμικρό πλήθος προηγούμενων δεδομένων, ώστε η διόρθωσή τους να μην ακολουθεί άμεσα την μεταβολή των δεδομένων. Η παραπάνω διαδικασία διορθώνει σταδιακά τις τιμές των συντελεστών a i,καθώςεισάγεταιηπληροφορία,σημείο προς σημείο, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να περιγράψειοποιοδήποτεγραμμικόμετασχηματισμό R n R m με m n. Για απλότητα, οι δείκτες παρακάτω χρησιμοποιούνται και ωςμέγεθοςλίσταςμε,ελπίζω,προφανήτρόπο.γιαm = 1, οαλγόριθμος«εκπαίδευσης»τωνσυντελεστών a i, bέχει ως εξής: 5

load: a i, b k while(data){ input: x i,y do: sa = Σa i x i for i = 1 to n do: a i + = (y sa b k )f(x i ) do: sb = Σb k for k = 1 to k do: b k 1 = b k do: b k = y Σb k do: b k = (b k +sb)/(k +1) } save: a i, b k 3. Πειραματικός Ελεγχος Εστω στατιστικό μέγεθος y για το οποίο θέλουμε να εξετάσουμε κατά πόσο ικανοποιεί την: y = 3x 1 +x 5x 3 + (16) από την οποία παράγουμε δεδομένα εισόδου, προσθέτοντας σ αυτά μια τυχαία απόκλιση. Είναι σημαντικό αυτή η τεχνητή απόκλιση να έχει αθροιστικό και όχι πολλαπλασιαστικό χαρακτήρα. Ο πολλαπλασιασμός θα εισάγει έναν παράγοντα κλίσης στα δεδομένα. Τα δεδομένα δεν είναι ταξινομημένα, όπως ακριβώς περιμένουμε να χρησιμοποιηθεί ο αλγόριθμος στην πράξη. Στην εξίσωση(16), ο ος όρος δεν είναι γραμμικός. Χρησιμοποιώνταςταδεδομέναεισόδουστημορφή x,ηδιαδικασία παραμένει γραμμική. Παρόμοιες αντικαταστάσεις μπορούν να γίνουν και σε άλλες περιπτώσεις μη γραμμικής συμπεριφοράς. 6

Ορίζουμετοεύροςτιμώνως 10 < x i < 10καιπαράγουμε τυχαία δεδομένα εισόδου. Στις υπολογισμένες α- πό την(16) τιμές εξόδου προσθέτουμε στατιστικό«θόρυβο» 10 < δy < 10,ίδιαςτάξηςμεγέθουςμεαυτήτης y, ως τυπική σχετική απόκλιση κακών μετρήσεων. Γιατηνσταθεράστην(11)χρησιμοποιείταιητιμή c = k, τοεύροςτηςλίσταςπροσαρμογήςγιατηντιμήτης b,για το οποίο επιλέχθηκε η τιμή k = 3. Εκτυπώνουμε τις τιμές των συντελεστών, όπως αυτές διορθώνονται κατά την εισαγωγή των δεδομένων: 10-5.9465 1.471-9.777 1.7304 0.00 0-3.86 1.68-6.148.5933-0.01 40 -.7064.453-5.0345 1.9375-0.13 70 -.783 1.7168-4.5918.7065 0.10 10 -.6431 1.531-5.9944 3.8179 0.8 180 -.636 1.9597-4.788.735 0.00 60-3.0747.0748-4.897.0064-0.00 370-3.1433.155-4.5810 1.8580-0.06 500-3.091 1.7500-6.9.7186 0.11 70-3.3109 1.395-4.9370 1.7570 0.09 980 -.9133 1.887-5.3880 1.9589 0.13 n a 1 = 3 a = a 3 = 5 b = δy Π1:Διαμόρφωσητωνσυντελεστών a i, b κατά την εισαγωγή n δεδομένων. Είναι εμφανές πως ο αλγόριθμος κρατάει μια σταθερότητα για n > 00. Αςδούμεπωςσυμπεριφέρεταιότανέχει εκπαιδευτεί στην κατάσταση της εξίσωσης(16) και κάποια στιγμή αρχίσουν να έρχονται δεδομένα από μια διαφορετική κατάσταση: y = x 1 7x x 3 + (17) 7

n old a 1 = 3 a = a 3 = 5 b = δy 990-3.1371 1.7767-4.1.134 0.08 1000 -.9796.113-4.844 1.6695 0.03 1010 1.6969-6.43-1.563.0903-0.33 100.119-6.7469-1.01.119 0.01 1030.1385-6.7568-0.7651.0348 0.05 n new a 1 = 3 a = 7 a 3 = 1 b = δy Π: Από τον δείκτη 1000 αλλάζουν μορφή τα δεδομένα. Φαίνεται ο τρόπος με τον οποίο ο αλγόριθμος αναγνωρίζει την αλλαγή και προσαρμόζεται. Ο αλγόριθμος προορίζεται για εφαρμογές διαχείρισης«εμπειρίας», με τις μεταβλητές αποθηκευμένες σε βάση δεδομένων. Στην ίδια βάση δεδομένων μπορούν να έχουν πρόσβαση διαφορετικές εφαρμογές από διαφορετικά μηχανήματα. Μίααπόαυτέςόμωςθαείναιυπεύθυνηγιατην εκπαίδευση των συντελεστών σε νέα δεδομένα. Για χρήση του αλγόριθμου σε εργαστηριακά δεδομένα μικρού πλήθους, τα ίδια δεδομένα μπορούν να εισαχθούν πολλέςφορές,ώστετοπλήθοςτηςεισόδουναείναιστατιστικά επαρκές. Βιβλιογραφία 1. S. Marsland, Machine Learning: An Algorithmic Prespective, nd Edition, CRC Press Taylor & Francis Group, New York, (015).. D. Cherney, T. Denton, R. Thomas and A. Waldro, Linear Algebra, Davis, California, (013). 3. D. Moore and G. McCabe, Introduction to the Practice of Statistics, W. H. Freeman and Co., London, (003). 4. F. Mandl, R.J. Ellison, D.J. Sandiford, Στατιστική Φυσική, Εκδόσεις Γ. Πνευματικού, Αθήνα(1986). 8

9