Module 39-Inf-ML Introduction to Machine Learning

Faculty

Person responsible for module

Regular cycle (beginning)

Every winter semester

Credit points and duration

5 Credit points

For information on the duration of the modul, refer to the courses of study in which the module is used.

Competencies

Die Studieren erwerben die Kompetenz, ein Lernproblem zu analysieren, zu formalisieren, ein geeignetes Verfahren auszuwählen und hinsichtlich seiner Leistungsfähigkeit zu beurteilen. In den Übungen wird das Gelernte vertieft und praktisch, auch in Form von Programmieraufgaben, angewendet.

The students gain competences to analyse, formalize and treat a learning problem with appropriate methods and to judge algorithms with respect to their suitability for a given problem. In exercises, methods are applied to concrete and practical application problems, partially in form of programming tasks.

Content of teaching

Grundlegende Prinzipien und Theorien des Maschinellen Lernens und die zugrundeliegenden mathematischen und statistischen Verfahren werden eingeführt sowie Lernprobleme formalisiert. Wichtige Konzepte and Verfahren werden behandelt, darunter Schätzverfahren, Bayes'sches Lernen und Lineare Ansätze. Weitere Themen sind grundlegende Begriffe wie etwa Training, Test und Validierung, Generalisierung, Overfitting, Modellauswahl, Regularisierung, Bias vs. Varianz.

The lecture introduces basic principles and theories of machine learning and formalizes learning problems. Fundamental mathematical and statistical methods are discussed and standard algorithms are presented including parameter estimation, Bayesian methods, linear approaches. Further topics are the basic notions of machine learning like training, test and validation, generalization, overfitting, model selection, regularization and the bias vs. variance dilemma.

Recommended previous knowledge

39-Inf-13 Grundlagen künstlicher Kognition

Knowledge as in the module 39-Inf-13

Necessary requirements

Vorausgesetzte Module:
Der erfolgreiche Abschluss der Module 39-Inf-1 Algorithmen und Datenstrukturen, 24-M-INF1 Mathematik für Informatik I und 24-M-INF2 Mathematik für Informatik II
ODER
der erfolgreiche Abschluss der Module 39-Inf-PP Prinzipien der Programmierung, 24-M-INF1_a Mathematik für Informatik I und 24-M-INF2_a Mathematik für Informatik II.

In den Masterstudiengängen "Data Science" und "BioMechatronik" gelten diese Voraussetzungen mit dem erfolgreichen Masterzugang als erbracht.

Explanation regarding the elements of the module

Module structure: 1 bPr 1

Courses

Grundlagen Maschinellen Lernens
Type tutorial (in connection with lecture/seminar)
Regular cycle WiSe
Workload5 30 h (15 + 15)
LP 1
Grundlagen Maschinellen Lernens
Type lecture
Regular cycle WiSe
Workload5 60 h (30 + 30)
LP 2

Examinations

portfolio with final examination
Allocated examiner Person responsible for module examines or determines examiner
Weighting 1
Workload 60h
LP2 2

Portfolio mit Abschlussprüfung bestehend aus:
1) Portfolio von Übungen zu Inhalten der Vorlesung
Übungsaufgaben oder Programmieraufgaben, die veranstaltungsbezogen gestellt werden (Bestehensgrenze 50% der erzielbaren Punkte). Die Kontrolle der Übungsaufgaben umfasst auch direkte Fragen zu den Lösungsansätzen, die von den Studierenden in den Übungen beantwortet werden müssen. Der*die Lehrende kann ein individuelles Erläutern und Vorführen von Aufgaben verlangen sowie einen Teil der Übungsaufgaben durch Präsenzübungen ersetzen. Die Übungsaufgaben im Rahmen des Portfolios werden in der Regel wöchentlich ausgegeben und dienen dem begleitenden Erlernen selbständiger Umsetzungen der in der Vorlesung vorgestellten Lerninhalte.

2) einer Abschlussprüfung zur Vorlesung
Die Abschlussprüfung zu den Inhalten der Vorlesung nimmt Bezug auf die Übungs- oder Programmieraufgaben oder entwickelt sich aus den in den Übungen erlernten Kompetenzen.
Eine weitergehende Konkretisierung insbesondere zum zeitlichen Umfang der Abschlussprüfung erfolgt in der Beschreibung der Veranstaltung.

Abschlussklausur (im Umfang von ca. 60 Minuten) oder mündliche Abschlussprüfung (im Umfang von ca. 15-25 Minuten) zu den in der Vorlesung vermittelten und in den Übungen erarbeiteten Inhalten.

Die Klausur kann alternativ als eKlausur, Open Book Klausur oder eOpen Book Klausur geprüft werden. Im Falle von Open Book Klausur und eOpen Book Klausur beträgt der Umfang 120-180 Minuten.

Beide Portfolioelemente werden durch eine*n Prüfer*in geprüft. Es erfolgt eine abschließende Gesamtbewertung.

Portfolio of homework assignments accompanying the lecture, usually given weekly, and final written exam (ca. 60 min) or oral exam (15 - 25 min).
The assignments complement and deepen the content of the lecture.
Proof of a sufficient amount of correctly solved assignments (50% of the maximum total score in the semester). The final exam covers the content of the lecture and the assignments.

The exam can be alternatively conducted as an e-exam, open-book exam, or e-open-book exam. In the case of an open-book exam and an e-open-book exam, the duration is 120-180 minutes.

The module is used in these degree programmes:

Degree programme Version Profile Recom­mended start 3 Duration Manda­tory option 4
Bioinformatics and Genome Research / Bachelor of Science [FsB vom 30.09.2016 mit Änderungen vom 15.09.2017, 02.05.2018, 01.07.2019 und 16.08.2021] Bachelor with One Core Subject (Academic) 5. one semester Compul­sory optional subject
BioMechatronics / Master of Science [Studien- und Prüfungsordnung vom 22.12.2022] 1. o. 2. o. 3. one semester Compul­sory optional subject
Data Science / Master of Science [FsB vom 06.04.2018 mit Änderungen vom 01.07.2019, 02.03.2020 und 21.03.2023] Variante 1 1. one semester Obli­gation
Fundamentals of Cognitive Systems / Bachelor [FsB vom 16.05.2023] Minor Subject (Academic), 60 CPs 3. o. 5. one semester Obli­gation
Fundamentals of Cognitive Systems / Bachelor [FsB vom 04.06.2020] Minor Subject (Academic), 60 CPs 3. one semester Obli­gation
Informatics / Bachelor of Science [FsB vom 16.05.2023 mit Änderung vom 01.08.2023] Major Subject (Academic) Modelling 5. one semester Obli­gation
Informatics / Bachelor [FsB vom 16.05.2023 mit Änderung vom 01.08.2023] Minor Subject (Academic), 60 CPs Practical Informatics 5. one semester Compul­sory optional subject
Informatics / Bachelor [FsB vom 16.05.2023 mit Änderung vom 01.08.2023] Minor Subject (Academic), 60 CPs Technical Informatics 5. one semester Compul­sory optional subject
Informatics / Bachelor of Science [FsB vom 04.06.2020 mit Änderung vom 15.12.2021] Major Subject (Academic) Technical Informatics 5. one semester Compul­sory optional subject
Intelligent Systems / Master of Science [FsB vom 27.07.2018 mit Änderung vom 04.06.2020] 1. one semester Compul­sory optional subject
Cognitive Informatics / Bachelor of Science [FsB vom 16.05.2023] Bachelor with One Core Subject (Academic) 3. o. 5. one semester Obli­gation
Cognitive Informatics / Bachelor of Science [FsB vom 30.09.2016 mit Änderungen vom 15.09.2017, 02.05.2018, 01.07.2019 und 16.08.2021] Bachelor with One Core Subject (Academic) 3. one semester Obli­gation
Medical Physics / Bachelor of Science [FsB vom 28.03.2024] Bachelor with One Core Subject (Academic) Strukturierte Ergänzung des fw 1-Fach-Ba: Bereich Informatik 5. one semester Compul­sory optional subject
Informatics for the Natural Sciences / Master of Science [FsB vom 30.09.2016 mit Berichtigung vom 10.01.2017 und Änderungen vom 15.09.2017, 02.05.2018, 04.06.2020 und 31.03.2023] 1. one semester Compul­sory optional subject

Automatic check for completeness

The system can perform an automatic check for completeness for this module.

Previus version of this module


Legend

1
The module structure displays the required number of study requirements and examinations.
2
LP is the short form for credit points.
3
The figures in this column are the specialist semesters in which it is recommended to start the module. Depending on the individual study schedule, entirely different courses of study are possible and advisable.
4
Explanations on mandatory option: "Obligation" means: This module is mandatory for the course of the studies; "Optional obligation" means: This module belongs to a number of modules available for selection under certain circumstances. This is more precisely regulated by the "Subject-related regulations" (see navigation).
5
Workload (contact time + self-study)
SL
Study requirement
Pr
Examination
bPr
Number of examinations with grades
uPr
Number of examinations without grades
Diese Leistung kann gemeldet und verbucht werden.

Sidebar

Elements of the module

Courses

Examinations

Programme of lectures (eKVV)

Programme of lectures (eKVV)