課程大綱

課程資訊

課程名稱

資料科學計算
Computation in Data Science

開課學期

108-2

授課對象

電機資訊學院資料科學碩士學位學程

授課教師

顏佐榕

課號

MATH5080

課程識別碼

221 U8270

班次

學分

3.0

全/半年

半年

必/選修

必修

上課時間

星期三2,3,4(9:10~12:10)

上課地點

備註

資料科學學程必修課程。授課地點：302室。與潘建興、謝叔蓉合授
總人數上限：30人

Ceiba 課程網頁

http://ceiba.ntu.edu.tw/1082MATH5080_

課程簡介影片

核心能力關聯

本課程尚未建立核心能力關連

課程大綱

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課程概述

本課程教授與統計以及機械學習有關的計算方法，主題包括 stochastic optimization， matrix decomposition，methods for high dimensional regression and classification，matrix differentiation，convex optimization，以及和深度學習有關的演算法。

課程目標

學生在課堂上會學到現代統計以及機械學習中常見的計算方法，例如genetic algorithms，simulated annealing， particle swarm optimization， ant colony optimization，fuzzy system optimization，singular value decomposition，lasso，elastic net，ridge regression，support vector machines，k-nearest neighbor methods，alternating direction methods of multipliers (ADMM)，proximal algorihms，stochastic gradient algorithms和backpropagation等等。

課程要求

無特殊要求。

預期每週課後學習時數

Office Hours

備註：星期三下午13:00-15:00。

指定閱讀

請見上課投影片。

參考書目

請見上課投影片。

評量方式
(僅供參考)

No.	項目	百分比	說明
1.	潘建興老師指定作業	33%	請見潘建興老師上課的投影片。
2.	謝叔蓉老師指定作業	34%	請見謝叔蓉老師上課的投影片。
3.	顏佐榕老師指定作業	33%	請見顏佐榕老師上課的投影片。

課程進度

週次	日期	單元主題
第1週	3/04	Lecturer: Frederick Kin Hing Phoa (潘建興) Lecture 01: Introduction to Metaheuristics Optimization Lecture 02: Genetic Algorithm #1: Introduction and Concepts Lecture 03: Genetic Algorithm #2: Algorithm, Programming and Practice
第2週	3/11	Lecturer: Frederick Kin Hing Phoa (潘建興) Lecture 04: Stochastic Optimization: Introduction and Concepts Lecture 05: Simulated Annealing #1: Introduction and Concepts Lecture 06: Simulated Annealing #2: Algorithm, Programming and Practice
第3週	3/18	Lecturer: Frederick Kin Hing Phoa (潘建興) Lecture 07: Particle Swarm Optimization #1: Introduction and Concepts Lecture 08: Particle Swarm Optimization #2: Algorithm, Programming and Practice Lecture 09: Particle Swarm Optimization #3: Improvement and Parallel Computing
第4週	3/25	Lecturer: Frederick Kin Hing Phoa (潘建興) Lecture 10: Ant Colony Optimization #1: Introduction and Concepts Lecture 11: Ant Colony Optimization #2: Algorithm, Programming and Practice Lecture 12: Fuzzy System Optimization: Introduction, Algorithm and Practice
第5週	4/01	Lecturer: Frederick Kin Hing Phoa (潘建興) Lecture 13: Advanced Topic #1: Optimization in Neural Networks Lecture 14: Advanced Topic #2: Recent Advances in Swarm Intelligence Lecture 15: Advanced Topic #3: Improvement of Metaheuristics via Quantum Mechanics
第6週	4/08	Lecturer: Shwu-Rong Grace Shieh (謝叔蓉) Lecture 1: Introduction and Principle component analysis Lecture 2: Principle component analysis Lecture 3: Applications to biomedical data/Data for projects
第7週	4/15	Lecturer: Shwu-Rong Grace Shieh (謝叔蓉) Lecture 1: Introduction of Data for your projects Lecture 2: Modeling (Regularized regression, lasso, ridge, etc) Lecture 3: Applications to biomedical data
第9週	4/29	Lecturer: Shwu-Rong Grace Shieh (謝叔蓉) Lecture 1: Introduction Lecture 2: Methods for classification (k-Nearest neighbor, etc) Lecture 3: Applications to precision medicine
第10週	5/06	Lecturer: Shwu-Rong Grace Shieh (謝叔蓉) Lecture 1: Students' presentation (5 min. to present your or group's initial ideas for the project) Lecture 2: Students' presentation Lecture 3: Students' presentation
第11週	5/13	Lecturer: Tso-Jung Yen (顏佐榕) Matrix differentiation
第12週	5/20	Lecturer: Tso-Jung Yen (顏佐榕) Convex analysis and convex optimization
第13週	5/27	Lecturer: Tso-Jung Yen (顏佐榕) Alternating direction methods of multipliers
第14週	6/03	Lecturer: Tso-Jung Yen (顏佐榕) proximal algorithms
第15週	6/10	Lecturer: Tso-Jung Yen (顏佐榕) Deep learning and stochastic gradient algorithms