Uuden äärellä ohjelmoitava vai oppiva kone?

Samankaltaiset tiedostot
Uuden äärellä ohjelmoitava vai oppiva kone?

Abstraktiot ja analyysi algoritmit ja informaation esitykset

ICS-A1120 Ohjelmointi 2 (5 op, IV V, kevät 2015)

ICS-A1120 Ohjelmointi 2 (5 op, IV V, kevät 2016)

Uuden äärellä rinnakkaisuus ja samanaikaisuus

CS-A1120 Ohjelmointi 2 (5 op, IV V, kevät 2018)

Tietokoneen mysteeri ohjelmoitava kone

Vertaispalaute. Vertaispalaute, /9

TILASTOLLINEN LAADUNVALVONTA

Constructive Alignment in Specialisation Studies in Industrial Pharmacy in Finland

E. Oja ja H. Mannila Datasta Tietoon: Luku 2

Numeeriset menetelmät

TEEMU ROOS (KALVOT MUOKATTU PATRIK HOYERIN LUENTOMATERIAALISTA)

PROJEKTIN OHJAUS JA SEURANTA JOUNI HUOTARI, ESA SALMIKANGAS

Näkökulmia tietoyhteiskuntavalmiuksiin

TEEMU ROOS (KALVOT MUOKATTU PATRIK HOYERIN LUENTOMATERIAALISTA)

anna minun kertoa let me tell you

ALGORITMIT & OPPIMINEN

On instrument costs in decentralized macroeconomic decision making (Helsingin Kauppakorkeakoulun julkaisuja ; D-31)

Miten tukea ja ohjata opiskelijoiden työssä tapahtuvaa oppimista? Anne Virtanen

Verkkotehtäviin pohjautuva arviointi matematiikan opetuksessa

Ajattelu ja oppimaan oppiminen (L1)

What do you do when you see that your colleague does something wrong? Learning organization and tools for expressing criticism

Johdatus tekoälyyn. Luento : Koneoppiminen. Patrik Hoyer. [ Kysykää ja kommentoikaa luennon aikana! ]

MEETING PEOPLE COMMUNICATIVE QUESTIONS

Uusi Ajatus Löytyy Luonnosta 4 (käsikirja) (Finnish Edition)

YHTEISTYÖN KÄYTÄNNÖT UUDEN TIEDON LUOMISESSA

1 Bayesin teoreeman käyttö luokittelijana

805306A Johdatus monimuuttujamenetelmiin, 5 op

Network to Get Work. Tehtäviä opiskelijoille Assignments for students.

Lupa toimia eri tavalla

Digitalisaation ja IT:n johtamisen vaatimat kyvykkyydet ja osaamisen kehittäminen

Mielestämme hyvä kannustus ja mukava ilmapiiri on opiskelijalle todella tärkeää.

Seminaari: Hajautetut algoritmit syksy 2009

Verkoston päätyypit. Nykyään rihmastomainen puuhailu, ei keskusmaista, mielipidejohtajatyyppistä toimintaa.

T DATASTA TIETOON

SUKELLUS TULEVAISUUDEN OPPIMISEEN

JOHDATUS TEKOÄLYYN TEEMU ROOS

Choose Finland-Helsinki Valitse Finland-Helsinki

Tähtitieteen käytännön menetelmiä Kevät 2009 Luento 4: Ohjelmointi, skriptaus ja Python

11/20: Konepelti auki

Opiskelijat valtaan! TOPIC MASTER menetelmä lukion englannin opetuksessa. Tuija Kae, englannin kielen lehtori Sotungin lukio ja etälukio

Taulukkolaskenta II. Taulukkolaskennan edistyneempiä piirteitä

Johdatus tekoälyn taustalla olevaan matematiikkaan

Parinmuodostuksesta tietojenkäsittelytieteen silmin. Petteri Kaski Tietojenkäsittelytieteen laitos Aalto-yliopisto

Opettajalle ohje opintojakson toteutuksen tekemiselle mallipohjana ja mallipohjan tuominen opintojakson toteutukseen.

AIKA JA OPPIMINEN ASKO KARJALAINEN 2007 OULUN YLIOPISTO OPPIMISYHTEISÖT AJASSA SEMINAARI KUOPION YLIOPISTOSSA

Tekoäly ja sen soveltaminen yrityksissä. Mika Rantonen

On instrument costs in decentralized macroeconomic decision making (Helsingin Kauppakorkeakoulun julkaisuja ; D-31)

Ongelma(t): Mihin perustuu tietokoneiden suorituskyky ja sen jatkuva kasvu? Mitkä tekijät rajoittavat suorituskyvyn parantamista ja mitkä niistä ovat

Koulutusta vai kasvatusta? Seikkailu- ja ryhmätoiminnan mahdollisuudet lasten ja nuorten kasvun tukena

Opetussuunnitelma uudistui mikä muuttui? Tietoja Linnainmaan koulun huoltajille syksy 2016

Tähtitieteen käytännön menetelmiä Kevät 2009

Opettaminen ja oppiminen

Algoritmit 1. Luento 3 Ti Timo Männikkö

Opettajan pedagoginen ajattelu

JOHDATUS TEKOÄLYYN TEEMU ROOS

Viikko 2: Ensimmäiset ennustajat Matti Kääriäinen

Tietokoneen mysteeri ohjelmoitava kone

Vieraan kielen viestinnällinen suullinen harjoittelu skeema- ja elaborointitehtävien

SPSS-pikaohje. Jukka Jauhiainen OAMK / Tekniikan yksikkö

812336A C++ -kielen perusteet,

MS-A Matriisilaskenta Laskuharjoitus 3

MENNÄÄN AJOISSA NUKKUMAAN! -kotitehtävävihkoon liittyvä ohje opettajalle

Tässä luvussa käsitellään optimaalisten piirteiden valintaa, luokittelijan optimointia ja luokittelijan suorituskyvyn arviointia.

On instrument costs in decentralized macroeconomic decision making (Helsingin Kauppakorkeakoulun julkaisuja ; D-31)

MUUTOS 14! - Sosiaaliset kriteerit julkisissa hankinnoissa!

Makroekologiaa pedagogisella mikrolusikalla

Rinnakkaisuuden hyväksikäyttö peleissä. Paula Kemppi

Yhtälöryhmät 1/6 Sisältö ESITIEDOT: yhtälöt

Opiskelijoiden ja opettajien erilaiset käsitykset opettamisesta koulutuksen suunnittelun taustalla

INTELLITRAM 500 KÄYTTÖOHJE

Koodaamme uutta todellisuutta FM Maarit Savolainen

Luku 2. Datasta tietoon: mitä dataa? mitä tietoa?

Teknologian hyödyntäminen oppimisen ja kehittämisen tukena

Salasanan vaihto uuteen / How to change password

Ammattien välinen opettaminen ja oppiminen Lääketieteellisen tiedekunnan näkökulma

WORKPLACE Käyttäjän OPAs

Miten oppimista voi tehostaa?

Pitäisi olla semmosta lämpöö VÄLITTÄVÄN OPETTAJAN 10 TEESIÄ

HEUREKA LUO OIVALLUKSIA. FM Jutta Kujasalo, oppimispäällikkö

Pythonin alkeet Syksy 2010 Pythonin perusteet: Ohjelmointi, skriptaus ja Python

Tekoäly muuttaa arvoketjuja

Toimintakulttuurin muutos 21. vuosisadan toimintakulttuuri! Vesa Äyräs

Basic Flute Technique

11. Oppimismotivaatio ja tehokas oppiminen. (s )

Funktion raja-arvo 1/6 Sisältö ESITIEDOT: reaalifunktiot

Racket ohjelmointia II. Tiina Partanen 2015

Computing Curricula raportin vertailu kolmeen suomalaiseen koulutusohjelmaan

Laskennallisen fysiikan esimerkkejä avoimesta tutkimuksesta Esa Räsänen Fysiikan laitos, Tampereen teknillinen yliopisto

Aloita A:sta. Ratkaise osion (A, B, C, D, jne ) yhtälö vihkoosi. Pisteytä se itse ohjeen mukaan.

Konstruktiivisesti linjakas opetus. Saara Repo Avoimen yliopiston pedagoginen kahvila

Osataanko ja voidaanko tvt:tä hyödyntää vieraiden kielten opetuksessa? Valtakunnalliset virtuaaliopetuksen päivät 2009

LASTENSUOJELUN PRAKSIS

ICT-info opiskelijoille. Syksy 2017

Results on the new polydrug use questions in the Finnish TDI data

Luonnollisten lukujen laskutoimitusten määrittely Peanon aksioomien pohjalta

Teen koko ajan aktiivista mainontaa Googlessa. Tavoite on olla etusivulla, kun haetaan henkisiä tapahtumia, kursseja, yrittäjiä.

Matemaattiset oppimisvaikeudet

Energiatehokkuus ja lämmitystavat. Keski-Suomen Energiatoimisto

Transkriptio:

01110111010110 11110101010101 00101011010011 01010111010101 01001010101010 10101010101010 Uuden äärellä ohjelmoitava vai oppiva kone? Petteri Kaski Tietotekniikan laitos Aalto-yliopisto ICS-A1120 Ohjelmointi 2 9. toukokuuta 2016 10101011110101 01010101011101 01010111010110 10101101010110 10101110101010 11101010101101 01110111010110 10111011010101 11110101010101 00010101010101 01011010101110

Sisältö (kierrokset ja moduulit) I 1. Lämmittelykierros Tietokoneen mysteeri 2. Bitit ja data 3. Kombinaatiologiikka 4. Sekventiaalilogiikka 5. Ohjelmoitava kone II Abstraktiot ja analyysi 6. 7. 8. 9. III Funktionaalinen ohjelmointityyli Suorituskykyanalyysi Rekursio Algoritmit ja informaation esitykset Uuden äärellä 10. Rinnakkaisuus ja samanaikaisuus 11. Virtualisointi ja skaalautuvuus 12. Ohjelmoitava vai oppiva kone? (Intel Xeon Phi Knights Landing -lastu, 72 suoritusydintä, 8 miljardia transistoria, 14 nanometrin litografia) (Google Hamina)

Uuden äärellä 10. Samanaikaisuus ja rinnakkaisuus 11. Virtualisointi ja skaalautuvuus 12. Ohjelmoitava vai oppiva kone? helppoa rinnakkaisuutta: rinnakkaiskokoelmat, futuurit ja lupaukset laskentaa saa kuin sähköä seinästä skaalautuvuus omasta koneesta tehdashallitietokoneeseen*; Apache Spark (asennettu Maarille) konetta voi joskus opettaa sen sijaan että sitä ohjelmoidaan, ts. kone osaa joskus näppärästi yleistää sille esitetyistä esimerkeistä *) vain sähkösopimus (ja luottokortti) tarvitaan

The science of learning mechanisms explores how a computationally limited entity can succeed in a world that is too complex for it to model. It focuses on three things: computationally bounded entities, successful action in a complex world, and, most importantly, the relationship between the two. Leslie Valiant, in Probably Approximately Correct: Nature s Algorithms for Learning and Prospering in a Complex World, Basic Books, 2013

Voisiko konetta opettaa sen sijaan että sitä ohjelmoidaan?

Motivaatio: Ohjelmointi on raakaa työtä ja ohjelmoija luonteeltaan peruslaiska (~ Miksi raataa jos kone voi raataa puolestasi?)

(Motivaatio:) Mitä on älykkyys? Mitä on tietoisuus? (~ Ehkäpä koneen opettaminen antaisi valaistusta asiaan?)

Miten ohjelmointi ja oppiminen eroavat toisistaan?

Mitä on opettaminen? Mitä on oppiminen? (Ja miten tämä suhtautuu ohjelmointiin? Mitä on älykkyys / luovuus?)

(Eräs tapa mieltää) Opettaminen / oppiminen vs ohjelmointi

Opettaja Oppija valitsee opetettavan aiheen/ aineiston valmistelee aineiston ja esittelee sen oppijalle (toistaa edellisiä oppijan suoriutumisen ml. oppijalta saadun palautteen perusteella) aineisto suoriutuminen & palaute tarkastelee esiteltyä aineistoa ja (toivoaksemme)py rkii oppimaan sen mitä opetetaan oppiminen vaatii työtä oppijalta aineiston omaksumista ( oppimista ) mitataan palaute opettajalle

Ohjelmoija Kone etsii täydellisen ratkaisumenetelmän tarkasteltavaan tehtävään (~ tehtävän ratkaisevan algoritmin) toteuttaa algoritmin tietokoneohjelmaksi haluamallaan ohjelmointikielellä voi halutessaan mitata ohjelman suorituskykyä eri syötteillä ohjelma (tehtävän ratkaisu & tietoa ohjelman suorituskyvystä) suorittaa annetun ohjelman

Ohjelmoitaessa työ on täysin ohjelmoijan puolella (ohjelman suoritusta vaille) Opittaessa oppiminen on oppijan vastuulla ( työ jakautuu tasaisemmin opettajan ja oppijan kesken)

Opettaja (~ohjelmoija) Oppija (~kone) valitsee opetettavan aiheen/ aineiston valmistelee aineiston ja esittelee sen oppijalle (toistaa edellisiä oppijan suoriutumisen ml. oppijalta saadun palautteen perusteella) aineisto (~data) suoriutuminen & palaute tarkastelee esiteltyä aineistoa ja oppii ohjelmointinsa perusteella oppiminen vaatii työtä oppijalta tämä työ on ohjelmoijalta pois! aineiston omaksumista ( oppimista ) mitataan

Mitä on opettaminen? Mitä on oppiminen?

Oppija pyrkii yleistämään annetuista esimerkeistä (Opettajan rooli on johdattaa oppija hyvien esimerkkien äärelle aina opettajaa ei edes tarvita!)

Esimerkkejä Osaisimmeko opettaa koneen näkemään nollia ja ykkösiä?

Esimerkkejä valmiiksi luokiteltuna ( nimettyinä ) Opettaja valmistelee nimettyjä esimerkkejä siitä miltä nolla ja yksi näyttävät, käsinkirjoitettuina

Oppijan tehtävä on oppia yleistämään esitetyistä esimerkeistä ennalta tuntemattomiin? tapauksiin

Opettaja voi helpottaa oppimista pelkistämällä esimerkeistä piirteitä, jotka korostavat opittavaa säännönmukaisuutta aineistossa (Piirteitä voidaan myös oppia ilman opettajan työtä)

Oppimisen arviointi ( validointi ) Opetusaineisto Testiaineisto Millä tarkkuudella oppija osaa käsitellä (tässä: luokitella nolliksi ja ykkösiksi) opetusaineistosta riippumattoman ja opetusvaiheessa tuntemattoman testiaineiston?

Oppimisen riskit Yleistys tuntemattomaan sisältää aina epävarmuutta Ehkäpä esimerkit eivät olekaan riittävän kattavia Virheet ovat oppimisen arkipäivää Virheet johtuvat mm. puutteellisista esimerkeistä ja puutteellisesta oppimisesta Virheisiin on varauduttava ja oppimista arvioitava

Oppimisen ihme Datan muoto palvelee tarkoitusta Muodosta voidaan (koneellisesti) päätellä tarkoituksen kannalta hyödyllistä Vrt. kone oppii tunnistamaan käsinkirjoitetut nollat ja ykköset niiden muodon (kirjoitusasun piirteiden) perusteella Datasta oppivat menetelmät ovat perin yksinkertaisia verrattuna ohjelmointiin (vrt. kirjoita ehtolauseilla miltä nolla näyttää ) Mitä runsaammin ja monipuolisemmin dataa on saatavilla, sitä hyödyllisemmäksi tulevat oppivat menetelmät Oppivat menetelmät ottavat työtä ohjelmoijalta pois ja siirtävät sitä koneelle lämpimästi suositellaan!

Koneoppimisen arkipäivää http://dx.doi.org/10.1038/nature16961

Koneoppimisen arkipäivää http://www.youtube.com/watch?v=fr9axp_efti http://www.youtube.com/watch?v=ygysv2ksywg

Tehtävät binaryvision opetamme koneen näkemään käsinkirjoitettuja 0 - ja 1 -lukuja bayes rakennamme naiivin Bayes-luokittimen ja sovellamme sitä 2011 eduskuntavaalien vaalikonedataan (Helsingin Sanomat) matrixinverse harjoittelemme numeerisen laskennan menetelmiä (käänteismatriisin laskeminen Gaussin eliminaatiolla) edellisen sovellus pienimmän neliövirheen polynomin sovittamiseen dataan (polynomiregressio) SVD lisää numeriikkaa singulaariarvohajotelma (SVD) [edellisen sovellus ohjaamattomaan piirteiden erotteluun]

Kurssikalenteri

Ohjelmointi 2 Ohjelmoinnin ja laskennan periaatteita porttitasolta funktionaaliseen rinnakkaisohjelmointiin Laskenta: Eräs vähiten ymmärretyistä luonnonilmiöistä Ohjelmointi: Keino valjastaa laskenta haluttuun tarkoitukseen

Porttitasolta tehdashallitietokoneeseen (Intel Xeon Phi Knights Landing -lastu, 72 suoritusydintä, 8 miljardia transistoria, 14 nanometrin litografia) (Google Hamina)

What s in your hands, I think and hope, is intelligence: the ability to see the machine as more than when you were first led up to it, that you can make it more. Alan J. Perlis (1 April 1922 7 February 1990) in foreword to Harold Abelson and Gerald Jay Sussman, with Julie Sussman, Structure and Interpretation of Computer Programs, 2nd ed., MIT Press, 1996