Ders AdıKodu Yerel KrediAKTS Ders (saat/hafta)Uygulama (saat/hafta)Laboratuar (saat/hafta)
Makine ÖğrenmesiIST101135300
ÖnkoşullarYok
YarıyılGüz, Bahar
Dersin Diliİngilizce, Türkçe
Dersin SeviyesiLisans
Dersin TürüSeçmeli @ İstatistik Lisans Programı (%30 İngilizce)
Seçmeli @ Matematik Lisans Programı
Seçmeli @ Moleküler Biyoloji ve Genetik Lisans Programı
Ders KategorisiUzmanlık/Alan Dersleri
Dersin Veriliş ŞekliYüz yüze
Dersi Sunan Akademik Birimİstatistik Bölümü
Dersin KoordinatörüErsoy Öz
Dersi Veren(ler)Filiz Karaman, Gülhayat Gölbaşı Şimşek, Fatma Noyan Tekeli, Ersoy Öz, Gülder Kemalbay, Serpil Kılıç Depren, Fatma Sevinç Kurnaz, Hülya Yürekli
Asistan(lar)ıZuhal Fatma Cellat
Dersin AmacıBu dersin amacı, öğrencilerin makine öğrenmesinin temel kavramlarını ve prensiplerini anlamalarını, çeşitli algoritma türlerini ve model eğitimi ile test süreçlerini öğrenmelerini sağlamaktır. Öğrenciler, en yaygın makine öğrenmesi algoritmalarını tanıyarak, bu teknikleri gerçek dünya veri setlerine uygulayabilecek ve teorik bilgilerin pratikte nasıl kullanıldığını kavrayabileceklerdir. Ayrıca, farklı makine öğrenmesi yöntemlerinin avantajlarını ve dezavantajlarını değerlendirme yetkinliği kazanarak, belirli bir problem için en uygun algoritmayı seçme ve algoritmaların performanslarını karşılaştırma becerisi geliştireceklerdir. Öğrenciler bu sayede, makine öğrenmesi tekniklerini çeşitli problemlere etkin bir şekilde uygulayabilecek düzeye ulaşacaktır.
Dersin İçeriğiVeri ön işleme; Öznitelik Seçimi ve Öznitelik Çıkarma; Lojistik Regresyon; Karar Ağaçları; Destek Vektör Makineleri; K-En Yakın Komşu; Naive Bayes; Kümeleme algoritmaları; Python ile makine öğrenmesi algoritmalarına yönelik uygulamalar.
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
  • ALP, Selçuk; ÖZ, Ersoy. Makine Öğrenmesinde Sınıflandırma Yöntemleri ve R Uygulamaları. Nobel Akademik Yayıncılık, Ankara, 2019.
  • ALPAYDIN, Ethem. Introduction to Machine Learning. MIT press, 2020.
  • BONACCORSO, Giuseppe. Machine Learning Algorithms: Popular algorithms for data science and machine learning. Packt Publishing Ltd, 2018.
Opsiyonel Program BileşenleriYok

Ders Öğrenim Çıktıları

  1. Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenciler, makine öğrenmesinin temel kavramlarını ve prensiplerini açıklayabileceklerdir.
  2. Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenciler, makine öğrenmesi algoritmalarının türleri, model eğitimi ve model test etme konularını kavrayabileceklerdir.
  3. Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenciler, makine öğrenmesi algoritmalarının performanslarını analiz edebileceklerdir.
  4. Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenciler, öğrendikleri teknikleri gerçek veri setlerine uygulama fırsatı bulabileceklerdir.
  5. Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenciler, verilen bir problem için farklı makine öğrenmesi yöntemlerinin avantajlarını ve dezavantajlarını değerlendirerek, hangi algoritmanın en uygun olduğunu değerlendirebileceklerdir.

Ders Öğrenim Çıktısı & Program Çıktısı Matrisi

DÖÇ-1DÖÇ-2DÖÇ-3DÖÇ-4DÖÇ-5
PÇ-1-----
PÇ-2-----
PÇ-3-----
PÇ-4-----
PÇ-5-----
PÇ-6-----
PÇ-7-----
PÇ-8-----
PÇ-9-----
PÇ-10-----
PÇ-11-----

Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları

HaftaKonularÖn Hazırlık
1Konu Anlatımı: Giriş, Makine Öğrenmesi’nin tanımı ve tarihçesi Sınıf-içi Tartışma (10 dk): Makine öğrenmesinin tarihsel gelişimi ve günümüz teknolojilerindeki (örneğin, yapay zeka asistanları, otonom araçlar) etkisinin tartışılması.Makine öğrenmesinin tanımı, temel kavramları ve tarihsel gelişimi hakkında bilgi edinilmesi; sınıflandırma problemlerine dair basit veri setleriyle yapılan örnek uygulamalar ve makine öğrenmesinin yapay zeka asistanları ile otonom araçlar gibi günümüz teknolojilerindeki kullanımının gözden geçirilmesi. Kaynak: Ders Kitabı 2, Bölüm 1.
2Konu Anlatımı: Veri Ön İşleme, Öznitelik Seçimi, Öznitelik Çıkarma ve Performans Ölçüm Metrikleri, Parametre Optimizasyonu – Izgara Arama (Grid Search) Yöntemi. Sınıf-içi Uygulama (30 dk): Bir veri setinde eksik verilerin doldurulması ve ızgara arama yöntemiyle basit bir makine öğrenmesi modelinin hiperparametrelerinin optimize edilmesi. Sınıf-içi Tartışma (10 dk): Veri ön işlemenin ve öznitelik seçiminin model performansına etkisi ile ızgara arama yönteminin pratik uygulamalarının tartışılması.Veri ön işleme teknikleri, öznitelik seçimi ve çıkarma yöntemleri, performans ölçüm metrikleri ile ızgara arama (Grid Search) yönteminin temel prensiplerinin incelenmesi; bu yöntemlerin makine öğrenmesi model performansına etkilerine dair örneklerin gözden geçirilmesi. Kaynak: Ders Kitabı 2, Bölüm 4; Ders Kitabı 3, Bölüm 3.
3Konu Anlatımı: Denetimli Öğrenme Algoritmaları: K-En Yakın Komşu ve Python Uygulamaları. Sınıf-içi Uygulama (30 dk): Python'da bir veri seti üzerinde K-En Yakın Komşu (KNN) algoritmasının uygulanarak basit bir sınıflandırma probleminin çözülmesi.K-En Yakın Komşu (KNN) algoritmasının temel prensipleri, çalışma mantığı ve Python’da uygulanışının incelenmesi; algoritmanın pratik uygulamaları ve diğer denetimli öğrenme algoritmalarıyla karşılaştırmalarına dair örneklerin gözden geçirilerek kısa sınava hazırlık yapılması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 3.
4Konu Anlatımı: Denetimli Öğrenme Algoritmaları: Lojistik Regresyon ve Python Uygulamaları. Sınıf-içi Uygulama (30 dk): Python'da bir veri seti üzerinde lojistik regresyon modelinin uygulanması, ikili sınıflandırma probleminin çözülmesi.Lojistik regresyonun temel prensipleri, ikili sınıflandırma problemlerinde kullanımı ve Python’da uygulanışının incelenmesi; algoritmanın pratik uygulama alanları ile diğer denetimli öğrenme algoritmalarına göre avantaj ve dezavantajlarına dair örneklerin gözden geçirilmesi. Kaynak: Ders Kitabı 3, Bölüm 5.
5Konu Anlatımı: Denetimli Öğrenme Algoritmaları: Karar Ağaçları, Rasgele Orman ve Python Uygulamaları. Sınıf-içi Uygulama (30 dk): Python'da bir veri seti üzerinde karar ağacı veya rasgele orman modelini uygulayarak bir sınıflandırma probleminin ağaç tabanlı yöntemlerle çözülmesi.Karar ağaçları ve rasgele orman algoritmalarının temel prensipleri, Python’da uygulanışları ve sınıflandırma problemlerindeki kullanımlarının incelenmesi; bu algoritmaların gerçek dünya uygulamaları ve performans avantajlarına dair örneklerin gözden geçirilmesi. Kaynak: Ders Kitabı 2, Bölüm 9; Ders Kitabı 3, Bölüm 8.
6Konu Anlatımı: Denetimli Öğrenme Algoritmaları: Naive Bayes ve Python Uygulamaları. Sınıf-içi Uygulama (30 dk): Python'da bir veri seti üzerinde Naive Bayes algoritmasının uygulanarak bir metin sınıflandırma probleminin çözülmesi.Naive Bayes algoritmasının temel prensipleri, özellikle metin sınıflandırma gibi olasılıksal tahminlerde kullanımı ve Python’da uygulanışının incelenmesi; algoritmanın metin işleme alanındaki uygulamaları ile diğer denetimli öğrenme algoritmalarına göre avantaj ve dezavantajlarına dair örneklerin gözden geçirilerek kısa sınava hazırlık yapılması. Kaynak: Ders Kitabı 2, Bölüm 16; Ders Kitabı 3, Bölüm 6.
7Konu Anlatımı: Makine Öğrenmesi Genel Uygulamalar I. Sınıf-içi Uygulama (60 dk): Python'da bir veri seti üzerinde bir makine öğrenmesi algoritması uygulayarak basit bir tahmin probleminin çözülmesi. Sınıf-içi Tartışma (10 dk): Makine öğrenmesinin sağlık, finans ve e-ticaret gibi farklı sektörlerdeki genel uygulama alanlarının tartışılması.Makine öğrenmesi algoritmalarının genel uygulama prensipleri ve Python’da bir veri seti üzerinde tahmin problemi çözümü için temel adımların incelenmesi; sağlık, finans ve e-ticaret sektörlerinde makine öğrenmesinin kullanımına dair örneklerin gözden geçirilmesi. Kaynak: Ders Kitabı 1; Ders Kitabı 3.
8Ara Sınav 1
9Konu Anlatımı: Denetimli Öğrenme Algoritmaları: Destek Vektör Makineleri ve Python Uygulamaları. Sınıf-içi Uygulama (30 dk): Python'da bir veri seti üzerinde Destek Vektör Makineleri (SVM) algoritmasının uygulanarak bir sınıflandırma problemi çözülmesi.Destek Vektör Makineleri (SVM) algoritmasının temel prensipleri, sınıflandırma problemlerinde kullanımı ve Python’da uygulanışının incelenmesi; SVM’nin görüntü tanıma ve metin sınıflandırma gibi alanlardaki uygulamaları ile diğer denetimli öğrenme algoritmalarına göre avantaj ve dezavantajlarına dair örneklerin gözden geçirilmesi. Kaynak: Ders Kitabı 2, Bölüm 13; Ders Kitabı 3, Bölüm 7.
10Konu Anlatımı: Topluluk Öğrenmesi Algoritmaları. Sınıf-içi Uygulama (30 dk): Python'da bir veri seti üzerinde topluluk öğrenmesi yöntemlerinden biriyle (örneğin, AdaBoost veya Gradient Boosting) bir sınıflandırma problemi çözülmesi. Sınıf-içi Tartışma (10 dk): Topluluk öğrenmesi algoritmalarının (bagging ve boosting) yüksek doğruluk sağlayan uygulamaları ve diğer makine öğrenmesi yöntemleriyle karşılaştırılması.Topluluk öğrenmesi algoritmalarının (bagging ve boosting) temel prensipleri ve Python’da uygulanışının incelenmesi; bu yöntemlerin yüksek doğruluk sağlayan uygulamaları ile diğer makine öğrenmesi algoritmalarına göre avantaj ve dezavantajlarına dair örneklerin gözden geçirilmesi. Kaynak: Ders Kitabı 3, Bölüm 8.
11Konu Anlatımı: Denetimsiz Öğrenme Algoritmaları: K-Means Kümeleme, Hiyerarşik Kümeleme ve Python Uygulamaları. Sınıf-içi Uygulama (30 dk): Python'da bir veri seti üzerinde K-Means veya hiyerarşik kümeleme algoritmasının uygulanarak verilerin kümelere ayrılması.K-Means ve hiyerarşik kümeleme algoritmalarının temel prensipleri, Python’da uygulanışları ve veri kümelendirme süreçlerinin incelenmesi; bu algoritmaların müşteri segmentasyonu ve veri analizi gibi pratik uygulama alanlarına dair örneklerinin gözden geçirilerek kısa sınava hazırlık yapılması. Kaynak: Ders Kitabı 2, Bölüm 7; Ders Kitabı 3, Bölüm 10.
12Konu Anlatımı: Denetimsiz Öğrenme Algoritmaları: Temel Bileşenler Analizi (PCA) ve Python Uygulamaları. Sınıf-içi Uygulama (30 dk): Python'da bir veri seti üzerinde Temel Bileşenler Analizi (PCA) uygulanarak veri boyutunun azaltılması ve görselleştirilmesi.Temel Bileşenler Analizi (PCA) algoritmasının temel prensipleri, veri boyutu azaltma ve görselleştirme süreçleri ile Python’da uygulanışının incelenmesi; PCA’nın veri sıkıştırma, görselleştirme ve makine öğrenmesi ön işlemesindeki kullanımına dair örneklerin gözden geçirilmesi. Kaynak: Ders Kitabı 2, Bölüm 6; Ders Kitabı 3, Bölüm 15.
13Konu Anlatımı: Denetimsiz Öğrenme Algoritmaları: Doğrusal Diskriminant Analizi (LDA) ve Python Uygulamaları. Sınıf-içi Uygulama (30 dk): Python'da bir veri seti üzerinde Doğrusal Diskriminant Analizi (LDA) uygulanarak sınıflar arası ayrımı maksimize eden bir boyut indirgeme yapılması. Sınıf-içi Tartışma (10 dk): LDA'nın sınıflandırma problemlerinde ve özellik ayırt etme süreçlerinde PCA ile karşılaştırmalı kullanımının tartışılması.Doğrusal Diskriminant Analizi (LDA) algoritmasının temel prensipleri, sınıflar arası ayrımı maksimize etme süreci ve Python’da uygulanışının incelenmesi; LDA’nın sınıflandırma problemlerinde ve özellik ayırt etmedeki kullanımı ile PCA’ya göre avantaj ve dezavantajlarına dair örneklerin gözden geçirilmesi. Kaynak: Ders Kitabı 2, Bölüm 6.
14Öğrenci sunumlarının dinlenmesi, akran değerlendirmesi ve dönüt-IÖğrencilerin, kendi seçtikleri bir gerçek dünya problemini makine öğrenmesi teknikleriyle nasıl çözdüklerini anlatan 10-15 dakikalık bir sunum PPT dosyası hazırlaması.
15Öğrenci sunumlarının dinlenmesi, akran değerlendirmesi ve dönüt-IIÖğrencilerin, kendi seçtikleri bir gerçek dünya problemini makine öğrenmesi teknikleriyle nasıl çözdüklerini anlatan 10-15 dakikalık bir sunum PPT dosyası hazırlaması.
16Final

Değerlendirme Sistemi

EtkinliklerSayıKatkı Payı
Devam/Katılım
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Derse Özgü Staj
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Ödev110
Sunum/Jüri110
Projeler
Seminer/Workshop
Ara Sınavlar140
Final140
Dönem İçi Çalışmaların Başarı Notuna Katkısı
Final Sınavının Başarı Notuna Katkısı
TOPLAM100

AKTS İşyükü Tablosu

EtkinliklerSayıSüresi (Saat)Toplam İşyükü
Ders Saati143
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Sınıf Dışı Ders Çalışması142
Derse Özgü Staj
Ödev120
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Projeler
Sunum / Seminer110
Ara Sınavlar (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)120
Final (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)125
Toplam İşyükü :
Toplam İşyükü / 30(s) :
AKTS Kredisi :
Diğer NotlarYok