Αλγοριθμική Επιστήμη Δεδομένων
Weekly outline
- Ακαδημαϊκό Έτος 2024-2025
Ακαδημαϊκό Έτος 2024-2025
Το μάθημα προσφέρεται στους σπουδαστές του ΔΠΜΣ "Επιστήμη Δεδομένων και Μηχανική Μάθηση", στους Υ.Δ. της ΣΗΜΜΥ, καθώς και σε άλλα μεταπτυχιακά προγράμματα (ΑΛΜΑ, ΕΜΕ, Μαθηματική Προτυποποίηση).
Διαλέξεις
- Παρασκευή, 13:15-16:00, αίθ. 003, Νέο Κτ. Ηλεκτρολόγων ΕΜΠ
(οι φοιτητές του ΑΛΜΑ θα παρακολουθούν μία πρόσθετη ώρα, 16:15-17:00)
Έναρξη
- 14/02/2025
Διδάσκοντες
- Άρης Παγουρτζής, Καθηγητής (pagour@cs.ntua.gr)
- Δώρα Σούλιου, ΕΔΙΠ (dsouliou@mail.ntua.gr)
Βιβλιογραφία
- [MMDS] Mining of Massive Datasets, Jure Leskovec, Anand Rajaraman, and Jeff Ullman
www.mmds.org (book, slides, videos, etc.) - [FDS] Foundations of Data Science, Avrim Blum, John Hopcroft, and Ravindran Kannan
https://www.cs.cornell.edu/jeh/book.pdf - [TSKK] Introduction to Data Mining (2nd ed.), Pang-Ning Tan, Michael Steinbach, Anuj Karpatne, and Vipin Kumar
https://www-users.cs.umn.edu/~kumar001/dmbook/index.php
- Παρασκευή, 13:15-16:00, αίθ. 003, Νέο Κτ. Ηλεκτρολόγων ΕΜΠ
- 1η διάλεξη
1η διάλεξη
Διάλεξη 14/2
- Εισαγωγή - διαδικαστικά (διαφάνειες)
Εισαγωγή στη Θεωρία Υπολογισμού (διαφάνειες)
Προτεινόμενη μελέτη:
- S. Dasgupta, C. H. Papadimitriou, and U. V. Vazirani: Algorithms (κεφ. 0 και 8).
- Σημειώσεις Jeff Erickson για μη-ντετερμινισμό και για NP-πληρότητα.
- 2η Διάλεξη
2η Διάλεξη
- 3η διάλεξη
3η διάλεξη
Διάλεξη 10/3
Data Mining II
- Εξόρυξη συχνών συνόλων στοιχείων (μέρος 2): αλγόριθμοι με λιγότερες διασχίσεις βάσης. Διαφάνειες (έμφαση στις διαφ. 74-103) από μάθημα Π. Τσαπάρα (Παν. Ιωαννίνων).
Προτεινόμενη μελέτη: [MMDS] κεφ. 6 (link) [ενότητες 6.3, 6.4].
Δείτε ακόμη: [TSKK] κεφ. 6 (link) (ενότητα 6.5). - 4η Διάλεξη
4η Διάλεξη
Διάλεξη 14/3
Data Mining III
- Εξόρυξη συχνών συνόλων στοιχείων (μέρος 3): Εύρεση κανόνων συσχέτισης, η μέθοδος A-priori για κανόνες. Μετρικές σπουδαιότητας κανόνων. Διαφάνειες (έμφαση στις διαφ. 48-64 και 64-73) από μάθημα Π. Τσαπάρα (Παν. Ιωαννίνων).
Προτεινόμενη μελέτη: [MMDS] κεφ. 6 (link) [ενότητες 6.3, 6.4].
Δείτε ακόμη: [TSKK] κεφ. 6 (link) (ενότητα 6.5).Κατακερματισμός (hashing) I
(διαφάνειες U. Zwick [1-19] από μάθημα Advanced Algorithms, Tel Aviv University):
- Κλειστή και ανοιχτή διευθυνσιοδότηση. Universal hash families. Αλυσίδωση.
- Παράγοντας φόρτου και επίδρασή του στον χρόνο εκτέλεσης.
- 5η Διάλεξη
5η Διάλεξη
Διάλεξη 21/3
Κατακερματισμός (hashing) II
(διαφάνειες U. Zwick [20-54] από μάθημα Advanced Algorithms, Tel Aviv University):
- Επιθυμητές ιδιότητες. Καθολικότητα και k-ανεξαρτησία. Carter-Wegman Universal hash family.
- Ανάλυση χρόνου βασικών πράξεων στην κλειστή και ανοιχτή διεθυνσιοδότηση.
- Μέθοδοι διερεύνησης στην ανοιχτή διευθυνσιοδότηση: γραμμική, τετραγωνική, διπλός κατακερματισμός.
- Τέλειος κατακερματισμός (perfect hashing). Κατακερματισμός κούκου (Cuckoo hashing).
Προτεινόμενη μελέτη: σημειώσεις (και αναφορές που περιέχονται).
- 6η Διάλεξη
6η Διάλεξη
Διάλεξη 28/3
Σύντομη επισκόπηση του clustering
Clustering Techniques, The curse of dimensionality, Hierarchical clustering, K-means(Διαφάνειες, 1-31).
Προτεινόμενη μελέτη: [MMDS] Ενότητες: 7.1, 7.2, 7.3.Περαιτέρω μελέτη: [TSKK] Κεφάλαιο 7 - 7η Διάλεξη
7η Διάλεξη
Διάλεξη 4/4
Σύντομη επισκόπηση του clustering
- Clustering Techniques, BFR algorithm, Cure(Διαφάνειες, 32-56).
- Προτεινόμενη μελέτη: [MMDS] Ενότητες: 7.3, 7.4.
- Περαιτέρω μελέτη: [TSKK] Κεφάλαιο 7
Recommendation Systems I
- The long Tail, Utility Matrix, Content Based Recommendation Systems, Item Profile, User Profile.
Προτεινόμενη μελέτη: [MMDS] Κεφάλαιο: 9 - 8η Διάλεξη
8η Διάλεξη
Διάλεξη 11/4
Recommendation Systems II
Collaborative Filtering, Finding Similar Users, Rating prediction, User - User , Item - Item
Hybrid Methods, Combining Global Baseline estimate and Collaborative Filtering
Προτεινόμενη μελέτη: [MMDS] Κεφάλαιο: 9 - 9η Διάλεξη
9η Διάλεξη
Διάλεξη 2/5
Community Detection Ι
- Εισαγωγή σε community detection. Edge Betweeness και Modularity
- Αλγόριθμος Girvan-Newman
Προτεινόμενη μελέτη: [MMDS] 10.1 και 10.2
- Αλγόριθμος Louvain
Διαφάνειες (27-37)
Προτεινόμενη μελέτη: σχετικό paper- Trawling (Frequent itemsets based community detection)
- 10η Διάλεξη
10η Διάλεξη
Διάλεξη 9/5
Community Detection II
- Εντοπισμός κοινοτήτων μέσω ιδιοτιμών γράφων, spectral clustering.
Προτεινόμενη μελέτη: [MMDS] 10.4- Εντοπισμός επικαλυπτόμενων κοινοτήτων με μεγιστοποίηση πιθανοφάνειας (MLE). Αλγόριθμος BigCLAM.
Προτεινόμενη μελέτη: [MMDS] 10.5 - 11η Διάλεξη
11η Διάλεξη
Διάλεξη 16/05/2025
Link Analysis
Definition of Page Rank, Structure of the Web
Power Iteration method, Avoiding Dead Ends, Spider Traps and Taxation Efficient Computation of Page Rank, Efficient Approaches to Page Rank Iteration
Διαφάνειες, 1-46
Προτεινόμενη μελέτη: [MMDS] Κεφάλαιο: 5 - 12η Διάλεξη
12η Διάλεξη
Διάλεξη 23/5
Link Analysis
Random Teleports, Computing Page Rank (Matrix Formulation, Rearranging the Equation, Sparse Matrix Formulation and Enconding, Block stripe Analysis)
Διαφάνειες, 46-60
Topic Specific Page Rank, Measuring Proximity in Graphs (Διαφάνειες 6-35)
Προτεινόμενη μελέτη: [MMDS] Κεφάλαιο 5
Advertising on the web
Adwords problem, the Balance Algorithm
Διαφάνειες (1-32)
Προτεινόμενη μελέτη: [MMDS] Κεφάλαιο 8