Современные методы обработки данных, I

Название спецкурса на английском языке
Advanced data processing techniques, I
Авторы курса
Любецкий Василий Александрович
Пререквизиты
Отсутствуют
Целевая аудитория
1-2 курс
3-6 курс, магистранты
аспиранты
Подразделение
[Кафедра математической логики и теории алгоритмов]
Семестр
Осень
Тип спецкурса
Спецкурс по выбору кафедры
Учебный год
2026/27
Список тем
Концепция сжатия данных. Задача об оптимальном преобразовании одного ориентированного нагруженного графа в другой наперёд заданными операциями над графами. Каждая операция имеет заданную цену. При этом минимизируется суммарная цена последовательности операций, которые преобразуют данные графы, один в другой.
Задача об оптимальной эволюции вдоль дерева (ациклической сети): данные в листьях дерева реконстрируются в нелистовых вершинах.
Дискретная эволюция как марковская (или близкая к ней) цепь.
Задача о классификации данного множества точек в многомерном вещественном пространстве (иными словами, столбцов неотрицательной числовой матрицы данных). Минимизируется функционал, который выражает, что для каждого кластера «близость» точек внутри него значимо больше, чем близость точек из кластера к точкам вне кластера.
В данных удаление скрытых параметров. Преобразование данных, приводящее к минимальной зависимости для строки её дисперсии от её среднего.
Выбор характерных признаков для кластеризации.
Переход к оптимальным и информативным координатам исходных точек.
Переход к графу kNN: вершины – исходные точки, рёбра соединяют вершины, у которых окрестности вершин пересекаются, а рёбрам приписаны ранговые веса.
Максимизация функции модулярности, аргумент которой – текущая кластеризация вершин графа.
Алгоритм такой максимизации.
Характерные признаки кластера в оптимальной кластеризации.
Понижение размерности исходных данных до плоскости (матрица типично имеет более 30 тысяч строк и более 50 тысяч столбцов).
Список источников
Butler A, Hoffman P, Smibert P, Papalexi E, Satija R. Integrating data across different conditions, technologies, and species. Nat Biotechnol. 2018 Jun;36(5):411-420. doi: 10.1038/nbt.4096. Epub 2018 Apr 2 PMID: 29608179; PMCID: PMC6700744.
Fackeldey, K., Sikorski, A. & Weber, M. Spectral clustering for non-reversible Markov chains. Comp. Appl. Math. 37, 6376–6391 (2018). https://doi.org/10.1007/s40314-018-0697-0
Дополнительная информация

Страница спецкурса: http://logic.math.msu.ru/staff/lyubetsky/mmdp/.

Слушатели должны зарегистрироваться по адресу gorbunov@iitp.ru,  сообщив о себе: ФИО полностью, факультет, группу, свой email и мобильный.

Компьютерная обработка больших данных — универсальное направление исследований во всех областях естественных и, более того, гуманитарных наук. Такая обработка опирается на методы современной математики, от алгоритмов до геометрии. Используемые здесь методы/алгоритмы эвристические, интуитивно построенные, для которых почти неизвестны доказательства их корректности. Более того, обычно отсутствуют даже математические постановки задач, которые решают предлагаемые методы и алгоритмы; сами задачи понимаются интуитивно, на основе компьютерных экспериментов и опыта применения в данной прикладной области. Фактически эти решения представлены компьютерным кодом, который широко применяется. Будут рассказаны, так называемые, методы Seurat и CellRank, широко применяемые в прикладных задачах. Также обсуждаются проблемы обоснования таким образом предлагаемых решений. Будут предложены компьютерные вычислительные задачи, включая реальные прикладные задачи, для курсовых и дипломных работ; аспирантских тем.
Предварительные знания не предполагаются; они сообщается на лекциях.
После каждой лекции проходит факультативный семинар и обсуждение задач.

День недели
понедельник
Время
16:45-18:20
Аудитория
Ещё не назначена
Дата первого занятия
Аудитория первого занятия
Ещё не назначена
Статус курса
Запись открыта
Форма записи на курс
Заполнение формы записи на курс доступно только студентам. Для записи на курс авторизуйтесь, пожалуйста, в студенческом аккаунте.