कम्प्यूटेशनल लर्निंग थ्योरी

See also: Statistical learning theory

कंप्यूटर विज्ञान में, कम्प्यूटेशनल लर्निंग सिद्धांत (या सिर्फ सीखने का सिद्धांत) यंत्र अधिगम एल्गोरिदम के डिजाइन और विश्लेषण का अध्ययन करने के लिए समर्पित कृत्रिम बुद्धिमत्ता का एक उपक्षेत्र है।

अवलोकन

मशीन लर्निंग में सैद्धांतिक परिणाम मुख्य रूप से एक प्रकार की आगमनात्मक शिक्षा से संबंधित होते हैं जिसे पर्यवेक्षित शिक्षण कहा जाता है। पर्यवेक्षित शिक्षण में, एक एल्गोरिदम में नमूने दिए जाते हैं जिन्हें कुछ उपयोगी तरीके से लेबल किया जाता है। उदाहरण के लिए, नमूनों में मशरूम का विवरण हो सकता है, और लेबल यह हो सकता है कि मशरूम खाने योग्य हैं या नहीं। एल्गोरिदम इन पहले से लेबल किए गए नमूनों को लेता है और एक क्लासिफायरियर को प्रेरित करने के लिए उनका उपयोग करता है। यह क्लासिफायरियर एक ऐसा फ़ंक्शन है जो नमूनों को लेबल प्रदान करता है, जिसमें ऐसे नमूने भी शामिल हैं जो पहले एल्गोरिदम द्वारा नहीं देखे गए हैं। पर्यवेक्षित शिक्षण एल्गोरिदम का लक्ष्य प्रदर्शन के कुछ मापों को अनुकूलित करना है जैसे कि नए नमूनों पर की गई गलतियों की संख्या को कम करना।

प्रदर्शन सीमाओं के अलावा, कम्प्यूटेशनल शिक्षण सिद्धांत सीखने की समय जटिलता और व्यवहार्यता का अध्ययन करता है। में कम्प्यूटेशनल शिक्षण सिद्धांत के अनुसार, एक गणना तभी व्यवहार्य मानी जाती है यदि इसे बहुपद समय में किया जा सके।समय दो प्रकार का होता है जटिलता परिणाम:

• सकारात्मक नतीजे – दिखा रहा है कि कार्यों का एक निश्चित वर्ग बहुपद समय में सीखने योग्य है।
• नकारात्मक परिणाम – दिखा रहा है कि कुछ कक्षाएं बहुपद समय में नहीं सीखी जा सकतीं।

नकारात्मक परिणाम अक्सर आम तौर पर मानी जाने वाली, लेकिन फिर भी अप्रमाणित धारणाओं पर निर्भर होते हैं, जैसे कि:

• कम्प्यूटेशनल जटिलता - पी बनाम एनपी समस्या|पी ≠ एनपी (पी बनाम एनपी समस्या);
• क्रिप्टोग्राफी - एकतरफा कार्य मौजूद हैं।

कम्प्यूटेशनल शिक्षण सिद्धांत के लिए कई अलग-अलग दृष्टिकोण हैं जो सीमित डेटा से सामान्यीकरण के लिए उपयोग किए जाने वाले अनुमान सिद्धांतों के बारे में अलग-अलग धारणाएं बनाने पर आधारित हैं। इसमें संभाव्यता की विभिन्न परिभाषाएँ (आवृत्ति संभाव्यता, बायेसियन संभाव्यता देखें) और नमूनों की पीढ़ी पर विभिन्न धारणाएँ शामिल हैं। विभिन्न दृष्टिकोणों में शामिल हैं:

• सटीक शिक्षा, एंग्लुइन फंड द्वारा प्रस्तावित;
• संभवतः लगभग सही शिक्षण (पीएसी लर्निंग), लेस्ली वैलेंट द्वारा प्रस्तावित;
• वीसी सिद्धांत, व्लादिमीर वापनिक और एलेक्सी हिरवोनेंकिस द्वारा प्रस्तावित;
• रे सोलोमनॉफ़ द्वारा विकसित सोलोमनॉफ़ का आगमनात्मक अनुमान का सिद्धांत;
• एल्गोरिथम शिक्षण सिद्धांत, ई. मार्क गोल्ड के कार्य से;
• निक लिटलस्टोन के काम से ऑनलाइन मशीन लर्निंग.

जबकि इसका प्राथमिक लक्ष्य सीखने को अमूर्त रूप से समझना है, कम्प्यूटेशनल शिक्षण सिद्धांत ने व्यावहारिक एल्गोरिदम के विकास को जन्म दिया है। उदाहरण के लिए, पीएसी सिद्धांत ने बूस्टिंग (मेटा-एल्गोरिदम) को प्रेरित किया, वीसी सिद्धांत ने वेक्टर मशीनों का समर्थन किया, और बायेसियन अनुमान ने विश्वास नेटवर्क को प्रेरित किया।

यह भी देखें

• व्याकरण प्रेरण
• सूचना सिद्धांत
• स्थिरता (सीखने का सिद्धांत)
• त्रुटि सहनशीलता (पीएसी सीखना)

संदर्भ

सर्वेक्षण

• एंग्लुइन, डी. 1992. कम्प्यूटेशनल लर्निंग सिद्धांत: सर्वेक्षण और चयनित ग्रंथ सूची। कंप्यूटिंग के सिद्धांत पर चौबीसवें वार्षिक एसीएम संगोष्ठी की कार्यवाही में (मई 1992), पृष्ठ 351-369। http://portal.acm.org/cation.cfm?id=129712.129746
• डी. हौसलर। संभवतः लगभग सही सीख। आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस पर आठवें राष्ट्रीय सम्मेलन की एएएआई-90 कार्यवाही में, बोस्टन, एमए, पृष्ठ 1101-1108। अमेरिकन एसोसिएशन फॉर आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस, 1990। http://citeseer.ist.psu.edu/haussler90probable.html

वीसी आयाम

• वी. वापनिक और ए. चेर्वोनेंकिस। घटनाओं की सापेक्ष आवृत्तियों के उनकी संभावनाओं के समान अभिसरण पर। संभाव्यता का सिद्धांत और उसके अनुप्रयोग, 16(2):264-280, 1971।

सुविधा चयन

• ए. धगट और एल. हेलरस्टीन, 'आईईईई सिम्प की कार्यवाही' में अप्रासंगिक विशेषताओं के साथ पीएसी सीखना। ऑन फ़ाउंडेशन ऑफ़ कंप्यूटर साइंस', 1994। http://citeseer.ist.psu.edu/dhagat94pac.html

प्रेरक अनुमान

• Gold, E. Mark (1967). "सीमा में भाषा की पहचान" (PDF). Information and Control. 10 (5): 447–474. doi:10.1016/S0019-9958(67)91165-5.

इष्टतम ओ संकेतन सीखना

• ओडेड गोल्डरेइच, डाना रॉन। सार्वभौमिक शिक्षण एल्गोरिदम पर। http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.47.2224

नकारात्मक परिणाम

• एम. किर्न्स और लेस्ली वैलेंट। 1989. बूलियन फ़ॉर्मूले और परिमित ऑटोमेटा सीखने पर क्रिप्टोग्राफ़िक सीमाएँ। कंप्यूटिंग के सिद्धांत पर 21वीं वार्षिक एसीएम संगोष्ठी की कार्यवाही में, पृष्ठ 433-444, न्यूयॉर्क। एसीएम. http://citeseer.ist.psu.edu/kearns89cryptographic.html

बूस्टिंग (मशीन लर्निंग)

• रॉबर्ट ई. शापिरे। कमजोर सीखने की क्षमता की ताकत. मशीन लर्निंग, 5(2):197-227, 1990 http://citeseer.ist.psu.edu/schapire90strength.html

अधिगम सीखना

• ब्लूमर, ए.; एरेनफुच्ट, ए.; हौसलर, डी.; मैनफ्रेड के. वारमुथ|वार्मथ, एम.के. ओकाम का रेजर Inf.Proc.Lett। 24, 377-380, 1987.
• ब्लूमर, ए.; एरेनफुच्ट, ए.; हौसलर, डी.; वार्मथ, एम.के. सीखने की क्षमता और वापनिक-चेरवोनेंकिस आयाम। एसीएम का जर्नल, 36(4):929-865, 1989।

शायद लगभग सही सीख

• एल. बहादुर। सीखने योग्य एक सिद्धांत। एसीएम के संचार, 27(11):1134-1142, 1984।

त्रुटि सहनशीलता

• माइकल किर्न्स और मिंग ली। दुर्भावनापूर्ण त्रुटियों की उपस्थिति में सीखना. कंप्यूटिंग पर सियाम जर्नल, 22(4):807-837, अगस्त 1993। http://citeseer.ist.psu.edu/kearns93learning.html
• किर्न्स, एम. (1993)। सांख्यिकीय प्रश्नों से कुशल शोर-सहिष्णु शिक्षा। कंप्यूटिंग के सिद्धांत पर पच्चीसवीं वार्षिक एसीएम संगोष्ठी की कार्यवाही में, पृष्ठ 392-401। http://citeseer.ist.psu.edu/kearns93efficient.html

समतुल्यता

• डी.हौसलर, एम.केर्न्स, एन.लिटलस्टोन और मैनफ्रेड के. वार्मथ|एम. वार्मथ, बहुपद सीखने की क्षमता के लिए मॉडलों की समतुल्यता, प्रोक। कम्प्यूटेशनल लर्निंग थ्योरी पर पहली एसीएम कार्यशाला, (1988) 42-55।
• Pitt, L.; Warmuth, M. K. (1990). "भविष्यवाणी-संरक्षण न्यूनता". Journal of Computer and System Sciences. 41 (3): 430–467. doi:10.1016/0022-0000(90)90028-J.

इनमें से कुछ प्रकाशनों का विवरण कंप्यूटर विज्ञान#मशीन लर्निंग में महत्वपूर्ण प्रकाशनों की सूची में दिया गया है।

बाहरी संबंध

• Basics of Bayesian inference