代写Statistical Machine Learning Homework 4 Spring 2025代做留学生Matlab编程

Homework 4

Statistical Machine Learning      •            •       Spring 2025

Assigned:  April 22

Due:  May 12

Instructions:

•  You  may  work  with   others   on  this  homework  assignment   but  all  solutions   must  be  written  up   and submitted individually.

•  All homework  assignments must be submitted in pdf format and should be at most 12 pages in length. Any material beyond 12 pages will not be graded.

•  You  must  submit  all  code  used  to   complete  this  homework  assignment  as   an  appendix  (this  can  go beyond the  12 pages) .  Failure  to  submit  code  will  result  in 20% reduction.

•  You are permitted 4  total late  days  on  homework assignments  throughout the semester.  Any  late  days taken  beyond these 4  will incur a 20% reduction per day.

•  This  homework  assignment  has  110  total points  available  and  any  points earned above  100 will count as extra credit.

1.  (50 points) Trees, Ensembles, & Neural Networks.  This problem will use the Adult Dataset available from https://archive.ics.uci.edu/ml/datasets/adult. The dataset is already split into a training and test set and you should report accuracy results on the given test set.

(a)  (25 points) Trees & Tree-Based Ensembles.

i.  (10 points) Hyperparameters.  Try to purposefully overfit each of the following approaches: Decision Trees, AdaBoost, Gradient Boosting, and Random Forests. Were you able to overfit? What hyperparameters did you use to overfit these approaches? Plot the training and some form of validation error as a function of some of the hyperparameters for various approaches to show which hyperparameters can lead to overfitting.  You may want to try varying the tree depth, number of iterations (Boosting) learning rate (Boosting), and/or the number of features to consider for each split (Random Forests), among others.

ii.  (10 points) Accuracy & Runtime.   Now properly tune each method.   How did you do so? Justify your approach.   Compare  and  contrast  the  test  accuracy  of each  method for the optimal tuning.  Which performs best?   Why?  What hyperparameters led to the best test error? How long did each approach take to train and tune?

iii.  (5 points) Interpretation. Interpret the best performing model from each model family. Plot the classification tree and examine the feature importance measures for each approach.  Do all methods deem similar features important? Discuss your interpretations.

(b)  (25 points) Feedforward Neural Networks.

i.  Hyperparameters.  (15 points) Build feedforward neural networks and report some form of validation error for a range of hyperparameters. You should consider:

•  One or two hidden layers.

 Varying the number of hidden units per layer.

  At least two activation functions.

  At least two optimizers (with varying learning rates).

  Different random initializations.

Note that you do not need to vary all of these at once in a grid search, but may instead consider these in groups or randomly.  Visualize the training and validation error for these hyperparameters. Which hyperparameters are best? Discuss your results.

ii.  Accuracy & Runtime. (10 points) Now properly tune your multi-layer perceptron (feedforward neural network).  How did you do so?  Justify your approach.  Which hyperparameters were selected?   Compare the test accuracy and runtime  (training and tuning) to those of trees and tree-based ensembles studied previously.   Which method is best for this data set?   If you could use more computational resources for training, which hyperparameters would you explore further that may yield  additional improvements in test  accuracy?   Interpret  and discuss your results.

2.  (60 points) Machine Learning Pipeline. For this problem, you will develop your own machine learning pipeline to analyze a data set of your choosing. Here are some requirements of this pipeline development and data analysis:

(a)  Data & Pre-processing. The data set you choose should be (i) reasonable in size and complexity (e.g.  not too small or simple) and (ii) have a clear analysis objective that can be addressed via machine learning; this can be supervised or unsupervised in nature. Some good resources to find data sets include:

  UCI ML Repository: https://archive.ics.uci.edu/.

  Kaggle Datasets: https://www.kaggle.com/datasets.

  OpenML Datasets: https://www.openml.org/.

You should also wrangle and pre-process your data to prepare it for the machine learning task. Justify any choices you make.

(b)  Exploratory Data Analysis & Visualization. Use unsupervised learning techniques among others to explore and visualize your data.  Are there any findings from EDA that will influence your choice of models or modeling approach?  Justify any choices you make.

(c)  Modeling  &  Model Validation.   Fit  several  machine  learning  models  that  are  appropriate  to address the stated objective.  Which models did you choose and why?  How did you properly tune hyperparameters and validate models?  Which model is ultimately the best and why?  Justify any choices you make.

(d)  Communication of Results & Interpretation.  Communicate the findings from your final (best) model and interpret your results. You must provide at least one visual summary of your findings.


热门主题

课程名

mktg2509 csci 2600 38170 lng302 csse3010 phas3226 77938 arch1162 engn4536/engn6536 acx5903 comp151101 phl245 cse12 comp9312 stat3016/6016 phas0038 comp2140 6qqmb312 xjco3011 rest0005 ematm0051 5qqmn219 lubs5062m eee8155 cege0100 eap033 artd1109 mat246 etc3430 ecmm462 mis102 inft6800 ddes9903 comp6521 comp9517 comp3331/9331 comp4337 comp6008 comp9414 bu.231.790.81 man00150m csb352h math1041 eengm4100 isys1002 08 6057cem mktg3504 mthm036 mtrx1701 mth3241 eeee3086 cmp-7038b cmp-7000a ints4010 econ2151 infs5710 fins5516 fin3309 fins5510 gsoe9340 math2007 math2036 soee5010 mark3088 infs3605 elec9714 comp2271 ma214 comp2211 infs3604 600426 sit254 acct3091 bbt405 msin0116 com107/com113 mark5826 sit120 comp9021 eco2101 eeen40700 cs253 ece3114 ecmm447 chns3000 math377 itd102 comp9444 comp(2041|9044) econ0060 econ7230 mgt001371 ecs-323 cs6250 mgdi60012 mdia2012 comm221001 comm5000 ma1008 engl642 econ241 com333 math367 mis201 nbs-7041x meek16104 econ2003 comm1190 mbas902 comp-1027 dpst1091 comp7315 eppd1033 m06 ee3025 msci231 bb113/bbs1063 fc709 comp3425 comp9417 econ42915 cb9101 math1102e chme0017 fc307 mkt60104 5522usst litr1-uc6201.200 ee1102 cosc2803 math39512 omp9727 int2067/int5051 bsb151 mgt253 fc021 babs2202 mis2002s phya21 18-213 cege0012 mdia1002 math38032 mech5125 07 cisc102 mgx3110 cs240 11175 fin3020s eco3420 ictten622 comp9727 cpt111 de114102d mgm320h5s bafi1019 math21112 efim20036 mn-3503 fins5568 110.807 bcpm000028 info6030 bma0092 bcpm0054 math20212 ce335 cs365 cenv6141 ftec5580 math2010 ec3450 comm1170 ecmt1010 csci-ua.0480-003 econ12-200 ib3960 ectb60h3f cs247—assignment tk3163 ics3u ib3j80 comp20008 comp9334 eppd1063 acct2343 cct109 isys1055/3412 math350-real math2014 eec180 stat141b econ2101 msinm014/msing014/msing014b fit2004 comp643 bu1002 cm2030
联系我们
EMail: 99515681@qq.com
QQ: 99515681
留学生作业帮-留学生的知心伴侣!
工作时间:08:00-21:00
python代写
微信客服:codinghelp
站长地图