تحلیل داده با هوش مصنوعی

مدرس: دکتر امیرمهدی صادق‌زاده دوره: هوش مصنوعی
زمان ارائه: TBD گواهی‌نامه: رسمی

هدف کلی

هدف از این ارائه، آشنایی فراگیران با مبانی تحلیل داده و کاربرد هوش مصنوعی در انجام فرایندهای مختلف تحلیل داده است. انتظار می‌رود فراگیر پس از پایان این درس، ضمن آشنایی با مفهوم تحلیل داده و نقش آن در تصمیم‌گیری مبتنی بر داده، بتواند مراحل اصلی تحلیل داده شامل جمع‌آوری، پاک‌سازی، آماده‌سازی، تحلیل و مصورسازی داده‌ها را بشناسد. همچنین فراگیر خواهد آموخت چگونه با استفاده از ابزارهای هوش مصنوعی، داده‌های موجود در فایل‌های اکسل را تحلیل کند، گزارش‌های آماری و نمودارهای مناسب تولید نماید و در صورت نیاز، کدهای تحلیل را از هوش مصنوعی دریافت کرده و در محیط محلی اجرا کند. در پایان، فراگیر با محدودیت‌ها، خطاهای رایج و اصول تفسیر صحیح نتایج تحلیل داده نیز آشنا خواهد شد.

سرفصل‌ها

  1. مبانی تحلیل داده
    • مفهوم تحلیل داده و نقش روش‌های آماری و محاسباتی
    • انواع داده‌های ساختاریافته، نیمه‌ساختاریافته و بدون ساختار
    • تفاوت داده، اطلاعات و دانش
    • نقش تحلیل داده در استخراج الگو، کسب بینش و تصمیم‌گیری مبتنی بر داده
    • مراحل کلی فرایند تحلیل داده؛ از جمع‌آوری و آماده‌سازی تا تحلیل و مصورسازی
  2. فرایند تحلیل داده در یک مثال واقعی
    • طرح مسئله و پرسش تحلیلی
    • جمع‌آوری داده‌های مرتبط
    • مصورسازی داده برای شناسایی الگوها
    • کشف روابط و الگوهای معنادار در داده
    • تبدیل یافته‌های حاصل از تحلیل به تصمیم و اقدام
    • بررسی نمونه تاریخی تحلیل داده در مطالعه شیوع وبا توسط جان اسنو
  3. کاربردها و ابزارهای تحلیل داده
    • کاربرد تحلیل داده در حوزه‌هایی مانند پزشکی و سلامت، مالی، بازاریابی، آموزش، ورزش و رسانه
    • آشنایی با نقش تحلیل داده در پیش‌بینی، کشف الگو و تصمیم‌گیری
    • آشنایی مقدماتی با یادگیری ماشین و کاربرد آن در تحلیل و پیش‌بینی داده‌ها
    • معرفی Python به‌عنوان یکی از ابزارهای اصلی تحلیل داده
    • آشنایی با محیط‌های اجرای تحلیل داده و کتابخانه‌های رایج پایتون
  4. آشنایی با ابزارهای تحلیل داده در پایتون
    • معرفی NumPy و مفهوم آرایه
    • انجام محاسبات و عملیات برداری با NumPy
    • معرفی Pandas و مفاهیم Series و DataFrame
    • خواندن و بررسی داده‌های موجود در فایل‌های Excel
    • آشنایی با Matplotlib و Seaborn برای مصورسازی داده
    • آشنایی اجمالی با سایر کتابخانه‌های مورد استفاده در تحلیل داده و یادگیری ماشین
  5. جمع‌آوری، آماده‌سازی و پاک‌سازی داده
    • منابع مختلف جمع‌آوری داده
    • اهمیت کیفیت داده در تحلیل
    • شناسایی مقادیر گمشده و تصمیم‌گیری درباره نحوه مدیریت آن‌ها
    • شناسایی و مدیریت داده‌های تکراری
    • شناسایی و اصلاح قالب‌ها و مقادیر ناسازگار
    • شناسایی داده‌های غیرمنطقی و مقادیر پرت نامعتبر
    • استانداردسازی و آماده‌سازی داده برای تحلیل
  6. تحلیل و مصورسازی داده
    • تحلیل اکتشافی داده‌ها و شناسایی الگوها و روابط
    • محاسبه آمار توصیفی مانند میانگین، میانه، کمینه، بیشینه و انحراف معیار
    • بررسی رابطه بین متغیرها و محاسبه و تفسیر همبستگی
    • گروه‌بندی و مقایسه داده‌ها
    • شناسایی داده‌های غیرعادی و الگوهای قابل توجه
    • انتخاب و تولید نمودار متناسب با پرسش تحلیلی
    • استفاده از نمودارهای خطی، ستونی، پراکندگی و سایر روش‌های مصورسازی
  7. تحلیل داده با استفاده از هوش مصنوعی
    • معرفی داده و ساختار آن به مدل هوش مصنوعی
    • تعیین پرسش‌ها و اهداف تحلیل پیش از شروع کار
    • طراحی Prompt مناسب برای تحلیل داده
    • استفاده از هوش مصنوعی برای بهبود و تکمیل Prompt
    • پاک‌سازی و آماده‌سازی داده با کمک هوش مصنوعی
    • تولید آمار توصیفی، جدول‌ها و مقایسه‌های موردنیاز
    • بررسی روابط میان متغیرها و محاسبه شاخص‌هایی مانند همبستگی
    • تولید نمودار و بررسی داده‌های غیرعادی
    • ممیزی و بازبینی پاسخ و نتایج تولیدشده توسط هوش مصنوعی
  8. تولید و اجرای کد تحلیل داده با کمک هوش مصنوعی
    • درخواست تولید کد تحلیل داده از مدل هوش مصنوعی
    • معرفی صحیح ساختار داده بدون نیاز به ارسال خود داده
    • مشخص‌کردن هدف تحلیل و محیط اجرای کد
    • تولید کد Python برای خواندن، آماده‌سازی و تحلیل داده
    • استفاده از Pandas و سایر کتابخانه‌های مناسب در کد تولیدشده
    • اجرای محلی کد تولیدشده، به‌ویژه برای داده‌های محرمانه یا غیرقابل‌اشتراک
    • بررسی و اصلاح کد و نتایج پیش از استفاده نهایی

ارزیابی

  1. آزمون‌های چندگزینه‌ای پایان هر بخش
  2. تمرین‌های برنامه‌سازی
  3. آزمون پایانی

منابع

  1. Wes McKinney. Python for Data Analysis. 3rd Edition. O'Reilly Media, 2022.
  2. Jake VanderPlas. Python Data Science Handbook. O'Reilly Media, 2023.