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Informatik KI – Maschinelles Lernen Grundlagen

14 KartenInformatikatrio01.10.2026Nur mit Link

Karteikarten zum Thema „Informatik“ · 14 Karten · von atrio. Beispiele: Was unterscheidet überwachtes von unüberwachtem Lernen? · Nenne die drei Hauptkategor…

Karten

14 Karten
STANDARD

Was unterscheidet überwachtes von unüberwachtem Lernen?

Rückseite

Überwachtes Lernen nutzt gelabelte Trainingsdaten (Input-Output-Paare), unüberwachtes Lernen findet Strukturen in ungelabelten Daten ohne Zielvariable.

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Nenne die drei Hauptkategorien des maschinellen Lernens.

Rückseite

Überwachtes Lernen (Supervised), unüberwachtes Lernen (Unsupervised) und Bestärkendes Lernen (Reinforcement Learning) – letztere lernt durch Belohnungssignale in einer Umgebung.

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Was ist Overfitting und wie erkennt man es?

Rückseite

Overfitting liegt vor, wenn das Modell Trainingsdaten auswendig lernt statt zu generalisieren: Trainingsfehler sehr niedrig, Testfehler deutlich höher.

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Erkläre den Bias-Variance-Tradeoff in einem Satz.

Rückseite

Einfache Modelle haben hohen Bias (Unteranpassung), komplexe Modelle hohe Varianz (Overfitting) – optimale Modellkomplexität minimiert den Gesamtfehler.

STANDARD

Wie funktioniert Gradient Descent vereinfacht?

Rückseite

Iteratives Optimierungsverfahren: Berechne Gradienten der Verlustfunktion nach Parametern, aktualisiere Parameter entgegen der Gradientenrichtung mit Lernrate als Schrittweite.

STANDARD

Wann nutzt man Precision, Recall und F1-Score statt Accuracy?

Rückseite

Bei unbalancierten Datensätzen: Accuracy täuscht bei Klassenungleichgewicht, Precision misst Trefferquote unter positiven Vorhersagen, Recall Vollständigkeit gefundener Positiver, F1 harmonisches Mittel beider.

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Was misst die ROC-AUC-Metrik?

Rückseite

Area Under the Receiver Operating Characteristic Curve: Wahrscheinlichkeit, dass ein zufällig gewähltes positives Sample höher gerankt wird als ein negatives – schwellenunabhängiges Gütekriterium.

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Wozu dient Regularisierung (L1/L2) bei linearen Modellen?

Rückseite

Regularisierung fügt Strafterm zur Verlustfunktion hinzu: L1 (Lasso) fördert Sparsität durch Null-Gewichte, L2 (Ridge) schrumpft Gewichte gleichmäßig – beide reduzieren Overfitting.

STANDARD

Was bewirkt Cross-Validation (k-Fold) gegenüber einem einzelnen Train-Test-Split?

Rückseite

Daten werden in k Folds aufgeteilt, je ein Fold dient als Validierung, Rest als Training – ergibt robustere Performanceschätzung mit geringerer Varianz.

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Warum ist Feature Scaling bei Gradient Descent wichtig?

Rückseite

Unterschiedliche Skalierungen führen zu elliptischen Fehlerflächen, verlangsamen Konvergenz stark – Standardisierung (z-Score) oder Normalisierung (Min-Max) beschleunigen Training erheblich.

STANDARD

Wie entscheidet ein Decision Tree über Splits?

Rückseite

Rekursiv: Wählt Feature und Threshold, die Informationsgewinn (Entropie-Reduktion) oder Gini-Impurity-Minimierung maximieren – stoppt bei Max-Tiefe, Min-Samples oder reinen Knoten.

STANDARD

Was ist der Hauptunterschied zwischen K-Means und hierarchischem Clustering?

Rückseite

K-Means partitioniert Daten in k feste Cluster (zentroidbasiert), hierarchisches Clustering baut Dendrogramm ohne vorgegebenes k – letztere erlaubt Clusteranzahl nachträglich zu wählen.

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Erkläre den Unterschied zwischen Parametern und Hyperparametern.

Rückseite

Parameter (Gewichte, Bias) werden während Trainings aus Daten gelernt, Hyperparameter (Lernrate, Baumtiefe, k bei KNN) werden vor Trainingsbeginn festgelegt und steuern den Lernprozess.

STANDARD

Was versteht man unter Ensemble Learning am Beispiel Random Forest?

Rückseite

Kombination mehrerer schwacher Learner (Decision Trees) durch Bagging: Jeder Baum trainiert auf Bootstrap-Sample mit zufälliger Feature-Auswahl – Durchschnitt/Voting reduziert Varianz ohne Bias-Erhöhung.

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