Хемометрика!?

Хемометрика!?

Що е това?

ХемометрикаХемиметрияХимиметрия

Chemometrics

Search with Chemometrics Wikihttp://en.wikipedia.org/wiki/Chemometrics


D.L. Massart, B.G.M. Vandeginste, S.N. Deming, Y. Michote, L. Kaufman; Chemometrics: A Textbook. Elsevier, Amsterdam, 1988.

1. Разработване на метод

2. Измерване с метода

3. Интерпретация на резултатите


1a. Избор на метод

1b. Оптимизация на метода

1c. Подготовка на пробата


3. Интерпретация на резултатите

3b. Сигнал химична информация

3b. Химична информация

Потребителска информация


Най-общо хемометриката може да бъде дефинирана като химична дисциплина, която използва математически и статистически методи, както и методите на формалната логика и теорията на информацията за максимално извличане на пълноценна химична информация при анализа на химични данни.

Теми в курса

• 1. Увод в хемометричните методи. Основни понятия.

• 2. Линейна обучителна машина • 3. Многопроменлива регресия.• 4. Моделиране и оптимизиране на

химичния експеримент.• 5. Принципен компонентен анализ.• 6. Кластерен анализ.• 7. Метод на най-близките съседи• 8. Изкуствени невронни мрежи• 9. Приложение на хемометричните методи

в химията.


• ТЕМА 1. Увод в хемометричните методи. Основни понятия.

• Лекция 1. Хемометриката като наука. Химични обекти и събития, хемометрични образи, пространство на образите, разстояние и мерки за подобие на обектите в това пространство.

• Упражнение 1. Пространство на образите и разстояние в него. Класификация на цифри по разстоянието до, или подобието им към, стандартни образи на цифрите.

Теми в курса• ТЕМА 1. Увод в хемометричните методи.

Основни понятия.

• Лекция 2. Хемометрични методи – уводен обзор. Обучаваща, тестваща и валидираща извадка. Средни стойности на признаците в дадена извадка. Ковариционна и корелационна матрица. Класификация по разстоянието до центроидите на класовете.

• Упражнение 2. Класификация на ИЧ спектри по разстоянието до центроидите на класовете.


• ТЕМА 2. Линейна обучителна машина (Linear Learning Machine).

• Лекция 3. Линейна обучителна машина.

• Упражнение 3. Класификация на ИЧ и масспектри с линейна обучителна машина.


• ТЕМА 3. Регресионен анализ.

• Лекция 4. Линейна многопроменлива регресия. Изчисляване на коефициентите на регресия. Статистическа оценка на значимостта на коефициентите.

• Упражнение 4. Топлини на образуване на алкани.


• ТЕМА 3. Регресионен анализ.

• Лекция 5. Линейна многопроменлива регресия. Многокомпонентен анализ. Доверителен интервал и граница на определяне.

• Упражнение 5. Многокомпонентен анализ на смеси от аминокиселини.


• ТЕМА 4. Моделиране и оптимизиране на химичния експеримент.

• Лекция 6. Моделиране на химичния експеримент.

• Упражнение 6. Моделиране на химичен експеримент.


• ТЕМА 5. Принципен компонентен анализ (Principal Component Analysis, PCA).

• Лекция 7. Принципен компонентен анализ.

• Упражнение 7. Принципен компонентен анализ.


• ТЕМА 6. Кластерен анализ.

• Лекция 8. Кластерен анализ.

• Упражнение 8. Кластерен анализ


• ТЕМА 7. Изкуствени невронни мрежи (Artifial Neural Networks, ANN).

• Лекция 9. Изкуствени невронни мрежи – обща идея на метода. ИНМ с обратно разпространение на грешката

• Упражнение 9. Класификация на ИЧ спектри.


• ТЕМА 7. Изкуствени невронни мрежи (Artifial Neural Networks, ANN).

• Лекция 10. ИНМ на Кохонен.

• Упражнение 10. Контролно по теми 1, 2, 3 и 4.

- Увод в хемометричните методи- Линейна обучителна машина - Регресионен анализ- Моделиране и оптимизиране на химичния

експеримент


• ТЕМА 8. Метод на най-близките съседи (k-Nearest neighbour method, kNN).

• Лекция 11. Класификация на ИЧ и мас- спектри с kNN метода.

• Упражнение 11. Класификация на ИЧ и мас- спектри с kNN метода.


• ТЕМА 9. Приложение на хемометричните методи в химията.

• Лекция 12. Приложение на хемометричните методи в химията I.

• Упражнение 12. Контролно по теми 5, 6, 7 и 8.

- Принципен компонентен анализ- Кластерен анализ- Изкуствени невронни мрежи- Метод на най-близките съседи



• Лекция 13. Приложение на хемометричните методи в химията II.

• Упражнение 13. Бази от данни от

спектрална информация.



• Лекция 14. Анализ на дисперсиите (Analysis of variances – ANOVA)

• Упражнение 14. Анализ на дисперсиите (Analysis of variances – ANOVA)

Литература

• М. А. Шараф, Д.Л. Иллмэн, Б.Р. Ковальски; Хемометрика. іХимия, Ленинград, 1989. (D.L. Massart, B.G.M. Vandeginste, S.M. Deming, Y. Michotte, L. Kaufman, Chemometrics: a textbook, Elsevier 1988 )

• K. Varmuza; Chemometrics. Springer Verlag, Berlin, 1980.• D.L. Massart, B.G.M. Vandeginste, S.N. Deming, Y. Michote,

L. Kaufman; Chemometrics: A Textbook. Elsevier, Amsterdam, 1988.

• П. Джурс, Т. Айзенауэр; Распознавание образов в химии. Мир, Москва, 1977.

• В.А. Ильин, Э.Г. Позняк, Линейная алгебра, Наука, Москва, 1984.

• В. Симеонов; Принципи на обработка на данни от химичните анализи. Изд. на СУ ”К. Охридски”, София, 1987, 1997 (второ издание)

• Васил Симеонов, Информационни аспекти в химичния анализ. Изд. “Образователни технологии”, София, 1999.

• Л. Футеков, П. Пенчев, Теория на експеримента. Издателство на Пловдивския университет, Пловдив, 1992, 1999.

• П. Пенчев, Ръководство за упражнения по Хемометрика. Разпечатано в катедрата, 2006 г.

ИЗИСКВАНИЯ КЪМ СТУДЕНТИТЕ• Според правилника на ПУ (или някакво

неписано правило) лекциите не са задължителни за посещение, но лекторът ще прави проверка на присъствието на студентите. При отсъствие на студент от дадена лекция, на съответния колоквиум студентът ще получи допълнителна задача от темата на лекцията: оценката от колоквиума ще е средна от оценките на всички задачи (допълнителните и основната задача).

• Допуска се само едно неприсъствие на упражнение – при повече студентът няма да получи заверка на семестъра. Пропуснатото упражнение се “включва” като допълнителна задача в един от колоквиумите.

ИЗИСКВАНИЯ КЪМ СТУДЕНТИТЕ

• По време на лекции и упражнения се изисква спазване на правилника на ПУ и тишина от студентите в границите на ниво, което не пречи на преподавателя и колегите му/и. При нарушения на студента се пише отсъствие от лекцията или упражнението.

• Ако студентът иска да ползва свои записки при провеждане на двата колоквиума, то той/тя трябва да има отделна тетрадка по дисциплината “Хемометрика”, която се заверява от преподавателя. На колоквиум може да се използва цитираната по-горе литература и само собствената тетрадка на студента.

ИЗПИТВАНЕ И ОЦЕНЯВАНЕ НА СТУДЕНТИТЕ

• Изпитването по дисциплината се състои от провеждане на два колоквиума по време на семинарните занятия и краен изпит по време на сесията.

• Времето за провеждане на колоквиумите е дадено в тематичния план на дисциплината, а продължитетлостта им е от половин час до 45 мин. Всеки студент получава лист със задачи, които решава с помощта на компютър и резултатите се записват в листа със задачи. Студентът има право да използва всички учебни материали, отбелязани в литературата по дисциплината, и единствено своята тетрадка без никакви “хвърчащи” листове. На самия лист със задачи има 4 раздела, чието пълно решаване води до оценки, съответно 3, 4, 5 и 6. Оценка по 2.99 се закръглява на 2.00. Крайната оценка от всеки колоквиум се изчислява до стотни, например 4.78 и се взима с тегло при формиране на крайната оценка.


• Крайният семестриален изпит се провежда като пасивен тест от 40 въпроса. Всеки въпрос има пет отговора, от които само един е верният. Времето за решаване на теста е 60 мин. Тестът е разработен в четири варианта, които се различават един от друг. На студента се дава допълнителен лист (листове), на които може да провежда своите изчисления. Не могат да се използват никакви учебни материали.

• Предупреждение: при двата колоквиума и при теста целта е да се оцени индивидуално всеки един студент, а не да се постави групова оценка. Затова всяко една комуникация между студентите или опит за преписване на теста ще води до анулиране на изпитването и поставяне на оценка 2.


• Оценяването от колоквиумите е в зависимост от процента на решените практически задачи. Оценката от теста е

Тест = 2.00 + БВО / 10,

където БВО е броят на верните отговори. Оценка под 2.99 се закръглява на 2.00.

• Примери:- БВО = 8 дава Тест = 2.80 или крайна оценка 2.00

(защото е по-малка от 2.99)- БВО = 22 дава Тест = 4.20, т.е. крайна оценка 4.20 - БВО = 36 дава Тест = 5.60, т.е. крайна оценка 5.60


• Крайната оценка по дисциплината се формира от оценките на колоквиумите и оценката на теста по формулата:

Оцeнка = (К1 – 2.00)*0.35 + (К2 – 2.00)*0.35 + (Тест – 2.00)*0.30 + 2.00,

където К1 и К2 са оценките от трите коллоквиума, а Тест е оценката от семестриалния изпит (теста)

• Примери:- К1 = 3.30, К1 = 4.15 и Тест =2.00 дават Оцeнка = 3.21

(Среден 3 + в книжката)

- К1 = 3.00, К1 = 5.20 и Тест = 4.20 дават Оцeнка = 4.13 (Добър 4 в книжката)

- К1 = 5.50, К1 = 5.40 и Тест = 5.60 дават Оцeнка = 5.50 (Отличен 6 – в книжката)

Хемометрика!?

Documents

Transcript of Хемометрика!?