Preparazione all’esame
Domande d'esame di machine learning con risposte
Cinquanta domande aperte tipiche d’esame con risposte sintetiche e collegamenti al glossario di intelligenza artificiale. Per ripassare e verificare la.
Legge I · Embedding, feature e spazi vettoriali
Che cos’è un embedding?
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È una rappresentazione vettoriale appresa di un elemento, per esempio parola, frase o immagine. Le relazioni geometriche permettono confronti e retrieval. La sua qualità dipende da dati e obiettivo.
Cosa indica la forma di un tensore?
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Indica il numero di elementi lungo ciascun asse, per esempio batch, canali, altezza e larghezza. Il rango è il numero di assi. Reshape e trasposizione non sono la stessa operazione.
Cosa significa coseno 0 tra due vettori?
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Significa che sono ortogonali e il prodotto scalare è zero. Non implica che gli oggetti siano indipendenti o semanticamente irrilevanti in assoluto. La relazione dipende dallo spazio appreso.
Perché il positional encoding è utile?
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Aggiunge informazione sull’ordine dei token alle rappresentazioni. Self-attention, da sola, non conserva un ordine ricorrente. Aiuta il modello a usare relazioni sequenziali.
Cosa distingue dense e sparse retrieval?
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Dense retrieval usa embedding e similarità semantica. Sparse retrieval usa termini e strutture come inverted index e BM25. La combinazione copre sinonimi e corrispondenze esatte.
Perché un bi-encoder è veloce in retrieval?
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Query e documenti vengono codificati separatamente. Gli embedding documentali possono essere precomputati e indicizzati. Il cross-encoder, invece, valuta congiuntamente la coppia.
Cosa misura HNSW?
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HNSW è un indice per vicini approssimati basato su grafo multilivello. Non è una metrica: accelera la ricerca dei vettori vicini. Costruzione ed esplorazione regolano memoria, velocità e recall.
Perché chunking influenza il recupero?
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Determina il contesto associato a ogni embedding. Segmenti grandi diluiscono il segnale, piccoli possono perdere struttura e riferimenti. La strategia dipende dai documenti.
Cosa fa un reranker?
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Riordina un insieme limitato di candidati con un modello più accurato del primo stadio. Aumenta precisione a costo di latenza. Spesso usa cross-encoder o un LLM.
Perché gli embedding non sono significato oggettivo?
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Sono coordinate apprese per un obiettivo e un dataset. La vicinanza riflette regolarità statistiche, non una definizione filosofica completa. Bias e task possono cambiare le relazioni.
Legge II · Probabilità, softmax e modelli generativi
Cosa produce softmax?
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Trasforma un vettore di punteggi in valori positivi con somma 1. La temperatura modifica concentrazione e forma della distribuzione. Non garantisce calibrazione.
Perché la sigmoide è adatta all’output binario?
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Mappa ogni score tra 0 e 1 indipendentemente dagli altri. Offre una lettura probabilistica dell’esito. Nei layer profondi può saturare.
Cosa descrive la calibrazione?
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La corrispondenza tra confidenza e frequenza reale dei risultati. Con confidenza 0.8 ci si attende circa il 20% di errori in una serie rappresentativa. Si misura su dati appropriati.
Cosa è l’incertezza aleatoria?
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È la variabilità intrinseca dei dati e delle misure. Non sparisce aumentando il dataset. Si distingue dalla conoscenza limitata del modello.
Cosa è l’incertezza epistemica?
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Deriva da informazione o esempi insufficienti. È comune fuori distribuzione e in regioni poco coperte. Può ridursi con dati o modelli migliori.
Come funziona top-k?
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Seleziona i k token più probabili e normalizza la loro massa. Il campionamento avviene solo fra questi. Un k fisso non si adatta alla distribuzione.
Come funziona top-p?
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Mantiene il più piccolo insieme di token la cui probabilità cumulata raggiunge p. La dimensione cambia con la distribuzione. Può essere più flessibile di top-k.
Perché la temperatura altera la generazione?
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Modifica gli score prima di softmax. Valori bassi concentrano la probabilità, valori alti la rendono più uniforme. Non cambia l’ordine degli score.
Cosa è il model collapse?
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È il degrado che può emergere addestrando generazioni successive su dati sintetici. La diversità e le code della distribuzione possono ridursi. Filtri e dati reali aiutano a prevenirlo.
Cosa misura la perplexity?
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Quantifica l’incertezza del modello sulla sequenza, come esponenziale della perdita media. Valori bassi indicano predizioni migliori sullo stesso dataset. Non misura da sola verità o utilità.
Legge III · Come una rete impara dai dati
Cosa accade in forward e backward pass?
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Il forward calcola output e loss. Il backward propaga i gradienti della loss attraverso la rete. L’ottimizzatore usa quei gradienti per aggiornare i pesi.
Perché la validation non è il test set?
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La validation guida iperparametri e selezione del modello. Il test valuta alla fine senza influenzare quelle scelte. Riutilizzare il test contamina la valutazione.
Cosa è il data leakage?
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È l’uso di informazioni non disponibili al momento della predizione. Può venire da feature, duplicati o preprocessing globale. Produce metriche troppo ottimistiche.
Perché l’overfitting si manifesta?
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Il modello impara rumore e dettagli del training set. La validation mostra prestazioni peggiori su dati nuovi. Capacità, dati e regolarizzazione ne determinano il livello.
Cosa apprende il self-supervised learning?
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Usa obiettivi generati dai dati, come ricostruzione o predizione di parti mascherate. Non richiede etichette manuali per ogni esempio. Produce rappresentazioni riutilizzabili.
Cosa è il curriculum learning?
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Presenta esempi secondo un ordine progettato, spesso crescente in difficoltà. Può stabilizzare il training ma introdurre bias. Va confrontato con l’ordine casuale.
Perché i dati rumorosi sono un problema?
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Etichette errate deviano gradiente e valutazione. Il rumore può essere casuale o sistematico. Revisione, campioni puliti e loss robuste aiutano.
Cosa è il transfer learning?
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Riusa parametri appresi su un task o dataset ampio per un compito specifico. Riduce i dati richiesti quando le rappresentazioni sono pertinenti. Il fine-tuning adatta il modello.
Perché servono baseline?
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Mostrano se la complessità aggiunge un beneficio reale. Una metrica senza confronto può nascondere un risultato banale. Baseline semplici chiariscono il guadagno.
Cosa è il distribution shift?
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È un cambiamento nella distribuzione tra training e deployment. Può riguardare feature, etichette o relazioni condizionate. Richiede monitoraggio e valutazioni recenti.
Legge IV · Loss, gradiente e ottimizzatori
Cosa fa il learning rate?
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Determina l’ampiezza degli aggiornamenti dei parametri. Troppo alto destabilizza, troppo basso rallenta. Scheduler e validation aiutano la scelta.
Cosa misura MSE?
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È la media dei quadrati degli errori. Penalizza più fortemente gli scarti grandi. La sua unità è il quadrato del target.
Cosa misura MAE?
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È la media dei valori assoluti degli errori. Usa la stessa unità del target ed è più robusto agli outlier del MSE. Il gradiente è costante in modulo.
Cosa fa Adam?
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Stima primo e secondo momento del gradiente per adattare il passo di ogni parametro. Richiede più stato di SGD con momentum. AdamW disaccoppia weight decay.
Perché usare gradient clipping?
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Limita la norma del gradiente per evitare aggiornamenti esplosivi. Scala tutti i componenti con lo stesso fattore. Non risolve ogni causa di instabilità.
Cosa è il batch effettivo?
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È il numero di esempi che contribuisce a un aggiornamento. Include batch per dispositivo, dispositivi e accumuli. Cambia memoria e rumore del gradiente.
Cosa fa batch normalization?
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Normalizza le attivazioni usando statistiche calcolate sul batch per ogni feature. In inferenza usa quelle accumulate. La dimensione del batch influenza il processo.
Cosa fa layer normalization?
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Normalizza le feature del singolo esempio senza dipendere dal batch. È comune nei Transformer. Usa parametri di scala e offset appresi.
Perché usare mixed precision?
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Combina formati numerici per ridurre memoria e calcolo mantenendo stabilità dove serve. FP16 o BF16 eseguono molte operazioni, altre restano più precise. Loss scaling aiuta in alcuni casi.
Cosa fa la quantizzazione?
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Rappresenta pesi o attivazioni con meno bit. Riduce memoria e costo, ma può perdere accuratezza. La calibrazione e i test sul task sono essenziali.
Legge V · Overfitting, bias e collasso dei modelli
Cosa misura precision?
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È la quota di positivi previsti che sono corretti, TP/(TP+FP). Riduce l’attenzione ai falsi positivi. Non misura i positivi persi.
Cosa misura recall?
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È la quota di positivi reali trovati, TP/(TP+FN). Riduce l’attenzione ai falsi negativi. Può aumentare accettando più falsi positivi.
Perché F1 usa la media armonica?
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Penalizza lo squilibrio tra precision e recall più della media aritmetica. Valori alti richiedono entrambe buone. Non include i veri negativi.
Cosa descrive MCC?
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Usa tutte le celle della matrice per misurare la qualità della predizione. È informativo con classi sbilanciate. Non sostituisce l’analisi per gruppo e per errore.
Cosa è il prompt injection?
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È un’istruzione malevola inserita in input, documenti o strumenti per deviare il sistema. Dati e istruzioni devono essere separati e le azioni limitate. Un divieto testuale non basta.
Cosa è il data poisoning?
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È la manipolazione intenzionale dei dati per alterare il modello. Può creare backdoor o ridurre prestazioni. Provenienza e controlli d’accesso aiutano a prevenirla.
Cosa garantisce differential privacy?
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Limita formalmente quanto un individuo possa cambiare la distribuzione del risultato. Usa meccanismi randomizzati e un budget epsilon. Il compromesso riguarda privacy e utilità.
Cosa fa SHAP?
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Stima il contributo delle feature usando principi dei valori di Shapley. Confronta coalizioni per attribuire la predizione. Non dimostra relazioni causali.
Cosa contiene una model card?
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Scopo, dati, valutazioni, limiti e condizioni d’uso di un modello. Documenta rischi e metriche rilevanti. Va aggiornata con versioni e deployment.
Perché serve human-in-the-loop?
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Inserisce giudizio umano in punti ad alto impatto o incertezza. Richiede informazioni, tempo e autorità per intervenire. Una conferma formale non è sufficiente.