ML 101
M03 · L03
التعلم من الأخطاء

التعزيز التدريجي

الغابات العشوائية تبني أشجارًا بالتوازي، كل منها مستقلة. التعزيز التدريجي يبنيها بالتسلسل — كل شجرة جديدة تصحح الأخطاء التي تركتها الأشجار السابقة. استراتيجية دقيقة وقوية.

01 / 14
ML 101
M03 · L03
المفهوم

تصحيح البواقي

ابدأ بتنبؤ بسيط. احسب البواقي — ما أخطأت فيه. درّب الشجرة التالية لتتنبأ بتلك البواقي. أضفها إلى نموذجك. كرر حتى تصل إلى نتيجة جيدة.

02 / 14
ML 101
M03 · L03
البناء التدريجي

مجموعة تسلسلية

النموذج النهائي هو مجموع جميع الأشجار، كل منها مُقيَّدة بمعدل تعلم η.

ملاءمة البواقي
←
T₁: التنبؤ الأساسي
ملاءمة البواقي
←
T₂: تصحيح أخطاء T₁
ملاءمة البواقي
←
T₃: تصحيح أخطاء T₁+T₂
⋮
03 / 14
ML 101
M03 · L03
الرياضيات

النزول التدرجي في فضاء الدوال

كل شجرة تلائم التدرج السلبي لدالة الخسارة بالنسبة للتنبؤات الحالية. لخسارة MSE، هذا يساوي تمامًا البواقي. وللخسارات الأخرى يتعمم بأناقة.

قاعدة التحديث
F_m(x)=F_{m-1}(x)+\eta\,h_m(x)
04 / 14
ML 101
M03 · L03
الانكماش

معدل التعلم

تُضاف كل شجرة بوزن صغير η (عادةً 0.01–0.3). هذا الانكماش يمنع أي شجرة من الهيمنة. η صغير = أشجار أكثر، لكن تعميم أفضل. η كبير = أشجار أقل، خطر الإفراط في الملاءمة.

0.1
η النموذجي
100+
أشجار مطلوبة
05 / 14
ML 101
M03 · L03
المتعلمون الضعفاء

أشجار ضحلة

يستخدم التعزيز أشجارًا ضحلة — عادةً عمق 3–6. هذه "متعلمون ضعفاء" يتحسنون قليلًا فوق التخمين العشوائي. عديد من المتعلمين الضعفاء مجتمعين تسلسليًا يُشكّلون نموذجًا قويًا جدًا.

لماذا ضحلة؟
الأشجار العميقة ستُفرط في ملاءمة البواقي. الأشجار الضحلة تلتقط أهم الإشارة في كل خطوة، تاركةً المجال للأشجار المستقبلية للمساعدة.
06 / 14
ML 101
M03 · L03
المتغير الحديث

XGBoost / LightGBM

أضاف XGBoost (2014) التنظيم والمعالجة المتوازية وبناء أشجار أذكى للتعزيز التقليدي. وأضاف LightGBM (2017) النمو الورقي والتقسيمات المستندة إلى المدرج التكراري لتسريع ×10–100. معًا يهيمنان على مسابقات Kaggle.

07 / 14
ML 101
M03 · L03
دالة هدف XGBoost

دالة هدف منظَّمة

يُقلّل XGBoost دالة هدف منظَّمة تتضمن عقوبة على التعقيد لكل شجرة، مما يمنع الإفراط في الملاءمة بطبيعته.

دالة هدف XGBoost
\mathcal{L}=\sum_i l(y_i,\hat{y}_i)+\sum_k\Omega(f_k)
08 / 14
ML 101
M03 · L03
المعاملات الرئيسية

ضبط التعزيز التدريجي

  • n_estimators — عدد الأشجار (استخدم الإيقاف المبكر)
  • learning_rate (η) — حجم الخطوة لكل شجرة (0.01–0.3)
  • max_depth — عمق الشجرة (3–6 لمعظم المسائل)
  • subsample — نسبة العينات لكل شجرة (0.6–0.9)
  • colsample_bytree — نسبة الميزات لكل شجرة
  • reg_lambda / reg_alpha — تنظيم L2 / L1
09 / 14
ML 101
M03 · L03
تجنب الإفراط في الملاءمة

الإيقاف المبكر

راقب خسارة التحقق في كل جولة تعزيز. أوقف إضافة الأشجار عند بدء ارتفاع خسارة التحقق. لا حاجة للبحث الشبكي عن n_estimators — فقط اضبطها عاليًا ودع الإيقاف المبكر يجد العدد الصحيح تلقائيًا.

الوصفة النموذجية
n_estimators=5000، learning_rate=0.05، early_stopping_rounds=50. تدريب على 80%، تحقق على 20%. أفضل جولة عادةً 200–800 شجرة.
10 / 14
ML 101
M03 · L03
مقارنة مع الغابات العشوائية

التعزيز مقابل التحزيم

  • الغابات العشوائية بالتوازي، التعزيز بالتسلسل
  • الغابات تقلل التباين، التعزيز يقلل الانحياز
  • الغابات أصعب إفراطًا، التعزيز يحتاج تنظيمًا
  • التعزيز يفوز عادةً في الدقة مع الضبط الصحيح
  • الغابات أسرع في التدريب وأسهل في التوازي
  • التعزيز يهيمن على مسابقات البيانات الجدولية
11 / 14
ML 101
اختبار سريع

تحقّق ممّا ثبت

أربعة أسئلة من هذا الدرس. أجب لترى السبب — يظهر الشرح سواء أصبتَ أم أخطأت. ولا شيء يُسجَّل أو يُحفَظ.

السؤال 1 من 0
النتيجة 0/0

12 / 14
ML 101
أهم النقاط
ملخص

أهم النقاط

  • التعزيز التدريجي يدرّب الأشجار تسلسليًا، كل منها تلائم بواقي السابقة
  • تُقيَّد كل شجرة بمعدل تعلم η — η أصغر = تعميم أفضل
  • يستخدم أشجار ضحلة "متعلم ضعيف" بعمق 3–6
  • XGBoost / LightGBM يضيفان تنظيمًا وسرعة
  • استخدم الإيقاف المبكر لإيجاد n_estimators الأمثل تلقائيًا
  • غالبًا الطريقة الأعلى دقةً على البيانات الجدولية
13 / 14
ML 101
الوحدة القادمة
القادم

الوحدة 4: الشبكات العصبية

الأشجار تتعامل مع البيانات الجدولية ببراعة. لكن للصور والنصوص والصوت — يتجه العالم إلى الشبكات العصبية: طبقات من العُقد المترابطة التي تتعلم تمثيلات هرمية مباشرةً من البيانات الخام.

14 / 14