Du erh$$ltst:

A$)4$ Training$-$Datens$$tze

B$)$ einen Test$-$Datensatz

C$)$ einen Datensatz, der $50$ ideale Funktionen beschreibt

Alle Daten bestehen aus x$-$y$-$Paaren. Die Struktur in den CSV$-$Files ist wie folgt:

x y

X$1$ Y$1$

$......$

Xn Yn

Deine Aufgabe ist, ein Python Programm zu schreiben, welches mittels der vier Trainingsdatens$$tze $($A$)$ die vier

besten Passungen $/$ Fits aus dem Datensatz von $50$ idealen Funktionen $($C$)$ findet. Die folgenden Kriterien sollen

beachtet werden:

$1.$ Das Kriterium zur Selektion idealer Funktionen f$$r den Training$-$Datensatz ist die Minimierung der

Summe aller quadratischen y$-$Abweichungen $($Least$-$Square$).$

$2.$ Dein Programm muss den Test$-$Datensatz B zur Validierung der Selektion benutzen. Hierbei soll f$$r jedes

x$-$y$-$Paar im Test$-$Datensatz $$berpr$$ft werden, ob die Werte zu den vier idealen Funktionen passen.

a$.$ Benutze ein Kriterium, welches sicherstellt, dass die maximale Abweichung zwischen der vorher

ermittelten idealen Funktion und den Testwerten nicht die maximale Abweichung zwischen den

Trainingsdaten $($A$)$ und den vier idealen Funktionen aus $($C$)$ um mehr als den Faktor Wurzel aus

zwei $($sqrt$(2))$bersteigt$.$

b$.$ Sollten die Testdaten an die von Dir gefundenen vier Funktionen anpassbar sein, speichere f$$r

jeden Testdatensatz die entsprechenden Abweichungen ab$.$

$3.$ Alle Daten sollten logisch visualisiert werden.

$4.$ Schreibe Unit$-$Tests, wo immer m$$glich$.$

Um Deine im Kurs erlernten F$$higkeiten unter Beweis zu stellen, musst Du die im folgenden Kapitel $($Details$)$

dargestellten Kriterien erf$$llen$.$

$1\mathrm{.}2.$ Details

Datenbank und Tabellen

$$ Du erh$$ltst vier Trainingsdatens$$tze in Form von CSV$-$Dateien. Dein Python$-$Programm muss in der Lage

sein, eine SQLite$-$Datenbank $($Datei$)$ idealerweise $$ber sqlalchemy unabh$$ngig zu kompilieren und die

Trainingsdaten in eine einzelne, f$$nfspaltige Tabelle zu laden. Die erste Spalte zeigt die x$-$Werte aller

Seite $3$ von $4$

PR$$FUNGSAMT

IU$.$DE

Funktionen. Tabelle $1$ am Ende dieses Unterabschnitts zeigt Dir, welche Struktur Deine Tabelle

voraussichtlich haben wird.

$$ Die f$$nfzig idealen Funktionen, die auch $$ber eine CSV$-$Datei bereitgestellt werden, m$$ssen in eine

andere Tabelle geladen werden. Ebenso zeigt die erste Spalte die x$-$Werte, was bedeutet, dass

insgesamt $51$ Spalten vorhanden sind$.$ Tabelle $2$ am Ende dieses Unterabschnitts beschreibt

schematisch, welche Struktur erwartet wird.

$$ Nachdem die Trainingsdaten und die idealen Funktionen in die Datenbank geladen wurden, m$$ssen die

Testdaten $($B$)$ Zeile f$$r Zeile aus einer anderen CSV$-$Datei geladen und $-$ wenn sie das Kriterium im

Unterabschnitt $2$ erf$$llt $-$ mit einer der vier abgeglichen Funktionen abgespeichert werden.

$$ Anschlie$$end m$$ssen die Ergebnisse in einer anderen vierspaltigen Tabelle in der SQLite$-$Datenbank

gespeichert werden. Gem$$ Tabelle $3$ am Ende dieses Unterabschnitts enth$$lt diese Tabelle vier

Spalten mit x$-$ und y$-$Werten sowie die entsprechend gew$$hlte ideale Funktion und die damit

verbundene Abweichung.

$$ Schlie$$lich werden die Trainingsdaten, die Testdaten, die gew$$hlten Idealfunktionen sowie die

entsprechenden $/$ zugewiesenen Datens$$tze unter einer entsprechend gew$$hlten Darstellung der

Abweichung visualisiert.

Struktur des Python Programms

$$ Das Programm soll soweit wie m$$glich Objekt$-$orientiert sein.

$$ Es soll mindestens eine Vererbungshierarchie $($inheritance$)$ haben.

$$ Benutze sowohl Standard als auch user$-$definiertes Exception Handling.

$$ F$$r die Programmlogik solltest Du Pandas benutzen, aber auch Visualisierung mittels Bokeh, matlibplot

etc.

$$ Schreibe Unit$-$Tests, wo immer es sich anbietet.

$$ Dokumentiere Dein Programm vollst$$ndig und mache von docstrings Gebrauch.

Verwendung von Git

$$ Bitte verwende Git zur Versionskontrolle Deines Codes