This textbook aims to point out the most important principles of data analysis from the mathematical point of view. Specifically, it selected these questions for exploring: Which are the principles necessary to understand the implications of an application, and which are necessary to understand the conditions for the success of methods used? Theory is presented only to the degree necessary to apply it properly, striving for the balance between excessive complexity and oversimplification. Its primary focus is on principles crucial for application success.

Topics and features:

Focuses on approaches supported by mathematical arguments, rather than sole computing experiences
Investigates conditions under which numerical algorithms used in data science operate, and what performance can be expected from them
Considers key data science problems: problem formulation including optimality measure; learning and generalization in relationships to training set size and number of free parameters; and convergence of numerical algorithms
Examines original mathematical disciplines (statistics, numerical mathematics, system theory) as they are specifically relevant to a given problem
Addresses the trade-off between model size and volume of data available for its identification and its consequences for model parametrization
Investigates the mathematical principles involves with natural language processing and computer vision
Keeps subject coverage intentionally compact, focusing on key issues of each topic to encourage full comprehension of the entire book

Although this core textbook aims directly at students of computer science and/or data science, it will be of real appeal, too, to researchers in the field who want to gain a proper understanding of the mathematical foundations “beyond” the sole computing experience.

�ber die Autorin bzw. den Autor

Tomas Hrycej is a pioneer in the field of artificial intelligence and neural networks, having worked in this field since the 1980s. As an example of his pioneering deeds, he worked in the 1990s at Daimler Research on self-driving cars. In his doctoral thesis, he dealt with modular learning concepts in neural networks. His most important research stations were Daimler AG, Bosch GmbH, the University of Passau and currently the University of St. Gallen. He is the author of three monographs: Neurocontrol - Towards an Industrial Control Methodology, Modular Learning in Neural Networks (both Wiley-Interscience) and Robust Control ("Robuste Regelung", Springer), as well as about 60 publications in journals and conference proceedings.

Bernhard Bermeitinger is a research assistant at the Chair of Data Science and Natural Language Processing and is currently working on his PhD in Deep Learning.

Matthias Cetto is a visiting researcher at the Chair of Data Science and Natural Language Processing and conducts research in the field of Natural Language Processing.

Siegfried Handschuh is a Full professor of Data Science and Natural Language Processing at the Institute of Computer Science at the University of St. Gallen, Switzerland. He received his PhD from the University of Karlsruhe (now: Karlsruhe Institute of Technology), Germany. His PhD thesis was in Collaboration with Stanford University as part of the American DARPA DAML project. Siegfried spend eight year in Ireland, where he led the Knowledge Discovery Unit at the Insight Centre for Data Analytics in Galway. He worked with multinational companies such as HP, SAP, IBM, Motorola and Elsevier Publishing. He also conducted research on the Digital Aristotle initiative, a project by Microsoft co-funder Paul Allen. He has published over 300 scientific papers and is highly citedwith an h-index of 41 (according to Google Scholar). This makes him one of the top-ranked Computer Scientists in Switzerland.

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Sie haben das Recht, binnen vierzehn Tagen ohne Angabe von Gr�nden diesen Vertrag zu widerrufen.

Die Widerrufsfrist betr�gt vierzehn Tage ab dem Tag, an dem Sie oder ein von Ihnen benannter Dritter, der nicht der Bef�rderer ist, die letzte Ware oder die letzte Teilsendung bzw. das letzte St�ck in Besitz genommen haben bzw. hat.

Um Ihr Widerrufsrecht auszu�ben, m�ssen Sie uns, Books Puddle, 244 Madison Ave, Suite # 405, 10016, New York, New York, U.S.A., +1 7183015977, mittels einer eindeutigen Erkl�rung (z.B. ein mit der Post versandter Brief, Telefax oder E-Mail) �ber Ihren Entschluss, diesen Vertrag zu widerrufen, informieren. Sie k�nnen daf�r das beigef�gte Muster-Widerrufsformular verwenden, das jedoch nicht vorgeschrieben ist. Sie k�nnen auch eine andere eindeutige Erkl�rung auf der Webseite "Meine Bestellungen" in Ihrem "Nutzerkonto" elektronisch ausf�llen und �bermitteln. Machen Sie von dieser M�glichkeit Gebrauch, so werden wir Ihnen unverz�glich (z. B. per E-Mail) eine Best�tigung �ber den Eingang eines solchen Widerrufs �bermitteln. Zur Wahrung der Widerrufsfrist reicht es aus, dass Sie die Mitteilung �ber die Aus�bung des Widerrufsrechts vor Ablauf der Widerrufsfrist absenden.

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Wenn Sie diesen Vertrag widerrufen, haben wir Ihnen alle Zahlungen, die wir von Ihnen erhalten haben, einschlie�lich der Lieferkosten (mit Ausnahme der zus�tzlichen Kosten, die sich daraus ergeben, dass Sie eine andere Art der Lieferung als die von uns angebotene, g�nstigste Standardlieferung gew�hlt haben), unverz�glich und sp�testens binnen vierzehn Tagen ab dem Tag zur�ckzuzahlen, an dem die Mitteilung �ber Ihren Widerruf dieses Vertrags bei uns eingegangen ist. F�r diese R�ckzahlung verwenden wir dasselbe Zahlungsmittel, das Sie bei der urspr�nglichen Transaktion eingesetzt haben, es sei denn, mit Ihnen wurde ausdr�cklich etwas anderes vereinbart; in keinem Fall werden Ihnen wegen dieser R�ckzahlung Entgelte berechnet. Wir k�nnen die R�ckzahlung verweigern, bis wir die Waren wieder zur�ckerhalten haben oder bis Sie den Nachweis erbracht haben, dass Sie die Waren zur�ckgesandt haben, je nachdem, welches der fr�here Zeitpunkt ist. Sie haben die Waren unverz�glich und in jedem Fall sp�testens binnen vierzehn Tagen ab dem Tag, an dem Sie uns �ber den Widerruf dieses Vertrags unterrichten, an Books Puddle, 244 Madison Ave, Suite # 405, 10016, New York, New York, U.S.A., +1 7183015977, zur�ckzusenden oder zu �bergeben. Die Frist ist gewahrt, wenn Sie die Waren vor Ablauf der Frist von vierzehn Tagen absenden.

Sie tragen die unmittelbaren Kosten der R�cksendung der Waren. Sie m�ssen f�r einen etwaigen Wertverlust der Waren nur aufkommen, wenn dieser Wertverlust auf einen zur Pr�fung der Beschaffenheit, Eigenschaften und Funktionsweise der Waren nicht notwendigen Umgang mit ihnen zur�ckzuf�hren ist.

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Zur Lieferung von Zeitungen und Zeitschriften oder Illustrierten, mit Ausnahme von Abonnement Vertr�gen;
Bei der Lieferung digitaler Inhalte, die nicht auf einem k�rperlichen Datentr�ger (z.B. einer CD oder DVD) geliefert werden, wenn Sie dem Beginn der Ausf�hrung vor der Bestellung ausdr�cklich zugestimmt und zur selben Zeit best�tigt haben, dass mit der Ausf�hrung begonnen werden kann und Sie Ihr Widerrufsrecht verlieren, sobald die Ausf�hrung begonnen hat.

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