Anwenden einer mathematischen Operation

Artikel
05/06/2019

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Wendet eine mathematische Operation auf Spaltenwerte an.

Kategorie: Statistische Funktionen

Hinweis

Gilt nur für: Machine Learning Studio (klassisch)

Ähnliche Drag & Drop-Module sind im Azure Machine Learning-Designer verfügbar.

Modulübersicht

In diesem Artikel wird beschrieben, wie Sie das Modul Apply Math Operation (Mathematische Operation anwenden) in Machine Learning Studio (klassisch) verwenden, um Berechnungen zu erstellen, die auf numerische Spalten im Eingabedataset angewendet werden.

Unterstützte mathematische Operationen umfassen gängige arithmetische Funktionen wie Multiplikation und Division, trigonometrische Funktionen, eine Vielzahl von Rundungsfunktionen und Sonderfunktionen für die Data Science, wie Gamma- und Fehlerfunktionen.

Nachdem Sie einen Vorgang definiert und das Experiment ausgeführt haben, werden die Werte ihrem Dataset hinzugefügt. Je nachdem, wie Sie das Modul konfigurieren, können Sie folgende Aktionen ausführen:

Sie können die Ergebnisse an Ihr Dataset anfügen. Dies ist besonders nützlich, wenn Sie das Ergebnis der Operation überprüfen.
Sie können Spaltenwerte durch die neuen berechneten Werte ersetzen.
Sie können eine neue Spalte für Ergebnisse generieren und nicht die Originaldaten anzeigen.

Tipp

Dieses Modul führt eine einzelne mathematische Operation gleichzeitig aus. Für komplexe mathematische Operationen wird empfohlen, stattdessen die folgenden Module zu verwenden:

Suchen Sie in den folgenden Kategorien nach der benötigten Operation:

Grundlegend

Mit den Funktionen der Kategorie Grundlegende Funktionen kann ein einzelner Wert oder eine Wertspalte bearbeitet werden. So können Sie beispielsweise den absoluten Wert aller Zahlen in einer Spalte ermitteln oder die Quadratwurzel jedes Wertes in einer Spalte berechnen.
Vergleichen

Die Funktionen in der Kategorie Vergleichen werden alle für Vergleiche verwendet: Sie können die Werte in zwei Spalten paarweise oder jeden Wert in einer Spalte mit einer bestimmten Konstanten vergleichen. Mit dem Vergleich von Spalten können Sie beispielsweise feststellen, ob die Werte in zwei Datasets gleich sind. Oder Sie verwenden eine Konstante, wie beispielsweise einen maximal zulässigen Wert, um Ausreißer in einer numerischen Spalte zu finden.
Vorgänge

Diese Kategorie umfasst die grundlegenden mathematischen Funktionen: Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division. Sie können entweder mit Spalten oder Konstanten arbeiten. Sie können beispielsweise den Wert in Spalte A mit dem Wert in Spalte B addieren. Oder Sie können von jedem Wert in Spalte A eine Konstante, wie beispielsweise einen zuvor berechneten Mittelwert, subtrahieren.
Runden

Diese Kategorie umfasst eine Vielzahl von Funktionen zum Ausführen von Vorgängen wie Rundung, Obergrenze, Boden und Abschneiden auf verschiedene Genauigkeitsstufen. Sie können die Genauigkeitsstufe sowohl für Dezimal- als auch für Ganzzahlen angeben.
Spezielle mathematische Funktionen

Die Kategorie Sonderfunktionen beinhaltet mathematische Funktionen, die vor allem im Bereich Data Science verwendet werden, wie elliptische Integrale und die Gaußsche Fehlerfunktion.
Trigonometrische Funktionen

Diese Kategorie umfasst alle trigonometrischen Standardfunktionen. So können Sie beispielsweise das Bogenmaß in Grad konvertieren oder Funktionen wie Tangens entweder als Bogenmaß oder in Grad berechnen. Diese Funktionen sind unär, d. h. sie verwenden eine einzige Wertspalte als Eingabe, wenden die trigonometrische Funktion an und geben als Ergebnis eine Wertspalte zurück. Daher müssen Sie sicherstellen, dass der Eingabespalte der richtige Typ zugewiesen ist und sie die richtigen Werte für die angegebene Operation enthält.

Beispiele

Beispiele für die Verwendung von Apply Math Operation finden Sie in den folgenden Beispielexperimenten im Azure KI-Katalog:

Farbquantisierung: Ein Satz von Spaltenwerten wird von einem anderen subtrahiert, und dann werden die Ergebnisse quadratisch dargestellt.
Kundenbeziehungsvorhersage: Die Konstante 1 wird allen Werten in einer Spalte hinzugefügt, um zwischen Nullen und fehlenden Werten zu unterscheiden.
Vorhersage von Flugverspätungen: Veranschaulicht verschiedene Vorgänge, einschließlich Rundung und Division.
Direktes Marketing: Verwendet Vergleichsvorgänge, um zu bestimmen, ob Wahrscheinlichkeitsbewertungen einen erforderlichen Wert erfüllen.

Verwenden der mathematischen Anwendung

Für das Modul zum Anwenden einer mathematischen Operation ist ein Dataset erforderlich, dass mindestens eine Spalte mit ausschließlich Zahlen enthält. Die Zahlen können diskret oder kontinuierlich sein, müssen aber ein numerischer Datentyp und keine Zeichenfolge sein.

Sie können die gleiche Operation auf mehrere numerische Spalten anwenden, wobei jedoch alle Spalten zum selben Dataset gehören müssen.

Jede Instanz dieses Moduls kann jeweils nur einen Operationstyp ausführen. Zum Auszuführen komplexer mathematischer Operationen müssen Sie möglicherweise mehrere Instanzen des Moduls zum Anwenden einer mathematischen Operation miteinander verketten.

Fügen Sie Ihrem Experiment das Modul Apply Math Operation (Mathematische Operation anwenden ) hinzu. Sie finden dieses Modul in der Kategorie Statistische Funktionen .
Stellen Sie eine Verbindung mit einem Dataset her, das mindestens eine numerische Spalte enthält.
Klicken Sie auf Kategorie, um den Typ der auszuführenden mathematischen Operation auszuwählen.

Wählen Sie beispielsweise Vorgänge aus, um grundlegende Arithmetik für Spalten durchzuführen. Wählen Sie Basic aus, um einen Logarithmus oder eine Obergrenze zu erhalten. Verwenden Sie zum Vergleichen von Wertespalten Vergleich.

Tipp

Alle anderen Optionen ändern sich je nachdem, welche Art von mathematischer Operation Sie auswählen. Außerdem werden bei jeder Änderung an der Kategorie alle anderen Optionen zurückgesetzt. Achten Sie daher darauf, zuerst eine Kategorie auszuwählen.
Wählen Sie eine bestimmte Operation aus der Liste in dieser Kategorie aus.
Wählen Sie mindestens eine Quellspalte aus, für die die Berechnung durchgeführt werden soll.
- Jede ausgewählte Spalte muss ein numerischer Datentyp sein.
- Der Datenbereich muss für die ausgewählte mathematische Operation gültig sein. Andernfalls wird ein Fehler oder ein NaN-Ergebnis (Not a Number, Keine Zahl) angezeigt. Beispielsweise ist Ln(-1.0) eine ungültige Operation und führt zum Wert NaN.
Legen Sie zusätzliche Parameter fest, die für den jeweiligen Operationstyp erforderlich sind.
Verwenden Sie die Option Output mode, um anzugeben, wie die mathematische Operation generiert werden soll:
- Append. Alle als Eingaben verwendeten Spalten sind im ausgegebenen Dataset enthalten, und es wird eine zusätzliche Spalte angefügt, die die Ergebnisse der mathematischen Operation enthält.
- Inplace. Die Werte in den als Eingaben verwendeten Spalten werden durch die neuen berechneten Werte ersetzt.
- ResultOnly. Es wird eine einzelne Spalte mit den Ergebnissen der mathematischen Operation zurückgegeben.
Führen Sie das Experiment aus, oder klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das Modul Apply Math Operation (Mathematische Operation anwenden ), und wählen Sie Run selected (Ausgewählte Ausführung) aus.

Ergebnisse

Wenn Sie die Ergebnisse mit den Optionen Append oder ResultOnly generieren, werden in den Spaltenüberschriften des zurückgegebenen Datasets die Operation und die verwendeten Spalten angegeben. Wenn Sie z. B. zwei Spalten mit dem Operator Equals vergleichen, sehen die Ergebnisse wie folgt aus:

Equals(Col2_Col1), gibt an, dass Sie Col2 mit Col1 überprüft haben.
Equals(Col2_$10), gibt an, dass Sie Spalte 2 mit der Konstanten 10 verglichen haben.

Auch wenn Sie die Option Inplace verwenden, werden die Quelldaten nicht gelöscht oder geändert. Die Spalte im ursprünglichen Dataset ist in Studio (klassisch) weiterhin verfügbar. Um die ursprünglichen Daten anzuzeigen, können Sie das Modul Spalten hinzufügen anschließen und es mit der Ausgabe des Moduls zum Anwenden einer mathematischen Operation verbinden.

Grundlegende mathematische Operationen

Die Funktionen in der Kategorie Grundlegende Funktionen verwenden in der Regel einen Einzelwert aus einer Spalte, führen die vordefinierte Operation aus und geben einen Einzelwert zurück. Für einige Funktionen können Sie eine Konstante als zweites Argument angeben.

Machine Learning unterstützt die folgenden Funktionen in der Kategorie Basic:

Abs

Gibt den absoluten Wert der ausgewählten Spalte zurück.

Atan2

Gibt den umgekehrten Tangens des vierten Quadranten zurück.

Wählen Sie die Spalten aus, die die Punktkoordinaten enthalten. Für das zweite Argument, das der x-Koordinate entspricht, können Sie ebenfalls eine Konstante angeben.

Entspricht der ATAN2-Funktion in MATLAB.

Conj

Gibt die Konjugation für die Werte in der ausgewählten Spalte zurück.

CubeRoot

Gibt die Kubikwurzel für die Werte in der ausgewählten Spalte zurück.

DoubleFactorial**

Gibt die Doppelfakultät für die Werte in der ausgewählten Spalte zurück. Die Doppelfakultät ist eine Erweiterung der normalen Fakultätsfunktion und wird mit „x!!“ angegeben.

Eps

Gibt die Größe des Abstands zwischen dem aktuellen Wert und der nächsthöheren Zahl mit doppelter Genauigkeit zurück. Entspricht der EPS-Funktion in MATLAB.

Exp

Potenziert die Basis e mit dem Wert in der ausgewählten Spalte. Dies entspricht der EXP-Funktion in Excel.

Exp2

Gibt das Exponential der Basis 2 der Argumente zurück und löst nach y = x * 2^t auf, wobei „t“ eine Wertspalte mit Exponenten ist.

Für Exp2 können Sie ein zweites Argument x angeben, das entweder eine Konstante oder eine andere Wertespalte sein kann.

Geben Sie unter Second argument type (Zweiter Argumenttyp) an, ob Sie den Multiplikator t als Konstante oder einen Wert in einer Spalte angeben.

Sie können eine einzelne Spalte mit den Exponentenwerten auswählen oder den Exponentenwert im Textfeld Konstantes zweites Argument eingeben. Wählen Sie dann unter Spaltensatz die Spalte aus, die die Exponentenwerte enthält.

Wenn Sie beispielsweise eine Spalte mit den Werten {0,1,2,3,4,5} sowohl für den Multiplikator als auch für den Exponenten auswählen, gibt die Funktion {0, 2, 8, 24, 64 160) zurück.

ExpMinus1

Gibt den negativen Exponenten für Werte in der ausgewählten Spalte zurück.

Fakultät

Gibt die Fakultät für Werte in der ausgewählten Spalte zurück.

Hypotenuse

Berechnet die Hypotenuse für ein Dreieck, in dem die Länge einer Seite als Wertspalte und die Länge der zweiten Seite entweder als Konstante oder als zwei Spalten angegeben wird.

ImaginaryPart

Gibt den Imaginärteil der Werte in der ausgewählten Spalte zurück.

Ln

Gibt den natürlichen Logarithmus für die Werte in der ausgewählten Spalte zurück.

LnPlus1

Gibt den natürlichen Logarithmus plus 1 für die Werte in der ausgewählten Spalte zurück.

Log

Gibt den Logarithmus der Werte in der ausgewählten Spalte bezogen auf die angegebene Basis zurück.

Sie können die Basis (das zweite Argument) entweder als Konstante oder durch Auswahl einer anderen Wertspalte angeben.

Log10

Gibt den Logarithmus der Basis 10 der Werte in der ausgewählten Spalte zurück.

Log2

Gibt den Logarithmus der Basis 2 für die Werte in der ausgewählten Spalte zurück.

NthRoot

Gibt die n-te Wurzel des Werts unter Verwendung eines von Ihnen angegebenen n-Werts zurück.

Wählen Sie mithilfe der Option ColumnSet die Spalten aus, für die die Wurzel berechnet werden soll.

Wählen Sie in Zweiter Argumenttyp eine andere Spalte aus, die die Wurzel enthält, oder geben Sie eine Konstante an, die als Wurzel verwendet werden soll.

Wenn das zweite Argument eine Spalte ist, wird jeder Wert in der Spalte als Wert von n für die entsprechende Zeile verwendet. Wenn das zweite Argument eine Konstante ist, geben Sie den Wert für n in das Textfeld Konstantes zweites Argument ein.

Pow

Berechnet die Potenz der Basis X für jeden Wert in der ausgewählten Spalte mit Y.

Wählen Sie zunächst mithilfe der ColumnSet-Option die Spalten aus, die die Basis ( float) enthalten sollen.

Wählen Sie in Zweiter Argumenttyp eine Spalte aus, die den Exponenten enthält, oder geben Sie eine Konstante an, die als Exponent verwendet werden soll.

Wenn das zweite Argument eine Spalte ist, wird jeder Wert in der Spalte als Exponent für die entsprechende Zeile verwendet. Wenn das zweite Argument eine Konstante ist, geben Sie den Wert für den Exponenten in das Textfeld Constant second argument ein.

RealPart

Gibt den tatsächlichen Teil der Werte in der ausgewählten Spalte zurück.

Sqrt

Gibt die Quadratwurzel für die Werte in der ausgewählten Spalte zurück.

SqrtPi

Jeder Wert in der ausgewählten Spalte wird mit Pi multipliziert, anschließend wird die Quadratwurzel des Ergebnisses zurückgegeben.

Square

Quadriert die Werte in der ausgewählten Spalte.

Vergleichsoperationen

Verwenden Sie die Vergleichsfunktionen in Machine Learning Studio (klassisch), wenn Sie zwei Wertesätze miteinander testen müssen. In einem Experiment müssen Sie beispielsweise die folgenden Vergleichsvorgänge durchführen:

Bewerten einer Spalte in einem Wahrscheinlichkeitsmodell anhand eines Schwellenwerts.
Bestimmen Sie, ob zwei Ergebnissätze identisch sind, und fügen Sie für jede zeile, die sich unterscheidet, ein FALSE-Flag hinzu, das für die weitere Verarbeitung oder Filterung verwendet werden kann.

EqualTo

Gibt „True“ zurück, wenn die beiden Werte gleich sind.

GreaterThan

Gibt „True“ zurück, wenn die Werte in Spaltensatz größer als die angegebene Konstante oder größer als die entsprechenden Werte in der Vergleichsspalte sind.

GreaterThanOrEqualTo

Gibt „True“ zurück, wenn die Werte in Spaltensatz größer oder gleich der angegebenen Konstanten oder größer oder gleich den entsprechenden Werten in der Vergleichsspalte sind.

LessThan

Gibt „True“ zurück, wenn die Werte in Spaltensatz kleiner als die angegebene Konstante oder kleiner als die entsprechenden Werte in der Vergleichsspalte sind.

LessThanOrEqualTo

Gibt „True“ zurück, wenn die Werte in Spaltensatz kleiner oder gleich der angegebenen Konstanten oder kleiner oder gleich den entsprechenden Werten in der Vergleichsspalte sind.

NotEqualTo

Gibt "True" zurück, wenn die Werte in Column set ungleich zu der Konstante oder der Vergleichsspalte sind, andernfalls wird "False" zurückgegeben.

PairMax

Gibt den jeweils größeren Wert zurück – den Wert in Column set oder den Wert in der Konstante oder der Vergleichsspalte.

PairMin

Gibt den kleineren Wert zurück – den Wert in Spaltensatz oder den Wert der Konstanten oder in der Vergleichsspalte.

Arithmetische Operationen

Umfasst die grundlegenden arithmetischen Operationen: Addition und Subtraktion, Division und Multiplikation. Da die meisten Operationen binär sind und zwei Zahlen erfordern, wählen Sie zuerst die Operation und dann die Spalte oder die Zahlen, die im ersten und zweiten Argument verwendet werden sollen.

Die Reihenfolge, in der Sie die Spalten für Division und Subtraktion auswählen, mag kontraintuitiv erscheinen. Um das Ergebnis jedoch besser zu verstehen, zeigt die Spaltenüberschrift die Operationsbezeichnung und die Reihenfolge an, in der die Spalten verwendet wurden.

Vorgang	Num1	Num2	Ergebnisspalte	Ergebniswert
Addition	1	5	Add(Num2_Num1)	4
Multiplikation	1	5	Multiple(Num2_Num1)	5
Subtraktion	1	5	Subtract(Num2_Num1)	4
Subtraktion	0	1	Subtract(Num2_Num1)	0
Division	1	5	Divide(Num2_Num1)	5
Division	0	1	Divide(Num2_Num1)	Unendlich

Hinzufügen

Geben Sie die Quellspalten mithilfe von Spaltensatz an, und fügen Sie diesen Werten dann eine Zahl hinzu, die unter Constant operation argument (Konstantes Vorgangsargument) angegeben ist.

Um die Werte in zwei Spalten hinzuzufügen, wählen Sie eine Spalte oder Spalten mithilfe von Spaltensatz und dann eine zweite Spalte mithilfe des Operation-Arguments aus.

Dividieren

Multipliziert die Werte in Column set mit einer Konstante oder den in in Operation argument definierten Spaltenwerten. Anders ausgedrückt: Sie wählen zuerst den Divisor und dann die Dividende aus. Der Ausgabewert ist der Quotient.

Multiplizieren

Dividiert die Werte in Column set durch die angegebene Konstante bzw. die angegebenen Spaltenwerte.

Subtrahieren

Geben Sie die zu subtrahierende Zahl ( subtrahend) mithilfe der Dropdownliste Operation argument (Vorgangsargument ) an. Sie können entweder eine Konstante oder eine Wertspalte auswählen. Geben Sie dann die Spalte der Werte an, die verwendet werden sollen ( minuend), indem Sie eine andere Spalte auswählen, indem Sie die zweite Option Spaltensatz verwenden .

Sie können eine Konstante von jedem Wert in einer Spalte mit Werten subtrahieren, jedoch nicht den umgekehrten Vorgang. Verwenden Sie hierzu stattdessen Addition.

Rundungsoperationen

Studio (klassisch) unterstützt eine Vielzahl von Rundungsvorgängen. Bei vielen Operationen müssen Sie angeben, wie genau gerundet werden soll. Sie können entweder eine statische Genauigkeit verwenden, die als Konstante angegeben ist, oder Sie können einen dynamischen Genauigkeitswert anwenden, der aus einer Wertspalte abgerufen wird.

Wenn Sie eine Konstante verwenden, legen Sie den Genauigkeitstyp auf Konstante fest, und geben Sie dann die Anzahl der Stellen als Ganzzahl in das Textfeld Konstante Genauigkeit ein. Wenn Sie keine Ganzzahl eingeben, gibt das Modul zwar keinen Fehler aus, aber es können unerwartete Ergebnisse angezeigt werden.
Um für jede Zeile im Dataset einen anderen Genauigkeitswert zu verwenden, legen Sie für GenauigkeitstypColumnSet fest, und wählen Sie dann die Spalte aus, die die entsprechenden Genauigkeitswerte enthält.

Ceiling

Gibt die Obergrenze für die Werte in Column set zurück.

CeilingPower2

Gibt die quadrierte Obergrenze für die Werte in Column set zurück.

Etage

Gibt die Untergrenze für die Werte in Column set mit der angegebenen Genauigkeit zurück.

Mod

Gibt den Bruchteil der Werte in Column set mit der angegebenen Genauigkeit zurück.

Quotient

Gibt den Bruchteil der Werte in Column set mit der angegebenen Genauigkeit zurück.

Rest

Gibt den Rest für die Werte in Column set zurück.

RoundDigits

Gibt die Werte in Column set nach der 4/5-Regel auf die angegebene Anzahl von Stellen gerundet zurück.

RoundDown

Gibt die Werte in Column set auf die angegebene Anzahl von Stellen abgerundet zurück.

RoundUp

Gibt die Werte in Column set auf die angegebene Anzahl von Stellen aufgerundet zurück.

ToEven

Gibt die Werte in Column set auf die nächste ganze gerade Zahl gerundet zurück.

ToOdd

Gibt die Werte in Column set auf die nächste ganze ungerade Zahl gerundet zurück.

Truncate

Schneidet die Werte in Column set ab, indem alle Ziffern entfernt werden, die für die angegebene Genauigkeit unzulässig sind.

Mathematische Sonderfunktionen

Diese Kategorie enthält mathematische Sonderfunktionen, die häufig in Data Science verwendet werden. Sofern nicht anders angegeben, ist die Funktion unär und gibt die spezifizierte Berechnung für jeden Wert in der oder den ausgewählten Spalten zurück.

Beta

Gibt den Wert der Eulerschen Betafunktion zurück.

EllipticIntegralE

Gibt den Wert des unvollständigen elliptischen Integrals zurück.

EllipticIntegralK

Gibt den Wert des vollständigen elliptischen Integrals (K) zurück.

Erf

Gibt den Wert der Fehlerfunktion zurück.

Die Fehlerfunktion (auch Gaußsche Fehlerfunktion genannt) ist eine Sonderfunktion der Sigmoidfunktion, die in der Wahrscheinlichkeit zur Beschreibung der Diffusion verwendet wird.

Erfc

Gibt den Wert der komplementären Fehlerfunktion zurück.

Erfc ist als „1 – erf(x)“ definiert.

ErfScaled

Gibt den Wert der skalierten Fehlerfunktion zurück.

Die skalierte Version der Fehlerfunktion kann zur Vermeidung eines arithmetischen Unterlaufs verwendet werden.

Erfinverse

Gibt den Wert der umgekehrten Erf-Funktion zurück.

ExponentialIntegralEin

Gibt den Wert der Integralexponentialfunktion Ei zurück.

Gamma

Gibt den Wert der Gammafunktion zurück.