AWS SageMaker Python SDK für Machine-Learning-Modelle

Seminarziel

Das Seminar zielt darauf ab, Teilnehmende mit den Fähigkeiten auszustatten, AWS SageMaker umfassend zu nutzen, um Machine-Learning-Modelle von der Entwicklung über das Training bis hin zum Deployment effektiv zu managen. Es vermittelt praktische Kenntnisse in der Datenvorbereitung, Modellauswahl, Optimierungstechniken und den Einsatz von SageMaker-Funktionen für skalierbare Lösungen. Die Teilnehmenden lernen, wie sie die Tools und Dienste von SageMaker einsetzen, um den gesamten Lebenszyklus von Machine-Learning-Projekten zu optimieren und dabei Sicherheitsbest Practices sowie Kostenmanagementstrategien zu berücksichtigen.

Inhalt

• Übersicht über AWS SageMaker
  • Erkunden Sie die umfangreichen Funktionen von AWS SageMaker, darunter integrierte Jupyter-Notebooks, vordefinierte Datenquellen und Modell-Hosting-Services. Diskutieren Sie, wie SageMaker die Entwicklung und Bereitstellung von Machine-Learning-Modellen vereinfacht.
  • Anleitung zur Einrichtung einer SageMaker-Umgebung, inklusive der Installation des SageMaker Python SDKs, Konfiguration von IAM-Rollen und Authentifizierungsmethoden für einen sicheren Zugriff auf AWS-Ressourcen.
• Daten vorbereiten und in SageMaker laden
  • Untersuchung der Methoden zur Datenvorbereitung für Machine Learning, einschließlich der Bereinigung, Feature-Extraktion und Datentransformation. Betrachtung der Bedeutung von Datenformaten und wie sie die Modellleistung beeinflussen.
  • Einführung in Amazon S3 als robuste und skalierbare Lösung für die Datenspeicherung. Praktische Demonstration, wie Daten in S3 Buckets hochgeladen und für Trainingsjobs in SageMaker zugänglich gemacht werden.
• Auswahl und Training von Machine-Learning-Modellen
  • Überblick über die in SageMaker verfügbaren vorgefertigten Machine-Learning-Algorithmen und Frameworks. Erläuterung der Kriterien für die Auswahl des passenden Modells basierend auf dem Anwendungsfall.
  • Detaillierte Erklärung des Prozesses zur Einrichtung und Durchführung von Training Jobs in SageMaker, inklusive der Konfiguration von Hardware-Ressourcen, Auswahl von Hyperparametern und der Nutzung von Spot-Instances zur Kosteneinsparung.
• Modellbewertung und -optimierung
  • Diskussion über die verschiedenen Metriken und Techniken zur Bewertung der Leistung von Machine-Learning-Modellen. Vorstellung von Methoden zur Visualisierung und Interpretation der Ergebnisse.
  • Anleitung zum Hyperparameter Tuning in SageMaker, einschließlich der Verwendung von automatisierten Suchstrategien und der Bewertung ihrer Auswirkungen auf die Modellleistung.
• Deployment von Modellen
  • Erklärung der Schritte zur Erstellung und Konfiguration von SageMaker-Endpoints für die Bereitstellung von Modellen in der Produktion. Diskussion der Best Practices für das Deployment, einschließlich Versionierung und A/B-Testing.
  • Einführung in das automatische Scaling von Endpoints basierend auf der Anfragebelastung und Tipps zur Überwachung der Leistung von Modell-Endpoints.
• Integration von SageMaker in ML-Pipelines
  • Erläuterung, wie SageMaker in umfassende Machine-Learning-Pipelines integriert werden kann, von der Datenvorbereitung bis zum Modell-Training und -Deployment. Vorstellung von SageMaker Pipelines zur Automatisierung und Orchestrierung des gesamten ML-Workflows.
  • Praxisnahe Beispiele für die Erstellung und Ausführung von ML-Pipelines in SageMaker, inklusive der Versionierung von Pipelines und der Wiederverwendung von Komponenten.
• Anwendung von Reinforcement Learning
  • Einführung in die Grundlagen und Anwendungsfälle von Reinforcement Learning (RL). Diskussion der in SageMaker verfügbaren RL-Frameworks und Umgebungen.
  • Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Einrichtung und Durchführung von RL-Experimenten in SageMaker, inklusive der Auswahl von Algorithmen, Definition von Belohnungsfunktionen und Evaluation der Modellperformance.
• Verwendung von SageMaker Studio
  • Vorstellung von SageMaker Studio als integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) für Machine Learning. Überblick über die Funktionen, einschließlich des visuellen Datenpräparierungstools, Experiment-Management und Modell-Monitoring.
  • Anwendungsbeispiele für SageMaker Studio, um die Produktivität bei der Entwicklung von Machine-Learning-Modellen zu steigern, von der Datenanalyse über das Modell-Training bis hin zum Deployment.
• Sicherheit und Zugriffskontrolle in SageMaker
  • Diskussion der Sicherheitsaspekte in SageMaker, einschließlich der Konfiguration von IAM-Rollen, Verschlüsselung von Daten in Ruhe und Übertragung sowie der Einrichtung von VPC-Endpunkten.
  • Anleitung zur Einrichtung von Zugriffskontrollen und feingranularen Berechtigungen für Teams, um einen sicheren und kontrollierten Zugriff auf SageMaker-Ressourcen und -Funktionen zu gewährleisten.
• Kostenmanagement und Best Practices
  • Überblick über die Kostenstruktur in SageMaker und Strategien zur Kostenoptimierung, einschließlich der Auswahl geeigneter Instanztypen, Verwendung von Spot-Instances und Monitoring der Ressourcennutzung.
  • Zusammenfassung der Best Practices für den effizienten und kosteneffektiven Einsatz von SageMaker, von der Ressourcenplanung bis hin zur Optimierung von Workflows und der Nutzung von SageMaker-Funktionen.