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컴퓨터 시대의 통계적 추론 알고리즘과 추론의 관계와 역할

ACORN ADVANCED | 양장본
브래들리 에프론 , 트레버 해스티 지음 | 이병욱 옮김 | 에이콘출판 | 2019년 04월 29일 출간
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    2019.05.31 ~ 2020.12.31
상품상세정보
ISBN 9791161752860(1161752862)
쪽수 612쪽
크기 156 * 235 * 38 mm /995g 판형알림
이 책의 원서/번역서 Computer Age Statistical Inference: Algorithms, Evidence, and Data Science/Bradley Efron

책소개

이 책이 속한 분야

베이즈 규칙이 발견된 1763년부터 지금까지, 250년이 넘는 시간 동안의 수많은 알고리즘의 개발과 각 알고리즘의 정확도에 관여된 추론의 발전에 관해 설명하는 책이다. '추론'이 '단순히 알고리즘의 정확도를 말하는 것' 이상의 것임을 보여주며, 빅데이터 시대의 여러 경험적 기법을 세세히 알려준다. 또한 전통적 기법의 시대인 베이즈, 빈도주의, 피셔주의 시대와 컴퓨터가 등장한 초기 시대인 1950년에서 1990년, 그리고 그 이후부터 현재까지의 세 가지 연대를 나눠, 각 시대에 있어 알고리즘과 추론의 발전에 대해 설명한다. 각 장은 서로 연관돼 있으면서도 독립적으로 읽을 수 있도록 구성돼 있다.

상세이미지

컴퓨터 시대의 통계적 추론(ACORN ADVANCED)(양장본 HardCover) 도서 상세이미지

저자소개

저자 : 브래들리 에프론

스탠퍼드 대학교의 통계학 및 생물의학 데이터 과학 교수다. 하버드, 버클리, 임페리얼 칼리지 런던의 객원 교수 직책을 맡았다. 또한 통계적 추론에 대해 심도 있는 연구를 수행했으며, 부트스트랩 표본 기법을 발명했다. 2005년 ‘국가 과학(National Medal of Science) 상’을 수상했고, 2014년 왕립통계학회(Royal Statistical Society)의 ‘가이 메달(Guy Medal) 금상’을 수상했다.

저자 : 트레버 해스티

통계학 및 생물의학 데이터 과학 교수다. 현대 데이터 분석 분야의 필독서로 꼽히는 『Elements of Statistical Learning, Second Edition』(Springer, 2016)의 공동 저자며, 일반 가첨(additive) 모델과 주요 곡선, R 컴퓨팅 환경에 대한 공로로 잘 알려져 있다. 2014년 통계적 혁신 부문의 ‘엠마누엘(Emmanuel)과 캐롤 파르젠(Carol Parzen) 상’을 수상했다..

역자 : 이병욱

한국과학기술원(KAIST) 전산학과 계산이론 연구실에서 학사 및 석사 학위를 취득했다. 공학을 전공한 금융 전문가며, 세계 최초의 핸드헬드-PC(Handheld-PC) 개발에 참여해 한글 Windows CE 1.0과 2.0을 마이크로소프트 본사에서 공동 개발했다. 1999년에는 국내 최초로 전 보험사 보험료의 실시간 비교 서비스를 제공한 ㈜보험넷을 창업해 업계에 큰 반향을 불러일으켰다. 이후 삼성생명을 비롯한 생명 및 손해 보험사에서 CMO(마케팅 총괄 상무), CSMO(영업 및 마케팅 총괄 전무) 등을 역임하면서 혁신적인 상품과 서비스를 개발하고 총괄했다. 세계 최초로 파생 상품 ELS를 기초 자산으로 하는 변액보험을 개발해 단일 보험 상품으로 5,000억 원 이상 판매되는 돌풍을 일으켰고, 매일 분산 투자하는 일분산 투자(daily averaging) 변액보험을 세계 최초로 개발해 상품 판매 독점권을 획득했다. 최근에는 머신 러닝 기반의 금융 분석과 블록체인에 관심을 갖고 다양한 활동을 하고 있다. 저서로는 『비트코인과 블록체인, 탐욕이 삼켜버린 기술』(에이콘, 2018)이 있다.

작가의 말

★ 지은이의 말 ★
통계적 추론(Statistical Inference)은 광범위한 학문 분야며 수학, 경험적 과학, 철학이 삼각 지점을 이루며 만나는 곳에 위치하고 있다. 이 분야는 베이즈 규칙이 발표된 1763년부터 비롯됐다고 말할 수도 있다(이는 이 주제의 철학적 부분을 의미하는데, 베이즈 규칙의 초기 신봉자들은 이것이야말로 신이 존재한다는 증거라고 치켜세우기까지 했다). 이 250년의 역사 중 가장 최근 1/4에 해당하는 1950년부터 지금까지는 이 책의 제목처럼 ‘컴퓨터 시대(Computer Age)’며, 이 시대에는 통계적 응용의 전통적인 병목 부분인 연산 능력에서 수백만 배 이상 더 빠르고 간편한 계산이 가능해졌다.
이 책은 과거 60년 동안 통계학이 어떻게 발전해왔는지 개괄적으로 조망해본다. 제트기나 인공위성처럼 까마득히 높은 곳에서 살펴보는 것이 아니라, 경비행기 정도의 높이로 비교적 자세히 조망한다. 개별 장들은 각 핵심 기법의 발달과 그 추론적 정당성에 대해 설명하는 일련의 주요 주제를 다룬다. 여기에는 일반화 선형 모델, 생존율 분석, 잭나이프와 부트스트랩, 오발견율, 경험적 베이즈, MCMC, 신경망 등과 같은 수십 가지 주제가 있다.
두말할 필요도 없이, 전자식 컴퓨터 계산은 이 이야기 전체의 핵심 요소다. 그렇다고 해서 모든 발전이 컴퓨터와 연계돼 있다는 뜻은 아니다. 신대륙을 향해 해상을 가로지르는 다리가 건설됐지만, 모두가 그 다리를 건너고자 하지는 않는 법이다. 경험적 베이즈나 제임스-스타인 추정 등의 주제는 기계적 계산이라는 제약 속에서도 충분히 등장할 수 있었다. 한편 부트스트랩이나 비례적 위험 등은 순전히 전자식 컴퓨터 시대의 산물이다. 21세기 통계학과 관련된 대부분의 주제는 이제 컴퓨터에 의존하고 있지만, 우리의 경비행기가 새로운 시대를 맞이할 때까지는 다소 시간이 걸릴 것이다.
이 책은 크게 세 가지 부분으로 나눠서 관련 역사에 따라 전개된다. 1부에서 이야기할 전통적 추론의 위대한 주제인 베이즈, 빈도주의, 피셔주의는 전자식 컴퓨터 시대가 도래하기 전까지는 제 역할을 했으며, 현대에 와서는 그 기본 윤곽을 변형시키지 않고도 방대한 확장을 하고 있다(전통적 방식과 현대적 방식의 유사점을 살펴볼 수도 있다). 2부에서는 컴퓨터 시대 개발의 초기인 1950년부터 1990년대까지를 알아본다. 이 시기는 전환기로, 이전보다 빨라진 연산이 통계적 기법의 발전에 실제로 기여했는지 없는지를 이론과 실제에서 가장 쉽게 파악해볼 수 있다. 3부에서는 ‘21세기 주제’라는 제목으로 현시대를 다룬다. 현시대는 놀라울 만큼 대단한 알고리즘의 시대다(‘머신 러닝’은 다소 불안감을 조성하는 선전 문구다). 이를 정당화하는 것은 현대의 통계적 추론에서 지속적으로 수행되는 과제이기도 하다.
이 책의 주제들은 연산 기법과 추론 이론 간의 상호작용에 대한 실례를 위해 선정했으며, 목록이나 백과사전식 나열을 추구하지 않았다. 몇몇 주제는 이 책에 담긴 사례만큼이나 중요하지만 생략됐다. 예를 들어 시계열, 일반 추정식, 인과 추론, 그래픽 모델, 경험적 디자인 등이다. 어떤 경우에도 이 책에 나열된 주제만이 연구 가치가 있다고 암시하는 것은 절대 아니라는 점을 밝혀둔다.

목차

이 책에 쏟아진 찬사
지은이 소개
감사의 글
옮긴이 소개
옮긴이의 말
컴퓨터 시대의 통계적 추론
들어가며
표기법

1부. 전통적인 통계적 추론

01장. 알고리즘과 추론
__1.1 회귀 예제
__1.2 가설 검정
__1.3 주석 및 상세 설명

02장. 빈도주의 추론
__2.1 실제에서의 빈도주의
__2.2 빈도주의 최적성
__2.3 주석 및 상세 설명

03장. 베이즈 추론
__3.1 두 가지 예제
__3.2 불충분 정보 사전 분포
__3.3 빈도주의 추론의 결함
__3.4 베이즈/빈도주의 비교 리스트
__3.5 주석 및 상세 설명

04장. 피셔 추론과 최대 우도 예측
__4.1 우도와 최대 우도
__4.2 피셔 정보와 MLE
__4.3 조건부 추론
__4.4 순열과 랜덤화
__4.5 주석 및 상세 설명

05장. 모수적 모델과 지수 패밀리
__5.1 일변량 패밀리
__5.2 다변량 정규분포
__5.3 다모수 패밀리의 피셔 정보 경계
__5.4 다항분포
__5.5 지수 패밀리
__5.6 주석 및 상세 설명

2부. 초기 컴퓨터 시대 기법

06장. 경험적 베이즈
__6.1 로빈의 공식
__6.2 누락된 종 문제
__6.3 의학 예제
__6.4 간접 증거 1
__6.5 주석 및 상세 설명

07장. 제임스-스타인 추정과 리지 회귀
__7.1 제임스-스타인 추정기
__7.2 야구 선수들
__7.3 리지 회귀
__7.4 간접 증거 2
__7.5 주석 및 상세 설명

08장. 일반화된 선형 모델과 회귀 트리
__8.1 로지스틱 회귀
__8.2 일반화 선형 모델
__8.3 포아송 회귀
__8.4 회귀 트리
__8.5 주석 및 상세 설명

09장. 생존 분석과 EM 알고리즘
__9.1 생명표와 위험률
__9.2 검열된 데이터와 카플란-마이어 추정
__9.3 로그 순위 검정
__9.4 비례적 위험률 모델
__9.5 누락 데이터와 EM 알고리즘
__9.6 주석 및 상세 설명

10장. 잭나이프와 부트스트랩
__10.1 표준오차에 대한 잭나이프 추정
__10.2 비모수적 부트스트랩
__10.3 재표본추출 계획
__10.4 모수적 부트스트랩
__10.5 영향 함수와 안정적 추정
__10.6 주석 및 상세 설명

11장. 부트스트랩 신뢰구간
__11.1 단일 모수 문제에 대한 네이만의 구성
__11.2 퍼센타일 기법
__11.3 편향 수정 신뢰구간
__11.4 2차 정확성
__11.5 부트스트랩-t 구간
__11.6 객관적 베이즈 구간과 신뢰분포
__11.7 주석 및 상세 설명

12장. 교차 검증과 Cp 예측 오차 추정
__12.1 예측 규칙
__12.2 교차 검증
__12.3 공분산 페널티
__12.4 훈련, 검증, 단기 예측 변수
__12.5 주석 및 상세 설명

13장. 객관적 베이즈 추론과 마르코프 체인 몬테 카를로
__13.1 객관적 사전 분포
__13.2 켤레 사전 분포
__13.3 모델 선택과 베이즈 정보 기준
__13.4 깁스 표본과 MCMC
__13.5 예제: 개체군 혼합물 모델링
__13.6 주석 및 상세 설명

14장. 전후 시대의 통계적 추론과 기법

3부. 21세기 주제

15장. 대규모 가설 검정과 거짓 발견율
__15.1 대규모 검정
__15.2 거짓 발견율
__15.3 경험적 베이즈 대규모 검정
__15.4 지역 거짓 발견율
__15.5 귀무분포의 선택
__15.6 연관성
__15.7 주석 및 상세 설명

16장. 희소 모델링과 라소
__16.1 전방 단계별 회귀
__16.2 라소
__16.3 라소 모델 적합화
__16.4 최소각 회귀
__16.5 일반화된 라소 모델 적합화
__16.6 라소를 위한 선택-후 추론
__16.7 연결과 확장
__16.8 주석 및 상세 설명

17장. 랜덤 포레스트와 부스팅
__17.1 랜덤 포레스트
__17.2 제곱 오차 손실 함수를 사용한 부스팅
__17.3 그래디언트 부스팅
__17.4 에이다부스트: 원래의 부스팅 알고리즘
__17.5 연결과 확장
__17.6 주석 및 상세 설명

18장. 신경망과 딥러닝
__18.1 신경망과 필기체 숫자 문제
__18.2 신경망 적합화
__18.3 오토인코더
__18.4 딥러닝
__18.5 딥 네트워크 학습
__18.6 주석 및 상세 설명

19장. 서포트 벡터 머신과 커널 기법
__19.1 최적 분리 초평면
__19.2 소프트 마진 분류기
__19.3 손실 플러스 페널티로서의 SVM 기준
__19.4 계산과 커널 트릭
__19.5 커널을 이용한 함수 적합화
__19.6 예제: 단백질 분류에 대한 문자열 커널
__19.7 SVM: 결론
__19.8 커널 평활화와 지역 회귀
__19.9 주석 및 상세 설명

20장. 모델 선택 후의 추론
__20.1 동시 신뢰구간
__20.2 모델 선택 후 정교함
__20.3 선택 편향
__20.4 병합된 베이즈-빈도주의 추정
__20.5 주석 및 상세 설명

21장. 경험적 베이즈 추정 전략
__21.1 베이즈 디컨볼루션
__21.2 g-모델링과 추정
__21.3 우도, 정규화, 정확도
__21.4 두 가지 예제
__21.5 일반적 선형 혼합 모델
__21.6 디컨볼루션과 f-모델링
__21.7 주석 및 상세 설명

에필로그
참고 문헌
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롭 카스(카네기 멜론 대학교)

“이 귀한 책은 통계학 분야가 과거 60년간 컴퓨터 성능의 발달에 적응하며 진화해온 과정을 많은 예제를 통해 그 속성과 함께 설명한다. 저자의 관점은 ‘매우 개략적으로 말하자면, 알고리즘은 통계학자들이 수행하는 작업인 반면 ... 더보기

알라스테어 영(임페리얼 칼리지 런던)

“이 책은 대단하다. 컴퓨터 시대 통계를 이끈 이론과 방법론적 발전 사이의 상호작용에 대해 명확하고 쉽고 재미있게 설명한다. 잘 정립된 통계적 이론의 프레임워크 안에서 ‘빅데이터’ 분석의 현대적 알고리즘 기법을 기발하게 밝혀... 더보기

할 바리언(구글)

“이 책은 개념과 계산력의 발달이 강조되는 현대 통계학으로의 가이드 여행과 같다. 두 거장에 의해 저술된 이 책은 수학적 분석과 통찰력 있는 조언의 적절한 조합을 제공한다.”

개릿 쉬무엘리(국립 칭화 대학교)

“에프론과 해스티는 우리가 컴퓨터 진화를 따라가는 혁신적 통계 기법의 미로를 통과할 수 있게 안내해준다. 통계적 기법이 왜 개발됐으며, 그 성질은 무엇이고, 어떻게 사용됐는지 알려준다. 또한 기원을 조명하면서 각 기법이 추론... 더보기

스티븐 스티글러

“전통적 통계학의 추론 기반이 21세기 데이터 과학의 원론을 어떤 식으로 규정하는지 보여주는 거장다운 안내서다.”
(시카고 대학교, 『통계학을 떠받치는 일곱 기둥 이야기』의 저자)

출판사 서평

★ 이 책에서 다루는 내용 ★

21세기는 그 영역과 영향 모두에서 통계적 기법이 숨 막힐 정도로 확장돼 왔다. 통계적 기법이 현대 과학과 상거래의 방대한 데이터 집합을 다루게 되면서, 이제 ‘빅테이터’, ‘데이터 과학’, ‘머신 러닝’이라는 말은 신문 지상에서 흔히 접하는 용어가 됐다. 어떻게 여기까지 오게 됐을까? 그리고 어디로 향하고 있는 것일까?
이 책은 우리를 1950년대 전자식 컴퓨터가 등장한 이래 이어져온 데이터 분석의 혁신을 향한 신나는 여행으로 데려간다. 전통적 추론 이론인 베이즈, 빈도주의, 피셔에서 출발해 ... 더보기

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이 책의 원서번역서

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