آموزش طراحی سیستم AI و MLOps: از داده‌های خام تا AWS Kubernetes - آخرین آپدیت

دانلود AI System Design & MLOps: From Raw Data to AWS Kubernetes

نکته: ممکن هست محتوای این صفحه بروز نباشد ولی دانلود دوره آخرین آپدیت می باشد.
نمونه ویدیوها:
توضیحات دوره: پروژه ML در سطح سازمانی برای حوزه سلامت — تحلیل‌های SQL، XGBoost، FastAPI، MLflow، DVC، Docker، EKS و حاکمیت داده ساخت یک سیستم AI جامع از داده‌های خام تا استقرار در ابر با استفاده از معماری‌های دنیای واقعی طراحی خط لوله‌های ML با SQL، مهندسی ویژگی‌ها و آموزش مدل‌های ایمن در برابر نشت داده (Leakage) استفاده از MLflow و DVC برای ردیابی آزمایش‌ها، نسخه‌بندی داده‌ها و خط لوله‌های تکرارپذیر توسعه APIهای آماده تولید با FastAPI به همراه اعتبارسنجی، ثبت لاگ و بارگذاری مدل پیاده‌سازی تشخیص رانش داده (Drift Detection) با استفاده از PSI و فعال‌سازی خط لوله‌های بازآموزی خودکار کانتینری کردن برنامه‌ها با Docker و استقرار سرویس‌های مقیاس‌پذیر روی AWS ECR و EKS اتصال داده‌ها، ML، MLOps، APIها، مانیتورینگ و ابر در قالب یک سیستم یکپارچه تفکر مانند یک معمار سیستم و طراحی سیستم‌های AI با اولویت تولید (Production-first)، نه فقط مدل‌سازی پیشنیازها: درک پایه از برنامه‌نویسی پایتون آشنایی با مفاهیم یادگیری ماشین (طبقه بندی، ویژگی‌ها، معیارهای ارزیابی) دانش پایه SQL مفید است اما اجباری نیست بدون نیاز به تجربه قبلی در MLOps یا ابر (گام به گام آموزش داده می‌شود) سیستمی با قابلیت اجرای پایتون، داکر و پردازش‌های پایه داده

طراحی سیستم AI و MLOps: از داده‌های خام تا AWS Kubernetes (پروژه جامع)

یادگیری یادگیری ماشین را به صورت تک‌بعدی متوقف کنید

بسیاری از دوره‌های یادگیری ماشین بر ساخت مدل‌ها در محیط‌های ایزوله تمرکز دارند. شما یک مدل را آموزش می‌دهید، دقت آن را ارزیابی می‌کنید و فکر می‌کنید کار تمام شده است.

اما در سیستم‌های دنیای واقعی، این تنها بخش کوچکی از مسئله است.

سازمان‌ها به مدل نیاز ندارند؛ آن‌ها به سیستم‌هایی نیاز دارند که بتوانند:

  • داده‌های دنیای واقعی را دریافت و پردازش کنند

  • پیش‌بینی‌های قابل اعتماد تولید کنند

  • این پیش‌بینی‌ها را از طریق API ارائه دهند

  • عملکرد سیستم را در طول زمان مانیتور کنند

  • با تغییر داده‌ها، خود را تطبیق دهند

این دوره برای پر کردن این شکاف طراحی شده است.

داستان پشت این پروژه نهایی

یک شبکه بیمارستانی بزرگ را تصور کنید که روزانه هزاران بیمار را پذیرش می‌کند.

بیماران با شرایط مختلف وارد می‌شوند. برخی موارد روتین هستند و برخی دیگر به موقعیت‌های پرخطر تبدیل می‌شوند که نیاز به توجه فوری دارند. همزمان، هر بازدید سوابق صورت‌حسابی ایجاد می‌کند که بعداً به شرکت‌های بیمه ارسال می‌شود. برخی درخواست‌ها سریع تایید می‌شوند و برخی دیگر با تاخیر یا رد می‌شوند که منجر به ضرر مالی و ناکارآمدی عملیاتی می‌گردد.

اکنون سوالاتی را که مدیریت بیمارستان می‌پرسد در نظر بگیرید:

  • آیا می‌توانیم بازدیدهای پرخطر بیماران را زودتر شناسایی کنیم تا منابع به صورت پیش‌دستانه تخصیص یابند؟

  • آیا می‌توانیم پیش‌بینی کنیم کدام درخواست‌های بیمه احتمالاً رد می‌شوند، پیش از آنکه ارسال شوند؟

  • آیا می‌توانیم سیستم را به طور مداوم مانیتور کنیم و با تغییر الگوهای بیماران یا رفتارهای بیمه، سیستم را تطبیق دهیم؟

این‌ها فقط سوالات مدل‌سازی نیستند؛ بلکه نیازمند یک سیستم کامل و مهندسی شده هستند.

در این دوره، شما این سیستم را از پایه خواهید ساخت.

آنچه خواهید ساخت

شما یک پلتفرم کامل AI برای مراقبت‌های بهداشتی طراحی و پیاده می‌کنید که شامل موارد زیر است:

۱. لایه داده

شما با مجموعه‌داده‌های خام مانند بیماران، بازدیدها و سوابق صورت‌حساب شروع می‌کنید. به جای کار مستقیم روی فایل‌های CSV، یک لایه تحلیلی ساختاریافته با SQL ایجاد می‌کنید تا داده‌ها به درستی کوئری، اعتبارسنجی و متصل شوند.

سپس تحلیل اکتشافی داده‌ها (EDA) را انجام داده و ویژگی‌های معناداری مانند دفعات بازدید، میانگین مدت اقامت و نرخ رد توسط تامین‌کنندگان را می‌سازید.

۲. لایه یادگیری ماشین

شما دو مدل واقعی خواهید ساخت:

  • یک طبقه‌بندی‌کننده ریسک بازدید که پیش‌بینی می‌کند بازدید بیمار کم‌خطر، متوسط یا پرخطر است

  • یک پیش‌بینی‌کننده نتیجه درخواست بیمه که تعیین می‌کند درخواست پرداخت شود، در انتظار بماند یا رد شود

الگوریتم‌های متعددی از جمله Logistic Regression، Random Forest و XGBoost را پیاده کرده و آن‌ها را با معیارهای مناسب مانند Precision، Recall و F1-score ارزیابی می‌کنید.

مهم‌تر از آن، درک خواهید کرد که کیفیت داده‌ها چگونه بر عملکرد مدل اثر می‌گذارد و اصلاح برچسب‌ها چگونه می‌تواند نتایج را به طور چشم‌گیری بهبود بخشد.

۳. لایه MLOps

اینجاست که سیستم آماده تولید می‌شود.

شما موارد زیر را ادغام می‌کنید:

  • MLflow برای ردیابی آزمایش‌ها و نسخه‌بندی مدل‌ها

  • DVC برای نسخه‌بندی داده‌ها و خط لوله‌های تکرارپذیر

شما آرتیفکت‌های واضحی مانند مدل‌های آموزش دیده، شمای ویژگی‌ها و لاگ‌های پیش‌بینی را تعریف می‌کنید تا هر مرحله از خط لوله قابل ردیابی و تکرار باشد.

۴. لایه سرویس‌دهی

شما مدل‌های خود را از طریق یک سرویس مبتنی بر FastAPI با نقاط اتصال (Endpoints) تعریف شده برای پیش‌بینی ارائه می‌دهید.

اعتبارسنجی ورودی‌ها را با Pydantic اجرا کرده و یک رابط کاربری تحت مرورگر با Gradio برای نمایش دمو می‌سازید.

همچنین مکانیزم‌های مانیتورینگ مانند تشخیص رانش بر اساس PSI را پیاده می‌کنید تا متوجه شوید چه زمانی سیستم به دلیل تغییر در داده‌های ورودی، رفتار متفاوتی پیدا کرده است.

۵. لایه استقرار در ابر

برنامه خود را با Docker کانتینری کرده و ایمیج‌ها را به AWS Elastic Container Registry ارسال می‌کنید.

سپس سیستم را روی AWS EKS با استفاده از Kubernetes مستقر می‌کنید تا مقیاس‌پذیری، در دسترس بودن بالا و به‌روزرسانی‌های بدون توقف (Zero-downtime) فراهم شود.

یک خط لوله کامل CI/CD با استفاده از GitHub Actions، مراحل ساخت، تست و استقرار را خودکار می‌کند.

۶. حلقه بازآموزی مداوم

سیستم پس از استقرار متوقف نمی‌شود.

شما یک حلقه بازخورد پیاده می‌کنید که در آن:

  • پیش‌بینی‌ها ثبت می‌شوند

  • رانش داده‌ها شناسایی می‌شود

  • بازآموزی با استفاده از خط لوله‌های DVC فعال می‌شود

این امر تضمین می‌کند که سیستم با ورود داده‌های جدید به طور مداوم بهبود یابد.

این دوره چگونه قطعات را به هم متصل می‌کند

یکی از بزرگترین چالش‌های یادگیری AI و ML، پراکندگی است. شما SQL را یک جا، مدل‌سازی را جای دیگر، APIها را در جایی دیگر و استقرار در ابر را به طور جداگانه یاد می‌گیرید.

این دوره تمام این قطعات را در یک سیستم واحد و منسجم متصل می‌کند.

شما خواهید دید که چگونه:

  • داده‌های خام به تحلیل‌های ساختاریافته تبدیل می‌شوند

  • ویژگی‌ها وارد مدل‌ها می‌شوند

  • مدل‌ها ردیابی و نسخه‌بندی می‌شوند

  • پیش‌بینی‌ها از طریق API ارائه می‌شوند

  • سیستم‌ها در ابر مستقر می‌شوند

  • مانیتورینگ منجر به بازآموزی می‌شود

در پایان، شما فقط ابزارهای تکی را نمی‌شناسید، بلکه درک می‌کنید که آن‌ها چگونه با هم کار می‌کنند.

این دوره برای چه کسانی است

این دوره برای افراد زیر ایده‌آل است:

  • مهندسان نرم‌افزار که می‌خواهند به سیستم‌های AI/ML تغییر مسیر دهند

  • متخصصان یادگیری ماشین که می‌خواهند استقرار در محیط تولید را بیاموزند

  • توسعه‌دهندگان بک‌اند علاقه‌مند به ساخت APIهای قدرت گرفته از AI

  • معمارانی که می‌خواهند طراحی جامع سیستم‌های AI را درک کنند

دستاوردهای شما

در پایان این دوره، شما:

  • یک سیستم کامل و جامع AI ساخته‌اید

  • آن را با استفاده از متدهای مدرن ابری روی AWS مستقر کرده‌اید

  • مکانیزم‌های مانیتورینگ و بازآموزی را پیاده کرده‌اید

  • درک عمیقی از معماری‌های اولویت-تولید (Production-first) به دست آورده‌اید

مهم‌تر از همه، توانایی تفکر فراتر از مدل‌ها و طراحی سیستم‌هایی که ارزش تجاری واقعی ایجاد می‌کنند را توسعه خواهید داد.

نکته نهایی

این دوره درباره مفاهیم ایزوله نیست، بلکه درباره ساخت چیزی است که شبیه به سیستم‌های دنیای واقعی باشد.

اگر هدف شما عبور از یادگیری تئوریک ML به سمت کاربرد آن در محیط تولید است، این دوره برای شما طراحی شده است.

معماری اولویت-تولید یک موضوع پیشرفته نیست؛ بلکه استاندارد فعلی صنعت است.


سرفصل ها و درس ها

مقدمه Introduction

  • مقدمه Introduction

  • معرفی تکنولوژی‌های مورد استفاده (TechStack) TechStack Introduction

  • بررسی معماری سیستم Architecture Walkthrough

  • استراتژی گیت‌هاب Github Strategy

  • بررسی راهکار نهایی Solution Walkthrough

  • دموی پروژه مراقبت‌های بهداشتی HealthCare Project Demo

ساخت لایه تحلیل SQL Building SQL Analysis Layer

  • مقدمه Introduction

  • درک مجموعه‌داده بیماران Understanding Patients Dataset

  • درک مجموعه‌داده بازدیدها Understanding Visits Dataset

  • درک مجموعه‌داده صورت‌حساب‌ها Understanding Billing Dataset

  • رابطه بین مجموعه‌داده‌ها Relationship between the Datasets

  • ایجاد راهکار Creating the Solution

  • افزودن فایل Requirements.txt Adding Requirements.txt file

  • نصب پیش‌نیازها با مدیریت بسته UV Installing Requirements using UV Package Manager

  • بارگذاری فایل‌های CSV Loading CSV Files

  • بارگذاری CSV در جداول SQLite Loading CSV into SQLite Tables

  • استخراج داده‌های جداول Fetching Tables Data

  • تحلیل حجم کاری بخش‌ها Department Workload Analysis

  • تحلیل‌های عملیاتی و مالی Operational and Financial Analytics

  • بررسی کیفیت داده‌ها Data Quality Check

  • خروجی گرفتن از جدول مدل Exporting the Model Table

تحلیل اکتشافی داده‌ها Exploratory Data Analysis

  • مقدمه Introduction

  • وارد کردن و توصیف داده‌ها Importing and Describing the Data

  • تحلیل توزیع Distribution Analysis

  • اعتبارسنجی منطق کسب‌وکار Business Logic Validation

  • تحلیل توزیع - بخش دوم Distribution Analysis - Part 2

  • درک توزیع هیستوگرام Understanding Histogram Distribution

  • شناسایی داده‌های پرت (Outliers) Detecting Outliers

  • درک همبستگی ویژگی‌ها Understanding Feature Coorelations

  • درک عدم توازن کلاس‌ها Understanding Class Imbalance

  • داده‌های بد در مقابل داده‌های صحیح Bad Data Vs Correct Data

  • درک مهندسی ویژگی‌ها (Feature Engineering) Understanding Feature Enginnering

  • اصلاح مجموعه‌داده Correcting the Dataset

  • چگونه مانند یک معمار ML فکر کنیم: انتخاب ویژگی‌های درست How to Think Like an ML Architect: Choosing the Right Features

مدل الف: طبقه‌بندی ریسک بازدید Model A: Visit Risk Classication

  • مقدمه Introduction

  • وارد کردن کتابخانه‌های مورد نیاز Importing Required Libraries

  • انتخاب ویژگی‌ها Selecting the Features

  • تقسیم آموزش/تست بر اساس زمان Doing Time Based Train/Test Split

  • ساخت خط لوله پیش‌پردازش Building Preprocessing Pipeline

  • ساخت مدل رگرسیون لجستیک Building the Logistic Regression Model

  • ساخت مدل Random Forest Building the Random Forest Model

  • ساخت Label Encoder Building Label Encoder

  • درک خروجی مدل XGBoost Understanding XG Boost Model Outcome

  • تنظیم هایپرپارامترها Hyper Parameter Tuning

مدل ب: طبقه‌بندی نتیجه درخواست بیمه Model B: Claim Outcome Classification

  • مقدمه Introduction

  • تعریف ویژگی‌های درخواست بیمه Defining Claim Features

  • توزیع وضعیت درخواست‌ها Claim Status Distribution

  • تقسیم‌بندی بر اساس زمان Time Based Splitting

  • ایجاد خط لوله پیش‌پردازش Creating the PreProcessing Pipeline

  • مدل پایه رگرسیون لجستیک Logistic Regression Baseline Model

  • مقایسه مدل‌های LR، RF و XGBoost Comparing LR, RF and XGBoost Models

  • ذخیره مدل و شمای ویژگی‌ها Saving the Model and Feature Schema

MLflow: ردیابی آزمایش‌ها و ثبت مدل MLflow: Experiment Tracking & Model Registry

  • مقدمه Introduction

  • نصب MLflow Installing ML FLow

  • اجرای MLflow Running ML Flow

  • راه‌اندازی آزمایش مراقبت‌های بهداشتی Setting up Healthcare Experiment

  • بارگذاری مدل ذخیره شده Loading the Saved Model

  • بارگذاری مجموعه‌داده Loading the DataSet

  • بارگذاری شمای ویژگی‌ها Loading the Feature Schema

  • تقسیم زمانی برای مدل‌های ریسک و درخواست Doing Time Based Split for Risk and Claim

  • اجرای MLflow برای مدل ریسک و درخواست Running ML Flow for Risk and Claim Model

  • ثبت مدل (Registering) Registering the Model

  • ارتقای مدل به مرحله Staging Promoting the Model to Staging

  • انتقال مدل به محیط تولید (Production) Moving the Model to Production

  • دریافت آخرین نسخه تولید Fetching the Current Production Version

  • پیش‌بینی ریسک با استفاده از نسخه تولید Predicting the Risk from Production Version

  • ساخت خط لوله آموزش MLflow آماده تولید Building a Production Ready MLflow Training Pipeline

DVC: نسخه‌بندی داده‌ها و مدل‌ها DVC: Data & Model Versioning

  • مقدمه Introduction

  • مقداردهی اولیه DVC DVC Initialization

  • افزودن جدول مدل در DVC Adding Model Table in DVC

  • افزودن پوشه مدل‌ها در DVC Adding Models Folder in DVC

  • افزودن فضای ذخیره‌سازی Remote Adding Remote Storage

  • ایجاد خط لوله DVC برای ریسک Creating DVC Pipeline for Risk

  • رفع مشکلات خط لوله Fixing the Pipeline Issue

  • ایجاد خط لوله درخواست و تایید خط لوله‌ها Creating the Claim Pipe line and Verifying the Pipelines

  • بررسی وضعیت خط لوله Checking Pipeline Status

  • جمع‌بندی جریان DVC Wrapping up the DVC Flow

سرویس AI با FastAPI FastAPI AI Service

  • مقدمه Introduction

  • ایجاد فایل اصلی (Main) Creating the Main File

  • ایجاد روترهای ریسک و درخواست Creating the Risk and Claim Routers

  • اصلاح مسیر (Route) درخواست Fixing the Claim Route

  • ایجاد شمای ریسک و درخواست Creating Risk and Claim Schema

  • استفاده از شماها در روتر Using the Schemas inside Router

  • اصلاح روتر Fixing the Router

  • ایجاد سرویس‌ها Creating the Services

  • استفاده از JobLib برای بارگذاری مدل‌ها Using the JobLib to load the Models

  • اتصال پیش‌بینی‌کننده و تست Connecting the Predictor and Testing

  • درباره رابط کاربری Gradio About Gradio UI

  • نصب بسته‌های مورد نیاز Installing Required Packages

  • پیاده‌سازی اپلیکیشن Gradio Implementing Gradio App

  • اصلاح اپلیکیشن Gradio Fixing the Gradio App

لایه مانیتورینگ Monitoring Layer

  • مقدمه Introduction

  • ایجاد لاگر (Logger) Creating Logger

  • اتصال لاگر به پیش‌بینی‌کننده Wiring up Logger in Predictor

  • هش کردن ورودی‌ها قبل از ثبت لاگ Hashing the Input before Logging

  • درک شاخص PSI Understanding PSI

  • درک حلقه بازخورد MLOps Understanding MLOps Feedback Loop

  • پیاده‌سازی مانیتور رانش (Drift Monitor) Implementing Drift Monitor

داکر و AWS ECR Docker & AWS ECR

  • مقدمه Introduction

  • تغییرات فایل Gradio برای تنظیمات داکر Gradio file changes for Docker Setup

  • ساخت Dockerfile برای API Creating Docker File for API

  • ساخت Dockerfile برای Gradio Creating Docker File for Gradio

  • تغییر بارگذاری مدل برای خواندن فایل محلی Model Loader Change to load the Local File

  • ساخت فایل Docker Compose Creating Docker Compose File

  • دموی Docker Compose Docker Compose Demo

  • ایجاد مخزن ECR و تنظیمات AWS Creating ECR Repo and Doing AWS Configuration

  • تگ زدن و ارسال (Push) داکر Docker Tag & Push

CI/CD با GitHub Actions CI/CD with GitHub Actions

  • مقدمه Introduction

  • ایجاد تست‌های مسیر (Route Tests) Creating Routes Test

  • ایجاد تست‌های شما (Schema Tests) Creating Schema Test

  • ایجاد تست‌های آرتیفکت Creating Artifacts Test

  • اجرای تست‌های پایتون به صورت محلی Running Python Test Locally

  • ایجاد خط لوله CI Creating the CI Pipeline

  • اصلاح خط لوله CI Fixing the CI Pipeline

  • ایجاد S3 Bucket برای DVC Creating S3 Bucket for DVC

  • تنظیم Remote DVC روی S3 Configuring DVC Remote on S3

  • به‌روزرسانی GitHub Actions با S3 Remote Updating Github Actions with DVC S3 Remote

  • نصب ابزار EKSCTL برای EKS Installing EKSCTL Tool for EKS

  • ایجاد کلاستر EKS Creating EKS Cluster

  • تایید کلاستر EKS Verifying the EKS Cluster

  • ساخت فایل‌های استقرار K8s Creating K8s Deploy Files

  • ایجاد خط لوله CD Creating the CD Pipeline

  • جمع‌بندی Conclusion

نمایش نظرات

آموزش طراحی سیستم AI و MLOps: از داده‌های خام تا AWS Kubernetes
جزییات دوره
14 hours
123
(آخرین آپدیت)
727
4.7 از 5
دارد
دارد
دارد
Rahul Sahay
جهت دریافت آخرین اخبار و آپدیت ها در کانال تلگرام عضو شوید.

Google Chrome Browser

Internet Download Manager

Pot Player

Winrar

Rahul Sahay Rahul Sahay

معمار