Algoritmos de ML y evaluación de modelos en AWS
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Algoritmos de ML y evaluación de modelos en AWS

Selecciona la familia de algoritmos correcta para una tarea, enrútala a la herramienta de AWS correcta y demuestra que el modelo funciona usando métricas de clasificación, regresión y clustering, splits de datos, validación cruzada y técnicas de datos desbalanceados.

Un algoritmo es fácil de nombrar y difícil de justificar. El examen AIF-C01 casi nunca pregunta «qué algoritmo existe»: pregunta «el negocio necesita X, las etiquetas se parecen a Y, y AWS te da Z; justifica la pareja y defiende la métrica.» La Tarea 2.1 te pide seleccionar técnicas de ML apropiadas para casos de uso concretos (regresión, clasificación, clustering), la Tarea 2.2 te pide describir el aprendizaje supervisado, no supervisado y por refuerzo, y la Tarea 1.4 te pide describir las métricas de rendimiento del modelo (exactitud, AUC, F1) y las métricas de negocio (coste por usuario, coste de desarrollo, opinión del cliente, ROI). Esta lección convierte esas tres frases en un sistema de decisiones operable.

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===================================================================== ALGORITMOS Y EVALUACIÓN EN AWS — LAS TRES PREGUNTAS DEL EXAMEN ===================================================================== ¿QUÉ PARADIGMA? ....... supervisado | no supervisado | por refuerzo (Tarea 2.2 — ¿etiquetas? ¿recompensa? ¿ninguna?) ¿QUÉ ALGORITMO? ....... lineal | árbol | boosting | k-NN | neuronal | k-means | PCA | aprendizaje profundo (Tarea 2.1 — regresión / clasificación / clustering) ¿QUÉ RUTA DE AWS? ..... integrado | script mode | JumpStart | BYOC ¿QUÉ MÉTRICA? ......... exactitud | precisión | exhaustividad | F1 | AUC | RMSE | MAE | R² | test:msd ¿QUÉ SPLIT? ........... 70/30 | 60/20/20 | holdout 20-30% | k-fold k = 5-10 | A/B 10% y después 100% --------------------------------------------------------------------- LA TRAMPA DETRÁS DE CADA ITEM: una alta exactitud puede producirla un modelo que predice únicamente la clase mayoritaria. El examen recompensa al candidato que comprueba la matriz de confusión antes de celebrar. =====================================================================
ℹ️Nota

Cómo leer esta lección. Las secciones 1 a 5 responden «qué algoritmo y qué herramienta de AWS»; las secciones 6 a 10 responden «cómo demuestro que funciona»; las secciones 11 a 13 son el veredicto, la aritmética y las trampas. Cada número de aquí está tomado de una página publicada por AWS (guía de desarrollador de SageMaker o de machine learning, documentación de Clarify, blogs de ML de AWS, o la guía del examen AIF-C01), y las afirmaciones no verificadas están aisladas en la sección 13.

Al final de esta lección podrás:

  • elegir entre aprendizaje supervisado, no supervisado y por refuerzo a partir de la forma de los datos solamente;
  • mapear dieciséis familias de algoritmos a su caso de uso, su ruta de AWS y su hiperparámetro clave;
  • declarar qué algoritmos están integrados en SageMaker, y cuál famosamente no lo está;
  • calcular exactitud, precisión, exhaustividad, F1, MAE, MSE, RMSE y R² a partir de una matriz de confusión o un set de residuos sin calculadora;
  • escoger el split correcto (70/30, 60/20/20, holdout 20 to 30%, k-fold 5 to 10) y defenderlo;
  • diagnosticar infraajuste frente a sobreajuste y aplicar el remedio prescrito por AWS en la dirección correcta;
  • atacar el desbalance de clases con las tres palancas que AWS documenta (reponderación, resampling, cambio de métrica);
  • responder diez preguntas al estilo del examen escritas con la voz oficial.

1. Los tres paradigmas de aprendizaje y cómo los implementa AWS

1.1 Guía de selección: lee los datos, no el eslogan

El examen decide el paradigma por ti con una pista: ¿qué contiene el dataset de entrenamiento? Pares etiquetados de entrada→salida apuntan al aprendizaje supervisado; atributos sin respuestas apuntan al no supervisado; una señal de recompensa que vuelve desde un entorno apunta al aprendizaje por refuerzo.

Pregunta que haces a los datos
Elige
Por qué (redacción de AWS)
Implementación de AWS
¿Pares etiquetados de entrada→salida, predecir un destino conocido?
Supervisado
Clasificación / regresión
Linear Learner, XGBoost, k-NN, Image Classification
¿Solo atributos; quieres grupos, valores atípicos, forma compacta o temas?
No supervisado
Sin respuestas durante el entrenamiento
k-means, PCA, Random Cut Forest, LDA / NTM
¿Decisiones secuenciales, señal de recompensa, bucle agente: entorno?
Por refuerzo
Política aprendida de la recompensa
SageMaker RL (RLEstimator), Intel Coach, Ray RLlib
¿Las etiquetas son escasas pero la tarea sigue siendo predictiva?
Supervisado + transferencia
Reutilizar un modelo preentrenado
SageMaker JumpStart, contenedores de Hugging Face
¿No sabes qué algoritmo gana?
AutoML
Construye y ajusta candidatos automáticamente
SageMaker Autopilot, AutoGluon-Tabular

La distinción en la que los ítems del examen más se apoyan: el aprendizaje no supervisado nunca ve un set de validación con etiquetas. La propia documentación de k-means de SageMaker dice que «no usa un dataset de validación» porque no hay nada contra lo que validar: toma un canal de test y reporta solo métricas basadas en distancia. Una pregunta que ofrece validation:f1 para un job de clustering está probando si te diste cuenta.

1.2 Cómo se ve cada paradigma como flujo de trabajo

100%

1.3 Aprendizaje por refuerzo en SageMaker: los hechos concretos

El aprendizaje por refuerzo (RL) es el paradigma que el examen prueba por reconocimiento de nombre más que por cálculo. Las afirmaciones verificadas de AWS son:

  • SageMaker AI admite RL en TensorFlow y Apache MXNet;
  • admite los toolkits Intel Coach y Ray RLlib;
  • la FAQ de SageMaker lista los algoritmos DQN, PPO, A3C y muchos más;
  • el repositorio abierto de contenedores de RL incluye imágenes de Vowpal Wabbit (VW);
  • los jobs se lanzaban con el RLEstimator.

Si una pregunta describe a un agente aprendiendo una política para maximizar la recompensa acumulada en una simulación, la respuesta es SageMaker RL con Coach o Ray RLlib: nunca k-means, nunca Autopilot, nunca PCA.

  • 📚 ¿Sabías que…? El soporte de RL de SageMaker es deliberadamente estrecho: solo TensorFlow y MXNet como frameworks. Si una opción ofrece «SageMaker RL con PyTorch», es un distractor: la lista de frameworks documentados no incluye PyTorch, aunque PyTorch está totalmente soportado para aprendizaje profundo supervisado a través de los contenedores de aprendizaje profundo preconstruidos.

Comprueba tu selección de paradigma:

Pregunta de Correspondencia
Cómo responder

Ejercicio de emparejamiento con 6 pares. Une cada elemento de la izquierda con su respuesta de la derecha.

Empareja cada escenario con el paradigma de aprendizaje y la herramienta de AWS que lo implementa:

Datos etiquetados de churn, predecir cancelación sí/no
Suelta aquí
50.000 transacciones sin etiquetas, agrupar clientes en segmentos
Suelta aquí
Un brazo robótico aprende una política de recoger y colocar desde recompensas
Suelta aquí
10.000 filas de sensores, encontrar las 40 lecturas que rompen el patrón
Suelta aquí
Predecir el tiempo de entrega en días a partir de atributos de ruta y clima
Suelta aquí
10.000 documentos, descubrir temas recurrentes sin etiquetas
Suelta aquí

Arrastra las respuestas desde aquí:

Clasificación supervisada: binary_classifier de Linear Learner o XGBoost
Clustering no supervisado: K-Means integrado con test:msd y test:ssd
Aprendizaje por refuerzo: SageMaker RL con RLEstimator, Coach o Ray RLlib
Detección de anomalías no supervisada: Random Cut Forest
Regresión supervisada: regressor de Linear Learner o XGBoost, puntuado con RMSE
Modelado de temas no supervisado: LDA o Neural Topic Model

2. La matriz algoritmo → caso de uso → ruta de AWS

Esta es la tabla más examinable del Dominio 2. Léela como tres preguntas respondidas a la vez: qué familia, qué caso de negocio, dónde corre en AWS.

2.1 La matriz completa

Familia de algoritmo
Caso de uso
Ruta de AWS
Configuración / métrica clave
Regresión lineal
Predicción de precio y de tiempo de entrega
Linear Learner integrado (regressor)
Variantes de loss; validation:rmse
Regresión logística
Churn, predicción de clic en anuncios
Linear Learner integrado (binary_classifier)
validation:precision / validation:recall
Árbol de decisión
Decisiones basadas en reglas y explicables
Contenedor de scikit-learn + Script Mode (sin integrado)
Script entry_point
Bosque aleatorio
Línea base tabular
Contenedor de scikit-learn + Script Mode («no out-of-the-box»)
n_estimators, min_samples_leaf
XGBoost (gradient boosting)
Tabular, fraude, ranking
XGBoost integrado
num_round (obligatorio), eta, max_depth
LightGBM / CatBoost
Datasets tabulares grandes
Integrados (CSV, File mode, CPU de instancia única)
GOSS + EFB / ordered boosting
Ensamblado con AutoML
La línea base defendible más rápida
AutoGluon-Tabular integrado o SageMaker Autopilot
objetivo binario por defecto de Autopilot = F1
k-NN
Búsqueda de items/usuarios
k-NN integrado
k; recordIO o CSV; paralelizable
Redes neuronales / aprendizaje profundo
Imágenes, texto, secuencias
Contenedores DL: TensorFlow, PyTorch, MXNet, Chainer, Hugging Face
instancias con GPU, imágenes DLC
Fine-tuning de transformer / MF
Adaptar un modelo fundacional
SageMaker JumpStart (ModelTrainer)
model_id + canales train/validation
k-means
Segmentación, agrupamiento
K-Means integrado
k, init_method; test:msd / test:ssd
PCA
Reducción de atributos
PCA integrado
feature_dim, num_components
Detección de anomalías
Valores atípicos de sensores / IP
Random Cut Forest, IP Insights
Puntuación sobre el canal de test
Modelado de temas
Temas de documentos
LDA, Neural Topic Model integrados
Entrada de texto
Control secuencial
Agente, robótica, política
SageMaker RL RLEstimator (Coach / Ray RLlib / VW)
TensorFlow o MXNet
Series temporales
Predicción de demanda
Deep AR Forecasting integrado
Objetivo secuencial

2.2 Del tipo de tarea a la familia de algoritmos

100%

2.3 Las listas de integrados que debes poder reproducir

AWS organiza sus algoritmos integrados en los grupos supervisado, no supervisado y por refuerzo. El set supervisado tabular es el que el examen más reutiliza:

Integrados tabulares (clasificación o regresión): AutoGluon-Tabular, CatBoost, Factorization Machines, k-NN, LightGBM, Linear Learner, TabTransformer, XGBoost.

La documentación de Linear Learner es explícita sobre lo que es: «aprende una función lineal para regresión o una función de umbral lineal para clasificación»: lo que lo convierte en la respuesta integrada siempre que una pregunta dice regresión logística o regresión lineal.

Integrados no supervisados: PCA (reducción de dimensionalidad), K-Means (clustering), Random Cut Forest (detección de anomalías), IP Insights (anomalías de dirección IP), LDA y Neural Topic Model (modelado de temas).

⚠️Advertencia

No hay bosques aleatorios listos para usar en SageMaker. La propia documentación de script mode de AWS lo afirma textualmente. La ruta documentada es el contenedor de scikit-learn + Script Mode: tu script de entrenamiento instancia RandomForestRegressor o RandomForestClassifier y SageMaker lo ejecuta dentro de la imagen de scikit-learn preconstruida. Una opción que ofrezca «llamar al algoritmo integrado RandomForest con num_round» está ofreciendo dos mentiras a la vez: el algoritmo no está integrado, y num_round es un hiperparámetro de XGBoost.

  • 📚 ¿Sabías que…? AWS publica listas de algoritmos, nunca un recuento. Cualquier opción que empiece «SageMaker tiene exactamente N algoritmos integrados» es un número inventado: las listas cambian a medida que se añaden y se eliminan algoritmos (AutoGluon-Tabular y TabTransformer son adiciones recientes al set tabular). Aprende la pertenencia a las listas, no un total.

3. Las familias supervisadas: lineales, árboles, boosting y redes neuronales

3.1 Linear Learner: el caballo de batalla de regresión y clasificación

Linear Learner es la respuesta a «qué integrado hace regresión lineal o logística?» y porta tres propiedades examinables:

Propiedad
Valor verificado
Tareas
Regresión (regressor) y clasificación (binary_classifier)
Métricas emitidas
validation:precision, validation:recall, validation:rmse, validation:absolute_loss, validation:objective_loss
Regla de ajuste de AWS
«Para evitar el sobreajuste, recomendamos ajustar el modelo contra una métrica de validación en lugar de una métrica de entrenamiento.»
Comportamiento del Tuner
Su hiperparámetro num_models se desactiva bajo ajuste automático de modelos

Esa regla de ajuste es una respuesta gratis siempre que una opción diga «ajustar contra la métrica de entrenamiento». El remedio documentado es lo opuesto: ajusta sobre la métrica de validación.

3.2 Gradient boosting: tres integrados más un envoltorio de AutoML

El gradient boosting está representado en SageMaker por tres algoritmos integrados más una opción de ensamblado por stacking:

Algoritmo
Rasgo distintivo
Hiperparámetros destacables
XGBoost
Regresión, clasificación binaria/multiclase y ranking
num_round (obligatorio), eta, max_depth, subsample, alpha, min_child_weight
CatBoost
Ordered boosting, atributos categóricos nativos
Manejo de categorías sin codificación manual
LightGBM
GOSS (gradient-based one-side sampling) + EFB (exclusive feature bundling)
Velocidad en tabulares grandes
AutoGluon-Tabular
Ensamblado por stacking de muchos modelos base
La línea base defendible más rápida

Detalles de XGBoost que el examen reutiliza:

  • el contenedor cubre XGBoost 1.0, 1.2, 1.3, 1.5, 1.7 y 3.0;
  • num_round es obligatorio (más num_class para multi:softmax y multi:softprob);
  • el objetivo por defecto es reg:squarederror: así que un job de XGBoost sin configurar es un job de regresión;
  • el entrenamiento con GPU se habilita con tree_method=gpu_hist;
  • los hiperparámetros de mayor impacto para el ajuste son alpha, min_child_weight, subsample, eta y num_round.

3.3 El menú de métricas de XGBoost: doce objetivos con direcciones

El ajuste automático de modelos necesita un objetivo y una dirección. XGBoost expone doce métricas de validación, y la dirección es parte de la respuesta:

Maximizar
Minimizar
validation:accuracy
validation:error
validation:auc
validation:logloss
validation:f1
validation:mae
validation:map
validation:merror
validation:ndcg
validation:mlogloss
:
validation:mse
:
validation:rmse

En esta tabla viven dos trampas. Primero, las métricas de ranking (map, ndcg) son Maximizar mientras que cada métrica de error es Minimizar: seleccionar validation:rmse con dirección Maximizar ajustaría el modelo hacia el peor resultado. Segundo, merror y mlogloss son los hermanos multiclase de error y logloss; confundirlos en una opción es un patrón de distractor común.

3.4 Árboles, bosques y redes neuronales: las rutas que necesitan código

Familia
Ruta en SageMaker
Por qué
Árbol de decisión
Contenedor de scikit-learn + Script Mode
No existe un árbol de decisión integrado
Bosque aleatorio
Contenedor de scikit-learn + Script Mode
AWS: «no 'out-of-the-box' random forest algorithm»
Cualquier modelo personalizado
Script Mode con tu imagen de framework
Tu script entry_point corre en una imagen preconstruida
Red neuronal profunda
Contenedores DL preconstruidos: TensorFlow, MXNet, PyTorch, Chainer, Hugging Face
Listos para GPU, gestionados
Integrados de visión / NLP
Image Classification, Object Detection, Semantic Segmentation, NTM, Object2Vec, TabTransformer, Deep AR Forecasting
Algoritmos profundos integrados
Transformer con fine-tuning
SageMaker JumpStart
Modelo preentrenado, código mínimo

Object2Vec merece un gancho de memoria específico: usa entropía cruzada para clasificación y error cuadrático medio (MSE) para regresión: el mismo algoritmo cambia su función de loss con la tarea, que es exactamente el tipo de detalle que una opción puede voltear para fabricar una respuesta errónea.


4. Las familias no supervisadas: clustering, reducción, anomalías y temas

4.1 K-Means: no existe set de validación

K-Means es la forma favorita del examen de comprobar que entiendes que el aprendizaje no supervisado no tiene set de validación etiquetado. Los puntos de documentación verificados:

  • «Al ser no supervisado, no usa un dataset de validación… Pero sí toma un dataset de test.»
  • Métricas objetivo: test:msd (distancias cuadradas medias) y test:ssd: ambas Minimizar;
  • la inferencia devuelve closest_cluster y distance_to_cluster;
  • hiperparámetros: k, init_method (random o k-means++), mini_batch_size.

Observa la dirección: las métricas de distancia se minimizan, porque una distancia cuadrada más pequeña significa conglomerados más ajustados. Cada objetivo de clustering basado en distancia en SageMaker apunta en la misma dirección.

4.2 Silhouette: una métrica real que no es una métrica de SageMaker

El coeficiente silhouette va de −1 a 1; un valor cercano a 1 significa que los puntos están ajustados dentro de su propio conglomerado y lejos de los otros. La guía de AWS es emparejar silhouette con la inercia, y dejar claro que SageMaker no la emite: la calculas tú mismo fuera del job de entrenamiento. Una pregunta que ofrezca «seleccionar validation:silhouette como objetivo de ajuste» está probando precisamente ese límite.

4.3 PCA: tres hiperparámetros obligatorios

PCA está integrado, y su configuración es examinable porque es corta:

Parámetro
Requisito
Significado
feature_dim
Obligatorio
Dimensionalidad de cada vector de entrada
mini_batch_size
Obligatorio
Filas procesadas por paso de gradiente
num_components
Obligatorio
Número de componentes principales a conservar
algorithm_mode
Opcional
regular, stable o randomized
subtract_mean
Opcional
Si centrar los datos
extra_components
Opcional
Componentes extra calculados más allá de num_components

PCA devuelve la mean, la matriz de autovectores v y los valores singulares s: que es como luego reconstruyes o proyectas datos con los componentes que conservaste.

4.4 Detección de anomalías y modelado de temas

Necesidad
Algoritmo integrado
Notas
Detección de valores atípicos numéricos (sensores, métricas)
Random Cut Forest
Puntúa un canal de test; no supervisado
Anomalías de red / IP
IP Insights
Aprende patrones normales de asociación de IP
Descubrimiento de temas en documentos
LDA (Latent Dirichlet Allocation)
Modelo de temas clásico
Descubrimiento de temas a escala
Neural Topic Model (NTM)
Variante de aprendizaje profundo
  • 📚 ¿Sabías que…? test:msd y test:ssd no son sinónimos intercambiables: msd es la distancia cuadrada media y ssd es la distancia cuadrada suma al centroide. En un set de test de n filas, ssd = msd × n, así que ssd crece con el tamaño del dataset mientras msd no. Ambas se minimizan, y ambas son objetivos de clustering válidos, pero solo msd es comparable entre sets de test de distinto tamaño.

5. Cuatro rutas hacia un algoritmo

AWS documenta exactamente cuatro formas de poner un algoritmo en marcha, y el examen prueba si puedes nombrarlas en orden de esfuerzo creciente.

#
Ruta
Qué aportas tú
Qué aporta AWS
Cuándo usarla
1
Algoritmo integrado
Datos + hiperparámetros
«Sin código para empezar a ejecutar experimentos»
El algoritmo está en la lista de integrados
2
Script Mode
Tu script de entrenamiento (entry_point)
Un contenedor de framework preconstruido
Tu algoritmo existe en un framework del que AWS ya tiene imagen
3
JumpStart
Un model_id y canales de entrenamiento
Un modelo preentrenado para ajustar y desplegar «dentro de Amazon SageMaker Studio»
Quieres un modelo fundacional o preentrenado con código mínimo
4
Bring your own container (BYOC)
Dockerfile + código de entrenamiento
Alojamiento en Amazon ECR
Nada preconstruido encaja

5.1 El flujo de decisión

100%

5.2 BYOC: las tres reglas de contenedor innegociables

Si una pregunta te empuja a la Ruta 4, tres hechos documentados deciden la respuesta:

  1. el paquete de toolkit sagemaker-training es obligatorio;
  2. ENV SAGEMAKER_PROGRAM train.py es la única variable de entorno requerida: nombra el punto de entrada que SageMaker invoca;
  3. /opt/ml y todos sus subdirectores están reservados por el entrenamiento de SageMaker, así que las entradas, los artefactos del modelo y la salida deben seguir ese diseño.

Dos reglas de contenedor más aparecen como distractores:

  • SageMaker sobrescribe el CMD por defecto de tu imagen añadiendo el argumento train;
  • las imágenes con GPU deben ser compatibles con nvidia-docker: incluye el CUDA toolkit, pero no incluyas los drivers de NVIDIA: los aporta el host.

5.3 Las ventanas de soporte de los contenedores son fechas examinables

Contenedor
Fecha GA
Fin del soporte de parches
XGBoost 3.0-5
17 nov 2025
17 nov 2026
Scikit-Learn 1.4-2
30 oct 2025
30 oct 2026

AWS publica un calendario explícito de GA → fin de parches para sus contenedores de algoritmos. El patrón que vale la pena memorizar es el formato: aproximadamente un año de soporte de parches tras la disponibilidad general, que es la razón por la que un ítem de examen fechado en 2026 puede referenciar legítimamente a un lanzamiento de 2025 que alcanza el fin de parches en ese mismo año.


6. Métricas de evaluación: fórmulas, direcciones y cuándo usarlas

6.1 La hoja de fórmulas

Métrica
Fórmula
Dirección
Cuándo usarla
Exactitud
(TP+TN)/(TP+TN+FP+FN)
Más alta, mejor
Clases balanceadas; corrección global
Precisión
TP/(TP+FP)
Más alta, mejor
Los falsos positivos son costosos
Exhaustividad
TP/(TP+FN)
Más alta, mejor
Los falsos negativos son costosos
F1
2·P·R/(P+R) = 2TP/(2TP+FP+FN)
Más alta, mejor
Datos binarios desbalanceados; objetivo binario por defecto de Autopilot
ROC-AUC
Área bajo TPR frente a FPR en todos los umbrales
0.5 aleatorio → 1.0
Comparación de modelos entre umbrales; datos sesgados
Exactitud balanceada
(Exhaustividad + Tasa de verdaderos negativos)/2
Más alta, mejor
Tanto el castigo de FP como el de FN son altos
Matriz de confusión
Tabla de recuentos, predicho × real
Recuentos (sin dirección)
Diagnóstico: qué clases se confunden
MSE
Σ(ŷ−y)²/n
Más bajo, mejor
Castiga con dureza los errores grandes
RMSE
√MSE
Más bajo, unidades del objetivo
Reportar el error en dólares o en grados
MAE
Σ|ŷ−y|/n
Más bajo, unidades del objetivo
Robusta y fácil de interpretar
R²
1 − SS_res/SS_tot
Más cercano a 1
Proporción de varianza explicada
Silhouette
(b−a)/max(a,b), promediado
−1..1, más cercano a 1
Cohesión del conglomerado; no es una métrica de SageMaker
test:msd / test:ssd
Distancia cuadrada media / suma al centroide
Minimizar
Métricas objetivo oficiales de k-means
mAP / NDCG
Calidad del ranking
Más alta, mejor
Ranking y recomendación (validation:map, validation:ndcg)

El resumen que AWS hace de la relación entre precisión y exhaustividad vale la pena memorizarlo textual: la precisión recorta los falsos positivos, la exhaustividad recorta los falsos negativos, y la F1 es la media armónica de ambas.

6.2 Elegir una métrica a partir de la matriz de confusión

100%

6.3 Matriz de confusión resuelta #1: datos de churn balanceados

Un modelo de churn se evalúa sobre 200 clientes: TP = 80, FP = 20, FN = 10, TN = 90.

Accuracy=TP+TNN=80+90200=170200=0.85\text{Accuracy} = \frac{TP+TN}{N} = \frac{80+90}{200} = \frac{170}{200} = 0.85 Precision=TPTP+FP=80100=0.80\text{Precision} = \frac{TP}{TP+FP} = \frac{80}{100} = 0.80 Recall=TPTP+FN=8090=0.889\text{Recall} = \frac{TP}{TP+FN} = \frac{80}{90} = 0.889 F1=2TP2TP+FP+FN=160190=0.842F1 = \frac{2TP}{2TP+FP+FN} = \frac{160}{190} = 0.842

Lectura: el modelo captura alrededor del 89% de los que se van, pero 20 de sus 100 alertas son incorrectas. Una exactitud de 0,85 es respetable aquí porque las clases están razonablemente balanceadas (90 positivos, 110 negativos).

6.4 Matriz de confusión resuelta #2: la trampa del 1% de fraude

Un modelo de fraude se evalúa sobre 10.000 transacciones de las cuales solo 100 son fraudulentas: TP = 85, FP = 40, FN = 15, TN = 9.860.

Accuracy=85+986010000=994510000=99.45%\text{Accuracy} = \frac{85+9860}{10000} = \frac{9945}{10000} = 99.45\%

Sin embargo, un modelo que siempre predice «no fraude» ya puntúa:

990010000=99.0%\frac{9900}{10000} = 99.0\%

Así que una exactitud de 99,45% compra 0,45 puntos porcentuales sobre una línea base inútil. Las métricas que importan:

Precision=8585+40=85125=0.68\text{Precision} = \frac{85}{85+40} = \frac{85}{125} = 0.68 Recall=8585+15=85100=0.85\text{Recall} = \frac{85}{85+15} = \frac{85}{100} = 0.85 F1=2×85170+40+15=170225=0.756F1 = \frac{2 \times 85}{170+40+15} = \frac{170}{225} = 0.756

Lectura: el 32% de las alertas de fraude son falsas alarmas, el modelo se salta 15 de cada 100 fraudes, y la exactitud titular es casi sin sentido. Este es el patrón de evaluación más repetido del material propio de AWS sobre detección de fraude.

⚠️Advertencia

La exactitud es la métrica trampa del Dominio 1. Cuando una clase domina, fraude al 0,173%, churn al 2%, tasas de defecto por debajo del 1%, un modelo perezoso alcanza una exactitud casi perfecta prediciendo la clase mayoritaria cada vez. Antes de aceptar una cifra de exactitud, pregúntate: ¿qué puntuaría un predictor de la clase mayoritaria? Si la respuesta está a menos de un punto de tu modelo, cambia a precisión, exhaustividad, F1, ROC-AUC, exactitud balanceada o Kappa de Cohen, y barre el umbral de decisión de 0,1 a 0,9.


7. Splits de datos, validación cruzada y pruebas A/B

7.1 Los estándares de split publicados

Estándar
Valor oficial
Fuente
Split por defecto de Amazon ML
70% train / 30% evaluación
Guía de desarrollador de ML, evaluación de modelos
Split en tres vías recomendado
60% train / 20% evaluación / 20% validación
Guía de desarrollador de ML, evaluación de modelos
Porción holdout de SageMaker
20 to 30% de los datos de entrenamiento
Guía de desarrollador de SageMaker, validación de modelos
k de k-fold de SageMaker
Típicamente 5 to 10
Guía de desarrollador de SageMaker, validación de modelos
Validación cruzada HPO de Autopilot
Automática con k = 5 cuando hay ≤ 50.000 instancias de entrenamiento
Guía de desarrollador de SageMaker, métricas de autopilot
Split del ensamblado de Autopilot
80% train / 20% validación
Guía de desarrollador de SageMaker, métricas de autopilot
Tráfico de prueba A/B en línea
10% → después 100%
Guía de desarrollador de SageMaker, validación de modelos
Registros autoevaluados de Clarify
100 (la mayoría de tareas), 300 (conocimiento factual)
Guía de desarrollador de SageMaker, Clarify

La razón que AWS da para retener datos es una frase que vale la pena reproducir en una respuesta de examen: evaluar sobre datos de entrenamiento «recompensa a los modelos que pueden "memorizar" los datos de entrenamiento, en lugar de generalizar a partir de ellos.»

7.2 Aritmética de splits y validación cruzada sobre 100.000 filas

Esquema
Train
Validación / evaluación
Test
Notas
70/30 por defecto
70.000
30.000
:
Valor por defecto de Amazon ML
60/20/20 en tres vías
60.000
20.000
20.000
Train / evaluación / validación
Holdout 20 to 30%
70.000 to 80.000
:
20.000 to 30.000
Rango recomendado por SageMaker
k = 5
80.000 por fold
20.000 por fold
:
5 modelos, métricas promediadas
k = 10
90.000 por fold
10.000 por fold
:
10 modelos, métricas promediadas

7.3 Validación cruzada de Autopilot: el umbral de 50.000 instancias

Con 40.000 instancias de entrenamiento (≤ 50.000, así que se aplica el modo HPO con validación cruzada automática de k = 5):

  1. el split automático 80/20 da 32.000 train / 8.000 validación;
  2. cada uno de los 5 folds entrena con 4/5 × 32.000 = 25.600 instancias;
  3. cada fold valida sobre 6.400 instancias;
  4. las cinco puntuaciones de validación se promedian en el objetivo reportado.

Un dataset de 60.000 instancias supera el umbral de ≤ 50.000, así que la validación cruzada automática en modo HPO no se activa: mientras que el modo ensemble ejecuta validación cruzada sin importar el tamaño junto a su split automático 80/20.

7.4 Cómo encaja el bucle

100%

Comprobación interactiva: las fórmulas que no deberías tener que buscar:

Completa los Espacios
Cómo responder

Ejercicio de rellenar espacios con 5 huecos. Escribe las palabras que faltan y comprueba tu respuesta.

Completa las cuatro fórmulas de métricas usadas a lo largo de esta lección:

Precisión = espacio / (TP + FP) | Exhaustividad = TP / (TP + espacio) | F1 = 2 x espacio / (P + espacio) | RMSE = espacio de MSE

Banco de Palabras, arrastra las palabras a los espacios de arriba:

TP
FN
P x R
raíz cuadrada
TN
FP
exactitud
varianza
log loss
media

8. Infraajuste, sobreajuste y los controles de ajuste que los corrigen

8.1 El diagnóstico

Señal
Diagnóstico
Remedio prescrito por AWS
Error alto sobre datos de entrenamiento
Infraajuste: el modelo es demasiado simple
Añadir atributos, cambiar el procesamiento, reducir la regularización, más pasadas
Error de entrenamiento bajo, error de evaluación alto
Sobreajuste: «funciona bien sobre los datos de entrenamiento pero no funciona bien sobre los datos de evaluación… memorizando los datos»
Selección de atributos, aumentar la regularización, ajustar sobre una métrica de validación, early stopping o Hyperband
Ambas puntuaciones malas
Datos insuficientes
Aumentar los ejemplos de entrenamiento; aumentar el número de pasadas
Las métricas de producción decaen
Deriva de datos / de concepto
Model Monitor + sesgo postrainento de Clarify; reentrenar
La exactitud se ve genial, el modelo inútil
Métrica equivocada
Cambiar a AUC / F1 / exactitud balanceada / Kappa de Cohen; barrer el umbral 0,1 to 0,9

La firma oficial de sobreajuste de AWS es corta: alta exactitud de entrenamiento más baja exactitud de prueba. La dirección del remedio importa tanto como el remedio: el sobreajuste recibe más regularización, el infraajuste recibe menos. Invertirlas es un distractor clásico.

8.2 Los controles de ajuste que previenen el sobreajuste mecánicamente

Cuatro controles documentados hacen el trabajo que un humano haría a ojo:

  1. Ajusta contra una métrica de validación, no de entrenamiento. La documentación de Linear Learner lo establece como recomendación, no como preferencia.
  2. Early stopping. En cada época, la métrica objetivo se compara con la mediana de medias móviles de jobs anteriores; los jobs con peor rendimiento se detienen antes: AWS dice que esto «te ayuda a evitar el sobreajuste de tu modelo». El ajuste es early_stopping_type='Auto'.
  3. Hyperband también termina antes los jobs con peor rendimiento, asignando el presupuesto a configuraciones prometedoras.
  4. Dirección de la regularización: aumenta el sobreajuste, reduce el infraajuste.
Control
Mecanismo
Redacción / ajuste de AWS
Ajuste por métrica de validación
El objetivo nunca ve las filas de entrenamiento
«tuning the model against a validation metric»
Early stopping
Comparar con la mediana de medias móviles de jobs anteriores
early_stopping_type='Auto'
Hyperband
Asignación de recursos con corchetes, elimina los jobs débiles
Terminación temprana consciente del recurso
Regularización
Control de capacidad
Aumentar para sobreajuste, reducir para infraajuste

8.3 Ordena la secuencia de diagnóstico

Pregunta de Orden
Cómo responder

Ejercicio de ordenación con 6 elementos. Colócalos en el orden correcto y comprueba tu respuesta.

Ordena los pasos que un equipo debe seguir cuando las puntuaciones de un modelo se ven mal:

Comparar la puntuación de entrenamiento con la de evaluación o validación
Clasificar el hueco: malo en ambos = infraajuste, bueno en train y malo en evaluación = sobreajuste
Comprobar si la métrica elegida siquiera puede expresar el problema (exactitud de clase mayoritaria, MSE en unidades al cuadrado)
Aplicar el remedio correspondiente: más atributos y menos regularización para infraajuste, selección de atributos y más regularización para sobreajuste
Reajustar contra una métrica de validación con early stopping o Hyperband habilitado
Confirmar sobre un set retenido que el modelo nunca ha visto (holdout del 20 al 30 por ciento, o k-fold con k entre 5 y 10)
  • 📚 ¿Sabías que…? El early stopping en el ajuste automático de modelos de SageMaker no compara tu job con un objetivo fijo: compara el valor del objetivo de cada época con la mediana de las medias móviles de todos los jobs anteriores. Eso hace que el umbral sea adaptativo: un job inicial inusualmente fuerte sube la barra para todo lo que sigue, y un job inicial débil la baja. La lista de soporte de early stopping lleva un sello de «vigente a 13 de diciembre de 2018», así que trata cualquier afirmación sobre qué algoritmos lo soportan como histórica.

9. Datos desbalanceados: tres palancas y los números detrás de ellas

AWS documenta tres palancas independientes para el desbalance. Una respuesta fuerte usa al menos dos de ellas a la vez.

9.1 Las tres palancas

Palanca
Mecanismo
Implementación de AWS
Restricción
1. Resampling
Rebalancear las propias filas
Balance de SageMaker Data Wrangler: oversampler aleatorio, undersampler aleatorio, SMOTE
Solo clasificación binaria
2. Pesos de clase
Castigar los errores en la clase rara
scale_pos_weight de XGBoost; positive_example_weight_mult='balanced' (binario) / balance_multiclass_weights (multiclase) de Linear Learner; Autopilot lo aplica automáticamente
Los pesos cambian el límite de decisión, no los datos
3. Cambio de métrica
Medir lo que la exactitud oculta
AUC, F1, exactitud de clasificación balanceada, Kappa de Cohen
La dirección de la métrica debe coincidir con el objetivo de ajuste

9.2 Aritmética de pesos de clase

Caso A: un split binario de 98% / 2%. Para que la clase minoritaria cuente tanto como la mayoritaria:

0.02×w=0.98  ⟹  w=0.980.02=490.02 \times w = 0.98 \implies w = \frac{0.98}{0.02} = 49

Así que positive_example_weight_mult='balanced' de Linear Learner sobre un dataset 98/2 produce un peso positivo de 49.

Caso B: el propio dataset de fraude de AWS. Con 284.807 ejemplos de los cuales 492 son fraudulentos (0,173%), la variante XGBoost de AWS usa la regla de la raíz cuadrada en lugar del ratio crudo:

scale_pos_weight=284,315492=577.9≈24\text{scale\_pos\_weight} = \sqrt{\frac{284{,}315}{492}} = \sqrt{577.9} \approx 24

El ratio crudo sería 577,9; el amortiguamiento por raíz cuadrada mantiene el entrenamiento estable mientras aún le dice al modelo que el fraude importa. AWS reporta además que elevar el Kappa de Cohen por encima de 0,8 sería «generally very favorable» en ese problema.

9.3 Lo que te cuesta la ponderación: el compromiso documentado

Ponderar no es gratis. El propio ejemplo multiclase de AWS muestra ambas caras:

Medida
Antes de balancear
Después de balancear
Exhaustividad de la clase rara (Aspen)
1%
por encima del 50%
Exhaustividad de cada clase
alguna colapsa al ~1%
todas por encima del 50%
Exhaustividad de la clase dominante (Lodgepole Pine)
81%
52%
Exactitud global
72%
59%

La lección que el examen quiere: cambiaste 13 puntos de exactitud por un modelo que de verdad reconoce la clase rara. En un problema desbalanceado, ese intercambio suele ser correcto, pero debe ser una decisión, no un efecto secundario.

9.4 El cambio de métrica, lado a lado

Situación
Métrica a la que ir
Por qué falla la exactitud
Fraude con prevalencia de 0,173%
ROC-AUC (job_objective='AUC' en Autopilot)
Línea base de 99,0% prediciendo siempre «no fraude»
Binario, moderadamente desbalanceado
F1 (objetivo binario por defecto de Autopilot)
La media armónica se niega a ocultar un lado débil
Tanto FP como FN caros
Exactitud balanceada = (Exhaustividad + TNR)/2, o Kappa de Cohen
La clase mayoritaria domina la exactitud simple
El umbral necesita ajuste
Curva precisión/exhaustividad, barrer 0,1 to 0,9
Un solo umbral rara vez optimiza ambas
ℹ️Nota

Autopilot hace dos de las tres palancas por ti. Su objetivo binario por defecto es F1 (cambia a AUC con job_objective='AUC' para datos sesgados más allá del 99%), y «automatically applied up-weighting to the minority class using scale_pos_weight». Si una pregunta pide qué hace automáticamente Autopilot con datos binarios desbalanceados, la respuesta es tanto el valor por defecto de la métrica como la ponderación.


10. Evaluación por tipo de tarea: la tabla de consulta

Tipo de tarea
Configuración
Métricas principales
Nombres de métricas emitidas por AWS
Trampa
Binario (balanceado)
train/val/test o 70/30
Exactitud, F1, ROC-AUC
validation:precision / :recall de Linear Learner; validation:f1 / :auc de XGBoost
Confiar solo en la exactitud
Binario (desbalanceado)
Split estratificado antes del resampling
Precisión, exhaustividad, F1, AUC, exactitud balanceada, Kappa de Cohen
scale_pos_weight + validation:auc de XGBoost; job_objective='AUC' de Autopilot
99% de exactitud prediciendo la mayoría
Multiclase
Promediado macro/micro
Exhaustividad por clase, macro-F1, matriz de confusión
balance_multiclass_weights de Linear Learner; multiclass_average_strategy de Clarify
La exactitud oculta el colapso de la clase rara
Regresión
Holdout 20 to 30%
RMSE, MAE, R²
validation:rmse / :mae / :mse de XGBoost; validation:rmse, validation:absolute_loss de Linear Learner
Citar el MSE en unidades al cuadrado
Ranking / recomendador
Split ordenado en el tiempo
mAP, NDCG
validation:map, validation:ndcg de XGBoost
Un split aleatorio filtra el futuro
Clustering
Canal de test, sin etiquetas
test:msd / test:ssd, silhouette, inercia
test:msd, test:ssd de k-means en SageMaker (ambas Minimizar)
Buscar un set de validación que no existe
Reducción de dimensionalidad
Varianza retenida
Varianza explicada
PCA devuelve v, s, mean
Elegir num_components arbitrariamente
Texto de MF / GenAI
Referencias o evaluadores humanos
ROUGE-N, BERTScore, exact match, F1 sobre palabras, fluidez/coherencia
Jobs de evaluación de Clarify (100 / 300 registros)
Aplicar exactitud o F1 de clasificación a texto abierto

10.1 Métricas de modelos fundacionales: lo que Clarify calcula de verdad

Tarea
Métricas automáticas
Datasets integrados
Dimensiones humanas
Generación abierta
Conocimiento factual, robustez semántica, estereotipado de prompts, toxicidad
TREX, BOLD, WikiText, CrowS-Pairs, RealToxicityPrompts
Fluidez, Coherencia, Toxicidad, Exactitud, Consistencia, Relevancia + personalizadas
Resumen de texto
ROUGE-N, BERTScore
Government Report Dataset, Gigaword
Las mismas dimensiones humanas
Respuesta a preguntas
Exact match, quasi exact match, F1 sobre palabras = (2·P·R)/(P+R)
BoolQ, NaturalQuestions, TriviaQA
:
Clasificación de texto
Exactitud de clasificación, precisión, exhaustividad, exactitud de clasificación balanceada = «la suma de la exhaustividad y la tasa de verdaderos negativos dividida entre 2»
Women's Ecommerce Clothing Reviews
:

Dos cifras de muestreo son examinables: Clarify evalúa 100 registros por defecto para la mayoría de tareas y 300 para conocimiento factual. Y un nombre de métrica de sesgo es único de Clarify: CI (Class Imbalance).

  • 📚 ¿Sabías que…? La exactitud de clasificación balanceada tiene una glosa oficial de AWS: «la suma de la exhaustividad y la tasa de verdaderos negativos dividida entre 2.» Para un problema multiclase se degrada con elegancia a la media de la exhaustividad por clase: que es exactamente la razón por la que sobrevive al desbalance de clases mientras la exactitud simple no: cada clase contribuye por igual sin importar cuántas filas posea.

11. Juntar los tres ejes

El examen casi siempre fuerza una elección a través de tres ejes a la vez: la familia de algoritmos, el tipo de tarea y la herramienta de AWS que implementa la pareja. Acertar dos de los tres no basta.

📌Importante

Veredicto comparativo: elección de algoritmo × tipo de tarea × herramienta de AWS

  • Regresión lineal/logística → Linear Learner (integrado). Elígelo cuando el destino es continuo (regressor, puntuado con validation:rmse) o binario (binary_classifier, puntuado con validation:precision / validation:recall). Es la respuesta documentada a «qué integrado hace regresión lineal o logística», y su regla de ajuste es explícita: ajusta sobre una métrica de validación. No llegues a XGBoost primero cuando el examen nombra la regresión lineal o logística por su nombre.
  • Gradient boosting → XGBoost integrado, con LightGBM o CatBoost para datos tabulares grandes o categóricos. Elígelo para clasificación, regresión y ranking tabulares. Es la única familia que ofrece métricas de ranking (validation:map, validation:ndcg) como objetivos de primera clase, y num_round es obligatorio. Cuando los datos son enormes y mayoritariamente catególicos, los integrados LightGBM y CatBoost son los hermanos más rápidos: los tres están integrados, ninguno necesita Script Mode.
  • Árboles y bosques aleatorios → contenedor de scikit-learn + Script Mode. Este es el sustituto documentado del algoritmo que SageMaker no distribuye. Si una opción afirma un bosque aleatorio integrado, es errónea; si una opción dice «construye tu propia imagen Docker primero», es sobreingeniería: la Ruta 2 existe precisamente para este caso.
  • Clustering → K-Means integrado; reducción de dimensionalidad → PCA integrado; valores atípicos → Random Cut Forest o IP Insights. Todos son no supervisados, así que el diseño de evaluación cambia: no hay set de validación, la puntuación ocurre sobre un canal de test, K-Means minimiza test:msd / test:ssd, y el silhouette lo calculas tú. Los tres hiperparámetros obligatorios de PCA (feature_dim, mini_batch_size, num_components) son un detalle de respuesta corta favorito.
  • Imágenes, texto y secuencias → contenedores de aprendizaje profundo preconstruidos (TensorFlow, PyTorch, MXNet, Chainer, Hugging Face) para entrenar tu propia red, o SageMaker JumpStart cuando un modelo preentrenado puede ajustarse y desplegarse «dentro de SageMaker Studio». Control secuencial impulsado por recompensa → SageMaker RL con RLEstimator, Coach o Ray RLlib sobre TensorFlow o MXNet. Estas tres rutas son respuestas mutuamente excluyentes; el tipo de tarea elige una.
  • Cuando el algoritmo es genuinamente desconocido → AutoML. SageMaker Autopilot o el integrado AutoGluon-Tabular construirán y ajustarán candidatos por ti, usando por defecto F1 en problemas binarios, ejecutando validación cruzada automática con k = 5 a ≤ 50.000 instancias, y aplicando scale_pos_weight a la clase minoritaria automáticamente. AutoML es la respuesta correcta solo cuando la pregunta enfatiza la velocidad hasta una línea base defendible, no cuando enfatiza el control sobre el algoritmo.

12. Ejemplos resueltos con cifras

Ejemplo resuelto 1: métricas de regresión desde cero. Valores verdaderos y=[100,120,140,160,180]y = [100, 120, 140, 160, 180], predicciones y^=[110,115,150,155,190]\hat{y} = [110, 115, 150, 155, 190], así que los errores son [10,−5,10,−5,10][10, -5, 10, -5, 10].

  • MAE=(10+5+10+5+10)/5=40/5=8.0\text{MAE} = (10+5+10+5+10)/5 = 40/5 = \mathbf{8.0}
  • MSE=(100+25+100+25+100)/5=350/5=70\text{MSE} = (100+25+100+25+100)/5 = 350/5 = \mathbf{70}
  • RMSE=70≈8.37\text{RMSE} = \sqrt{70} \approx \mathbf{8.37}: de vuelta a las propias unidades del objetivo
  • yˉ=140\bar{y} = 140, así que SStot=1600+400+0+400+1600=4000SS_{tot} = 1600+400+0+400+1600 = 4000, y R2=1−350/4000=0.9125R^2 = 1 - 350/4000 = \mathbf{0.9125}

El patrón: el MSE castiga los dos fallos de 10 puntos cuatro veces más duro que los fallos de 5 puntos (100 frente a 25), y el RMSE deshace ese cuadrado para que la cifra pueda citarse en dólares o en días.

Ejemplo resuelto 2: aritmética de splits sobre 100.000 filas. El valor por defecto 70/30 da 70.000 / 30.000; el recomendado 60/20/20 da 60.000 / 20.000 / 20.000; el holdout del 20 to 30% de SageMaker reserva 20.000 to 30.000 filas para test; k = 10 da 90.000 train / 10.000 validación por fold a lo largo de 10 modelos cuyas métricas promedias.

Ejemplo resuelto 3: la aritmética de la validación cruzada de Autopilot. Dataset de 40.000 instancias (≤ 50.000 → k-fold automático, k = 5, en modo HPO): 80/20 da 32.000 train / 8.000 validación; cada uno de los 5 folds entrena con 4/5 × 32.000 = 25.600 y valida sobre 6.400; las cinco puntuaciones se promedian. La misma receta sobre 60.000 instancias superaría el umbral y perdería la validación cruzada automática en modo HPO.

Ejemplo resuelto 4: la aritmética de pesos de clase, ambas variantes. 98% negativo / 2% positivo ⇒ 0.02×w=0.98⇒w=490.02 \times w = 0.98 \Rightarrow w = \mathbf{49}. La variante de fraude de AWS usa en cambio scale_pos_weight=284,315/492=577.9≈24\text{scale\_pos\_weight} = \sqrt{284{,}315/492} = \sqrt{577.9} \approx \mathbf{24}. Ambas son legítimas; el ratio crudo es más severo, la raíz cuadrada es el amortiguamiento documentado para el sesgo extremo.

Ejemplo resuelto 5: la matriz de confusión desbalanceada completa. 10.000 transacciones, 100 fraudes, TP = 85, FP = 40, FN = 15, TN = 9.860 ⇒ exactitud 99,45%, línea base de la mayoría 99,0%, precisión 0,68, exhaustividad 0,85, F1 0,756. La decisión que sigue: reportar F1 o AUC, no la exactitud, y declarar que 40 de 125 alertas (32%) son falsas alarmas.

Ejemplo resuelto 6, balancear un set de evaluación de 600 predicciones. Un modelo produce TP = 480, FP = 60, FN = 20, TN = 40 sobre 1.000 filas. Exactitud = 880/1000=0.88880/1000 = \mathbf{0.88}; precisión = 480/540=0.889480/540 = \mathbf{0.889}; exhaustividad = 480/500=0.96480/500 = \mathbf{0.96}; F1 = 2(0.889)(0.96)/(0.889+0.96)=1.707/1.849=0.9232(0.889)(0.96)/(0.889+0.96) = 1.707/1.849 = \mathbf{0.923}. La tasa de verdaderos negativos = 40/100=0.4040/100 = 0.40, así que la exactitud balanceada = (0.96+0.40)/2=0.68(0.96 + 0.40)/2 = \mathbf{0.68}, muy por debajo de la exactitud de 0,88, porque la clase negativa es donde el modelo falla. Ese hueco entre 0,88 y 0,68 es exactamente lo que la exactitud balanceada existe para exponer.


13. Trampas, conflictos y afirmaciones no verificadas

⚠️Advertencia

Trampas de día de examen para esta lección:

  • No hay bosque aleatorio integrado. La ruta es el contenedor de scikit-learn + Script Mode. Una opción que invente un algoritmo integrado RandomForest con un parámetro num_round contiene dos errores.
  • k-means no tiene set de validación. Puntúa un canal de test con test:msd y test:ssd, ambas Minimizar. Una opción que ofrezca validation:f1 para clustering es errónea.
  • Silhouette no es una métrica de SageMaker. Rango −1..1, más cercano a 1 es mejor, emparéjala con la inercia, y calcúlala tú mismo.
  • La dirección de la regularización se invierte con el diagnóstico. Sobreajuste → aumentar la regularización y hacer selección de atributos. Infraajuste → reducir la regularización y añadir atributos. Invertirlas es un distractor estándar.
  • Ajusta sobre validación, nunca sobre entrenamiento. AWS declara la recomendación explícitamente para Linear Learner.
  • PCA necesita exactamente tres hiperparámetros obligatorios: feature_dim, mini_batch_size, num_components.
  • num_round de XGBoost es obligatorio y su objetivo por defecto es reg:squarederror: un job de XGBoost sin configurar es un job de regresión.
  • El resampling a través de Balance de Data Wrangler (incluido SMOTE) es solo de clasificación binaria. Para multiclase, usa balance_multiclass_weights o cambios de métrica.
  • El valor por defecto binario de Autopilot es F1, y aplica scale_pos_weight automáticamente; cambia a AUC solo para sesgos extremos como datos de fraude de > 99%.
  • Los splits de ranking deben estar ordenados en el tiempo. Un split aleatorio en un problema de recomendador filtra el futuro.
  • Nunca inventes un umbral de aprobación. No hay ningún estándar de AWS que diga «la F1 debe superar 0,8»: afirmaciones así son no verificables.

13.1 Afirmaciones contradictorias, no verificables y no examinables

Afirmación
Estado
Cómo manejarlo
Recuento de «N algoritmos integrados de SageMaker»
Sin número oficial: AWS publica listas, no recuentos
Aprende la pertenencia a las listas, nunca un total
Lista de soporte de early stopping
Marcada como «current as of December 13, 2018»
Trátala como histórica; no memorices la lista
Cadenas de versión del contenedor de XGBoost
Se renderizan de forma inconsistente entre páginas de documentación
Usa xgboost.html: 1.0, 1.2, 1.3, 1.5, 1.7, 3.0
Un umbral numérico de aprobación para cualquier métrica
No existe tal estándar de AWS
Nunca afirmes «la F1 debe ser > 0,8»
Si JumpStart expone una entrada de primera clase para bosques aleatorios
Solo está documentada la ruta del contenedor de scikit-learn + Script Mode
Responde Script Mode
Si Bedrock Model Evaluation refleja las métricas clásicas de clasificación de Clarify
Solo se verificó la tabla de tareas/métricas de modelos fundacionales
No reclames paridad
Nombres de benchmarks no-AWS (MMLU, BIG-bench, HELM, GLUE)
No están en la guía del examen
BLEU/ROUGE/BERTScore están en el alcance; las suites de benchmarks no
Tipo de pregunta de caso de estudio
La guía del examen en HTML lista cuatro tipos; un render PDF también lista el caso de estudio
Verifica de nuevo el PDF actual antes de apoyarte en él

Las fuentes primarias de esta lección son: la Exam Guide de AIF-C01; las páginas de la guía de desarrollador de SageMaker algorithms, algorithms-tabular, xgboost, xgboost-tuning, linear-learner-tuning, k-means, PCA-reference, object2vec, how-it-works-model-validation, autopilot-metrics-validation, automatic-model-tuning-early-stopping, your-algorithms-training-algo-dockerfile, train-model, pre-built-containers-frameworks-deep-learning, pre-built-containers-support-policy, clarify-foundation-model-evaluate-overview y reinforcement-learning; las páginas de la guía de desarrollador de machine learning model-fit-underfitting-vs-overfitting y evaluating_models; y las entradas del blog de Machine Learning de AWS sobre detección de fraude, balanceo con Data Wrangler, Autopilot para servicios financieros y clasificación multiclase de Linear Learner.


Casos Reales

Cada regla de las secciones 1 a 13 tiene su versión de cliente. Los cuatro casos de abajo provienen del digest de casos de estudio del curso (fuentes restringidas a aws.amazon.com/solutions/case-studies/* y aws.amazon.com/blogs/machine-learning/*), y cada uno se eligió porque es una historia de selección de algoritmo o de evaluación y no una anécdota de marketing: alguien eligió una ruta de la sección 5, eligió una métrica de la sección 6, y después midió el resultado sobre datos en los que el modelo no había sido entrenado.

Caso (industria, fuente)
Ruta de la sección 5
Servicios de AWS nombrados por AWS
Resultado documentado
Qué regla de la lección prueba
Chronomics (health-tech, ML Blog, 13 dic 2022)
Ruta 1: AutoML gestionado preconstruido
Amazon Rekognition Custom Labels, DetectCustomLabels
96,5% de exactitud / 97,9% de F1 en 3 to 4 semanas, tras 4 meses de CV interna sin alcanzar el objetivo
Elige la ruta por esfuerzo, y trata el umbral de confianza como una decisión
Sun Finance (fintech, ML Blog, 30 abr 2026)
Ruta 1 compuesta con pegamento de la Ruta 4
Amazon Textract, Amazon Rekognition, Amazon Bedrock (Claude Sonnet 4), Lambda, Step Functions, S3 Vectors
79,73% → 90,80% de exactitud, −91% de coste por documento, 20 h → < 5 s
Evalúa cada intento; separa el OCR del razonamiento
HAYAT HOLDING (manufactura, ML Blog, 2023)
Ruta 1 + ajuste gestionado
SageMaker Training, Automatic Model Tuning, Model Deployment, Edge Manager; AWS IoT Greengrass
$300.000 al año ahorrados a través de 194 sensores
Ajusta contra una métrica de validación automáticamente, no a mano
Adobe (software, ML Blog, 11 jun 2025)
Ruta 3: RAG gestionado, con benchmark
Bedrock Knowledge Bases, OpenSearch Service, Amazon Titan Text Embeddings V2
+20% de precisión de recuperación sobre el propio set de pruebas de Adobe
Haz benchmark de configuraciones candidatas sobre datos retenidos

Caso de estudio 1, Chronomics: el umbral es una decisión, no un detalle

Después de cuatro meses de modelado interno de visión por computadora que nunca alcanzó su objetivo, Chronomics trasladó la misma tarea de leer pruebas de COVID a Amazon Rekognition Custom Labels (AutoML) y se entregó en 3 to 4 semanas con 96,5% de exactitud y 97,9% de F1, puntuado con DetectCustomLabels. La parte examinable es lo que pasó después: elevar el umbral de confianza compró precisión y pagó por ella con cobertura.

Umbral de confianza
Resultado reportado
Predicciones descartadas
Decisión que el equipo debe tomar
0,99
99,6%
5%
Enrutar el 5% descartado a una ruta de revisión humana o de Amazon A2I
0,999
99,87%
27%
Un cuarto de todas las predicciones necesita ahora otra respuesta: ¿es eso asequible?

Fuente: AWS Machine Learning Blog, blogs/machine-learning/chronomics-detects-covid-19-test-results-with-amazon-rekognition-custom-labels (13 dic 2022).

La lección refleja la sección 6: una sola cifra de exactitud nunca te dice cuánto cuesta un cambio de umbral. Chronomics no reentrenó entre las dos filas: solo cambió qué predicciones estaba dispuesto a firmar, que es la razón por la que «qué pasa con las filas descartadas?» debe responderse antes del despliegue.

Caso de estudio 2, Sun Finance: evalúa cada intento, y nunca dejes que un modelo haga dos trabajos

Sun Finance automatizó la extracción de documentos KYC en nueve países. La escalera de intentos documentada es la narrativa de evaluación más limpia del digest:

Intento
Pipeline
Exactitud medida
Veredicto
1
Claude Sonnet 4 solo (OCR solo con LLM)
61,8% en total, 43% en el número de documento
Rechazado: las protecciones de privacidad bloquean la extracción directa de PII
2
OCR de Textract + estructuración con Claude
85%
Prometedor, no producción
3
Textract → fallback de Rekognition → Claude → reglas de validación
90,80%
Entregado
Medida
Antes
Después
Δ
Exactitud global
79,73%
90,80%
+11,07 pp
Extracción del número de documento
74,32%
89,40%
+15 pp
Clasificación del tipo de documento
78,43%
96,40%
+18 pp
Tiempo de procesamiento
hasta 20 h
< 5 s
~ 1000× más rápido
Coste por documento
línea base
−91%
economía unitaria

Fuente: AWS Machine Learning Blog, blogs/machine-learning/sun-finance-automates-id-extraction-and-fraud-detection-with-generative-ai-on-aws (30 abr 2026); evaluado sobre 585 imágenes.

Aquí viven dos hábitos de examen. Primero, el intento 1 se midió y se rechazó: el equipo no entregó por sensaciones, entregó sobre un set de evaluación retenido. Segundo, el OCR y el razonamiento son trabajos separados: el servicio de extracción preconstruido (Ruta 1) hizo la lectura, el modelo fundacional solo estructuró lo que ya estaba leído, y las reglas de validación cazaron el resto.

Caso de estudio 3, HAYAT HOLDING: el ajuste automático reemplaza al barrido manual

HAYAT HOLDING transmite 194 sensores por OPC-UA hacia un SiteWise Edge Gateway de AWS IoT Greengrass, y después entrena en SageMaker Model Training con SageMaker Automatic Model Tuning, despliega con SageMaker Model Deployment y ejecuta los modelos en el dispositivo a través de SageMaker Edge Manager. El resultado documentado son $300.000 al año ahorrados más mayor calidad de los paneles.

Fuente: AWS Machine Learning Blog, blogs/machine-learning/hayat-holding-uses-amazon-sagemaker-to-increase-product-quality-and-optimize-manufacturing-output-saving-300000-annually (2023).

Esta es la 8.2 corriendo sin supervisión: en lugar de un humano barriendo hiperparámetros a ojo, el tuner busca en el espacio de configuración contra una métrica de validación y detiene antes los jobs débiles. Cuando una pregunta pide cómo un equipo escala el ajuste a muchos modelos o entradas, la respuesta documentada es Automatic Model Tuning: no una hoja de cálculo más grande.

Caso de estudio 4, Adobe: el chunking y los embeddings también son hiperparámetros

Adobe mejoró la búsqueda de documentación para desarrolladores con Amazon Bedrock Knowledge Bases, probando cuatro estrategias de chunking (400 tokens con 20% de solapamiento, 1.000 tokens, jerárquica, semántica) emparejadas con Amazon Titan Text Embeddings V2 hacia OpenSearch Service, recuperadas a través de la Retrieve API. El resultado sobre el propio set de pruebas de Adobe fue +20% de precisión de recuperación, y la estrategia más simple, chunks de 400 tokens con 20% de solapamiento, fue también la más precisa.

Fuente: AWS Machine Learning Blog, blogs/machine-learning/adobe-enhances-developer-productivity-using-amazon-bedrock-knowledge-bases (11 jun 2025).

La disciplina de evaluación es idéntica a la sección 7: los candidatos se compararon sobre un set de prueba fijo y retenido, no sobre las consultas con las que se construyeron. La calidad de la recuperación es un problema de selección de modelo: el tamaño del chunk, el solapamiento y la elección del embedding son los hiperparámetros, y la métrica decide.

  • 📚 ¿Sabías que…? AWS publica exactamente una tasa de resultados de proyectos: el 65% de los proyectos del Generative AI Innovation Center llegó a producción en 2025, de más de 1.000 implementaciones, con algunos entregándose en tan solo 45 días. El método detrás es el Five V's framework, Value → Visualize → Validate → Verify → Venture, que parte de métricas de línea base (exactitud y resultado de negocio) antes de entrenar un solo modelo. Fuente: AWS Machine Learning Blog, blogs/machine-learning/beyond-pilots-a-proven-framework-for-scaling-ai-to-production (2025). El corolario que a los examinadores les gusta: el 35% no llegó a producción, así que la evaluación es una fase, no una ceremonia.

  • 📚 ¿Sabías que…? La ruta humana para el 5% descartado de Chronomics ya tiene nombre de producto: Amazon Augmented AI (A2I), disponible desde 2020 con más de 60 flujos de trabajo, existe porque «los clientes todavía dicen que hay casos de uso críticos en los que se requiere el juicio humano.» A2I es la forma en que un pipeline de visión o de documentos con umbral alto convierte las abstenciones en resultados revisados en lugar de filas descartadas: el mismo principio de diseño que la ruta de excepción humana de Anthem para las reclamaciones que Textract no automatizó.

⚠️Advertencia

Las cifras de los casos de estudio son evidencia, no umbrales. Cada porcentaje de esta sección lo afirma el cliente o AWS y no está auditado; solo Sun Finance (n = 585) y Adobe (su propio set de pruebas) divulgan una base de muestra, y frases como «hasta» marcan un techo, no un resultado típico. El examen no contiene una regla como «la F1 debe superar 0,96» o «la exactitud debe alcanzar el 90,80%»: esas provienen del dataset de un solo cliente. Usa los casos para recordar la forma de una decisión (medir una línea base, evaluar sobre datos retenidos, elegir una ruta, nombrar la métrica), nunca para inventar un umbral de aprobación.


14. Preguntas de Práctica (Practice Questions)

Pregunta de Práctica
Cómo responder

Pregunta de opción múltiple con 4 opciones. Selecciona una opción y elige Comprobar respuesta.

Un equipo tiene 50.000 filas etiquetadas y debe predecir un tiempo de entrega continuo en días. ¿Qué pareja de técnica y métrica es correcta?

Pregunta de Práctica
Cómo responder

Pregunta de opción múltiple con 4 opciones. Selecciona una opción y elige Comprobar respuesta.

Un modelo de churn se evalúa sobre 200 clientes con TP = 80, FP = 20, FN = 10 y TN = 90. ¿Cuáles son su precisión y su F1?

Pregunta de Práctica
Cómo responder

Pregunta de opción múltiple con 4 opciones. Selecciona una opción y elige Comprobar respuesta.

Un modelo de fraude se evalúa sobre 10.000 transacciones de las cuales 100 son fraudulentas: TP = 85, FP = 40, FN = 15, TN = 9.860. ¿Qué declaración es correcta?

Pregunta de Práctica
Cómo responder

Pregunta de opción múltiple con 5 opciones. Selecciona una opción y elige Comprobar respuesta.

Un modelo muestra alta exactitud de entrenamiento y baja exactitud de prueba. ¿Qué dos acciones recomienda AWS? (Selecciona DOS.)

Pregunta de Práctica
Cómo responder

Pregunta de opción múltiple con 4 opciones. Selecciona una opción y elige Comprobar respuesta.

Un equipo debe agrupar clientes sin etiquetas predefinidas y después medir la comprensión y la separación de los conglomerados. ¿Qué opción es correcta?

Pregunta de Práctica
Cómo responder

Pregunta de opción múltiple con 4 opciones. Selecciona una opción y elige Comprobar respuesta.

Debes reducir el espacio de atributos antes del entrenamiento conservando solo las direcciones de varianza más informativas. ¿Qué algoritmo integrado y qué hiperparámetros obligatorios son correctos?

Pregunta de Práctica
Cómo responder

Pregunta de opción múltiple con 5 opciones. Selecciona una opción y elige Comprobar respuesta.

¿Qué dos algoritmos están integrados en SageMaker para clasificación o regresión tabular? (Selecciona DOS.)

Pregunta de Práctica
Cómo responder

Pregunta de opción múltiple con 4 opciones. Selecciona una opción y elige Comprobar respuesta.

Un equipo insiste en el bosque aleatorio y quiere el camino más corto en SageMaker sin construir una imagen Docker. ¿Qué deberían hacer?

Pregunta de Práctica
Cómo responder

Pregunta de opción múltiple con 4 opciones. Selecciona una opción y elige Comprobar respuesta.

Un agente debe aprender una política que maximice la recompensa acumulada dentro de un simulador. ¿Qué enfoque encaja?

Pregunta de Práctica
Cómo responder

Pregunta de opción múltiple con 4 opciones. Selecciona una opción y elige Comprobar respuesta.

Un modelo de precios de vivienda debe castigar los fallos grandes mucho más duro que los pequeños, y el error reportado debe expresarse en dólares. ¿Qué métrica debería ser el objetivo de ajuste?

Pregunta de Práctica
Cómo responder

Pregunta de opción múltiple con 4 opciones. Selecciona una opción y elige Comprobar respuesta.

Un dataset binario desbalanceado es 98% negativo y 2% positivo. Usando la ponderación balanceada de ejemplos positivos de Linear Learner, ¿qué peso positivo resulta?

Pregunta de Práctica
Cómo responder

Pregunta de opción múltiple con 4 opciones. Selecciona una opción y elige Comprobar respuesta.

Un modelo de visión procesa 1.000 predicciones. En el umbral de confianza 0,99 descarta 50 predicciones (5%) y acepta 950, de las cuales 946 son correctas. ¿Cuáles son la precisión sobre las predicciones aceptadas y la cobertura?

Pregunta de Práctica
Cómo responder

Pregunta de opción múltiple con 4 opciones. Selecciona una opción y elige Comprobar respuesta.

Un equipo de fintech envía fotos de documento de identidad directamente a un modelo de lenguaje y puntúa 61,8% de exactitud global (43% en el número de documento) sobre un set de evaluación de 585 imágenes. ¿Qué rediseño coincide con el resultado documentado de AWS?

⚠️Advertencia

Armadillas de esta lección: léelas una vez más antes del examen:

  • No hay bosque aleatorio integrado: contenedor de scikit-learn + Script Mode, siempre;
  • No hay set de validación para clustering: test:msd / test:ssd, ambas Minimizar, y el silhouette lo calculas tú;
  • Tres hiperparámetros obligatorios de PCA: feature_dim, mini_batch_size, num_components;
  • Hiperparámetro obligatorio de XGBoost: num_round, con objetivo por defecto reg:squarederror;
  • El sobreajuste recibe más regularización, el infraajuste recibe menos: la dirección es toda la pregunta;
  • El valor por defecto binario de Autopilot es F1, aplica automáticamente scale_pos_weight, y la validación cruzada automática con k = 5 se aplica a ≤ 50.000 instancias de entrenamiento;
  • Balance / SMOTE en Data Wrangler es solo de clasificación binaria;
  • Solo cuatro rutas: integrado, Script Mode, JumpStart, BYOC (sagemaker-training + SAGEMAKER_PROGRAM en Amazon ECR);
  • Exactitud balanceada = (exhaustividad + tasa de verdaderos negativos) / 2: si la exactitud se ve perfecta y la balanceada no, las clases están desbalanceadas.
✅Éxito

Conclusiones Clave (Key Takeaways):

  1. El paradigma viene de los datos: pares etiquetados → supervisado (clasificación / regresión), solo atributos → no supervisado (clustering / PCA / anomalías / temas), bucle de recompensa → por refuerzo (SageMaker RL, RLEstimator, Coach o Ray RLlib sobre TensorFlow o MXNet);
  2. La ruta de AWS viene de la disponibilidad del algoritmo: integrado (Linear Learner, XGBoost, LightGBM, CatBoost, AutoGluon-Tabular, k-NN, TabTransformer, K-Means, PCA, Random Cut Forest, IP Insights, LDA, NTM, Deep AR) → Script Mode (bosques aleatorios y árboles de decisión vía el contenedor de scikit-learn) → JumpStart (fine-tuning de un modelo preentrenado) → BYOC (sagemaker-training, ENV SAGEMAKER_PROGRAM train.py, /opt/ml reservado, subir a Amazon ECR);
  3. Las métricas siguen al error que hace daño: la precisión recorta falsos positivos, la exhaustividad recorta falsos negativos, F1 = 2·P·R/(P+R); en la matriz de fraude de 10.000 transacciones, la exactitud lee 99,45% mientras la precisión es 0,68, la exhaustividad 0,85 y la F1 0,756, y un predictor de la clase mayoritaria ya puntúa 99,0%;
  4. Las métricas de regresión viven en las unidades del objetivo: con errores [10, −5, 10, −5, 10], MAE = 8,0, MSE = 70, RMSE ≈ 8,37, R² = 0,9125: el MSE castiga los fallos grandes, el RMSE hace la cifra reportable;
  5. Los splits están publicados, no adivinados: 70/30 por defecto, 60/20/20 en tres vías, holdout 20 to 30%, k-fold k = 5 to 10, Auto k = 5 de Autopilot a ≤ 50.000 instancias con un split 80/20, pruebas A/B 10% → 100%;
  6. El sobreajuste y el infraajuste tienen remedios opuestos: sobreajuste (train alto, test bajo) → selección de atributos + aumentar regularización; infraajuste (malo en ambos) → añadir atributos + reducir regularización; en cualquier caso, ajusta sobre una métrica de validación y deja que el early stopping (early_stopping_type='Auto') o Hyperband detengan los jobs débiles;
  7. El desbalance tiene tres palancas: resamplear (Balance / SMOTE, solo binario), reponderar (scale_pos_weight, positive_example_weight_mult='balanced' ⇒ 49 en un split 98/2, balance_multiclass_weights, Autopilot repondera automáticamente), y cambiar la métrica (AUC, F1, exactitud balanceada, Kappa de Cohen: AWS llama al Kappa por encima de 0,8 muy favorable en sus datos de fraude);
  8. Veredicto comparativo: elige Linear Learner cuando el examen nombra regresión lineal/logística, XGBoost para clasificación, regresión o ranking tabular, scikit-learn + Script Mode para árboles y bosques, K-Means / PCA / Random Cut Forest para problemas sin etiquetas, DLC o JumpStart para imágenes, texto y secuencias, SageMaker RL para control impulsado por recompensa, y Autopilot / AutoGluon solo cuando la pregunta valora la velocidad hasta una línea base por encima del control del algoritmo.
Progreso25%