Технология Data Mining

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 03 Мая 2013 в 16:57, курсовая работа

Краткое описание

Одно из важнейших назначений методов Data Mining состоит в наглядном представлении результатов вычислений, что позволяет использовать инструментарий Data Mining людьми, не имеющих специальной математической подготовки. В то же время, применение статистических методов анализа данных требует хорошего владения теорией вероятностей и математической статистикой.
Возникновение и развитие Data Mining обусловлено различными факторами, назовем основные:
- совершенствование аппаратного и программного обеспечения;
- совершенствование технологий хранения и записи данных;
- накопление большого количества ретроспективных данных;
- совершенствование алгоритмов обработки информации.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 2
1. Задачи Data Mining 2
1.1. Классификация задач Data Mining 2
1.2. Задача классификации и регрессии 2
1.3. Задача поиска ассоциативных правил 2
1.4. Задача кластеризации 2
2. Базовые методы Data Mining 2
2.1. Нечеткая логика 2
2.2. Генетические алгоритмы 2
2.3. Нейронные сети 2
3. Процесс Data Mining. 2
3.1. Этапы Data Mining 2
4. Сферы применения Data Mining 2
4.1. Text Mining 2
4.2. Web Mining 2
5. АНАЛИЗ SAS Enterprise Miner 2
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 2
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 2

Прикрепленные файлы: 1 файл

Data_Mining.docx

— 320.47 Кб (Скачать документ)

4.2. Web Mining

 

Web Mining можно перевести  как "добыча данных в Web". Web Intelligence или Web Интеллект готов  "открыть новую главу" в  стремительном развитии электронного  бизнеса.

Способность определять интересы и предпочтения каждого посетителя, наблюдая за его поведением, является серьезным и критичным преимуществом  конкурентной борьбы на рынке электронной  коммерции.

Системы Web Mining могут ответить на многие вопросы, например, кто из посетителей является потенциальным  клиентом Web-магазина, какая группа клиентов Web-магазина приносит наибольший доход, каковы интересы определенного  посетителя или группы посетителей.

Технология Web Mining охватывает методы, которые способны на основе данных сайта обнаружить новые, ранее  неизвестные знания и которые  в дальнейшем можно будет использовать на практике. Другими словами, технология Web Mining применяет технологию Data Mining для анализа неструктурированной, неоднородной, распределенной и значительной по объему информации, содержащейся на Web-узлах.

Согласно таксономии3 Web Mining, здесь можно выделить два основных направления:

Web Content Mining и Web Usage Mining.

Web Content Mining подразумевает  автоматический поиск и извлечение  качественной информации из разнообразных  источников Интернета, перегруженных  "информационным шумом". Здесь  также идет речь о различных  средствах кластеризации и аннотировании  документов.

В этом направлении, в свою очередь, выделяют два подхода: подход, основанный на агентах, и подход, основанный на базах данных.

Подход, основанный на агентах (Agent Based Approach), включает такие системы: интеллектуальные поисковые агенты (Intelligent Search Agents);

- фильтрация информации / классификация;

- персонифицированные агенты сети.

Примеры систем интеллектуальных агентов поиска: Harvest (Brown и др., 1994), FAQ-Finder (Hammond и др., 1995), Information Manifold (Kirk и др., 1995).

Подход, основанный на базах  данных (Database Approach), включает системы:

- многоуровневые базы данных;

- системы web-запросов (Web Query Systems);

Примеры систем web-запросов: W3QL (Konopnicki и Shmueli, 1995), WebLog (Lakshmanan и др., 1996), Lorel (Quass и др., 1995).

Второе направление Web Usage Mining подразумевает обнаружение закономерностей  в действиях пользователя Web-узла или их группы.

Анализируется следующая  информация: какие страницы просматривал пользователь; какова последовательность просмотра страниц.

Анализируется также, какие  группы пользователей можно выделить среди общего их числа на основе истории просмотра Web-узла.

Web Usage Mining включает следующие  составляющие:

- предварительная обработка;

- операционная идентификация;

- инструменты обнаружения шаблонов;

- инструменты анализа шаблонов.

Задачи Web Mining  можно подразделить на такие категории:

- предварительная обработка данных для Web Mining;

- обнаружение шаблонов и открытие знаний с использованием ассоциативных правил, временных последовательностей, классификации и кластеризации;

- анализ полученного знания.

 

5. АНАЛИЗ SAS Enterprise Miner

 

Пакет SAS Enterprise Miner позволяет  оптимизировать процесс интеллектуального  анализа данных в целом, начиная  от организации доступа к данным и заканчивая оценкой готовой  модели, и поддерживает выполнение всех необходимых процедур в рамках единого интегрированного решения с гибкими возможностями коллективной работы.

Рисунок 1. Сегментация данных с помощью кластеризации и самоорганизующихся карт

Пакет SAS Enterprise Miner предназначен для специалистов по анализу данных, маркетинговых аналитиков, маркетологов, специалистов по анализу рисков, специалистов по выявлению мошеннических действий, а также инженеров и ученых, ответственных за принятие ключевых решений в бизнесе или исследовательской деятельности.

 

Таблица 1. Основные преимущества SAS Enterprise Miner

Преимущества

Возможности

Широкий набор инструментальных средств, поддерживающих процессы интеллектуального  анализа данных.

SAS предлагает гибкое интегрированное  решение, обеспечивающее поддержку  всех шагов, необходимых для  решения той или иной проблемы  бизнеса. Процесс пере хода  от необработанных исходных данных  к точным аналитическим моделям,  отвечающим на потребности бизнеса,  становится гладким и эффективным.  Пакет предоставляет интегрированную  среду для коллективной работы, обеспечивающую эффективное сотрудничество  подразделений статистического  моделирования, менеджеров и ИТ  специалистов.

Понятный графический  интерфейс пользователя (GUI) помогает бизнес-аналитикам и специалистам по статистике создавать в более  сжатые сроки большее количество моделей.

Среда для формирования диаграмм процессов обработки дан ных  пакета SAS Enterprise Miner устраняет необходимость  ручного кодирования и значительно  сокращает время разработки моделей  бизнес-аналитиками и специалистами  по статистике. Кроме того, диаграммы  выступают в качестве самоописательных шаблонов, которые можно легко  изменять или применять для решения  новых проблем, не повторяя анализ с  самого начала. Существует возможность  обмена диаграммами между аналитиками  в масштабах предприятия.

Упрощение выявления надежной бизнес информации.

Пакет SAS Enterprise Miner оснащен  рядом встроенных функций контроля, работающих в рамках единой оболочки и обеспечивающих сравнение результатов  различных методов моделирования  как с точки зрения статистики, так и с точки зрения бизнеса. Полученные модели можно публиковать  для совместного использования  в рамках пред приятия при помощи уникального репозитария моделей, представляющего собой первую на рынке систему управления моделями.

Развертывание моделей в  масштабах предприятия с непревзойденной  простотой.

Скоринг  это применение модели к новым данным и конечный результат деятельности по интеллектуальному  анализу данных. Пакет SAS Enterprise Miner автоматизирует утомительный процесс подбора коэффициентов  и предоставляет готовый программный  код для скоринга на всех стадий создания модели. Этот программный  код может использоваться в различных  средах (в пакет ном режиме или  в реальном времени)  в системе SAS, в Web или не посредственно в  реляционных базах данных. Это  позволяет быстрее перейти к  практическому использованию результатов  анализа данных.


 

Пакет SAS Enterprise Miner поставляется в виде современной распределенной клиент-серверной системы для углубленного интеллектуального анализа данных в крупных организациях. Пакет позволяет оптимизировать процессы анализа данных, поддерживая все необходимые шаги в рамках едино го решения, а также обеспечивает гиб кое сотрудничество больших рабочих групп в рамках единого проекта. Система обеспечивает расширенную интеграцию с системами управления данными и развертывания моделей, а гибкие возможности выбора конфигурации па кета в зависимости от требований бизнеса устраняют необходимость приобретения специализированных решений.

Более полная информация о  возможностях  SAS Enterprise Miner приведена  в Приложении 1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

 

Традиционная математическая статистика, долгое время претендовавшая на роль основного инструмента анализа  данных, откровенно не справляется  с возникшими проблемами. Главная  причина – концепция усреднения по выборке, приводящая к операциям  над фиктивными величинами (типа средней  температуры пациентов в больнице, средней высоты дома на улице и  т.п.).

В основу Data Mining (discovery-driven data mining) положена концепция шаблонов (паттернов), отражающих фрагменты многоаспектных взаимоотношений в данных. Эти  шаблоны представляют собой закономерности, свойственные подвыборкам данных, которые  могут быть компактно выражены в  понятной человеку форме. Поиск шаблонов производится методами, не ограниченными  рамками априорных предположений  о структуре выборки и виде распределений значений анализируемых  показателей.

Важное положение Data Mining – нетривиальность разыскиваемых шаблонов. Это означает, что найденные шаблоны должны отражать неочевидные, неожиданные регулярности в данных, составляющих так называемые скрытые знания. К обществу пришло понимание того, что сырые данные содержат глубинные пласт знаний, при грамотной раскопке которого могут быть обнаружены настоящие самородки.

Существует множество  определений Data Mining, но в целом они  совпадают в выделении 4-х основных признаков:

Data Mining - это процесс обнаружения  в сырых данных 

    • ранее неизвестных,
    • нетривиальных,
    • практически полезных,
    • доступных интерпретации знаний (закономерностей), необходимых для принятия решений в различных сферах человеческой деятельности.

Рисунок 2. Технология Data Mining

Нахождение скрытых закономерностей  в данных, взаимосвязей между различными переменными в базах данных, моделирование  и изучение сложных систем на основе истории их поведения - вот предмет  и задачи Data Mining.

Результаты Data Mining - эмпирические модели, классификационные правила, выделенные кластеры и т.д. - можно  затем инкорпорировать в существующие системы поддержки принятия решений  и использовать их для прогноза будущих  ситуаций.

В заключении хочется отметить тот факт, что средства Data Mining относятся к дорогостоящим программным инструментам — цена некоторых из них доходит до нескольких десятков тысяч долларов. Поэтому до недавнего времени основными потребителями этой технологии были банки, финансовые и страховые компании, крупные торговые предприятия, а основными задачами, требующими применения Data Mining, считались оценка кредитных и страховых рисков и выработка маркетинговой политики, тарифных планов и иных принципов работы с клиентами. В последние годы ситуация претерпела определенные изменения: на рынке программного обеспечения появились относительно недорогие инструменты Data Mining от нескольких производителей, что сделало доступной эту технологию для предприятий малого и среднего бизнеса, ранее о ней и не помышлявших.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

1. Барсегян А.А., Куприянов М.С. и др. Технологии анализа данных. Data Mining, Visual Mining, Text Mining, OLAP. Изд.: БХВ-Петербург, 2007, стр. 384.

2. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине "Теоретические основы автоматизированного управления". ЮГУ; специальность 230102.65; 4 курс; 21 стр.

3. Паклин Н. Б., Орешков В. И. Бизнес-аналитика: от данных к знаниям. - СПб.: Питер, 2009. - 624 с

4. Пятецкий-Шапиро Г. «Великие раскопки и великие вызовы» в журнале «Компьютерра»№ 11(679) 2007.

5. Чубукова И.А. Data Mining. Курс лекций интернет-университета INTUIT, 2006 г., 328 стр.

6. Хайкин, С. Нейронные сети: полный курс / С. Хайкин. - М.: Вильямс, 2006. - 1104 с.

7. http://www.businessdecision.ru/2082-sas-enterprise-miner.htm

8. www.interface.ru - Курс по интеллектуальному анализу данных (Data Mining) с использованием платформы MS SQL 2005.

9. http://www.sas.com/technologies/analytics/datamining/miner/

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 1.

Таблица 2. Основные характеристики пакета

Наименование

Описание

Разнообразные интерфейсы

Простой графический интерфейс, обеспечивающий создание диаграмм процессов  обработки данных:

Быстрое создание большого числа качественных моделей.

Возможность доступа через Web-интерфейс.

Доступ к среде программирования SAS.

Возможность обмена диаграммами  в формате XML.

Возможность повторного использования  диаграмм в качестве шаблонов для  других проектов и пользователей.

Пакетная обработка:

Включает в себя все  те же возможности, что и графический  интерфейс.

Основана на языке SAS-macro.

Экспериментальный интерфейс Java API.

Репозитарий моделей с Web-интерфейсом:

Управление большими портфелями моделей.

Поиск моделей по заданному  алгоритму, целевой переменной и  т.п.

Публикация результатов  в виде ступенчатых диаграмм, деревьев и скоринг-кодов, удобных для специалистов в области бизнеса и анализа  данных.

Масштабируемая обработка

Серверная обработка.

Параллельная обработка.

Многопоточные прогностические  алгоритмы.

Доступ к данным

Доступ более чем к 50 различным файловым структурам.

Выборки

Простая случайная.

Стратифицированная.

Взвешенная.

Кластерная.

Систематическая.

Первые N наблюдений.

Выборка редких событий.

Разбивка данных

Создание обучающих, проверочных  и тестовых наборов данных.

Обеспечение качественного  обобщения моделей на основании  контрольных данных.

Стандартная стратификация  по целевому классу.

Сбалансированная разбивка по любой классовой переменной.

Преобразования

Простые.

Накопительные.

Оптимизированные.

Фильтрация недостоверных  данных

Применение различных  распределительных порогов, позволяющих  исключить значения из экстремальных интервалов. Объединение классовых значений, встречающихся менее n раз.

Замена данных

С использованием мер центрированности.

На основе распределения.

Заполнение дерева суррогатными значениями.

Методом усреднения расстояний.

С использованием устойчивых M-оценок.

С использованием стандартных  констант.

Описательная статистика

Одномерные статистические таблицы и графики

Классовые переменные.

Графики распределения.

Статистическая разбивка для каждого уровня целевых классов.

Двумерные статистические таблицы  и графики

Упорядоченный график хи-квадрат  с возможностью группировки непрерывных  исходных данных по n группам.

График коэффициентов  вариации.

Отбор переменных по logworth-критерию.

Другие интерактивные  графики.

Графика и визуализация

Графики, создаваемые в  пакетном и интерактивном режимах.

Удобный Java-мастер для построения графиков.

Графики и таблицы интерактивно связаны между собой и поддерживают выполнение таких операций, как очистка и связывание.

Кластеризация

По выбору пользователя или  автоматический выбор k лучших кластеров.

Различные стратегии кодирования  классовых переменных в процессе анализа.

Управление недостающими данными.

Графики профилей переменных сегментов, отражающие распределение  исходных данных и других факторов в рамках каждого кластера.

Профиль дерева решений, использующий исходные данные для составления  прогноза о принадлежности кластеру.

 

Анализ рыночной корзины

Сетевой график правил, упорядоченный  по степени достоверности.

Статистические графики  подъема, достоверности, прогноза достоверности  и поддержки правил.

Статистическая гистограмма  частотных показателей в заданных границах поддержки и достоверности.

График зависимости разброса достоверности от прогнозируемой достоверности.

Таблица описания правил.

Сетевой график правил.

Органичная интеграция правил с другими исходными данными  обеспечивает расширенное прогностическое  моделирование.

Удобный вывод правил обеспечивает кластеризацию клиентов по их покупательным  и поведенческим характеристикам.

Анализ Web-активности

Масштабируемое и эффективное  выявление наиболее популярных интернет-маршрутов  на основе анализа данных об интернет-активности пользователей.

Выявление наиболее частых последовательностей в последовательных данных любого типа.

Уменьшение размерности

Выбор переменных:

Удаление переменных, не связанных с целевыми признаками, на основе критериев отбора хи-квадрат  или R2.

Удаление переменных из иерархий.

Удаление переменных со многими  недостающими значениями.

Сокращение числа классовых  переменных с большим количеством  уровней.

Группировка непрерывных  исходных данных для выявления нелинейных взаимосвязей.

Выявление взаимодействий.

Главные компоненты:

Вычисление собственных  значений и собственных векторов на основании матриц корреляции и  ковариации.

Графики: масштабированное отклонение, логарифмические собственные  значения, кумулятивные пропорциональные собственные значения.

Исследование выбранных  основных компонентов при помощи методов предиктивного моделирования.

Исследование временных  рядов:

Сокращение объемов транзакционных данных на основе формирования временных  рядов с использованием разнообразных  методов аккумуляции и преобразования.

Методы анализа включают сезонный анализ, анализ тенденций, анализ временных областей, сезонную декомпозицию.

Исследование сокращенных  временных рядов при помощи методов  кластерного и предиктивного  моделирования.

Управление временными метриками  при помощи описательных данных.

Утилита SAS Code Node

Обеспечивает запись кода SAS для упрощения сложных процедур подготовки и преобразования данных.

Позволяет использовать процедуры  других продуктов SAS.

Поддерживает импорт внешних  моделей.

Позволяет создавать собственные  модели и узлы Enterprise Miner.

Содержит макропеременные, упрощающие ссылку на источники данных, переменные и т.п.

Расширяемая логика формирования оценочного кода.

Исчерпывающие средства моделирования

Выбор моделей на базе обучающей, проверочной или тестовой выборки  данных с использованием различных  критериев, таких как: прибыли или  убытки, AIC, SBC, среднеквадратичная ошибка, частота ошибок классификации, ROC, Джини, KS (Колмогорова"Смирнова).

Поддерживает двоичные, номинальные, порядковые и интервальные

исходные данные и целевые  признаки.

Удобный доступ к оценочному коду и всем источникам данных.

Отображение нескольких результатов  в одном окне позволяет лучше  оценить 

эффективность модели.

Регрессии

Линейная и логистическая.

Пошаговая, с прямой и  обратной выборкой.

Построитель условий для  уравнений: полиномиальных, основных взаимодействий, поддержка иерархии эффектов.

Перекрестная проверка.

Правила для иерархии эффектов.

Методы оптимизации: сопряженные  градиенты, метод двойных ломаных, метод Ньютона"Рафсона с линейным или гребневым поиском, квазиньютоновский  метод, метод доверительных областей.

Оценочный код PMML.

Деревья решений

Автоматическое выявление взаимодействия по методу хи-квадрат.

Деревья классификации и  регрессии.

Отбор деревьев на основе целевых  значений прибыльности или роста  с соответствующим отсечением ветвей.

Критерии расщепления: вероятностный  критерий хи-квадрат, вероятностный 

F-критерий, критерий Джини,  критерий энтропии, уменьшение дисперсии. 

Автоматический вывод  идентификаторов листьев дерева в качестве входных значений для  последующего моделирования.

Отображение правил на английском языке.

Вычисление значимости переменных для предварительного отбора.

Уникальное представление  консолидированной диаграммы дерева.

Интерактивная работа с деревом  на настольном ПК:

Интерактивное расширение и  обрезание деревьев.

Задание специальных точек  разбиения, включая двоичные или  многовариантные разбиения.

Более 13 динамически связанных  таблиц и графиков, позволяющих произвести более качественную оценку дерева.

Возможность распечатать  диаграмму дерева на одном или  нескольких листах.

В основе - новая быстрая  процедура ARBORETUM.

Нейронные сети

Узел нейронной сети:

Гибкие архитектуры сетей  с развитыми функциями комбинирования и активации.

10 методов обучения сети.

Предварительная оптимизация.

Автоматическая стандартизация входных параметров.

Поддержка направленных связей.

Узел самоорганизующейся нейронной сети:

Автоматизированное создание многоуровневых перцептронов для поиска оптимальной конфигурации.

Выбор функций типа и активации  из четырех различных типов архитектур.

Оценочный код PMML.

Узел нейронной сети анализа  данных (DM Neural node):

Создание модели с уменьшением  размерности и выбором функций.

Быстрое обучение сети.

Линейное и нелинейное оценивание

Индуктивный вывод правил

Метод рекурсивного прогностического моделирования.

Особенно хорошо подходит для моделирования редких событий.

Двухуровневое моделирование

Последовательное и параллельное моделирование для классовых  и интервальных целевых признаков.

Выбор модели в виде дерева решений, регрессии или нейронной  сети на каждом уровне.

Управление применением  прогноза для классов к прогнозу интервалов.

Точная оценка экономической  выгодности клиентов.

Методы вывода путем сопоставления

Метод отбора ближайших k соседей  для категоризации или прогноза наблюдений.

Запатентованные методы создания дерева и поиска с уменьшенной  размерностью.

Множество моделей

Объединение прогнозов моделей  для создания потенциально более  сильного решения.

Среди методов: усреднение, мажоритарная выборка, выбор максимального  значения.

Сравнение моделей

Сравнение нескольких моделей  в рамках единой инструментальной оболочки для всех источников данных.

Автоматический выбор  лучшей модели на основе заданного  пользователем критерия.

Расширенная статистика соответствия и диагностики.

Ступенчатые диаграммы.

Кривые ROC.

Диаграммы прибылей и убытков  с возможностью выбора решения.

Матрица неточностей (классификации).

График распределения  вероятностных оценок классовых  целевых признаков.

Ранжирование и распределение  оценок интервальных целевых признаков.

Количественная оценка

Интерактивная количественная оценка узла в рамках графического интерфейса

Автоматическая генерация  оценочного кода на языках SAS, C, Java и PMML.

Моделирование сбора, кластеризации, преобразования и вычисления недостающих  значений для оценочных кодов  на языках SAS, C и Java.

Развертывание моделей в  нескольких средах.

Инструментальная среда

Узел удаления переменных.

Узел слияния данных.

Узел метаданных, позволяющий  изменять столбцы метаданных, например, роль, уровень измерений и порядок.


1 Интервью  Григория Пятецкого-Шапиро «Великие раскопки и великие вызовы» в журнале «Компьютерра»№ 11(679) 2007.

2 Временной лаг (time lag). В реальной экономике и в экономических моделях задержка, в связи с возникновением определенных событий после совершения действий, которые, как полагают, их вызвали.

3 Таксоно́мия (от др.-греч. τάξις — строй, порядок и νόμος — закон) — учение о принципах и практике классификации и систематизации. Джеффри Ч. Биологическая номенклатура = Charles Jeffrey. Biological Nomenclature. Second edition / Пер. с англ. — М.: Мир, 1980. — С. 14. — 120 с.

 


Информация о работе Технология Data Mining