Chương 1: Giới thiệu tổng quan tình hình thực tiễn và định hướng nghiên cứu e _ Chương2: Đưa ra các cơ sở lý thuyết về khai thác dữ liệu, cũng như khảo sát các bài toán HUIM, và các bài toán song song hóa các thuật toán khai thác tập mục hữu ích cao. e _ Chương3: Trinh bày thuật toán được sử dụng dé khai thác song song tập hữu ích cao liên cấp trên CSDL định lượng. e _ Chương4: Trình bày về thông tin của môi trường thực nghiệm, thông tin các CSDL được sử dụng trong thực nghiệm và so sánh kết quả thực nghiệm giữa thuật toán đề xuất và thuật toán đã có. e Chương 5: Trình bày về kết luận và hướng phát triển.
Cơ sở lý thuyết CHƯƠNG 2. Tổng quan về khai thác dữ liệu 2. Khái niệm về khai thác dữ liệu Dữ liệu được lưu trên máy tính bằng nhiều dạng khác nhau như só, chuỗi ký tự, chuỗi bit, v. và tất cả đều mang thông tin.
Thông tin là tập hợp của những mảnh dữ liệu đã được chit lọc dùng dé mô tả, giải thích đặc tính của một đối tượng nào đó [33]. Tri thức là tap hợp những thông tin có liên quan với nhau, có thé xem tri thức là sự kết tinh từ dữ liệu. Tri thức thể hiện tư duy của con người về một vấn đề. Hệ cơ sở tri thức là hệ thống dựa trên tri thức, cho phép mô hình hóa các tri thức của chuyên gia, dùng tri thức này dé giải quyết van đề phức tạp thuộc cùng lĩnh vực [34].
Định nghĩa dữ liệu lớn (Big-data) được sinh ra khi mà lượng dit liệu được sinh ra theo thời gian là rất lớn. Lam thé nao đề rút trích ra được những thông tin cần thiết và hữu dụng là một bài toán cần thiết và cũng đầy thử thách đối với cá nhân cũng như tô chức nắm giữ lượng giữ liệu đó. Năm 1980, bài toán về lĩnh vực khai thác dữ liệu (KTDL) lần đầu được đề xuất, đó là quá trình dùng để khám phá tri thức bị ẩn ở bên trong CSDL và và được sử dụng như là một phần của quá trình khám phá tri thức [35] KTDL còn là quá trình phát hiện ra các mô hình, các dự đoán khác nhau và các thông tin mang lại nhiều giá trị được lấy từ các CSDL cho trước [36]. Muc tiéu Mục tiêu của khai thác đữ liệu nhằm tim ra các mẫu hoặc thông tin có giá trị nhưng không xuất hiện một các trực tiếp hoặc không được biết trước có tiềm năng mang lại lợi ích trong CSDL.
Từ các dữ liệu tiềm năng này, các cá nhân hoặc tổ 14 Chương 2. Cơ sở lý thuyết chức sở hữu dữ liệu có thể đưa ra các dự đoán hoặc tìm hướng đi đúng đắn. Tùy theo hướng đi, lĩnh vực hoạt động cụ thể mà khai thác dữ liệu theo đúng lĩnh vực cần thiết sẽ đem lại các lợi ích khác nhau cho doanh nghiệp. Quy trình khai thác dữ liệu Quá trình rút ra các tri thức có giá trị gồm 5 giai đoạn chính [36], giai đoạn sau sử dụng kết quả của giai đoạn trước: ae ] 1 Thu thập và In ~ [2] xử lý dữ liệu | Khai phá dữ liệu Giải thích đánh giá kết quả Sử dụng tri thức được phát hiện eee Hình 2.
Quá trình rút ra tri thức từ dữ liệu [36] a) Xác định và định nghĩa van dé Là tiền đề và cũng là quá trình quan trọng bậc nhất trong quá trình khai thác dữ liệu. Quá trình khai thác dữ liệu sẽ trở nên lan man hoặc sai mục tiêu nếu như không xác định được vấn đề cần giải quyết. Vì vậy việc xác định vấn đề là bước tiên quyết cần thực hiện tốt nếu muốn toàn bộ quy trình khai thác dữ liệu được hiệu quả. b) Thu thập và xử lý dữ liệu trước khi kahi thác 15 Chương 2.
Cơ sở lý thuyết Nếu không có dữ liệu thì không thể có thực hiện việc khai thác dữ liệu. Vì vậy, khi đã xác định rõ ràng ở giai đoạn 1, cần thu thâp, tìm kiếm các dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau vì vậy tính đúng đắn của đữ liệu phải được đảm bảo và được xác định rõ ở giai đoạn trước đó. Những bộ dữ liệu chuẩn, lớn vừa phải và khái quát được nhiều trường hợp của thuật toán được các nghiên cứu viên trong việc thực nghiệm các thuật toán. Tuy nghiên bộ dữ liệu trong thực tế có rất nhiều phần không như mong muốn, chứa nhiều phần bị nhiễu, lỗi, sai lệch, không đồng nhất, .Vi vậy muốn có được bộ dữ liệu sử dụng tốt cho quá trình khai thác thì việc tiền xử lý các dữ liệu là điều gan như bắt buộc phải thực hiện.
Có thể chia quá trình thu thập và tiền xử lý thành 6 giai đoạn nhỏ sau: e Tập hợp dữ liệu: Tập hợp tất cả dữ liệu đã có là giai đoạn dầu tiên trong cả giai đoạn tiền xử lý dữ liệu. Các nguồn đữ liệu có thể có từ một CSDL có sẵn, một kho dữ liệu hoặc có thé từ một ứng dụng. ¢ Trích loc dữ liệu : Ở giai đoạn nay tùy theo mục đích sử dụng mà trích rút lấy dữ liệu cần thiết. ¢ Làm sạch, tiền xử lý và chuẩn bị dữ liệt ây là giai đoạn quan trọng trong quá trình khai thác dữ liệu.
Một sô lỗi trong khi tập hợp dữ liệu là dữ liệu chứa các thông tin vô nghĩa và không thể hiện sự kết nối dẫn dư thừa, không đủ chặt chẽ và logic. Những thông tin trên được xem là dữ liệu không có giá trị và sẽ được xử lý trong bước này. Nếu không được xử lý sẽ dẫn đến những kết quả không mong muốn trong quá trình khai thác dit liệu. © _ Chuyên đổi dữ liệu : Trong giai đoạn chuyên đổi dữ liệu.
Việc tổ chức lại dữ liệu sẽ làm cho dữ liệu trở nên thích hợp cho mục tiêu ban đầu của quá trình khai thác dữ liệu. Cơ sở lý thuyết ¢ Phat hiện, trích rút thông tin mẫu dữ liệu: Là giai đoạn được nhiều nhà nghiên cứu tập trung nhiều nhất. Trong bước này dữ liệu sẽ được các thuật toán xử lý và trích rút ra các thông tin cần thiết. ¢ Đánh giá các kết quả: Đây là giai đoạn cuối trong khai thác dữ liệu.
Đôi khi dir liệu được trích rút vẫn bị sai lệch hoặc mang các thông tin không cần thiết do đó các dữ liệu này cần được xem xét cũng như đánh giá về tính đúng đắn hoặc ưu tiên các kết quả có tính chuẩn xác cao. ©) Khai thác dit liệu Từ dữ liệu đã được “làm sạch” ở gian đoạn trước đó, các thuật toán được đề ra sẽ được sử dụng dé trích rút ra các kết quả cần thiết. Trong giai đoạn này cần lựa chọn thuật toán phù hợp với CSDL đã có và tìm cách để thuật toán có hiệu suất cao nhất. d) Giải thích kết quả thu được Mỗi giai đoạn trong quá trình khai thác dữ liệu cần được kiểm tra vấn đề và thực hiện lại nếu cần thiết.
Tri thức được rút ra đôi khi sẽ có kết quả chưa tốt, do đó cần biểu diễn kết quả thu được thành các dạng báo cáo hoặc biểu đồ sẽ giúp người thực hiện khai thác dữ liệu có cái nhìn tổng quan đề đưa ra sự cải thiện trong mỗi giai đoạn đã thực hiện. e) Sử dụng tri thức phát hiện được Các tri thức sau khi được rút ra từ dữ liệu có thể được sử dụng tùy mục đích khác nhau theo từng lĩnh vực khác nhau như dự báo, phân loại, khái quát dữ liệu, làm đầu vào cho các ứng dụng hỗ trợ đưa ra quyết định. Như vậy, có 5 giai đoạn được sử dụng để khai thác dữ liệu đều quan trọng. Muốn nâng cao được chất lượng tri thức rút ra trong quá trình khai thác dữ liệu thì việc thực hiện chỉnh chu từng giai đoạn là điều cần thiết.
Các dạng CSDL phục vụ cho việc khai thác dữ liệu Một vài dạng CSDL được phé biến trong các quy trình khai thác dữ liệu như: e CSDL quan hệ. e CSDL giao dịch. © CSDL quan hệ hướng đối tượng. e Di liệu không gian và thời gian.
e CSDL đa phương tiện. Các kỹ thuật khai thác dữ liệu Các kỹ thuật khai thác dữ liệu hiện nay được chia theo hai loại: e Kỹ thuật KTDL mô tả: mô ta về các tính chất hoặc các đặc tính chung của dữ liệu hiện có. e Kỹ thuật KTDL dự đoán: Dua ra các dự đoán dựa vào các suy diễn trên dữ liệu hiện thời Mặc dù có rất nhiều phương pháp dùng đề khai thác dữ liệu nhưng chỉ một vài phương pháp được ứng dụng phổ biến nhiều đó là: Phân cụm dữ liệu, phân lớp dữ liệu, phương pháp hồi quy, và khai thác luật kết hợp. Ứng dụng của khai thác dữ liệu Rất nhiều lĩnh vực có thể sử dụng khai thác dữ liệu như: e Trong các ứng dụng phân tích dữ liệu sau đó sử dụng trong các hệ quyết định.
©_ Lấy thông tin trên website. e_ Sinh học và tin sinh. e Tài chính và chứng khoán. Cơ sở lý thuyết e Nhận dạng.
Những thách thức trong khai thác dữ liệu Dung lượng đữ liệu quá lớn và đa dạng cũng như có số lượng các thuộc tính rất nhiều làm tăng thời gian cũng như độ phức tạp của các thuật thoán khai thác dữ liệu lên theo thời gian. Đi cùng với đó là tri thức thay đổi theo thời gian do đó tri thức có được tại thời điểm rút ra được là tri thức khi lấy dữ liệu. Đôi khi đữ liệu thu được bị ảnh hưởng bởi môi trường bên ngoài dẫn đến tri thức rút ra được nhiều khi không mang tính khách quan không phản ánh chính xác được độ chính xác của tri thức mang lại. Bài toán khai thác tập phố biến và luật kết hợp Trong lĩnh vực KTDL thì bài toán FIM là một trong những bài toán rất cơ bản.
Từ bài toán FIM có thé phát triển ra nhiều bài toán khác dé khai thác dữ liệu, va một trong số đó là khai thác luật kết hop (ARM). Các định nghĩa cơ bản Định nghĩa 2., Vm} chứa rn hạng mục ( hay item). Một tập hợp A GJ được gọi là một tập mục (itemset) [1].2 - Cơ sở dữ liệu giao dịch, giao dịch và TID. Một CSDL là một tập chứa các giao dịch {T, Tạ,., Tạ} được kí hiệu là D.
Mỗi giao dịch T„ trong D là một tập các hạng mục và có một chi số giao địch duy nhất (TID) c [1]. Cơ sở lý thuyết Định nghĩa 2.3 - Tidset và độ hỗ trợ (support count).