Nghiên Cứu Kỹ Thuật Khai Phá Dữ Liệu Tại Đại Học Thái Nguyên

Chuyên khảo toán học phân tích Luận văn nghiên cứu một số thuật toán phân cụm phân lớp dữ liệu và ứng dụng, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo.

Trường đại học

Đại học Thái Nguyên

Chuyên ngành

Khoa học máy tính

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

luận văn

2019

78
1
0

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu chung

1.2. Các bước trong khai phá dữ liệu

1.3. Các kỹ thuật áp dụng trong khai phá dữ liệu

1.4. Ứng dụng của khai phá dữ liệu

1.5. Những thách thức trong khai phá dữ liệu

2. CHƯƠNG 2: PHÂN CỤM DỮ LIỆU VÀ MỘT SỐ THUẬT TOÁN CƠ BẢN

2.1. Định nghĩa về phân cụm dữ liệu

2.2. Mục tiêu của phân cụm dữ liệu

2.3. Bài toán phân cụm dữ liệu

2.4. Một số kiểu dữ liệu

2.5. Một số kỹ thuật phân cụm dữ liệu

2.5.1. Phương pháp phân cụm dữ liệu dựa trên phân cụm phân cấp

2.5.2. Phương pháp phân cụm dữ liệu dựa trên mật độ

2.5.3. Phương pháp phân cụm phân hoạch

3. CHƯƠNG 3: PHÂN LỚP DỮ LIỆU VÀ MỘT SỐ THUẬT TOÁN CƠ BẢN

3.1. Định nghĩa về phân lớp dữ liệu

3.2. Các vấn đề quan tâm của phân lớp dữ liệu

3.2.1. Quá trình phân lớp dữ liệu

3.2.2. So sánh các phương pháp phân lớp

3.3. Phân lớp bằng cây quyết định

3.3.1. Khái niệm về cây quyết định

3.3.2. Ưu, nhược điểm của cây quyết định

3.3.3. Một số thuật toán của cây quyết định

3.4. Phân lớp bằng Bayesian

3.5. Phân lớp dựa trên sự kết hợp

3.5.1. Các khái niệm quan trọng về luật kết hợp

3.5.2. Một số thuật toán về luật kết hợp

3.6. Độ chính xác classifier

4. CHƯƠNG 4: MỘT SỐ KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM

4.1. Giới thiệu về công cụ phân cụm, phân lớp dữ liệu Weka

4.2. Ứng dụng phân cụm dữ liệu để phân nhóm khách hàng

4.3. Ứng dụng phân lớp dữ liệu để phân lớp

4.4. Phân lớp dữ liệu với thuật toán Apriori

4.5. Phân lớp dữ liệu với thuật toán Naive Bayes

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Khai Phá Dữ Liệu Tại Đại Học Thái Nguyên

Sự phát triển của công nghệ thông tin và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đã tạo ra lượng dữ liệu khổng lồ. Các hệ quản trị CSDL truyền thống không còn đáp ứng đủ nhu cầu khai thác tri thức. Kỹ thuật khai phá dữ liệu (Data Mining) hay phát hiện tri thức (Knowledge Discovery) nổi lên như một giải pháp cấp thiết. Khai phá dữ liệu là quá trình tự động trích xuất thông tin có giá trị ẩn chứa trong lượng dữ liệu lớn, bao gồm nhiều kỹ thuật để phát hiện các mẫu hình có tính chính quy. Nó liên quan đến việc phân tích dữ liệu và sử dụng các kỹ thuật để tìm ra các mối quan hệ giữa các dữ kiện, đối tượng bên trong cơ sở dữ liệu. Về bản chất, khai phá dữ liệu trích xuất dữ liệu có giá trị tốt và loại bỏ dữ liệu giá trị xấu từ nhiều nguồn dữ liệu. Theo nghiên cứu của Nguyễn Minh Tâm tại Trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông – Đại học Thái Nguyên, khai phá dữ liệu đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi dữ liệu thô thành thông tin hữu ích.

1.1. Giới Thiệu Chung Về Khai Phá Dữ Liệu Data Mining

Sự phát triển vượt bậc của công nghệ thông tin và thương mại điện tử đã tạo ra một lượng dữ liệu lưu trữ khổng lồ. Điều này đòi hỏi các kỹ thuật và công cụ để tự động chuyển đổi dữ liệu thành tri thức có ích, vượt xa khả năng của các phương pháp quản trị cơ sở dữ liệu truyền thống. Khai phá dữ liệu, còn được gọi là Data Mining, là một phần của quá trình trích xuất dữ liệu có giá trị từ lượng lớn thông tin, loại bỏ dữ liệu không giá trị. Đại học Thái Nguyên đang tích cực nghiên cứu và ứng dụng khai phá dữ liệu trong nhiều lĩnh vực. Nghiên cứu của Nguyễn Minh Tâm nhấn mạnh tầm quan trọng của khai phá dữ liệu trong bối cảnh bùng nổ thông tin.

1.2. Các Giai Đoạn Chính Trong Quy Trình Khai Phá Dữ Liệu

Quy trình khai phá dữ liệu bao gồm các giai đoạn chính: gom dữ liệu, trích lọc dữ liệu, làm sạch và tiền xử lý dữ liệu, chuyển đổi dữ liệu, khai phá dữ liệu, và đánh giá các luật và biểu diễn tri thức. Giai đoạn làm sạch và tiền xử lý dữ liệu đặc biệt quan trọng vì dữ liệu không sạch có thể dẫn đến kết quả sai lệch. Theo tài liệu nghiên cứu, giai đoạn khai phá dữ liệu, nơi áp dụng các thuật toán phân tích, là bước quan trọng và tốn nhiều thời gian nhất. Việc lựa chọn thuật toán phù hợp ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả và độ chính xác của quá trình khai phá.

II. Vấn Đề Thách Thức Trong Nghiên Cứu Khai Phá Dữ Liệu Hiện Nay

Mặc dù tiềm năng của khai phá dữ liệu đã được khẳng định, vẫn còn nhiều vấn đề và thách thức cần giải quyết. Các thách thức bao gồm cơ sở dữ liệu lớn, vấn đề "quá khớp", thay đổi dữ liệu và tri thức, dữ liệu thiếu và nhiễu, và tích hợp với hệ thống. Cơ sở dữ liệu lớn tạo ra sự gia tăng về kích thước của không gian tìm kiếm, dẫn đến nguy cơ tìm ra các mẫu không có giá trị. Vấn đề "quá khớp" có thể khiến mô hình hoạt động không chính xác trên tập dữ liệu kiểm tra. Ngoài ra, dữ liệu luôn thay đổi nhanh chóng, khiến các mẫu đã khai phá trước đây không còn hiệu lực. Dữ liệu thiếu và nhiễu cũng là một vấn đề lớn, dẫn đến dự đoán thiếu chính xác. Nghiên cứu tại Đại học Thái Nguyên cũng tập trung vào giải quyết những thách thức này.

2.1. Thách Thức Với Dữ Liệu Lớn Big Data Trong Khai Phá Dữ Liệu

Kích thước lớn của cơ sở dữ liệu (Big Data), được đo bằng số lượng mẫu tin, thuộc tính và bảng, là một thách thức lớn. Với hàng trăm thuộc tính, hàng triệu mẫu tin, và kích thước tính bằng terabyte, không gian tìm kiếm trong quá trình quy nạp mô hình tăng lên đáng kể. Nghiên cứu tại Đại học Thái Nguyên tập trung vào các giải pháp giảm thiểu số chiều của bài toán và sử dụng tri thức trước để loại bỏ các biến ít liên quan. Điều này giúp tăng hiệu quả và độ chính xác của quá trình khai phá dữ liệu trên Big Data.

2.2. Vấn Đề Quá Khớp Overfitting Và Giải Pháp Trong Học Máy

Vấn đề "quá khớp" xảy ra khi thuật toán khai phá tìm kiếm các tham số tốt nhất cho một mô hình cụ thể trên một tập dữ liệu giới hạn. Mô hình này có thể hoạt động tốt trên tập dữ liệu huấn luyện nhưng lại không chính xác trên tập dữ liệu kiểm tra. Một giải pháp thường được sử dụng là thẩm định chéo. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Thái Nguyên đang nghiên cứu các phương pháp thẩm định chéo hiệu quả hơn để giảm thiểu vấn đề "quá khớp" trong khai phá dữ liệuhọc máy.

2.3. Dữ Liệu Thiếu Và Nhiễu Ảnh Hưởng Đến Độ Chính Xác

Dữ liệu thiếu và nhiễu là một vấn đề nghiêm trọng trong khai phá dữ liệu, thường dẫn đến dự đoán thiếu chính xác. Việc xử lý dữ liệu thiếu và nhiễu đòi hỏi các kỹ thuật tiền xử lý phức tạp. Các nghiên cứu tại Đại học Thái Nguyên đang tập trung vào phát triển các phương pháp làm sạch dữ liệu hiệu quả hơn để cải thiện độ chính xác của các mô hình khai phá dữ liệu.

III. Kỹ Thuật Khai Phá Dữ Liệu Phân Cụm Phân Lớp Đại Học Thái Nguyên

Các kỹ thuật khai phá dữ liệu bao gồm học có giám sát, học không có giám sát và học nửa giám sát. Nếu căn cứ vào lớp các bài toán cần giải quyết, thì khai phá dữ liệu bao gồm các kỹ thuật khai phá dữ liệu mô tả và khai phá dữ liệu dự đoán. Ba phương pháp thông dụng nhất trong khai phá dữ liệu là phân cụm dữ liệu, phân lớp dữ liệu và khai phá luật kết hợp. Phân cụm dữ liệu nhóm các đối tượng tương tự nhau trong tập dữ liệu vào các cụm. Phân lớp dữ liệu xếp một đối tượng vào một trong những lớp đã biết trước. Khai phá luật kết hợp tìm ra các mối quan hệ, sự kết hợp hay mối tương quan giữa các đối tượng trong khối lượng lớn dữ liệu. Đại học Thái Nguyên tập trung vào nghiên cứu và ứng dụng cả ba kỹ thuật này.

3.1. Phân Cụm Dữ Liệu Phương Pháp Học Máy Không Giám Sát

Phân cụm dữ liệu là nhóm các đối tượng tương tự nhau trong tập dữ liệu vào các cụm, sao cho các đối tượng thuộc cùng một cụm là tương đồng còn các đối tượng thuộc các cụm khác nhau sẽ không tương đồng. Đây là một ví dụ của phương pháp học máy không giám sát. Nghiên cứu của Nguyễn Minh Tâm cho thấy rằng, không giống như phân loại dữ liệu, phân cụm dữ liệu không đòi hỏi phải định nghĩa trước các mẫu dữ liệu huấn luyện. Phân cụm dữ liệu được sử dụng nhiều trong các ứng dụng về phân đoạn thị trường, phân đoạn khách hàng, nhận dạng mẫu, phân loại trang Web.

3.2. Phân Lớp Dữ Liệu Xây Dựng Mô Hình Dự Đoán Hiệu Quả

Phân lớp dữ liệu là xếp một đối tượng vào một trong những lớp đã biết trước. Hướng tiếp cận này thường sử dụng một số kỹ thuật của học máy như cây quyết định, mạng nơron nhân tạo. Quá trình phân lớp dữ liệu thường gồm 2 bước: xây dựng mô hình và sử dụng mô hình để phân lớp dữ liệu. Một mô hình sẽ được xây dựng dựa trên việc phân tích các mẫu dữ liệu sẵn có. Các nghiên cứu sinh tại Đại học Thái Nguyên đang tập trung xây dựng mô hình phân lớp dữ liệu hiệu quả.

3.3. Khai Phá Luật Kết Hợp Tìm Mối Quan Hệ Ẩn Giữa Dữ Liệu

Khai phá luật kết hợp là kỹ thuật rất quan trọng trong lĩnh vực khai phá dữ liệu. Mục đích của việc khai phá luật kết hợp là tìm ra các mối quan hệ, sự kết hợp hay mối tương quan giữa các đối tượng trong khối lượng lớn dữ liệu. Thuật toán khai phá luật kết hợp cho phép tạo ra các luật mô tả các sự kiện xảy ra đồng thời (một cách thường xuyên). Các nhà nghiên cứu tại Đại học Thái Nguyên đang áp dụng khai phá luật kết hợp trong các lĩnh vực như phân tích giỏ hàng và dự đoán hành vi khách hàng.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Khai Phá Dữ Liệu Đại Học Thái Nguyên

Tiềm năng của khai phá dữ liệu đã được khẳng định bằng sự ra đời của rất nhiều ứng dụng. Oracle tích hợp các công cụ khai phá dữ liệu vào bộ Oracle9i, IBM đã đi tiên phong trong việc phát triển các ứng dụng khai phá dữ liệu với các ứng dụng như Intelligence Miner. Ta có thể đưa ra một số ứng dụng trong các lĩnh vực như: Ngân hàng, Thương mại điện tử, Thiên văn học, Sinh học phân tử, Mô hình hóa những thay đổi thời tiết. Đại học Thái Nguyên đang triển khai các dự án khai phá dữ liệu trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

4.1. Ứng Dụng Trong Ngân Hàng Dự Báo Rủi Ro Tín Dụng

Khai phá dữ liệu được ứng dụng trong ngân hàng để xây dựng mô hình dự báo rủi ro tín dụng, tìm kiếm tri thức, quy luật của thị trường chứng khoán và đầu tư bất động sản. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Thái Nguyên, kết hợp với các ngân hàng địa phương, đang phát triển các mô hình dự báo rủi ro tín dụng chính xác hơn, giúp ngân hàng đưa ra quyết định cho vay hiệu quả.

4.2. Thương Mại Điện Tử Cá Nhân Hóa Trải Nghiệm Khách Hàng

Khai phá dữ liệu được dùng trong thương mại điện tử để tìm hiểu, định hướng, thúc đẩy, giao tiếp với khách hàng, phân tích khách hàng duyệt web, phân tích hành vi mua sắm trên mạng và cho biết thông tin tiếp thị phù hợp với từng loại khách hàng. Các doanh nghiệp thương mại điện tử tại Thái Nguyên đang hợp tác với Đại học Thái Nguyên để triển khai các hệ thống cá nhân hóa dựa trên khai phá dữ liệu.

4.3. Ứng Dụng Trong Giáo Dục Phân Tích Hiệu Quả Học Tập Sinh Viên

Đại học Thái Nguyên đang sử dụng khai phá dữ liệu để phân tích hiệu quả học tập của sinh viên. Bằng cách phân tích dữ liệu về điểm số, quá trình học tập và các hoạt động ngoại khóa, nhà trường có thể xác định các yếu tố ảnh hưởng đến thành tích học tập và đưa ra các biện pháp hỗ trợ phù hợp. Điều này giúp nâng cao chất lượng đào tạo và cải thiện kết quả học tập của sinh viên.

V. Kết Luận Hướng Phát Triển Khai Phá Dữ Liệu Đại Học Thái Nguyên

Khai phá dữ liệu là một lĩnh vực đầy tiềm năng và đang được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi tại Đại học Thái Nguyên. Mặc dù còn nhiều thách thức cần giải quyết, nhưng với sự phát triển của công nghệ và sự nỗ lực của các nhà nghiên cứu, khai phá dữ liệu sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi dữ liệu thành tri thức hữu ích. Các hướng phát triển trong tương lai bao gồm nghiên cứu các thuật toán khai phá dữ liệu hiệu quả hơn, phát triển các hệ thống khai phá dữ liệu tích hợp và ứng dụng khai phá dữ liệu trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

5.1. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Khoa Học Trong Khai Phá Dữ Liệu

Nghiên cứu khoa học đóng vai trò then chốt trong sự phát triển của khai phá dữ liệu. Các nghiên cứu tại Đại học Thái Nguyên góp phần vào việc phát triển các thuật toán mới, phương pháp tiếp cận sáng tạo và giải pháp hiệu quả cho các thách thức trong lĩnh vực khai phá dữ liệu. Việc khuyến khích nghiên cứu khoa học là yếu tố then chốt để đưa khai phá dữ liệu tiến xa hơn.

5.2. Phát Triển Nguồn Nhân Lực Chất Lượng Cao Về Data Science

Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường lao động, Đại học Thái Nguyên cần tập trung vào việc đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao trong lĩnh vực Data Science. Chương trình đào tạo cần được cập nhật liên tục để trang bị cho sinh viên những kiến thức và kỹ năng mới nhất về khai phá dữ liệu, học máytrí tuệ nhân tạo.

5.3. Hợp Tác Quốc Tế Chia Sẻ Kinh Nghiệm Về Khai Phá Dữ Liệu

Hợp tác quốc tế và chia sẻ kinh nghiệm là rất quan trọng để thúc đẩy sự phát triển của khai phá dữ liệu tại Đại học Thái Nguyên. Việc hợp tác với các trường đại học và viện nghiên cứu hàng đầu trên thế giới giúp trao đổi kiến thức, kỹ năng và kinh nghiệm, đồng thời tiếp cận các công nghệ mới nhất trong lĩnh vực khai phá dữ liệu.

28/05/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. Tổng quan: Chƣơng này giới thiệu một cách tổng quát về quá trình phát hiện tri thức nói chung và khai phá dữ liệu nói riêng. Đặc biệt, chƣơng trình còn liệt kê một số điểm chính về ứng dụng cũng nhƣ thách thức của khai phá dữ liệu và phát hiện tri thức. Phân cụm dữ liệu và một số thuật toán cơ bản: Chƣơng này trình bày các nội dung chính liên quan đến phân cụm dữ liệu.

Một số thuật toán phân cụm dữ liệu cơ bản cũng đƣợc trình bày chi tiết trong chƣơng này. Phân lớp dữ liệu và một số thuật toán cơ bản: Chƣơng này trình bày các nội dung chính liên quan đến phân lớp dữ liệu và ứng dụng. Một số 8 thuật toán phân lớp dữ liệu bao gồm: ID3, C.5, Naive Bayes, Apriori, … cũng sẽ đƣợc trình bày chi tiết trong chƣơng này. Một số kết quả thử nghiệm: Chƣơng này trình bày và phân tích một số kết quả thử nghiệm các thuật toán phân cụm, phân lớp dữ liệu cơ bản.

Kết quả phân tích chủ yếu đƣợc triển khai thực hiện dựa trên phần mềm Weka (Waikato Environment for Knowledge Analysis) - một bộ phần mềm học máy đƣợc trƣờng Đại học Waikato, New Zealand phát triển bằng Java. Weka là phần mềm tự do phát hành theo Giấy phép Công cộng GNU, hiện đang đƣợc sử dụng rất rộng rãi bởi cộng đồng những ngƣời làm về lĩnh vực khai phá dữ liệu và phát hiện tri thức. 9 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Gi i thi u chung Sự phát triển của khoa học công nghệ và việc ứng dụng công nghệ thông tin ở hầu hết các lĩnh vực trong nhiều năm qua cũng đồng nghĩa với lƣợng dữ liệu đã đƣợc thu thập và lƣu trữ ngày càng lớn. Các hệ quản trị cơ sở dữ liệu truyền thống cũng chỉ khai thác đƣợc một lƣợng thông tin nhỏ không còn đáp ứng đầy đủ những yêu cầu, những thách thức mới.

Do vậy các phƣơng pháp quản trị và khai thác cơ sở dữ liệu truyền thống ngày càng không đáp ứng đƣợc thực tế đã làm phát triển một khuynh hƣớng kỹ thuật mới đó là kỹ thuật phát hiện tri thức và khai phá dữ liệu. Tôi xin giới thiệu một cách tổng quan về phát hiện tri thức và khai phá dữ liệu cùng một số kỹ thuật cơ bản để trong khai phá dữ liệu để phát hiện tri thức và một số ứng dụng trong thực tế nhằm hỗ trợ cho tiến trình ra quyết định. Khai phá dữ liệu (Data Mining) hay có thể hiểu là phát hiện tri thức (Knowledge Discovery) có rất nhiều khái niệm khác nhau nhƣng về cơ bản đó là quá trình tự động trích xuất thông tin có giá trị (thông tin dự đoán - Predictive Information) ẩn chứa trong lƣợng dữ liệu lớn trong thực tế. Nó bao hàm một loạt các kỹ thuật nhằm phát hiện ra các thông tin có giá trị tiềm ẩn trong các tập dữ liệu lớn (các kho dữ liệu).

Về bản chất, nó liên quan đến việc phân tích các dữ liệu và sử dụng các kỹ thuật để tìm ra các mẫu hình có tính chính quy (regularities) trong tập dữ liệu. Khai phá dữ liệu là một tiến trình sử dụng các công cụ phân tích dữ liệu khác nhau để khám phá ra các mẫu dƣới nhiều góc độ khác nhau nhằm phát hiện ra các mối quan hệ giữa các dữ kiện, đối tƣợng bên trong cơ sở dữ liệu, kết quả của việc khai phá là xác định các mẫu hay các mô hình đang tồn tại bên trong, nhƣng chúng nằm ẩn khuất ở các cơ sở dữ liệu. Để từ đó rút trích ra đƣợc các mẫu, các mô hình hay 10 các thông tin và tri thức từ các cơ sở dữ liệu. Để hình dung rõ hơn Data Mining là gì có thể hiểu đơn giản nó chính là một phần của quá trình trích xuất những dữ liệu có giá trị tốt, loại bỏ dữ liệu giá trị xấu trong rất nhiều thông tin trên Internet và các nguồn dữ liệu đang có.2 C c bƣ c trong khai phá dữ li u Qúa trình phát hiện tri thức gồm 6 giai đoạn [1] đƣợc thể hiện nhƣ hình sau: Hình 1.

C c bƣ c trong khai phá dữ li u Đầu vào là dữ liệu thô đƣợc lấy từ internet và đầu ra là các thông tin có giá trị. (1) Gom dữ liệu: Tập hợp dữ liệu là bƣớc đầu tiên trong quá trình khai phá dữ liệu. Đây là bƣớc đƣợc khai thác trong một cơ sở dữ liệu, một kho dữ liệu và thậm chí các dữ liệu từ các nguồn ứng dụng Web. 11 (2) Trích lọc dữ liệu: Ở giai đoạn này những tập dữ liệu cần đƣợc khai phá từ các tập dữ liệu lớn ban đầu theo một số tiêu chí nhất định phục vụ mục đích khai thác.

(3) Làm sạch, tiền xử lý và chuẩn bị trƣớc dữ liệu: Đối với dữ liệu thu thập đƣợc, cần xác định các vấn đề ảnh hƣởng là cho nó không sạch. Bởi vì, dữ liệu không sạch (những dữ liệu không đầy đủ, nhiễu, không nhất quán) thì các tri thức khám phá đƣợc sẽ bị ảnh hƣởng và không đáng tin cậy, dẫn tới các quyết định thiếu chính xác. Vậy, cần gán các giá trị thuộc tính còn thiếu, sữa chữa các dữ liệu nhiễu, lỗi, xác định loại bỏ các giá trị ngoại lai, giải quyết các mâu thuẫn dữ liệu. Sau bƣớc này, dữ liệu sẽ nhất quán, đầy đủ, đƣợc rút gọn và đƣợc rời rạc hóa.

Đây là một quá trình rất quan trọng vì dữ liệu này nếu không đƣợc “làm sạch - tiền xử lý dữ liệu” thì sẽ gây nên những kết quả sai lệch nghiêm trọng. (4) Chuyển đổi dữ liệu: Tiếp theo là giai đoạn chuyển đổi dữ liệu, dữ liệu đƣa ra có thể sử dụng và điều khiển đƣợc bởi việc tổ chức lại nó, tức là dữ liệu sẽ đƣợc chuyển đổi về dạng thuận lợi nhất nhằm phục vụ quá trình khai phá ở bƣớc sau. (5) Khai phá dữ liệu: Ở giai đoạn này nhiều thuật toán khác nhau đã đƣợc sử dụng để trích ra các mẫu từ dữ liệu. Đây là bƣớc áp dụng những kỹ thuật phân tích (nhƣ các kỹ thuật của học máy) nhằm để khai thác dữ liệu, trích chọn đƣợc những mẫu thông tin, những mối liên hệ đặc biệt trong dữ liệu.

Đây đƣợc xem là bƣớc quan trọng và tốn nhiều thời gian nhất của toàn quá trình khai phá dữ liệu. (6) Đánh giá các luật và biểu diễn tri thức: Ở giai đoạn này, những mẫu thông tin và mối liên hệ trong dữ liệu đã đƣợc khám phá ở bƣớc trên đƣợc biến đổi và biểu diễn ở một dạng gần gũi với ngƣời sử dụng nhƣ đồ thị, cây, bảng biểu, luật,… 12 Đồng thời bƣớc này cũng đánh giá những tri thức khám phá đƣợc theo những tiêu chí nhất định. Trên đây là 6 giai đoạn của quá trình phát hiện tri thức, trong đó giai đoạn 5 khai phá dữ liệu (hay còn gọi đó là Data Mining) là giai đoạn đƣợc đánh giá là quan trọng nhất.3 Các kỹ thu t áp dụng trong khai phá dữ li u Đứng trên quan điểm của học máy, thì các kỹ thuật trong KPDL, bao gồm: Học có giám sát: Là quá trình gán nhãn cho các phần tử trong CSDL dựa trên một tập các ví dụ huấn luyện và các thông tin về nhãn đã biết. Học không có giám sát: Là quá trình phân chia một tập dữ liệu thành các lớp hay cụm dữ liệu tƣơng tự nhau mà chƣa biết trƣớc các thông tin về lớp hay tập các ví dụ huấn luyện.

Học nửa giám sát: Là quá trình phân chia một tập dữ liệu thành các lớp dựa trên một tập nhỏ các ví dụ huấn luyện và các thông tin về một số nhãn lớp đã biết trƣớc. Nếu căn cứ vào lớp các bài toán cần giải quyết, thì KPDL bao gồm các kỹ thuật áp dụng sau: - Kĩ thuật khai phá dữ liệu mô tả: có nhiệm vụ mô tả về các tính chất hoặc các đặc tính chung của dữ liệu trong cơ sở dữ liệu hiện có. Các kĩ thuật này có thể liệt kê: phân cụm (clustering), tóm tắt (summerization), trực quan hóa (visualization), phân tích sự phát hiện biến đổi và độ lệch, phân tích luật kết hợp (association rules).; - Kĩ thuật khai phá dữ liệu dự đoán: có nhiệm vụ đƣa ra các dự đoán dựa vào các suy diễn trên dữ liệu hiện thời. Các kĩ thuật này gồm có: phân lớp (classification), hồi quy (regression).; 13 3 phƣơng pháp thông dụng nhất trong khai phá dữ liệu là: phân cụm dữ liệu, phân lớp dữ liệu và khai phá luật kết hợp.

Ta sẽ xem xét từng phƣơng pháp: Phân cụm dữ liệu là nhóm các đối tƣợng tƣơng tự nhau trong tập dữ liệu vào các cụm sao cho các đối tƣợng thuộc cùng một cụm là tƣơng đồng còn các đối tƣợng thuộc các cụm khác nhau sẽ không tƣơng đồng. Phân cụm dữ liệu là một ví dụ của phƣơng pháp học không giám sát. Không giống nhƣ phân loại dữ liệu, phân cụm dữ liệu không đòi hỏi phải định nghĩa trƣớc các mẫu dữ liệu huấn luyện. Vì thế, có thể coi phân cụm dữ liệu là một cách học bằng quan sát (learning by observation), trong khi phân loại dữ liệu là học bằng ví dụ (learning by example).

Trong phƣơng pháp này bạn sẽ không thể biết kết quả các cụm thu đƣợc sẽ nhƣ thế nào khi bắt đầu quá trình. Vì vậy, thông thƣờng cần có một chuyên gia về lĩnh vực đó để đánh giá các cụm thu đƣợc. Phân cụm dữ liệu đƣợc sử dụng nhiều trong các ứng dụng về phân đoạn thị trƣờng, phân đoạn khách hàng, nhận dạng mẫu, phân loại trang Web… Ngoài ra phân cụm dữ liệu còn có thể đƣợc sử dụng nhƣ một bƣớc tiền xử lí cho các thuật toán khai phá dữ liệu khác. Phân lớp dữ liệu là xếp một đối tƣợng vào một trong những lớp đã biết trƣớc.

Ví dụ nhƣ phân lớp các dữ liệu bệnh nhân trong hồ sơ bệnh án. Hƣớng tiếp cận này thƣờng sử dụng một số kỹ thuật của học máy nhƣ cây quyết định, mạng nơron nhân tạo,. Phân lớp dữ liệu còn đƣợc gọi là học có giám sát. Quá trình phân lớp dữ liệu thƣờng gồm 2 bƣớc xây dựng mô hình và sử dụng mô hình để phân lớp dữ liệu.

Bƣớc 1: Một mô hình sẽ đƣợc xây dựng dựa trên việc phân tích các mẫu dữ liệu sẵn có. Mỗi mẫu tƣơng ứng với một lớp, đƣợc quyết định bởi một thuộc tính gọi là thuộc tính lớp. Các mẫu dữ liệu này còn đƣợc gọi là tập dữ liệu huấn luyện (training data set). Các nhãn của tập dữ liệu huấn luyện đều 14 phải đƣợc xác định trƣớc khi xây dựng mô hình, vì vậy phƣơng pháp này còn đƣợc gọi là học có thầy (supervised learning) khác với phân cụm dữ liệu là học không có thầy (unsupervised learning).

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu "Nghiên Cứu Kỹ Thuật Khai Phá Dữ Liệu Tại Đại Học Thái Nguyên" cung cấp cái nhìn sâu sắc về các phương pháp và kỹ thuật khai thác dữ liệu hiện đại, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc áp dụng công nghệ trong nghiên cứu và giảng dạy. Tài liệu này không chỉ giúp người đọc hiểu rõ hơn về các khái niệm cơ bản mà còn chỉ ra những ứng dụng thực tiễn của khai thác dữ liệu trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Để mở rộng kiến thức của bạn về chủ đề này, bạn có thể tham khảo thêm tài liệu Tiểu luận báo cáo môn h c ọ technical writing and presentation đề tài introduction to data mining, nơi cung cấp cái nhìn tổng quan về khai thác dữ liệu. Ngoài ra, tài liệu Luận án nghiên cứu đề xuất hệ học chuyển giao mờ phức dựa trên kỹ thuật lấy mẫu không gian con và cấu trúc đồ thị có hướng sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về các kỹ thuật tiên tiến trong lĩnh vực này. Cuối cùng, tài liệu Báo cáo môn tin học kỹ thuật tìm hiểu về phần mềm matlab bài 1 cơ sở về matlab sẽ cung cấp cho bạn những kiến thức cơ bản về phần mềm MATLAB, một công cụ hữu ích trong khai thác dữ liệu.

Những tài liệu này sẽ giúp bạn mở rộng hiểu biết và khám phá sâu hơn về các khía cạnh khác nhau của khai thác dữ liệu.