Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu Phát triển Phương pháp Khai phá Dữ liệu Có Cấu trúc

• Tác giả: Hoàng Minh Quang
• Người hướng dẫn: GS. Vũ Đức Thi
• Trường học: Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Chuyên ngành: Hệ thống thông tin
• Đề tài: Phát Triển Phương Pháp Khai Phá Dữ Liệu Trên Dữ Liệu Có Cấu Trúc
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: KIẾN THỨC CHUẨN BỊ
• 1.1. Lý thuyết cơ sở dữ liệu quan hệ
• 1.2. Lý thuyết tập thô
• 1.3. Tập có thứ tự và dàn giao (lattices)
• 1.4. Phân tích khái niệm chính thức (FCA)
• 1.5. Biến đổi và đồng biến đổi Mobius
• 1.6. Lý thuyết Dempster-Shafer
• 2. CHƯƠNG 2: KHAI PHÁ DỮ LIỆU DẠNG BẢNG
• 2.1. Loại bỏ thuộc tính dư thừa
• 2.2. Rút gọn thuộc tính không heuristic
• 2.3. Rút gọn đối tượng bảng quyết định nhất quán
• 2.4. Xây dựng cây quyết định từ bảng rút gọn
• 2.5. Ví dụ thu gọn bảng và cây quyết định
• 2.6. Đánh giá thực nghiệm
• 2.7. Kết luận chương
• 3. CHƯƠNG 3: KHAI PHÁ DỮ LIỆU ĐỒ THỊ
• 3.1. Khai phá đồ thị con thường xuyên đóng
• 3.2. Sinh tập ứng viên
• 3.3. Kiểm tra đồ thị con đẳng cấu
• 3.4. Thuật toán PSI-CFSM
• 3.5. Phân loại đa nhãn cho đồ thị
• 3.6. Xây dựng dàn giao khái niệm
• 3.7. Thuật toán phân loại đa nhãn đồ thị
• 3.8. Ví dụ PSI-CFSM và phân loại đa nhãn
• 3.9. Đánh giá thử nghiệm
• 3.10. Kết luận chương
• KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về khai phá dữ liệu

Khai phá dữ liệu (khai phá dữ liệu) là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong công nghệ thông tin, đặc biệt trong bối cảnh dữ liệu lớn (big data). Việc phát triển các phương pháp khai thác dữ liệu trên dữ liệu có cấu trúc là cần thiết để tối ưu hóa quá trình xử lý và phân tích dữ liệu. Dữ liệu có cấu trúc thường được tổ chức theo dạng bảng, giúp cho việc truy xuất và phân tích trở nên dễ dàng hơn. Tuy nhiên, việc khai thác thông tin từ dữ liệu này vẫn gặp nhiều thách thức, đặc biệt là trong việc xử lý các thuộc tính dư thừa và tối ưu hóa tốc độ xử lý. Theo một số nghiên cứu, việc cải tiến các thuật toán khai phá dữ liệu có thể giúp giảm thiểu thời gian và chi phí trong quá trình xử lý dữ liệu lớn.

1.1. Đặc điểm của dữ liệu có cấu trúc

Dữ liệu có cấu trúc được định nghĩa là dữ liệu được tổ chức theo một lược đồ nhất định, thường là dạng bảng trong các hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ. Điều này cho phép dễ dàng truy xuất và phân tích thông tin. Tuy nhiên, dữ liệu có cấu trúc cũng có thể chứa nhiều thuộc tính không cần thiết, dẫn đến việc tăng độ phức tạp trong quá trình khai thác. Việc áp dụng các kỹ thuật như rút gọn thuộc tính và rút gọn đối tượng là cần thiết để tối ưu hóa dữ liệu, giúp cho việc khai thác thông tin trở nên hiệu quả hơn. Các phương pháp này không chỉ giúp giảm thiểu dữ liệu dư thừa mà còn bảo toàn các thông tin quan trọng, từ đó nâng cao giá trị của dữ liệu được khai thác.

II. Phương pháp khai thác dữ liệu

Các phương pháp khai thác dữ liệu hiện nay chủ yếu tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình xử lý dữ liệu. Một trong những phương pháp quan trọng là sử dụng machine learning để phát hiện các mẫu và xu hướng trong dữ liệu. Việc áp dụng các thuật toán như cây quyết định và phân loại đa nhãn giúp cho việc phân tích dữ liệu trở nên chính xác và nhanh chóng hơn. Đặc biệt, trong bối cảnh dữ liệu lớn, việc phát triển các thuật toán có độ phức tạp thời gian đa thức là rất quan trọng. Điều này không chỉ giúp cải thiện tốc độ xử lý mà còn giảm thiểu chi phí tính toán, từ đó nâng cao hiệu quả của quá trình khai thác dữ liệu.

2.1. Rút gọn thuộc tính và đối tượng

Rút gọn thuộc tính và đối tượng là hai kỹ thuật quan trọng trong khai phá dữ liệu. Việc rút gọn thuộc tính giúp loại bỏ các thuộc tính không cần thiết, từ đó giảm thiểu độ phức tạp của dữ liệu. Kỹ thuật này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian xử lý mà còn nâng cao độ chính xác của các mô hình phân tích. Bên cạnh đó, rút gọn đối tượng cũng đóng vai trò quan trọng trong việc xác định các mẫu chính trong dữ liệu. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng các phương pháp này có thể cải thiện đáng kể hiệu quả của quá trình khai thác dữ liệu, đặc biệt là trong các lĩnh vực như y tế, tài chính và giáo dục.

III. Ứng dụng thực tiễn của khai phá dữ liệu

Khai phá dữ liệu có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực khác nhau. Trong y tế, việc khai thác dữ liệu có thể giúp phát hiện sớm các bệnh lý và cải thiện chất lượng chăm sóc sức khỏe. Trong lĩnh vực tài chính, các thuật toán khai phá dữ liệu được sử dụng để phát hiện gian lận và tối ưu hóa quy trình đầu tư. Ngoài ra, trong giáo dục, việc phân tích dữ liệu học sinh có thể giúp cải thiện phương pháp giảng dạy và nâng cao kết quả học tập. Những ứng dụng này cho thấy giá trị thực tiễn to lớn của việc phát triển các phương pháp khai thác dữ liệu trên dữ liệu có cấu trúc.

3.1. Khai phá dữ liệu trong y tế

Trong lĩnh vực y tế, khai phá dữ liệu đóng vai trò quan trọng trong việc phân tích và dự đoán các xu hướng sức khỏe. Các thuật toán khai thác dữ liệu có thể giúp phát hiện các mẫu bệnh lý từ dữ liệu bệnh nhân, từ đó hỗ trợ bác sĩ trong việc đưa ra quyết định điều trị. Việc áp dụng các phương pháp như phân loại và phân cụm giúp xác định các nhóm bệnh nhân có nguy cơ cao, từ đó cải thiện chất lượng chăm sóc sức khỏe. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc khai thác dữ liệu có thể giúp giảm thiểu chi phí điều trị và nâng cao hiệu quả chăm sóc sức khỏe.