关联规则挖掘的算法研究及商务应用
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数据挖掘技术中基于关联规则算法的研究摘要数据挖掘的主要目的在于能够从大型的数据库中挖掘出对用户有价值的信息,以便为决策者地决策提供有用的数据依据本文对数据挖掘技术的概念和内容做出了描述,同时也对基于关联规则的数据挖掘技术进行比较全面的概括和分析,并提出解决相应问题的基于关联规则挖掘算法。
关键词数据挖掘;关联规则;算法中图分类号tp392 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2011)45-0223-031 概述1.1课题的研究背景现代计算机科学技术发展的历史,同时也是数据和信息加工手段不断更新和改善的历史。
随着计算机硬件和软件不断的发展,尤其是数据库技术与应用的广泛推广,摆在人们面前的问题出现了,这些急剧膨胀的信息数据,如何有效利用这一丰富数据海洋的宝藏为人类服务,也已成为广大信息技术工作者所重点关注的焦点之一。
传统的收集数据技术可以在一定程度上对收集来的数据信息进行统计分析,能够获得一定的数据价值,这种传统的收集数据技术具有一定的效果,但当这种方法在面对海量的数据并从中进行数据分析时,却没有一个比较好的解决方案。
无论是数据的统计、数据的查询、数据的报表等这些传统的数据处理方式都是对收集来的数据简单的进行处理,而不能对这些数据内部所隐含的价值信息进行有效的提取和分析。
在这些大量数据的背后隐藏了很多具有决策意义的信息,如何得到这些能够为我们提供决策依据的数据依据已经成为当前的一个热点的研究方向。
1.2研究目的和意义数据挖掘技术是面向应用型的。
目前,在很多重要的领域,数据挖掘都可以发挥积极促进的作用,尤其是在如保险、交通、零售、银行、电信等商业应用领域。
数据挖掘能够帮助用户解决许多典型的商业性的问题,其中包括:数据库营销、客户群体划分、背景分析、交叉销售等市场分析行为,以及客户流失性分析、客户信用评分、欺诈发现等等。
数据挖掘技术已经广泛的在企业市场的营销中得到了应用,它以市场营销学的市场细分原理为基础,通过对涉及到消费者消费行为的信息进行收集、加工和处理,得出结论以确定目标消费者地兴趣、消费倾向、习惯以及消费需求,从而能够推出目标消费者下一步的消费方向,然后以得出来的结论为基础,对目标消费者和消费群体进行定向的营销,这与传统的盲目营销的方式相比,可以在很大程度上节省因营销而产生的开支,能够提高营销的成功率,从而可以为企业带来更大的利润,也能够帮助企业树立起好的口碑。
数据挖掘算法在电子商务中的使用教程随着互联网的快速发展,电子商务行业成为了全球经济的重要组成部分。
在这个竞争激烈的市场中,企业需要利用各种工具和技术来提高销售、预测市场趋势以及改进运营效率。
数据挖掘算法作为一种强大的工具,可以帮助电子商务企业挖掘潜在的商机,优化运营并提供个性化的用户体验。
本文将介绍几种常用的数据挖掘算法,并探讨它们在电子商务中的具体应用。
1. 关联规则算法关联规则算法是一种寻找数据集中项集之间的关联关系的方法。
它可以帮助企业发现隐藏在数据中的规律,并提供针对性的推荐。
在电子商务中,关联规则算法可以用于协同过滤推荐系统的构建。
通过分析用户购买历史或浏览记录,算法可以发现用户之间的相似性并推荐相关产品。
这种个性化推荐可以提高用户满意度和购买转化率。
2. 聚类算法聚类算法是将一组对象分成相似的子集的方法。
在电子商务中,聚类算法可以用于用户细分以及市场细分的研究。
通过对用户行为数据的分析,可以将用户划分成不同的群组,并了解他们的兴趣、需求和消费习惯。
这些信息可以帮助企业制定更加个性化和精准的营销策略,提高广告投放的效果和销售转化率。
3. 决策树算法决策树算法是一种用于分类和回归问题的监督学习方法。
在电子商务中,决策树算法可以用于构建精准的用户行为预测模型。
通过分析用户的历史浏览记录、购买记录和其他相关信息,算法可以预测用户的未来行为,例如是否会购买某个产品、对某个广告的反应等。
这些预测结果可以帮助企业优化广告投放和产品推荐策略,提高销售和盈利能力。
4. 神经网络算法神经网络算法是一种模拟人脑神经元工作原理的计算模型。
在电子商务中,神经网络算法可以用于构建用户情感分析模型。
通过分析用户在社交媒体、评论和评分等渠道的表达,算法可以了解用户的情感倾向,例如对产品的满意度、购买意愿等。
这些情感信息可以帮助企业更好地了解市场和用户需求,并及时调整产品策略。
5. 推荐算法推荐算法是一种根据用户兴趣和偏好向用户提供个性化推荐的方法。
数据挖掘技术及应用研究一、引言数据挖掘技术是指从大量数据中提取出有价值的信息,并利用这些信息进行决策、规划等活动的技术。
它涉及多个学科领域,如数据管理、统计学、机器学习等。
随着信息技术的迅速发展,数据挖掘技术在各行各业得到了广泛的应用。
本文将重点介绍数据挖掘技术的基本概念、主要方法和应用领域。
二、数据挖掘技术的基本概念1. 定义数据挖掘技术是指从大量数据中自动发现隐藏在其中的有价值的信息和知识的一种机器学习技术。
2. 特点数据挖掘技术主要具有以下特点:(1)可处理大规模数据;(2)能够自动发现数据中的关联性和趋势;(3)可以处理复杂的数据类型和结构,例如文本、图像等;(4)能自动学习人类难以发现的知识和模式。
三、数据挖掘技术的主要方法1. 关联规则挖掘关联规则挖掘是指从数据集中发现不同数据项之间的关系。
例如,超市销售数据中发现“啤酒”和“尿布”之间存在关联性,即购买尿布的顾客很有可能同时购买啤酒。
关联规则挖掘主要采用Apriori算法。
2. 分类和聚类分类是指将数据对象划分到不同的预定义类别中。
例如,将客户划分为“高消费”、“中等消费”、“低消费”等。
聚类是指将数据对象划分到若干个不同的组中,具有相似特征的对象被划分到同一组中。
3. 决策树和神经网络决策树和神经网络是两种常用的数据挖掘技术。
决策树是一种树形结构,用于对数据集进行分类或预测。
神经网络是一种模拟人脑构造的模型,能够学习从输入到输出的映射关系。
两种方法都需要大量的数据和计算资源。
四、数据挖掘技术的应用领域1. 金融行业数据挖掘技术在金融业中广泛应用。
例如,银行可以利用数据挖掘技术对客户进行分类,识别高风险客户;保险公司可以通过挖掘历史数据,预测赔付金额和风险等级。
2. 零售业数据挖掘技术可以帮助零售企业更好地了解客户需求和购买习惯,以便实施精准营销和促销策略。
例如,超市可以通过分析销售数据,预测客户对某种新产品的需求程度。
3. 医疗行业数据挖掘技术在医疗行业的应用非常广泛。
基于数据挖掘的关联规则挖掘算法及其应用关联规则挖掘算法及其应用数据挖掘技术是指对大量的数据进行分析,探索数据之间的关系,从而发现有用的信息的过程,通常由数据预处理、数据挖掘、数据后处理三个步骤组成。
其目的是使数据转化为有用的知识,为决策提供支持。
关联规则挖掘算法是数据挖掘领域中的一种重要技术,应用广泛。
关联规则挖掘算法的基本思想是通过分析数据中的相关项集,挖掘出不同项集之间的关联规则,从而发现相关性或相关规律。
例如,在超市购物时,如果顾客购买了牛奶和面包,可以推断出顾客还需要购买黄油,这便是关联规则挖掘的应用之一。
关联规则挖掘算法的基本原理关联规则挖掘算法主要有Apriori算法、FP-Growth算法、ECLAT算法等。
Apriori算法是最为经典的关联规则挖掘算法之一。
该算法基于频繁项集的概念,即频繁出现的项集表示高频的模式。
其基本思想是通过寻找频繁项集来发现高度关联的集合,然后将它们转换成关联规则。
算法需要多次扫描数据集,通过迭代计算候选项集的支持度,将支持度超过阈值的项集作为频繁项集。
FP-Growth算法是近年来发展的一种高效的挖掘算法。
它将数据集压缩成一棵频繁模式树,以减少数据集的扫描次数。
该算法使用一种“不生成候选项集”的方法,即直接利用频繁项集在树中的结构,而不产生候选项集。
在以此方式从数据集中提取出频繁项集后,可以应用关联规则生成的方法发掘规则。
ECLAT算法是另一种常见的关联规则挖掘算法,也是一种基于频繁项集的算法。
该算法使用一种垂直数据存储的技术来管理数据集。
在这种存储方式下,每个项集用一个数组表示,数组中的每个元素代表一个事务,以便在寻找频繁项集时对每个项进行计数,以发现其支持度。
应用实例关联规则挖掘算法广泛应用于各行各业,如市场营销、网站推荐、医疗决策等领域。
下面介绍一些实际应用的例子。
在市场营销方面,关联规则挖掘算法可以用于预测顾客可能购买的商品,为企业定制个性化的广告宣传方案。
关联规则挖掘算法的研究与应用引言:关联规则挖掘算法作为数据挖掘领域的重要工具之一,在商业、医疗等领域有着广泛的应用。
通过挖掘数据集中的关联规则,可以发现数据之间的潜在关联关系,为决策提供支持与指导。
本文将对关联规则挖掘算法的研究和应用进行探讨,并分析其在实际问题中的应用效果。
一、关联规则挖掘算法的基本原理关联规则挖掘算法是通过寻找数据集中的频繁项集和关联规则来揭示数据之间的相关性。
算法的基本原理包括:支持度和置信度的计算、频繁项集的挖掘和关联规则的生成。
1. 支持度和置信度的计算:支持度表示一个项集在整个数据集中出现的频率,而置信度表示一个关联规则的可信度。
通过计算支持度和置信度,可以筛选出具有一定频率和可信度的项集和关联规则。
2. 频繁项集的挖掘:频繁项集是指在数据集中出现频率达到预定义阈值的项集。
挖掘频繁项集的常用算法有Apriori算法、FP-growth算法等。
Apriori算法是一种基于逐层搜索的算法,在每一层中利用候选项集生成频繁项集。
而FP-growth算法是一种基于树结构的算法,通过构建FP树和挖掘频繁模式来实现。
3. 关联规则的生成:在挖掘到频繁项集之后,可以利用这些频繁项集生成关联规则。
关联规则的生成常采用Apriori原理,即从频繁项集中根据最小置信度阈值生成关联规则。
二、关联规则挖掘算法的研究进展随着数据挖掘技术的发展,关联规则挖掘算法也得到了不断的改进与扩展。
研究者们提出了许多新的算法和改进方法,以提高关联规则的挖掘效果。
1. 改进的关联规则挖掘算法:针对传统算法在挖掘大规模数据时效率低下的问题,研究者们提出了一些改进的算法。
例如,有基于GPU加速的算法、并行化的算法以及基于增量挖掘的算法等。
这些算法通过利用硬件加速和并行计算技术,可以大幅提升挖掘速度。
2. 多维度关联规则挖掘:除了在单一维度上挖掘关联规则,研究者们还尝试在多维度上进行关联规则的挖掘。
多维关联规则挖掘算法可以同时挖掘多个维度中的关联规则,从而发现更加丰富和准确的关联关系。
医疗数据分析中的关联规则挖掘算法研究与应用概述随着医疗系统的数字化和数据量的急剧增加,医疗数据分析成为了提高医疗质量和效率的关键。
关联规则挖掘算法作为数据挖掘领域的重要技术之一,被广泛应用于医疗数据分析中,用于发现医疗数据中的潜在关联规律。
本文将对医疗数据分析中的关联规则挖掘算法进行详细研究,并探讨其应用领域。
一、关联规则挖掘算法概述关联规则挖掘算法是一种用于发现数据中的关联规律的方法。
它通过分析数据集中的项集之间的频繁出现模式来挖掘关联规则。
关联规则通常形如“A->B”,表示项集A的出现与项集B的出现之间存在某种关系。
关联规则挖掘算法主要包括Apriori算法、FP-Growth算法等。
1. Apriori算法Apriori算法是最经典和常用的关联规则挖掘算法之一。
它通过迭代计算频繁项集来挖掘数据中的关联规则。
Apriori算法的基本思想是:首先生成数据集中的所有频繁1-项集,然后通过连接这些频繁1-项集来生成频繁2-项集,再通过连接频繁2-项集来生成频繁3-项集,直到得到所有频繁项集为止。
最后,通过检测置信度来生成关联规则。
2. FP-Growth算法FP-Growth算法是一种基于频繁模式树的关联规则挖掘算法。
相较于Apriori算法,FP-Growth算法能够更高效地挖掘频繁项集。
FP-Growth算法通过构建一棵频繁模式树来快速发现频繁项集,然后通过后缀路径来生成关联规则。
二、医疗数据分析中的关联规则挖掘算法研究关联规则挖掘算法在医疗数据分析中起到了重要的作用。
通过挖掘医疗数据中的关联规律,可以帮助医疗行业从海量数据中提取出有价值的信息,用于医疗决策、疾病预测、药物研发等方面。
以下是几个医疗数据分析中关联规则挖掘算法的研究方向:1. 医疗数据预处理在进行关联规则挖掘之前,需要对医疗数据进行预处理。
医疗数据预处理包括数据清洗、数据集成和数据变换等步骤。
这些步骤的目的是消除数据中的噪声和冗余,以提高关联规则挖掘算法的准确性和效率。
基于关联规则数据挖掘算法的研究共3篇基于关联规则数据挖掘算法的研究1基于关联规则数据挖掘算法的研究随着信息时代的快速发展和数据储存技术的不断提升,数据挖掘变得越来越重要。
它能够从大量的数据中找到内在的模式和规律,有助于人们更好地理解数据背后的本质。
关联规则是数据挖掘中最常用的方法之一,它能够发现数据集中项之间的关系,即根据一些已知的事件或属性,推断出一些新的事件或属性。
本文将着重讲述基于关联规则数据挖掘算法的研究。
一、基本概念关联规则是数据挖掘中研究项之间关联关系的方法,它描述了一种频繁出现的事物之间的关系。
举个例子,如果超市销售数据中每位购买了尿布的顾客都会购买啤酒,那么这两个项(尿布和啤酒)之间就存在关联关系。
关联规则有两个部分:前项和后项。
前项是指已知的、出现频率高的事件或属性,后项是根据前项推断出的可能相关的事件或属性。
关联规则还包括支持度和置信度两个指标。
支持度是指所有包含前项和后项的交易占总交易数的比例,而置信度是指含有前项和后项同时出现的交易占包含前项的交易的比例。
二、关联规则算法1、Apriori算法Apriori算法是发现频繁项集的一种方法。
它的工作流程是先从单项集开始,不断推算出更高维度的项集,再检查每个项集的支持度。
如果支持度高于预设的最小值,那么这个项集就被认为是频繁项集。
Apriori算法的优点是简单高效,但是它的缺点是在大规模数据中存在较高的时间和空间复杂度。
2、FP-Growth算法FP-Growth算法同样用于发现频繁项集,它的工作流程是构建一棵FP树,然后根据FP树的特性,进行递归寻找频繁项集。
相比Apriori算法,FP-Growth的优势在于减少了I/O开销,适应于分布式环境。
三、应用实例关联规则算法在现实中的应用十分广泛。
比如,在电子商务平台中,我们可以根据用户购买历史,对商品进行关联分析,根据用户购买A商品的同时购买B商品的规律,来推荐B商品给用户。
在医学领域,我们可以根据患者的病历和病情,进行关联挖掘,找到不同病例之间的共同点,为医生提供辅助诊断。
关联规则挖掘的算法研究及商务应用
摘要:随着数据库技术的迅速发展,数据的存储数量与日俱增,从而使得数据挖掘技术的重要性日益加强,关联规则挖掘是数据挖掘中最活跃的研究方法之一。
该文先介绍了关联规则挖掘的研究情况,进一步提出和实现了一种有效的基于矩阵的apriori 改进算法,最后探讨和实现apriori 算法在商务中的应用。
关键词:数据挖掘;关联规则;apriori 算法;商务应用
中图分类号:tp311.13 文献标识码:a 文章编号:1009-3044(2013)14-3217-03
1 数据挖掘体系结构与关联规则
1.1 数据挖掘体系结构
数据挖掘(data mining)从定义上可以将其界定为从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中识别有效的、新颖的、潜在有用的,以及最终可理解的模式的过程[1]。
通过对数据挖掘的定义的分析可以看出,数据挖掘是一个高级的处理过程,其最终要达到的目的就是能够实现从数据集中识别出以模式来表示的知识。
由此可以看出,数据挖掘作为一门学科,涉及的学科知识十分广发,最主要的是涉及到机器学习、模式识别、统计学、智能数据库、知识获取、数据可视化等多个领域。
借助数据挖掘这一工具和方法,其最终的分析结果和成果可以用在信息管理、过程控制、科学研究、决策支持等许多方面。
一般来说,一个完整的数据挖掘过程由以下七个步骤组成:数据清理、数据集成、数据选择、数据变
换、数据挖掘、模型评估和知识表示。
1.2 关联规则
关联规则的挖掘(arm)是数据挖掘的一项重要的任务。
关联规则挖掘最根本的目的就是能够快速有效地发现大量数据中项集之
间有趣的关联或相关联系。
其目的就是从事务数据库、关系数据库中发现项目集或属性之间的相关性、关联性以及因果性。
随着数据挖掘相关研究的不断深入,许多研究学者更多地将研究的目光集中在了挖掘关联规则方面。
从数据挖掘的本质特征来分析可以看出,关联规则更多地反映一个事件和其他事件之间依赖或关联的知识。
通过关联规则的定义可以发现,如果两项或多项属性之间存在关联,那么其中一项的属性值就可以依据其他属性值进行预测。
2 一种基于矩阵的apriori改进算法
挖掘关联规则的对象是含有大量事务的事务数据库,所以如何设计一个高效的算法,以提高挖掘的计算效率,降低数据库的扫描次数,是研究关联规则挖掘的重要课题。
虽然现在对于挖掘算法apriori 相关的改进和发展不断涌现,但是仍然有着自身的一些缺陷,最具有代表性的就是对数据库进行多次扫描而造成的精确度的降低,以及显著地存在由候选集c k 产生频繁集lk 等不足。
正是由于这些缺陷的存在,本节提出一种基于矩阵的改进算法来产生频繁集l k ,这种算法只对数据库扫描一次,并且无需候选集c k ,即可得到频繁集l k 。
2.1 与算法相关的几个概念
3 apriori算法在商务中的应用
3.1 问题提出
假如一家大型超市的管理人员想要知道每天超市的销售情况,顾客的购买模式,通过顾客特征,采取相应的货价摆放以增加顾客满意度和销售额。
如果仅仅靠传统人工技术,从巨大的购买信息中找出相应的答案就像大海里捞针,非常困难。
本章利用数据挖掘技术针对这一问题进行研究。
研究对象是顾客在一次购物的过程中,购买的不同商品之间联系,进而借助数据挖掘来进一步深入地分析顾客的购买习惯。
在对不同商品种类和数量进行充分分析的基础上,进一步地分析出哪些商品最受顾客欢迎,从而购买频率很高,进而借助这种关联的发现可以帮助零售商制定营销策略。
问题归结为分析当前销售情况,找出商品统计信息之间的关系。
3.2 数据来源
对于一个实际的数据挖掘应用来说,数据是进行数据挖掘的基础和根本,同时数据挖掘技术的应用对数据量也有一定的要求,只有这样数据挖掘才能有实际意义。
数据的获取确实是这次研究数据挖掘面临的很大的问题。
通过仔细的搜索和分析,我最终选择了belgium 的一家的超市的销售数据。
整个数据源是在三个非连续的时期收集的,在每一个间隔期,没有可获的数据。
数据收集期跨时近5个月,总共收集到的数据记录有88163 条。
在整个数据收集期间里,该超市总共出售了16470 种商品,共有5133 位顾客在该超
市购买了至少一种商品。
但是与我们期望的数据还是有许多不同之处,数据表结构与我们需求的也存在很大的差别,这里可以采用等同和类比的方法,从而实现了对表结构的修改和数据的替换,这样以来就有效地实现了对大量的数据替换和表结构重组,解决了数据来源问题。
3.2.1 数据处理
由于数据仓库中各个主题中的数据是按照前端应用需求存放的,因此在数据应用前必然存在一个数据处理和转换的过程,这一过程需要对数据进行变形,使之适应前端应用需要。
为了能够提高关联规则的效率,充分实现数据挖掘需要达到的既定目标,在进行数据挖掘之前,需要对交易数据库中的销售数据进行一定的预处理才能有效地应用数据挖掘技术和方法。
这里采用超市销售表中的相关信息来进行数据挖掘,具体的每一条记录包括以下信息:
顾客编号发票编号购买日期商品1 名称商品1 总价商品2 名称商品2 总价…商品n 名称商品n 总价总计
通过分析可以发现,这种数据结构的特点是数据库的每一条记录能够对每一位顾客在一次进入商店进行购物的详细信息进行充分
的记录,一次完整的交易记录通常由多种商品的名称和支付的价钱组成,这种数据结构提供的信息比较详细,但是不利于关联规则挖掘的。
因为关联规则所描述的只是不同项目之间的关系,它只关注一次交易中有哪些商品被同时购买。
我们不用去考虑顾客在一次交易中所购买物品的数量、价格等信息,每种商品(也就是物品)
都由一个二进制变量代替,而不管它是否在交易中被购买与否。
由于我们挖掘的交易数据库中关联规则最根本要实现的目的是反映出各种物品之间的关联关系,因而,我们需要从综合数据库中取出当前主题需要的数据,将上述的交易记录的数据结构转换成如下结构形式:
顾客编号发票编号购买日期商品1 名称商品2 名称…商品n 名称
这样我们通过每一条的交易记录就能够清晰地看出每一名顾客在进入超市后的每一次购物情况,同时,经过变换也可以有效实现对数据的压缩和精简,一方面可以减少工作量,提升运算速度和效率,同时还能够有效筛除冗余信息,这样以来将会使算法搜索数据库的时间缩短,大大提高了apriori 算法的效率。
3.2.2 数据转换
当对数据进行有效的压缩,并过滤了一些不需要的信息后,都会形成二维表形式的数据源模式。
但是这些数据都是描述业务事实的信息,在进行数据挖掘过程中,这些数据是不能直接拿来使用的,因此就需要把事实数据变换成算法能够识别的数据类型。
一般来说,最常用的变换有两种:离散变换和值变换。
1)离散变换。
离散变换的运算原理可以解释为通过将属性域划分为区间,减少连续属性值的个数,以区间的标号代替实际的数据值。
概念分层就是其中常用的一种,在搜集会员数据的过程中,我
们已经自然的进行了初步的概念分层。
虽然绝大多数的商品都是用唯一的条形码标识予以区别,但是在超市中的某些商品分类比较细,而且种类繁多。
这个时候如果按照每一条单独列出,就会比较繁琐,所以我们可以用某一种商品名称来代表一组商品,而不是某一单独的某一个商品。
2)值变换。
在数据库中,由于许多属性值都是字符型数据,这样产生的最不利的影响会对数据的挖掘和统计分析造成不良的结果,我们采用值变换可以将字符型数值映射成为数值型数据。
例如:4 总结
该文回顾了数据挖掘及关联规则中的相关概念,并着重研究了一个关联规则的 apriori 的算法实现,针对apriori 算法存在的对数据库进行多次扫描,精确度不高,由候选集c k 产生频繁集l k 等的问题,提出了一种改进的算法,它解决了一些原有apriori 算法可能遇到的一些难题。
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