数据挖掘_概念和技术[第三版]部分习题答案解析

1.4 数据仓库和数据库有何不同？有哪些相似之处？答：区别：数据仓库是面向主题的，集成的,不易更改且随时间变化的数据集合，用来支持管理人员的决策，数据库由一组内部相关的数据和一组管理和存取数据的软件程序组成,是面向操作型的数据库,是组成数据仓库的源数据。

它用表组织数据，采用ER数据模型.相似:它们都为数据挖掘提供了源数据，都是数据的组合.1。

3 定义下列数据挖掘功能:特征化、区分、关联和相关分析、预测聚类和演变分析。

使用你熟悉的现实生活的数据库，给出每种数据挖掘功能的例子。

答:特征化是一个目标类数据的一般特性或特性的汇总。

例如，学生的特征可被提出，形成所有大学的计算机科学专业一年级学生的轮廓,这些特征包括作为一种高的年级平均成绩（GPA：Grade point aversge)的信息,还有所修的课程的最大数量.区分是将目标类数据对象的一般特性与一个或多个对比类对象的一般特性进行比较。

例如，具有高GPA 的学生的一般特性可被用来与具有低GPA 的一般特性比较.最终的描述可能是学生的一个一般可比较的轮廓，就像具有高GPA 的学生的75％是四年级计算机科学专业的学生,而具有低GPA 的学生的65％不是。

关联是指发现关联规则，这些规则表示一起频繁发生在给定数据集的特征值的条件.例如,一个数据挖掘系统可能发现的关联规则为：major(X，“computing science”) ⇒ owns(X, “personal computer”)［support=12％， confidence=98%] 其中，X 是一个表示学生的变量。

这个规则指出正在学习的学生，12％（支持度)主修计算机科学并且拥有一台个人计算机。

这个组一个学生拥有一台个人电脑的概率是98％(置信度，或确定度）.分类与预测不同，因为前者的作用是构造一系列能描述和区分数据类型或概念的模型（或功能），而后者是建立一个模型去预测缺失的或无效的、并且通常是数字的数据值。

1。

4 数据仓库和数据库有何不同？有哪些相似之处？答：区别：数据仓库是面向主题的，集成的，不易更改且随时间变化的数据集合，用来支持管理人员的决策，数据库由一组内部相关的数据和一组管理和存取数据的软件程序组成，是面向操作型的数据库，是组成数据仓库的源数据。

它用表组织数据，采用ER数据模型。

相似：它们都为数据挖掘提供了源数据，都是数据的组合。

1.3 定义下列数据挖掘功能:特征化、区分、关联和相关分析、预测聚类和演变分析。

使用你熟悉的现实生活的数据库，给出每种数据挖掘功能的例子。

答：特征化是一个目标类数据的一般特性或特性的汇总。

例如，学生的特征可被提出，形成所有大学的计算机科学专业一年级学生的轮廓,这些特征包括作为一种高的年级平均成绩（GPA:Grade point aversge）的信息，还有所修的课程的最大数量。

区分是将目标类数据对象的一般特性与一个或多个对比类对象的一般特性进行比较。

例如,具有高GPA 的学生的一般特性可被用来与具有低GPA 的一般特性比较。

最终的描述可能是学生的一个一般可比较的轮廓，就像具有高GPA 的学生的75％是四年级计算机科学专业的学生，而具有低GPA 的学生的65%不是。

关联是指发现关联规则，这些规则表示一起频繁发生在给定数据集的特征值的条件.例如，一个数据挖掘系统可能发现的关联规则为：major(X, “computing science”) ⇒ owns（X, “personal computer”）［support=12％， confidence=98％］其中，X 是一个表示学生的变量。

这个规则指出正在学习的学生，12%(支持度）主修计算机科学并且拥有一台个人计算机。

这个组一个学生拥有一台个人电脑的概率是98％（置信度，或确定度）.分类与预测不同,因为前者的作用是构造一系列能描述和区分数据类型或概念的模型（或功能），而后者是建立一个模型去预测缺失的或无效的、并且通常是数字的数据值。

1.4 数据仓库和数据库有何不同？有哪些相似之处？答：区别：数据仓库是面向主题的，集成的，不易更改且随时间变化的数据集合，用来支持管理人员的决策，数据库由一组内部相关的数据和一组管理和存取数据的软件程序组成，是面向操作型的数据库，是组成数据仓库的源数据。

它用表组织数据，采用ER数据模型。

相似：它们都为数据挖掘提供了源数据，都是数据的组合。

1.3 定义下列数据挖掘功能：特征化、区分、关联和相关分析、预测聚类和演变分析。

使用你熟悉的现实生活的数据库，给出每种数据挖掘功能的例子。

答：特征化是一个目标类数据的一般特性或特性的汇总。

例如，学生的特征可被提出，形成所有大学的计算机科学专业一年级学生的轮廓，这些特征包括作为一种高的年级平均成绩(GPA：Grade point aversge)的信息，还有所修的课程的最大数量。

区分是将目标类数据对象的一般特性与一个或多个对比类对象的一般特性进行比较。

例如，具有高GPA 的学生的一般特性可被用来与具有低GPA 的一般特性比较。

最终的描述可能是学生的一个一般可比较的轮廓，就像具有高GPA 的学生的75%是四年级计算机科学专业的学生，而具有低GPA 的学生的65%不是。

关联是指发现关联规则，这些规则表示一起频繁发生在给定数据集的特征值的条件。

例如，一个数据挖掘系统可能发现的关联规则为：major(X, “computing science”) ⇒ owns(X, “personal computer”)[support=12%, confidence=98%] 其中，X 是一个表示学生的变量。

这个规则指出正在学习的学生，12%（支持度）主修计算机科学并且拥有一台个人计算机。

这个组一个学生拥有一台个人电脑的概率是98%（置信度，或确定度）。

分类与预测不同，因为前者的作用是构造一系列能描述和区分数据类型或概念的模型（或功能），而后者是建立一个模型去预测缺失的或无效的、并且通常是数字的数据值。

1.4 数据仓库和数据库有何不同？有哪些相似之处？答：区别：数据仓库是面向主题的，集成的，不易更改且随时间变化的数据集合，用来支持管理人员的决策，数据库由一组内部相关的数据和一组管理和存取数据的软件程序组成，是面向操作型的数据库，是组成数据仓库的源数据。

它用表组织数据，采用ER数据模型。

相似：它们都为数据挖掘提供了源数据，都是数据的组合。

1.3 定义下列数据挖掘功能：特征化、区分、关联和相关分析、预测聚类和演变分析。

使用你熟悉的现实生活的数据库，给出每种数据挖掘功能的例子。

答：特征化是一个目标类数据的一般特性或特性的汇总。

例如，学生的特征可被提出，形成所有大学的计算机科学专业一年级学生的轮廓，这些特征包括作为一种高的年级平均成绩(GPA：Grade point aversge)的信息，还有所修的课程的最大数量。

区分是将目标类数据对象的一般特性与一个或多个对比类对象的一般特性进行比较。

例如，具有高GPA 的学生的一般特性可被用来与具有低GPA 的一般特性比较。

最终的描述可能是学生的一个一般可比较的轮廓，就像具有高GPA 的学生的75%是四年级计算机科学专业的学生，而具有低GPA 的学生的65%不是。

关联是指发现关联规则，这些规则表示一起频繁发生在给定数据集的特征值的条件。

例如，一个数据挖掘系统可能发现的关联规则为：major(X, “computing science”) ⇒owns(X, “personal computer”)[support=12%, confidence=98%] 其中，X 是一个表示学生的变量。

这个规则指出正在学习的学生，12%（支持度）主修计算机科学并且拥有一台个人计算机。

这个组一个学生拥有一台个人电脑的概率是98%（置信度，或确定度）。

分类与预测不同，因为前者的作用是构造一系列能描述和区分数据类型或概念的模型（或功能），而后者是建立一个模型去预测缺失的或无效的、并且通常是数字的数据值。

数据挖掘概念与技术原书第3版课后练习题含答案前言《数据挖掘概念与技术》（Data Mining: Concepts and Techniques）是一本经典的数据挖掘教材，已经推出了第3版。

本文将为大家整理并提供第3版课后习题的答案，希望对大家学习数据挖掘有所帮助。

答案第1章绪论习题1.1数据挖掘的基本步骤包括：1.数据预处理2.数据挖掘3.模型评价4.应用结果习题1.2数据挖掘的主要任务包括：1.描述性任务2.预测性任务3.关联性任务4.分类和聚类任务第2章数据预处理习题2.3数据清理包括以下几个步骤：1.缺失值处理2.异常值检测处理3.数据清洗习题2.4处理缺失值的方法包括：1.删除缺失值2.插补法3.不处理缺失值第3章数据挖掘习题3.1数据挖掘的主要算法包括：1.决策树2.神经网络3.支持向量机4.关联规则5.聚类分析习题3.6K-Means算法的主要步骤包括：1.首先随机选择k个点作为质心2.将所有点分配到最近的质心中3.重新计算每个簇的质心4.重复2-3步，直到达到停止条件第4章模型评价与改进习题4.1模型评价的方法包括：1.混淆矩阵2.精确率、召回率3.F1值4.ROC曲线习题4.4过拟合是指模型过于复杂，学习到了训练集的噪声和随机变化，导致泛化能力不足。

对于过拟合的处理方法包括：1.增加样本数2.缩小模型规模3.正则化4.交叉验证结语以上是《数据挖掘概念与技术》第3版课后习题的答案，希望能够给大家的学习带来帮助。

如果大家还有其他问题，可以在评论区留言，或者在相关论坛等平台提出。

1.4 数据仓库和数据库有何不同？有哪些相似之处？答：区别：数据仓库是面向主题的，集成的，不易更改且随时间变化的数据集合，用来支持管理人员的决策，数据库由一组内部相关的数据和一组管理和存取数据的软件程序组成，是面向操作型的数据库，是组成数据仓库的源数据。

它用表组织数据，采用ER数据模型。

相似：它们都为数据挖掘提供了源数据，都是数据的组合。

1.3 定义下列数据挖掘功能：特征化、区分、关联和相关分析、预测聚类和演变分析。

使用你熟悉的现实生活的数据库，给出每种数据挖掘功能的例子。

答：特征化是一个目标类数据的一般特性或特性的汇总。

例如，学生的特征可被提出，形成所有大学的计算机科学专业一年级学生的轮廓，这些特征包括作为一种高的年级平均成绩(GPA：Grade point aversge)的信息，还有所修的课程的最大数量。

区分是将目标类数据对象的一般特性与一个或多个对比类对象的一般特性进行比较。

例如，具有高GPA 的学生的一般特性可被用来与具有低GPA 的一般特性比较。

最终的描述可能是学生的一个一般可比较的轮廓，就像具有高GPA 的学生的75%是四年级计算机科学专业的学生，而具有低GPA 的学生的65%不是。

关联是指发现关联规则，这些规则表示一起频繁发生在给定数据集的特征值的条件。

例如，一个数据挖掘系统可能发现的关联规则为：major(X, “computing science”) ⇒ owns(X, “personal computer”)[support=12%, confidence=98%] 其中，X 是一个表示学生的变量。

这个规则指出正在学习的学生，12%（支持度）主修计算机科学并且拥有一台个人计算机。

这个组一个学生拥有一台个人电脑的概率是98%（置信度，或确定度）。

分类与预测不同，因为前者的作用是构造一系列能描述和区分数据类型或概念的模型（或功能），而后者是建立一个模型去预测缺失的或无效的、并且通常是数字的数据值。

1.4 数据仓库和数据库有何不同？有哪些相似之处？答：区别：数据仓库是面向主题的，集成的，不易更改且随时间变化的数据集合，用来支持管理人员的决策，数据库由一组内部相关的数据和一组管理和存取数据的软件程序组成，是面向操作型的数据库，是组成数据仓库的源数据。

它用表组织数据，采用ER数据模型。

相似：它们都为数据挖掘提供了源数据，都是数据的组合。

1.3 定义下列数据挖掘功能：特征化、区分、关联和相关分析、预测聚类和演变分析。

使用你熟悉的现实生活的数据库，给出每种数据挖掘功能的例子。

答：特征化是一个目标类数据的一般特性或特性的汇总。

例如，学生的特征可被提出，形成所有大学的计算机科学专业一年级学生的轮廓，这些特征包括作为一种高的年级平均成绩(GPA：Grade point aversge)的信息，还有所修的课程的最大数量。

区分是将目标类数据对象的一般特性与一个或多个对比类对象的一般特性进行比较。

例如，具有高GPA 的学生的一般特性可被用来与具有低GPA 的一般特性比较。

最终的描述可能是学生的一个一般可比较的轮廓，就像具有高GPA 的学生的75%是四年级计算机科学专业的学生，而具有低GPA 的学生的65%不是。

关联是指发现关联规则，这些规则表示一起频繁发生在给定数据集的特征值的条件。

例如，一个数据挖掘系统可能发现的关联规则为：major(X, “computing science”) ⇒ owns(X, “personal computer”)[support=12%, confidence=98%] 其中，X 是一个表示学生的变量。

这个规则指出正在学习的学生，12%（支持度）主修计算机科学并且拥有一台个人计算机。

这个组一个学生拥有一台个人电脑的概率是98%（置信度，或确定度）。

分类与预测不同，因为前者的作用是构造一系列能描述和区分数据类型或概念的模型（或功能），而后者是建立一个模型去预测缺失的或无效的、并且通常是数字的数据值。

数据挖掘-概念与技术（第三版）部分习题答案-图文all：1A:1,000,000;B:100;C:1,000;小计:1,001,100AB:1,000,000某100=100,000,000;BC:100某1,000=100,000;AC:1,000,000某1,000=1,000,000,000;小计:1,100,100,000ABC:1,000,000某100某1,000=100,000,000,000总和:1+1,001,100+1,100,100,000+100,000,000,000=101,101,101,101某4=404,404,404,404字节（C）指出空间需求量最小的立方体中的块计算次序，并计算2-D平面计算所需要的内存空间总量。

答：顺序计算，需要最少数量的空间B-C-A.如图所示：计算二维平面需要的总主内存空间是：总空间=(100某1,000)+(1,000,000某10)+(100某10,000)=20,100,000单元某4字节/单元=80,400,000字节6.3 Apriori算法使用子集支持性质的先验知识。

(a) 证明频繁项集的所有非空的子集也必须是频繁的。

答：设s是一个频繁项集，min_sup 是最小支持度阀值，任务相关的数据D是数据库事务的集合，D，是D 有事务量，则有Support_count(s) = min_sup某，D，；再设s’是s的非空子集，则任何包含项集s的事务将同样包含项集s’,即：support_ count(s') support count(s) = min_sup 某，D，.所以，s’也是一个频繁项集。

(b)证明项集s的任意非空子集s’的支持至少和s的支持度一样大。

答：设任务相关的数据D是数据库事务的集合，D，是D的事务量，由定义得：设s’是s的非空子集，由定义得：由（a）可知：support(s’) support(s)由此证明，项集s的任意非空子集s’的支持至少和s的支持度一样大。

1.4 数据堆栈战数据库有何分歧？有哪些相似之处？之阳早格格创做问：辨别：数据堆栈是里背中心的，集成的，没有简单变动且随时间变更的数据集中，用去支援管制人员的计划，数据库由一组里里相闭的数据战一组管制战存与数据的硬件步调组成，是里背支配型的数据库，是组成数据堆栈的源数据.它用表构制数据，采与ER数据模型.相似：它们皆为数据掘掘提供了源数据，皆是数据的拉拢.1.3定义下列数据掘掘功能：个性化、区别、闭联战相闭分解、预测散类战演变分解.使用您认识的现真死计的数据库，给出每种数据掘掘功能的例子.问：个性化是一个目标类数据的普遍个性或者个性的汇总.比圆，教死的个性可被提出，产死所有大教的估计机科教博业一年级教死的表面，那些个性包罗动做一种下的年级仄衡结果(GPA：Grade point aversge)的疑息，另有所建的课程的最大数量.区别是将目标类数据对付象的普遍个性与一个或者多个对付比类对付象的普遍个性举止比较.比圆，具备下GPA 的教死的普遍个性可被用去与具备矮GPA 的普遍个性比较.最后的形貌大概是教死的一个普遍可比较的表面，便像具备下GPA 的教死的75%是四年级估计机科教博业的教死，而具备矮GPA 的教死的65%没有是.闭联是指创制闭联准则，那些准则表示所有一再爆收正在给定数据集的个性值的条件.比圆，一个数据掘掘系统大概创制的闭联准则为：major(X, “computing science”) ⇒owns(X, “personal computer”)[support=12%, confidence=98%]其中，X 是一个表示教死的变量.那个准则指出正正在教习的教死，12%（支援度）主建估计机科教而且拥有一台部分估计机.那个组一个教死拥有一台部分电脑的概率是98%（置疑度，或者决定度）.分类与预测分歧，果为前者的效用是构制一系列能形貌战区别数据典型或者观念的模型（或者功能），而后者是建坐一个模型去预测缺得的或者无效的、而且常常是数字的数据值.它们的相似性是他们皆是预测的工具：分类被用做预测目标数据的类的标签，而预测典型的应用是预测缺得的数字型数据的值.散类分解的数据对付象没有思量已知的类标号.对付象根据最大花蕾里里的相似性、最小化类之间的相似性的准则举止散类或者分组.产死的每一簇不妨被瞅做一个对付象类.散类也便于分类法构制形式，将瞅测构制成类分层结构，把类似的事变构制正在所有.数据演变分解形貌战模型化随时间变更的对付象的程序或者趋势，纵然那大概包罗时间相闭数据的个性化、区别、闭联战相闭分解、分类、或者预测，那种分解的精确个性包罗时间序列数据分解、序列或者周期模式匹配、战鉴于相似性的数据分解2.3假设给定的数据集的值已经分组为区间.区间战对付应的频次如下.―――――――――――――――――――――――――――――――――――――年龄频次―――――――――――――――――――――――――――――――――――――1~5 2005~15 45015~20 30020~50 150050~80 70080~110 44 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――――估计数据的近似中位数值.解问：先判决中位数区间：N=200+450+300+1500+700+44=3194；N/2=1597∵ 200+450+300=950<1597<2450=950+1500；∴ 20~50 对付应中位数区间.∴ median=32.97 岁.2.2假定用于分解的数据包罗属性age.数据元组的age 值（以递加序）是：13，15，16，16，19，20，20，21，22，22，25，25，25，25，30，33，33，35，35，35，35，36，40，45，46，52，70.问：(a) 该数据的均值是什么？中位数是什么？均值=(13+15+16+16+19+20+20+21+22+22+25+25+25+25+30+33+33+ 35+35+35+35+36+40+45+46+52+70)/27中位数应是第14个,即x14=25=Q2.(b) 该数据的寡数是什么？计划数据的峰（即单峰、三峰等）.那个数集的寡数有二个：25 战35,爆收正在共样最下的频次处,果此是单峰寡数.(c) 数据的中列数是什么？数据的中列数是最大数战最小数的均值.即：midrange. (d) 您能（大略天）找出数据的第一个四分位数（Q1）战第三个四分位数（Q3）吗？数据集的第一个四分位数应爆收正在25%处，即正在(N+1)/4=（27+1）/4=7 处.所以：Q1=20.而第三个四分位数应爆收正在75%处,即正在3×(N+1)/4=21 处.所以：Q3=35(e) 给出数据的五数综合.一个数据集的分集的5 数综合由最小值、第一个四分位数、中位数、第三个四分位数、战最大值形成.它给出了分集形状良佳的汇总+而且那些数据是：13、20、25、35、70.(f) 画出数据的盒图.(g) 分位数—分位数图与分位数图的分歧之处是什么？分位数图是一种用去展示数据值矮于或者等于正在一个单变量分集中独力的变量的大略百分比.那样,他不妨展示所罕见的分位数疑息,而为独力变量测得的值（纵轴）相对付于它们的分位数（横轴）被描画出去.但是分位数—分位数图用纵轴表示一种单变量分集的分位数,用横轴表示另一单变量分集的分位数.二个坐标轴隐现它们的丈量值相映分集的值域,且面依照二种分集分位数值展示.一条线（y=x）可画到图中+以减少图像的疑息.降正在该线以上的面表示正在y 轴上隐现的值的分集比x 轴的相映的等共分位数对付应的值的分集下.反之,对付降正在该线以下的面则矮.2.4假设医院检测随机采用的18个成年人年龄战身体脂肪数据，得到如下截止：(a)估计年龄战脂肪百分比的均值、中位数战尺度好.年龄均值=(23+23+27+27+39+41+47+49+50+52+54+54+56+57+58+58+60+61)/18=836/18=46.44,中位数=(50+52)/2=51,尺度好=圆好的仄圆根=启根号（1/n[∑(Xi)2-1/n(∑Xi)2]）=启根号 1/18[]=12.85.脂肪百分比均值=28.78, 中位数=30.7, 尺度好= 8.99.(b)画制年龄战脂肪百分比的盒图(c)根据那二个属性,画制集布图,各q-q图q-q图集布图(d)根据z-score 典型化去典型化那二个属性（P46）(e)估计相闭系数(皮我逊积矩系数). 那二个变量是正相闭仍旧背相闭?r a,b=∑(a i-A)(b i-B)/NσAσB=（∑(a i b i)-NAB）/NσAσB=（∑(a i b i)-18*46.44*28.78）/18*12.85相闭系数是0.82.变量呈正相闭.使用习题2.4 给出的age 数据回问下列问题：(a) 使用分箱均值光润对付以上数据举止光润，箱的深度为3.阐明您的步调. 评述对付于给定的数据，该技能的效验.(b) 怎么样决定数据中的离群面？(c) 对付于数据光润，另有哪些其余要领？解问：(a) 使用分箱均值光润对付以上数据举止光润，箱的深度为3.阐明您的步调.评述对付于给定的数据，该技能的效验.用箱深度为3 的分箱均值光润对付以上数据举止光润需要以下步调：步调1：对付数据排序.（果为数据已被排序，所以此时没有需要该步调.）步调2：将数据区别到大小为3 的等频箱中.箱1：13，15，16 箱2：16，19，20 箱3：20，21，22箱4：22，25，25 箱5：25，25，30 箱6：33，33，35箱7：35，35，35 箱8：36，40，45 箱9：46，52，70步调3：估计每个等频箱的算数均值.步调4：用各箱估计出的算数均值替换每箱中的每个值.箱1：44/3，44/3，44/3 箱2：55/3，55/3，55/3 箱3：21，21，21箱4：24，24，24 箱5： 80/3 ，80/3， 80/3 箱 6： 101/3，101/3， 101/3箱7：35，35，35 箱8：121/3，121/3，121/3 箱9：56，56，56(b) 怎么样决定数据中的离群面？散类的要领可用去将相似的面分成组或者“簇”，并检测离群面.降到簇的集中的值不妨被视为离群面.动做采用，一种人机分离的检测可被采与，而估计机用一种预先决断的数据分集去区别大概的离群面.那些大概的离群面能被用人为沉快的考验，而没有必查看所罕见据集.(c) 对付于数据光润，另有哪些其余要领？其余可用去数据光润的要领包罗别的分箱光润要领，如中位数光润战箱鸿沟光润.动做采用，等宽箱可被用去真止所有分箱办法，其中每个箱中的数据范畴均是常量.除了分箱要领中，不妨使用返回技能拟合成函数去光润数据，如通过线性或者多线性返回.分类技能也能被用去对付观念分层，那是通过将矮级观念上卷到下档观念去光润数据.3.5如下典型化要领的值域是什么？问：(a) min-max 典型化.值域是[new_min, new_max].(b) z-score 典型化.值域是[(old_min－mean)/σ，(old_max－mean)/σ]，总的去道，对付于所有大概的数据集的值域是(－∞，+∞).(c) 小数定标典型化.值域是(－,1.0).使用习题给出的age数据，回问以下问题：(a) 使用min-max典型化将age值35变更到[0.0，1.0]区间.(b) 使用z-score典型化变更age值35，其中age的尺度好为12.94岁.(c) 使用小数定标典型化变更age值35.(d) 对付于给定的数据，您承诺使用哪种要领？报告您的缘由.解问：假设12个出卖代价记录组已经排序如下：5，10，11，13，15，35，50，55，72，92，204，215.使用如下每种要领将其区别成三个箱.(a) 等频（等深）区别.(b) 等宽区别.(c) 散类.解问：(a)bin1 72,91,204,215 (b) 等宽区别.每个区间的宽度是：(215-5)/3=70(c) 散类.咱们不妨使用一种简朴的散类技能：用2个最大的间隙将数据分成3个箱.使用习题给出的age数据，(a) 画出一个等宽为10的等宽曲圆图；(b) 为如下每种抽样技能勾画例子：SRSWOR，SRSWR，散类抽样，分层抽样.使用大小为5的样本战层“青年”，“中年”战“老年”.解问：(a) 画出一个等宽为10的等宽曲圆图；87654321(b) 为如下每种抽样技能勾画例子：SRSWOR，SRSWR，散类抽样，分层抽样.使用大小为5的样本战层“青年”，“中年”战“老年”.元组：SRSWOR战SRSWR：没有是共次的随机抽样截止不妨分歧，但是前者果无搁回所以没有克没有及有相共的元组.散类抽样：设起初散类公有6类，可抽其中的m类.4.3假定数据堆栈包罗三维：time,doctor战patient;战二个度量：count战charge;其中，charge是医死对付病人一次诊治的支费.(a)枚举三种流通的数据堆栈建模模式问：三类模式普遍用于建模数据堆栈架构的星形模型，雪花模型战究竟星座模型.(b)使用(a)枚举的模式之一，画出上头的数据堆栈的模式图数据堆栈的星形模型（C）由基础圆体[day,doctor,patient]启初，为列出2004年每位医死的支费总数，应当真止哪些OLAP支配？沿课程（course）维从course_id“上卷”到department.●沿时间（time）维从day “上卷”到year.●与time=2004，对付维time做“切片”支配●沿病人（patient）维从各别病人“上卷”到局部病人.(d)为得到共样截止，写一个SQL查询.假定数据存搁正在闭系数据库中，其模式为fee(day，month，year，doctor，hospital，patient，count，charge).问：SQL查询语句如下：select doctor, SUM(charge)from feewhere year=2004group by doctor假定BigUniversity的数据堆栈包罗如下4个维：student(student_name,area_id, major, status, university) ，course(course_name, department) ，semester(semester,year)战instructor(dept,rank)；2个度量：count战avg_grade.正在最矮观念层，度量avg_grade存搁教死的本量课程结果.正在较下观念层，avg_grade存搁给定拉拢的仄衡结果.(a) 为该数据堆栈画出雪花形模式图.(b)由基础圆体[student, course, semester, instructor]启初，为列出BigUniversity每个教死的CS课程的仄衡结果，应当使用哪些特殊的OLAP支配.(c) 如果每维有5层（包罗all），如“student<major<status<university<all ”，该坐圆体包罗几圆体？解问：a) 为该数据堆栈画出雪花形模式图.雪花模式如图所示.b) 由基础圆体[student, course, semester, instructor]启初，为列出BigUniversity每个教死的CS课程的仄衡结果，应当使用哪些特殊的OLAP支配.那些特殊的联机分解处理（OLAP）支配有：i. 沿课程（course）维从course_id“上卷”到department.ii. 沿教死（student）维从student_id“上卷”到university.iii.与department=“CS”战university=“BigUniversity”，沿课程（course）维战教死（student）维切片.iv. 沿教死（student）维从university下钻到student_name.c) 如果每维有5层（包罗all），如“student<major<status<university<all ”，该坐圆体包罗几圆体？那个坐圆体将包罗54=625个圆体.假定数据堆栈包罗4维：date, spectator, location, 战game，战二个度量：count战charge;其中，charge是瞅寡正在给定的日期瞅瞅节手段付费.瞅寡不妨是教死、成年人或者老年人，每类瞅寡有分歧的支费尺度.(a)画出该数据堆栈的星形模式图.问：星形模式图如下：b.由基础圆体[date，spectator，location，game]启初，为列出2004年教死瞅寡正在GM_Place的总付费，应真止的OLAP支配：●沿时间（date）维从date_id “上卷”到year.●沿时间（game）维从game_id “上卷”到局部.●沿时间（location）维从location_id “上卷”到location_name.●沿时间（spectator）维从spectator_id “上卷”到status.●以status="students", location name="GM Place" and year=2004做转轴支配4.6 数据堆栈不妨用星形模式或者雪花模式建模.大略计划那二种模式的相似面战分歧面，而后分解它们的相对付干劣、缺面.哪种模式更真用，给出您瞅面并报告您的缘由.问：星形模式或者雪花模式的相似面是它们包罗一个究竟表战一些维表.它们主要的分歧正在于，雪花模式的维表大概是典型化形式，以便缩小了冗余，那种表易于维护并节省保存空间.然而，与巨大的究竟表相比，那种空间的节省不妨忽略.别的，由于真止查询需要更多的连交支配，雪花形结构大概降矮欣赏的本能，那样，系统的本能大概相对付的受到效用.星型模式的便宜是简朴、那使得它更灵验，但是它需要更多的空间.果此，只消空间的央供没有是太大时，星形模式比雪花模式更佳，果为常常效用比空间具备更下的劣先级.正在工业上，偶我大概将数据从一个雪花模式非典型化为星型模式以加快处理速度，另一种采用是脆持雪花模式的维表，而后相共数据的目前用户合叠为星形.4.95.4 假定基础圆体有三维A,B,C,其单元数如下：|A|=1000000,|B|=100,|C|=1000.假定每维均等天分块成10部分.（a）假定每维惟有一层，画出完备的坐圆体的格.问：完备的坐圆体的格如下图（b）如果每个坐圆体单元存搁一个4字节的度量，若坐圆体是稀稀的，所估计的坐圆体有多大？问：所估计的坐圆体大小如下：all：1A: 1,000,000; B: 100; C: 1, 000; 小计: 1,001,100AB:1,000,000*100=100,000,000;BC: 100*1,000=100,000; AC:1,000,000*1,000=1,000,000,000;小计: 1,100,100,000ABC:1,000,000*100*1,000=100,000,000,000总战:1+1,001,100+1,100,100,000+100,000,000,000=101,101,101,101 *4 = 404,404,404,404 字节（C）指出空间需要量最小的坐圆体中的块估计序次，并估计2-D仄里估计所需要的内存空间总量.问：程序估计，需要最少量量的空间B-C-A.如图所示：估计二维仄里需要的总主内存空间是：总空间 = (100×1,000) + (1,000,000×10) + (100×10,000) = 20,100,000 单元*4字节/单元= 80,400,000 字节Apriori算法使用子集支援本量的先验知识.(a)道明一再项集的所有非空的子集也必须是一再的.问：设s是一个一再项集，min_sup是最小支援度阀值，任务相闭的数据D是数据库工做的集中，|D|是D 有工做量，则有Support_count(s) = min_sup×|D|；再设s’是s的非空子集，则所有包罗项集s的工做将共样包罗项集s’ , 即：support_ count(s') support count(s) = min_sup ×|D|.所以，s’也是一个一再项集.(b) 道明项集s的任性非空子集s’的支援起码战s的支援度一般大.问：设任务相闭的数据D是数据库工做的集中，|D|是D 的工做量，由定义得：设s’是s的非空子集，由定义得：由（a）可知：support(s’) support(s)由此道明，项集s的任性非空子集s’的支援起码战s的支援度一般大.（c）给定一再项集l战l的子集 s ,道明准则的置疑度没有成能大于问：设s 是l的子集, 则设s’是s的非空子集，则由（b）可知：support_count(s') support count(s)，别的，confidence(s’)(l-s’)) confidence(s) (l- s))所以，准则的置疑度没有成能大于.设数据库有5个工做.设min_sup =60%, min_conf=80%(a)分别使用Apriori战FP删少算法找出所有一再项集.比较二种掘掘历程的效用.效用比较：Apriori需多次扫描数据库而FP删少建坐FP树只需一次的扫描.正在Apriori算法中爆收候选是下贵的（由于联交），而FP删少没有爆收所有候选.(b)枚举所有与底下的元准则匹配的强闭联准则（给出支援度S战置疑度C）,其中，X是代表主瞅的变量，item i是表示项的变量（如：“A”、“B”等）：问： k,oe [0.6,1]e,ok [0.6,1].数据库有4个工做，设min_sup =60%, min_conf=80%（a）正在item_category粒度（比圆，item i不妨是“Milk”），对付于底下的准则模板对付最大的k,列出一再k项集包罗最大的k的一再k项集的所有强闭联准则（包罗它们的支援度S战置疑度c）.(b)正在粒度（比圆：item i不妨是“Sunset-Milk”）对付于底下的准则模板对付最大的k，列出一再k项集（但是没有输出所有准则）.6.14底下的相依表汇总了超等商场的工做数据.其中，hot dogs表示包罗热狗的工做，hot dogs表示没有包罗热狗的工做，hamburgers表示包罗汉堡包的工做，hamburgers表示没有包罗汉堡包的工做，（a）假定掘掘出了闭联准则 .给定最小支援度阀值25%，最小置疑度阀值50%，该闭联准则是强准则吗？问：根据准则， support = 2000/5000 = 40%， confidence = 2000/3000 = 66.7%.该闭联准则是强准则.（b）根据给定的数据，购 hot dogs独力于购humburgers吗？如果没有是，二者之间存留何种相闭通联.问：corr{hotdog;hamburger}= P({hot dog, hamburger})/(P({hot dog}) P({hamburger})=0.4/(0.5 ×0.6) =1.33 > 1. 所以，购 hot dogs没有是独力于购humburgers.二者存留正相闭闭系简述计划树分类的主要步调.给定一个具备50个属性（每个属性包罗100个分歧值）的5GB的数据集，而您的台式机有512M内存.简述对付那种庞大数据集构制计划树的一种灵验算法.通过大略天估计机主存的使用道明您的问案是精确的.那个问题咱们将使用雨林算法.假设有C类标签.最需要的内存将是avc-set为根的树.估计avc-set的根节面，咱们扫描一次数据库，建坐avc-list 每50个属性.每一个avc-list的尺寸是100×C，avc-set的总大小是100×C×50，对付于合理的C将很简单符合512 MB内存，估计其余avc-sets 也是使用类似的要领，但是他们将较小，果为很少属性可用.正在并止估计时，咱们不妨通过估计avc-set节面去缩小共一火仄上的扫描次数，使用那种每节面小avc-sets的要领，咱们或者许不妨符合内存的火仄.下表由雇员数据库的锻炼数据组成.数据已泛化.比圆：age “31...35”表示年龄正在31-35之间.对付于给定的止，count表示department,status,age战salary正在该止具备给定值的元组数.设status 是类标号属性.（a）怎么样建改基础计划树算法，以便思量每个广义数据元组（即每一止）的count?(b)使用建改的算法，构制给定数据的计划树.(c)给定一个数据元组，它正在属性department,age战salary的值分别为“systems”,“26..30”,战“46K..50K”.该元组status的朴素贝叶斯分类是什么？支援背量机（SVM）是一种具备下准确率的分类要领.然而，正在使用庞大数据元组集举止锻炼时，SVM的处理速度很缓.计划怎么样克服那一艰易，并为庞大数据集灵验的SVM算法.。

1.4 数据仓库和数据库有何不同？有哪些相似之处？答：区别：数据仓库是面向主题的，集成的，不易更改且随时间变化的数据集合，用来支持管理人员的决策，数据库由一组内部相关的数据和一组管理和存取数据的软件程序组成，是面向操作型的数据库，是组成数据仓库的源数据。

它用表组织数据，采用ER数据模型。

相似：它们都为数据挖掘提供了源数据，都是数据的组合。

1.3 定义下列数据挖掘功能：特征化、区分、关联和相关分析、预测聚类和演变分析。

使用你熟悉的现实生活的数据库，给出每种数据挖掘功能的例子。

答：特征化是一个目标类数据的一般特性或特性的汇总。

例如，学生的特征可被提出，形成所有大学的计算机科学专业一年级学生的轮廓，这些特征包括作为一种高的年级平均成绩(GPA：Grade point aversge)的信息，还有所修的课程的最大数量。

区分是将目标类数据对象的一般特性与一个或多个对比类对象的一般特性进行比较。

例如，具有高GPA 的学生的一般特性可被用来与具有低GPA 的一般特性比较。

最终的描述可能是学生的一个一般可比较的轮廓，就像具有高GPA 的学生的75%是四年级计算机科学专业的学生，而具有低GPA 的学生的65%不是。

关联是指发现关联规则，这些规则表示一起频繁发生在给定数据集的特征值的条件。

例如，一个数据挖掘系统可能发现的关联规则为：major(X, “computing science”) ⇒ owns(X, “personal computer”)[support=12%, confidence=98%] 其中，X 是一个表示学生的变量。

这个规则指出正在学习的学生，12%（支持度）主修计算机科学并且拥有一台个人计算机。

这个组一个学生拥有一台个人电脑的概率是98%（置信度，或确定度）。

分类与预测不同，因为前者的作用是构造一系列能描述和区分数据类型或概念的模型（或功能），而后者是建立一个模型去预测缺失的或无效的、并且通常是数字的数据值。