Tiểu luận Công nghệ tri thức và ứng dụng ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN TÌM LUẬT KẾT HỢP PHÂN TÍCH CƠ SỞ DỮ LIỆU BÁN HÀNG

Công nghệ tri thức và ứng dụng GVHD: GS.TSKH.HOÀNG KIẾM ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÀI TIỂU LUẬN MÔN CÔNG NGHỆ TRI THỨC VÀ ỨNG DỤNG ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN TÌM LUẬT KẾT HỢP PHÂN TÍCH CƠ SỞ DỮ LIỆU BÁN HÀNG GVHD: GS. TSKH. HOÀNG KIẾM HVTH: TRẦN KHÁNH AN MSHV: CH1301076 TP HCM, tháng 10 năm 2014 MỤC LỤC HVTH:Trần Khánh An -CH1301076 1 Công nghệ tri thức và ứng dụng GVHD: GS.TSKH.HOÀNG KIẾM HVTH:Trần Khánh An -CH1301076 2 Công nghệ tri thức và ứng dụng GVHD: GS.TSKH.HOÀNG KIẾM MỞ ĐẦU Trong xã hội hiện đại hôm nay, có vô số thông tin và tri thức được sáng tạo và phát triển hằng ngày. Việc khai phá các dữ liệu để phục vụ cho mục đích nghiên cứu, kinh doanh đang càng ngày được xem trọng. Một trong những yếu tố thành công trong hoạt động kinh doanh ngày nay là biết sử dụng, khai thác thông tin một cách hiệu quả. Điều đó có nghĩa là từ các dữ liệu có sẵn phải tìm ra những thông tin tìm ẩn chưa được phát hiện, khai thác. Thực hiện công việc đó chính là quá trình phát hiện tri thức trong cơ sở dữ liệu mà trong đó kỹ thuật cho phép ta lấy được các tri thức là nhờ vào kỹ thuật khai phá dữ liệu. Mặt khác, trong môi trường cạnh tranh, người ta ngày càng cần có nhiều thông tin với tốc độ nhanh để trợ giúp việc ra quyết định và ngày càng có nhiều câu hỏi mang tính chất định tính cần phải trả lời dựa trên một khối lượng dữ liệu khổng lồ đã có. Từ thực tế đó đã làm phát triển một khuynh hướng kỹ thuật mới đó là kỹ thuật phát hiện tri thức và khai phá dữ liệu. Mục tiêu chính của khai phá dữ liệu là lấy được những thông tin hữu ích từ lượng dữ liệu khổng lồ. Trong bài tiểu luận em tập trung nghiên cứu thuật toán khai phái luật kết hợp và xây dựng một chương trình phân tích cơ sở dữ liệu bán hàng nhằm phát hiện hành vi mua sắm của khách hàng. Từ đó có thể nhận thấy tầm quan trọng trong việc tìm ra luật kết hợp đến việc tăng doanh thu cho cơ sở kinh doanh. Em xin chân thành cảm ơn GS.TSKH Hoàng Văn Kiếm đã truyền đạt kiến thức chuyên đề môn Công nghệ tri thức & ứng dụng qua đó giúp em có đầy đủ kiến thức để hoàn thành chuyên đề này. HVTH:Trần Khánh An -CH1301076 3 Công nghệ tri thức và ứng dụng GVHD: GS.TSKH.HOÀNG KIẾM CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHAI PHÁ DỮ LIỆU 1.1. Đặt vấn đề Trong kỷ nguyên Internet, Intranets, Warehouses, đã mở ra nhiều cơ hội cho những nhà doanh nghiệp trong việc thu thập và xử lý thông tin. Hơn nữa, các công nghệ lưu trữ và phục hồi dữ liệu phát triển một cách nhanh chóng vì thế cơ sở dữ liệu ở các cơ quan, doanh nghiệp, đơn vị ngày càng nhiều thông tin tiềm ẩn phong phú và đa dạng. Cơ sở dữ liệu trong các doanh nghiệp thì dữ liệu giao dịch đóng một vai trò rất quan trọng cho việc hoạch định kế hoạch kinh doanh trên thương trường vào những năm tiếp theo. Hiện tại, việc sử dụng các dữ liệu này tuy đã đạt được một số kết quả nhất định song vẫn còn một số vấn đề tồn đọng như:  Dựa hoàn toàn vào dữ liệu, không sử dụng tri thức có sẳn về lĩnh vực, kết quả phân tích khó có thể làm rõ được.  Phải có sự hướng dẫn của người dùng để xác định phân tích dữ liệu như thế nào và ở đâu. Trong điều kiện và yêu cầu của thương trường, đòi hỏi phải có những phương pháp nhanh, phù hợp, tự động, chính xác và có hiệu quả để lấy được thông tin có giá trị. Các tri thức chiết xuất được từ cơ sở dữ liệu trên sẽ là một nguồn tài liệu hỗ trợ cho lãnh đạo trong việc lên kế hoạch hoạt động hoặc trong việc ra quyết định sản xuất kinh doanh. Vì vậy, tính ứng dụng của khai thác luật kết hợp từ cơ sở dữ liệu giao dịch là một vấn đề đang được quan tâm đặc biệt trong bài viết này. Mục đích của việc nghiên cứu là xây dựng một giải pháp hiệu quả tính ứng dụng luật kết hợp trong việc ra quyết định của cơ quan doanh nghiệp dựa trên cơ sở dữ liệu giao dịch. 1.2. Khai phá dữ liệu Khai phá dữ liệu là một khái niệm ra đời vào những năm cuối của thập kỹ 1980. Nó là quá trình khám phá thông tin ẩn được tìm thấy trong các cơ sở dữ liệu và có thể xem như là một bước trong quá trình khám phá tri thức. Data Mining là giai đoạn quan trọng nhất trong tiến trình khai phá tri thức từ cơ sở dữ liệu, các tri thức này hỗ trợ trong việc ra quyết định trong khoa học và kinh doanh. Những thông tin có giá trị tiềm ẩn trong kho cơ sở dữ liệu sẽ được chiết xuất ra và sử dụng một cách hữu ích nhờ khai phá dữ liệu. Chức năng khai phá dữ liệu gồm có gộp nhóm phân loại, dự báo, dự đoán và phân tích các liên kết. Năm 1989 Fayyad, Smyth và Piatestsky-Shapiro đã dùng khái niệm Phát hiện tri thức từ cơ sở dữ liệu (Knowledge Discovery in Database-KDD). Trong đó, khai phá dữ liệu là một giai đoạn rất đặc biệt trong toàn bộ quá trình, nó sử dụng các kỹ thuật để tìm ra các mẫu từ dữ liệu. HVTH:Trần Khánh An -CH1301076 4 Công nghệ tri thức và ứng dụng GVHD: GS.TSKH.HOÀNG KIẾM 1.3. Quy trình phát hiện tri thức trong CSDL Một trong những yếu tố thành công trong hoạt động kinh doanh ngày nay là biết sử dụng, khai thác thông tin một cách hiệu quả. Điều đó có nghĩa là từ các dữ liệu có sẵn phải tìm ra những thông tin tìm ẩn chưa được phát hiện, khai thác. Thực hiện công việc đó chính là quá trình phát hiện tri thức trong cơ sở dữ liệu mà trong đó kỹ thuật cho phép ta lấy được các tri thức là nhờ vào kỹ thuật khai phá dữ liệu. Khi lưu trữ các dữ liệu khổng lồ thì chúng ta thấy rằng chắc chắn chúng phải chứa những giá trị nhất định nào đó. Tuy nhiên, theo thống kê thì chỉ có một lượng nhỏ của những dữ liệu này (khoảng từ 5% đến 10%) là được phân tích, số còn lại họ không biết sẽ phải làm gì hoặc có thể làm gì với chúng nhưng họ vẫn tiếp tục thu thập rất tốn kém với ý nghĩ lo sợ rằng sẽ có cái gì đó quan trọng đã bị bỏ qua sau này có lúc cần đến nó. Mặt khác, trong môi trường cạnh tranh, người ta ngày càng cần có nhiều thông tin với tốc độ nhanh để trợ giúp việc ra quyết định và ngày càng có nhiều câu hỏi mang tính chất định tính cần phải trả lời dựa trên một khối lượng dữ liệu khổng lồ đã có. Từ thực tế đó đã làm phát triển một khuynh hướng kỹ thuật mới đó là kỹ thuật phát hiện tri thức và khai phá dữ liệu. Mục tiêu chính của khai phá dữ liệu là lấy được những thông tin hữu ích từ lượng dữ liệu khổng lồ. Các bước chính của quá trình khai phá dữ liệu bao gồm:  Gom dữ liệu (Gathering): tập hợp dữ liệu là bước đầu tiên trong quá trình khai phá dữ liệu. Đây là bước được khai thác trong một cơ sở dữ liệu, một kho dữ liệu và thậm chí các dữ liệu từ các nguồn ứng dụng Web.  Trích lọc dữ liệu (Selection): ở giai đoạn này dữ liệu được lựa chọn hoặc phân chia theo một số tiêu chuẩn nào đó, ví dụ chọn tất cả những người có tuổi đời từ hai lăm đến ba lăm và có trình độ đại học.  Làm sạch, tiền xử lý và chuẩn bị trước dữ liệu (Cleansing, Pre-processing and Preparation): giai đoạn thứ ba này là giai đoạn hay bị sao lãng, nhưng thực tế nó là một bước rất quan trọng trong quá trình khai phá dữ liệu. Một số lỗi thường mắc phải trong khi gom dữ liệu là tính không đủ chặt chẽ, logic. Vì vậy, dữ liệu thường chứa các giá trị vô nghĩa và không có khả năng kết nối dữ liệu.Giai đoạn này sẽ tiến hành xử lý những dạng dữ liệu không chặt chẽ nói trên. Những dữ liệu dạngnày được xem như thông tin dư thừa, không có giá trị. Bởi vậy, đây là một quá trình rất quan trọng vì dữ liệu này nếu không được “làm sạch - tiền xử lý - chuẩn bị trước” thì sẽ gây nên những kết quả sai lệch nghiêm trọng.  Chuyển đổi dữ liệu (Transformation): tiếp theo là giai đoạn chuyển đổi dữ liệu, dữ liệu đưa ra có thể sử dụng và điều khiển được bởi việc tổ chức lại nó. Dữ liệu đã được chuyển đổi phù hợp với mục đích khai thác.  Phát hiện và trích mẫu dữ liệu (Pattern Extraction and Discovery): đây là bước mang tính tư duy trong khai phá dữ liệu. Ở giai đoạn này nhiều thuật toán khác nhau đã được sử dụng để trích ra các mẫu từ dữ liệu. Thuật toán thường dùng là nguyên tắc phân loại, nguyên tắc kết hợp hoặc các mô hình dữ liệu tuần tự, v.v… HVTH:Trần Khánh An -CH1301076 5 Công nghệ tri thức và ứng dụng GVHD: GS.TSKH.HOÀNG KIẾM  Đánh giá kết quả mẫu (Evaluation of Result): đây là giai đoạn cuối trong quá trình khai phá dữ liệu. Ở giai đoạn này, các mẫu dữ liệu được chiết xuất ra bởi phần mềm khai phá dữ liệu. Không phải bất cứ mẫu dữ liệu nào cũng đều hữu ích, đôi khi nó còn bị sai lệch. Vì vậy, cần phải ưu tiên những tiêu chuẩn đánh giá để chiết xuất ra các tri thức cần chiết xuất ra. Quá trình này có thể được lặp lại nhiều lần, qua một hay nhiều giai đoạn dựa trên phản hồi từ kết quả của các giai đoạn phía sau. 1.4. Các kỹ thuật khai phá dữ liệu 1.4.1. Các kỹ thuật tiếp cận trong khai phá dữ liệu Căn cứ vào lớp các bài toán cần giải quyết, khai phá dữ liệu có các kỹ thuật áp dụng sau: Phân lớp và dự đoán: xếp một đối tượng vào một trong những lớp đã biết trước. Ví dụ: phân lớp các bệnh nhân dữ liệu trong hồ sơ bệnh án. Hướng tiếp cận này thường sử dụng một số kỹ thuật của học máy như cây quyết định, mạng nơ ron nhân tạo. Luật kết hợp: Mục đích của luật kết hợp là tìm ra sự kết hợp (association) hay tươngquan (correlation) giữa các items. Những luật kết hợp này có dạng X =>Y. Luật kết hợp X =>Y có thể hiểu rằng những người mua các mặt hàng trong tập X cũng thường mua các mặt hàng trong tập Y. (X và Y gọi là itemset). Ví dụ, nếu X = {Apple, Banana} và Y = {Cherry, Durian} và ta có luật kết hợp X =>Y thì chúng ta có thể nói rằng những người mua Apple và Banana thì cũng thường mua Cherry và Durian. Phân tích chuỗi theo thời gian: Tượng tự như khai phá luật kết hợp nhưng có thêm tính thứ tự và tính thời gian. Hướng tiếp cận này được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực tài chính và thị trường chứng khoán vì nó có tính dự báo cáo. Gom nhóm dữ liệu: xếp các đối tượng theo từng nhóm dữ liệu tự nhiên. Mô tả khái niệm: thiên về mô tả, tổng hợp và tóm tắt khái niệm. Ví dụ: tóm tắt văn bản. 1.4.2. Các dạng dữ liệu có thể khai phá Do khai phá dữ liệu được ứng dụng rộng rãi nên nó có thể làm việc với rất nhiều kiểu dữ liệu khác nhau. Sau đây là một số dạng dữ liệu điển hình: CSDL quan hệ, CSDL đa chiều (multidimentional structures, data warehouses), CSDL dạng giao dịch, CSDL quan hệ-hướng đối tượng, dữ liệu không gian và thời gian, Dữ liệu chuỗi thời gian, CSDL đa phương tiện, dữ liệu Text và Web HVTH:Trần Khánh An -CH1301076 6 Công nghệ tri thức và ứng dụng GVHD: GS.TSKH.HOÀNG KIẾM CHƯƠNG 2: LUẬT KẾT HỢP TRONG KHAI PHÁ DỮ LIỆU 2.1. Khai phá luật kết hợp Khai phá luật kết hợp là tìm các mẫu phổ biến, sự kết hợp, sự tương quan, hay các cấu trúc nhân quả giữa các tập đối tượng trong các cơ sở dữ liệu giao tác, cơ sở dữ liệu quan hệ, và những kho thông tin khác. Luật kết hợp là dạng luật khá đơn giản nhưng lại mang khá nhiều ý nghĩa. Thông tin mà dạng luật này đem lại là rất đáng kể và hỗ trợ không nhỏ trong quá trình ra quyết định. Tìm kiếm được các luật kết hợp quý hiếm và mang nhiều thông tin từ cơ sở dữ liệu tác nghiệp là một trong những hướng tiếp cận chính của lĩnh vực khai thác dữ liệu. Luật kết hợp là một biểu thức có dạng: X ⇒Y, trong đó X và Y là tập các trường gọi là item. Ý nghĩa của các luật kết hợp khá dễ nhận thấy: Cho trước một cơ sở dữ liệu có D là tập các giao tác - trong đó mỗi giao tác T ∈ D là tập các item - khi đó X ⇒Y diễn đạt ý nghĩa rằng bất cứ khi nào giao tác T có chứa X thì chắc chắn T có chứa Y. Độ hỗ trợ (Support) và độ tin cây (Confidence) là 2 tham số dùng để đo lường luật kết hợp:  Độ hỗ trợ (Support) của luật kết hợp X =>Y là tần suất của giao dịch chứa tất cả các items trong cả hai tập X và Y. Ví dụ, support của luật X =>Y là 5% có nghĩa là 5% các giao dịch X và Y được mua cùng nhau.  Độ tin cậy (Confidence) của luật kết hợp X =>Y là xác suất xảy ra Y khi đã biết X. Ví dụ độ tin cậy của luật kết hợp {Apple} =>Banana} là 80% có nghĩa là 80% khách hàng mua Apple cũng mua Banana. Như vậy, khai phá luật kết hợp là một phương pháp xử lý thông tin quan trọng và phổ biến, nó nhằm khám phá mối liên hệ giữa các mẫu dữ liệu. Tiếp theo, khoá luận sẽ đề cập đến luật kết hợp. Đây là một hướng nghiên cứu quan trọng trong lĩnh vực khai phá dữ liệu và là nội dung tìm hiểu, nghiên cứu trọng tâm của khoá luận. 2.2.Lý thuyết về luật kết hợp 2.2.1. Khái niệm Cho một tập I = {I1, I2, , Im} các tập m mục, một giao dịch T được định nghĩa như một tập con của các khoản mục trong I (T⊆I). Tương tự như khái niệm tập hợp, các giao dịch không được trùng lặp, nhưng có thể nới rộng tính chất này của tập hợp và trong các thuật toán sau này, người ta đều giả thiết rằng các khoản mục trong một giao dịch và trong tất cả các tập mục khác, có thể coi chúng đã được sắp xếp theo thứ tự từ điển của các mục. Gọi D là CSDL của n giao dịch và mỗi giao dịch được đánh nhãn với một định danh duy nhất. Nói rằng, một giao dịch T ∈ D hỗ trợ một tập X ⊆ I nếu nó chứa tất cả các item của X. HVTH:Trần Khánh An -CH1301076 7 Công nghệ tri thức và ứng dụng GVHD: GS.TSKH.HOÀNG KIẾM Điều này nghĩa là X ⊆ T, trong một số trường hợp người ta dùng ký hiệu T(X) để chỉ tập các giao dịch hỗ trợ cho X. Kí hiệu support(X) (hoặc sup(X), s(X)) là tỷ lệ phần trăm của các giao dịch hỗ trợ X trên tổng các giao dịch trong D, nghĩa là: sup(X) = (2.1) Độ hỗ trợ tối thiểu minsup là một giá trị cho trước bởi người sử dụng. Nếu tập mục X có sup(X) ≥ minsup thì ta nói X là một tập các mục phổ biến. Một tập phổ biến được sử dụng như một tập đáng quan tâm trong các thuật toán, ngược lại, những tập không phải tập phổ biến là những tập không đáng quan tâm. Các phần sau sẽ sử dụng những cụm từ khác như “X có độ hỗ trợ tối thiểu”, hay “X không có độ hỗ trợ tối thiểu” cũng để nói lên rằng X thỏa mãn hay không thỏa mãn support(X) ≥ minsup. →Một khoản mục X được gọi là k-itemset nếu lực lượng của X bằng k, tức là . Một luật kết hợp có dạng R: X => Y, trong đó X, Y là tập các mục, X, Y ⊆ I và X ∩Y = ∅. X được gọi là tiên đề và Y được gọi là hệ quả của luật. Luật X => Y tồn tại một độ tin cậy c . Độ tin cậy c được định nghĩa là khả năng giao dịch T hỗ trợ X thì cũng hỗ trợ Y. Ta có công thức tính độ tin cậy c như sau: conf(X =>Y) = p(Y ⊆ I | X ⊆ I ) = (2.2) Tuy nhiên, không phải bất cứ luật kết hợp nào có mặt trong tập các luật có thể được sinh ra cũng đều có ý nghĩa trên thực tế. Mà các luật đều phải thoả mãn một ngưỡng hỗ trợ và tin cậy cụ thể. Thực vậy, cho một tập các giao dịch D, bài toán phát hiện luật kết hợp là sinh ra tất cả các luật kết hợp mà có độ tin cậy conf lớn hơn độ tin cậy tối thiểu minconf và độ hỗ trợ sup lớn hơn độ hỗ trợ tối thiểu minsup tương ứng do người dùng xác định. Khai phá luật kết hợp được phân thành hai bài toán con: Bài toán 1: Tìm tất cả các tập mục mà có độ hỗ trợ lớn hơn độ hỗ trợ tối thiểu do người dùng xác định. Các tập mục thoả mãn độ hỗ trợ tối thiểu được gọi là các tập mục phổ biến. Bài toán 2: Dùng các tập mục phổ biến để sinh ra các luật mong muốn. Quy trình khai thác luật kết hợp + Bước một:Tìm tất cả các tập phổ biến (theo ngưỡng minsup) + Bước hai: Tạo ra các luật từ các tập phổ biến Đối với mỗi tập phổ biến S, tạo ra tất cả các tập con khác rỗng của S. Đối với mỗi tập con khác rỗng A của S thì luật A => (S - A) là luật kết hợp cần tìm nếu: conf (A => (S - A)) = supp(S) / supp(A) ≥ minconf HVTH:Trần Khánh An -CH1301076 8 { } D TXDT ⊆∈ kX = )sup( )sup( )( )TX( X YX TXp TYp ∪ = ⊆ ⊆∧⊆ Công nghệ tri thức và ứng dụng GVHD: GS.TSKH.HOÀNG KIẾM (2.3) Nếu conf ≥ minconf thì luật được giữ lại (luật này sẽ thoả mãn độ hỗ trợ tối thiểu vì ABCD là phổ biến). 2.2.2. Một số tính chất liên quan đến các hạng mục phổ biến: 2.2.2.1. Với tập mục phổ biến, có 3 tính chất sau: Tính chất 1 (Độ hỗ trợ của tập con): Với A và B là tập các mục, nếu A ⊆ B thì sup(A) ≥ sup(B) Điều này là rõ ràng vì tất cả các giao tác của D hỗ trợ B thì cũng hỗ trợ A. Tính chất 2: Một tập chứa một tập không phổ biến thì cũng là tập không phổ biến. Nếu một mục trong B không có độ hỗ trợ tối thiểu trên D nghĩa là A ⊆ B và sup(A)< minsup thì B sẽ không phải là một tập phổ biến vì support(B) ≤ support(A) < minsup (theo tính chất 1) Tính chất 3: Các tập con của tập phổ biến cũng là tập phổ biến Nếu mục B là mục phổ biến trên D, nghĩa là support(B) ≥ minsup thì mọi tập con A của B là tập phổ biến trên D vì support(A) ≥ support(B) > minsup. 2.2.2.2. Với luật kết hợp, có 4 tính chất sau: Tính chất 1:( Không hợp các luật kết hợp) Nếu có X→Z và Y→Z trong D thì không nhất thiết X∪Y→Z là đúng Xét trường hợp X ∩Z =∅ và các tác vụ trong D hỗ trợ Z nếu và chỉ nếu chúng hỗ trợ mỗi X hoặc Y, khi đó luật X∪Y→Z có độ hỗ trợ 0%. Tương tự : X→Y ∧ X→Z ⇒ X→Y∪Z Tính chất 2:(Không tách luật) Nếu X∪Y→Z thì X→Z và Y→Z chưa chắc xảy ra Ví dụ trường hợp Z có mặt trong một giao tác chỉ khi cả hai X và Y cũng có mặt, tức là sup(X∪Y)= sup(Z), nếu độ hỗ trợ của X và Y đủ lớn hơn sup(X∪Y), tức là sup(X) > sup(X∪Y) và sup(Y) > sup(X∪Y) thì hai luật riêng biệt sẽ không đủ độ tin cậy HVTH:Trần Khánh An -CH1301076 9 )sup( )sup( AB ABCD conf = Công nghệ tri thức và ứng dụng GVHD: GS.TSKH.HOÀNG KIẾM Tuy nhiên đảo lại: X→Y∪Z ⇒ X→Y ∧ X→Z Tính chất 3: (Các luật kết hợp không có tính bắc cầu) Nếu X→Y và Y→Z, chúng ta không thể suy ra X→Z. Ví dụ: giả sử T(X) ⊂ T(Y) ⊂ T(Z), ở đó T(X), T(Y), T(Z) tương ứng là các giao dịch chứa X,Y,Z, và độ tin cậy cực tiểu minconf conf(X→Y) =conf(Y→Z)=minconf thế thì: conf(X→Y) =minconf2 < minconf vì minconf < 1, do đó luật X→Z không đủ độ tin cậy Tính chất 4: Nếu A→(L - A) không thoả mãn độ tin cậy cực tiểu thì luật B →(L -B) cũng không thoả mãn, với các tập mục L,A,B và B ⊆ A ⊂ L Vì supp(B) ≥ sup(A) (theo tính chất 1) và định nghĩa độ tin cậy, chúng ta nhận được: conf(B →(L-B)) = < minconf (2.4) Cũng như vậy: Nếu có (L-C)→ C thì ta cũng có luật (L – D)→D, với D⊆C và D≠∅. Bởi vì D⊆C nên (L - D) ⊇ (L - C), do đó sup(L - D) ≤ sup(L-C) ⇒≥ minconf (2.5) Các tính chất này sẽ được sử dụng trong thuật toán mô tả trong các chương sau. 2.2.3. Một số hướng tiếp cận trong khai phá luật kết hợp Lĩnh vực khai thác luật kết hợp cho đến nay đã được nghiên cứu và phát triển theo nhiều hướng khác nhau. Có những đề xuất nhằm cải tiến tốc độ thuật toán, có những đề xuất nhằm tìm kiếm luật có ý nghĩa hơn… và có một số hướng chính như sau. Luật kết hợp nhị phân là hướng nghiên cứu đầu tiên của luật kết hợp. Hầu hết các nghiên cứu ở thời kỳ đầu về luật kết hợp đều liên quan đến luật kết hợp nhị phân. Trong dạng luật kết hợp này, các mục, thuộc tính, chỉ được quan tâm là có hay không xuất hiện trong giao tác của CSDL chứ không quan tâm về “mức độ” xuất hiện. Ví dụ: Trong hệ thống tính cước điện thoại thì việc gọi 10 cuộc điện thoại và một cuộc được xem là giống nhau. Thuật toán tiêu biểu nhất khai phá dạng luật này là thuật toán Apriori và các biến thể của nó. Đây là dạng luật đơn giản và các luật khác cũng có thể chuyển về dạng luật này nhờ một số phương pháp như rời rạc hoá, mờ hoá, … Luật kết hợp có thuộc tính số và thuộc tính hạng mục: Các thuộc tính của các CSDL thực tế có kiểu rất đa dạng, như số nhị phân, giá trị định tính, định lượng Để phát hiện HVTH:Trần Khánh An -CH1301076 10 )sup( )sup( )sup( )sup( A L B L ≤ )sup( )sup( )sup( )sup( CL L DL L − ≥ − [...]... Công nghệ tri thức và ứng dụng HVTH:Trần Khánh An -CH1301076 GVHD: GS.TSKH.HOÀNG KIẾM 25 Công nghệ tri thức và ứng dụng GVHD: GS.TSKH.HOÀNG KIẾM KẾT LUẬN Qua quá trình thực nghiệm và nghiên cứu lý thuyết, bài tiểu luận đã đạt được một số kết quả như sau:  Tìm hiểu tổng quát những vấn đề về khai phá dữ liệu và khám phá tri thức  Tìm hiểu phương pháp khai phá dữ liệu bằng tập phổ biến & luật kết hợp. . .Công nghệ tri thức và ứng dụng GVHD: GS.TSKH.HOÀNG KIẾM luật kết hợp với các thuộc tính này, các nhà nghiên cứu đã đề xuất một số phương pháp rời rạc hoá nhằm chuyển dạng luật này về dạng nhị phân để có thể áp dụng các thuật toán đã có Luật kết hợp tiếp cận theo hướng tập thô: Tìm kiếm luật kết hợp dựa trên lý thuyết tập thô Luật kết hợp nhiều mức: Cách tiếp cận theo luật này sẽ tìm kiếm thêm... thực hiện viết một chương trình phân tích cơ sở dữ liệu bán hàng để minh hoạ cho việc ứng dụng thuật toán HVTH:Trần Khánh An -CH1301076 20 Công nghệ tri thức và ứng dụng GVHD: GS.TSKH.HOÀNG KIẾM Ngôn ngữ sử dụng để hiện thực chương trình là C# cùng với bộ công cụ Visual Studio của Microsoft Lưu trữ dữ liệu dựa trên công nghệ XML Chương trình cho phép người dùng nhập vào sản phẩm cần quản lý, hóa đơn... -CH1301076 11 Công nghệ tri thức và ứng dụng GVHD: GS.TSKH.HOÀNG KIẾM CHƯƠNG 3: MỘT SỐ THUẬT TOÁN PHÁT HIỆN LUẬT KẾT HỢP 3.1 Thuật toán Apriori 3.1.1 Ý tưởng thuật toán Apriori Apriori là một thuật giải được do Rakesh Agrawal, Tomasz Imielinski, Arun Swami đề xuất lần đầu vào năm 1993 Thuật toán tìm giao dịch t có độ hỗ trợ và độ tin cậy thoả mãn lớn hơn một giá trị ngưỡng nào đó Thuật toán được tỉa... đó B và D là các kết luận của các luật kết hợp có 1- mục ở phần kết luận Thuật toán nhanh hơn mô tả ở trên chỉ kiểm tra một luật này 3.2 Thuật toán FP-growth 3.2.1 Ý tưởng thuật toán Thuật toán kinh điển Apriori tìm tập mục phổ biến thực hiện tốt bởi rút gọn kích thước các tập ứng cử nhờ kỹ thuật tỉa Tuy nhiên, trong tình huống mà số các mẫu nhiều, mẫu dài hoặc độ hỗ trợ cực tiểu thấp, các thuật toán. .. CSDL gốc CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG LUẬT KẾT HỢP - PHÂN TÍCH DỮ LIỆU BÁN HÀNG Như vậy, nhiệm vụ của khai thác dữ liệu là phải tìm được mối liên hệ giữa các mặt hàng trong giao dịch đó Mối quan hệ này có dạng X => Y, đây chính là các tri thức chiết xuất được trong khi khai thác với độ hỗ trợ cho trước (minsupp), độ tin cậy cho trước (minconf) Sau khi tìm hiểu về thuật toán khai phá luật kết hợp, tôi thực hiện... trả về kết cấu trúc kết quả tìm luật kết hợp } Kết quả output của hàm: • • List StrongRules: các luật kết hợp ItemsDictionary FrequentItems: có tổ hợp có ý nghĩa Mã giả: 1 Tìm tất cả các tập phổ biến - Tính tần suất của các tổ hợp 1 sản phẩm HVTH:Trần Khánh An -CH1301076 22 Công nghệ tri thức và ứng dụng GVHD: GS.TSKH.HOÀNG KIẾM - Chọn các tổ hợp lớn có tần suất >= minsup -Lặp tạo các tổ hợp i... thuộc vào phần cứng Bên cạnh những nghiên cứu về các biến thể của luật kết hợp, các nhà nghiên cứu còn chú trọng đề xuất những thuật toán nhằm tăng tốc quá trình tìm kiếm tập phổ biến từ CSDL Ngoài ra, còn có một số hướng nghiên cứu khác về khai thác luật kết hợp như: khai thác luật kết hợp trực tuyến, khai thác luật kết hợp được kết nối trực tuyến đến các kho dữ liệu đa chiều thông qua công nghệ OLAP,... & luật kết hợp  Áp dụng những vấn đề đã tìm hiểu vào xây dựng hệ thống phân tích hành vi mua sắm của khách hàng Đề tài đã đi sâu vào tính ứng dụng, đưa ra cách thức xử lý thi hành các tri thức được chiết xuất một cách hiệu quả Nghiên cứu này đã đưa ra một cách nhìn tổng quan về quy trình khai phá dữ liệu từ các nguồn dữ liệu khác nhau đến việc ứng dụng các tri thức đã chiết xuất vào thực tế cuộc sống... phẩm và thêm vào dữ liệu hoá đơn  “Xóa giao dịch chọn”, “Xoá toàn bộ”: xóa hoá đơn trong database Sau khi đã nhập đầy đủ thông tin cho sản phẩm và hóa đơn, ta tiến hành nhập vào độ tác động ở text box Min Sup và độ tin cậy ở text box Min Confvà nhấn button Tìm luật kết hợp để tìm các luật dựa trên các hóa đơn hiện có 4.2 Thiết kế chương trình Dữ liệu HVTH:Trần Khánh An -CH1301076 21 Công nghệ tri thức . Công nghệ tri thức và ứng dụng GVHD: GS.TSKH.HOÀNG KIẾM ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÀI TIỂU LUẬN MÔN CÔNG NGHỆ TRI THỨC VÀ ỨNG DỤNG ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN. -CH1301076 11 Công nghệ tri thức và ứng dụng GVHD: GS.TSKH.HOÀNG KIẾM CHƯƠNG 3: MỘT SỐ THUẬT TOÁN PHÁT HIỆN LUẬT KẾT HỢP 3.1. Thuật toán Apriori 3.1.1. Ý tưởng thuật toán Apriori Apriori là một thuật. gồm:  Gom dữ liệu (Gathering): tập hợp dữ liệu là bước đầu tiên trong quá trình khai phá dữ liệu. Đây là bước được khai thác trong một cơ sở dữ liệu, một kho dữ liệu và thậm chí các dữ liệu từ