数据挖掘——关联分析
大数据分析师如何进行数据挖掘和关联分析
大数据分析师如何进行数据挖掘和关联分析一. 数据挖掘的概念和流程数据挖掘是通过运用统计分析、机器学习和模式识别等技术，从大量的数据中发现有用的模式、规律和知识。
数据挖掘的过程通常包括数据收集、数据预处理、特征选择、模型构建、模型评估和模型应用等步骤。
1. 数据收集数据挖掘的第一步是收集相关的数据。
数据可以来自各种来源，如数据库、文本文件、传感器、社交媒体等。
大数据分析师需要了解业务需求，确定需要收集的数据类型和来源，并采用合适的方法获取数据。
2. 数据预处理数据预处理是数据挖掘中非常重要的一步，它包括数据清洗、数据集成、数据转换和数据规约。
数据清洗是指去除数据中的噪声和异常值，确保数据的质量和准确性。
数据集成是将多个数据源的数据整合到一起，方便后续分析。
数据转换是对数据进行规范化和变换，以适应挖掘算法的需要。
数据规约是对数据进行简化和压缩，减少数据存储和计算的开销。
3. 特征选择特征选择是从大量的特征中选择出最具有代表性和区分性的特征。
通过特征选择可以减少数据维度，提高模型的训练和预测效率。
大数据分析师需要运用统计方法、信息论和机器学习等技术，对特征进行评估和选择。
4. 模型构建模型构建是数据挖掘的核心步骤，它根据业务需求选择合适的挖掘算法和模型。
常用的挖掘算法包括关联规则挖掘、分类和回归分析、聚类分析和时序分析等。
大数据分析师需要根据业务场景和数据特点选择合适的算法，并对模型进行建立和调优。
5. 模型评估模型评估是对挖掘模型进行性能评估和验证。
通过评估可以判断模型的准确性、稳定性和可信度。
评估方法包括交叉验证、混淆矩阵、ROC曲线等。
大数据分析师需要对模型进行评估，识别潜在的问题和改善的方向。
6. 模型应用模型应用是将挖掘模型应用到实际业务中，为决策提供支持和指导。
大数据分析师需要将挖掘结果进行解释和可视化，以便业务人员理解和接受，并根据反馈信息对模型进行迭代和优化。
二. 关联分析的方法和应用关联分析是一种常见的数据挖掘方法，它用于发现数据中的相关性和依赖关系。
数据挖掘考试题目——关联分析
数据挖掘考试题目——关联分析一、10个选择1.以下属于关联分析的是（）A．CPU性能预测B．购物篮分析C．自动判断鸢尾花类别D．股票趋势建模2.维克托▪迈尔-舍恩伯格在《大数据时代：生活、工作与思维的大变革》一书中，持续强调了一个观点：大数据时代的到来，使我们无法人为地去发现数据中的奥妙，与此同时，我们更应该注重数据中的相关关系，而不是因果关系。
其中，数据之间的相关关系可以通过以下哪个算法直接挖掘（）A．K-means B．Bayes NetworkC．C4.5 D．Apriori3.置信度(confidence)是衡量兴趣度度量（）的指标。
A．简洁性B．确定性C．实用性D．新颖性4.Apriori算法的加速过程依赖于以下哪个策略（）A．抽样B．剪枝C．缓冲D．并行5.以下哪个会降低Apriori算法的挖掘效率（）A．支持度阈值增大B．项数减少C．事务数减少D．减小硬盘读写速率6.Apriori算法使用到以下哪些东东（）A．格结构、有向无环图B．二叉树、哈希树C．格结构、哈希树D．多叉树、有向无环图7.非频繁模式（）A．其置信度小于阈值B．令人不感兴趣C．包含负模式和负相关模式D．对异常数据项敏感8.对频繁项集、频繁闭项集、极大频繁项集的关系描述正确的是（）[注：分别以1、2、3代表之]A．3可以还原出无损的1 B．2可以还原出无损的1C．3与2是完全等价的D．2与1是完全等价的9.Hash tree在Apriori算法中所起的作用是（）A．存储数据B．查找C．加速查找D．剪枝10.以下不属于数据挖掘软件的是（）A．SPSS Modeler B．WekaC．Apache Spark D．Knime二、10个填空1.关联分析中表示关联关系的方法主要有：和。
2.关联规则的评价度量主要有：和。
3.关联规则挖掘的算法主要有：和。
4.购物篮分析中，数据是以的形式呈现。
5.一个项集满足最小支持度，我们称之为。
数据挖掘基本任务
数据挖掘基本任务
数据挖掘基本任务：关联分析、聚类分析、分类、预测、时序模式、偏差分析
1.关联分析，关联规则挖掘由Rakesh Apwal等人首先提出。
两个或两个以上变量的取值之间存在的规律性称为关联。
数据关联是数据库中存在的一类重要的、可被发现的知识。
关联分为简单关联、时序关联和因果关联。
关联分析的目的是找出数据库中隐藏的关联网。
2.聚类分析，聚类是把数据按照相似性归纳成若干类别，同一类中的数据彼此相似，不同类中的数据相异。
聚类分析可以建立宏观的概念，发现数据的分布模式，以及可能的数据属性之间的相互关系。
3.分类就是找出一个类别的概念描述，它代表了这类数据的整体信息，即该类的内涵描述，并用这种描述来构造模型，一般用规则或决策树模式表示。
分类是利用训练数据集通过一定的算法而求得分类规则。
分类可被用于规则描述和预测。
4.预测是利用历史数据找出变化规律，建立模型，并由此模型对未来数据的种类及特征进行预测。
预测关心的是精度和不确定性，通常用预测方差来度量。
5.时序模式是指通过时间序列搜索出的重复发生概率较高的模式。
与回归一样，它也是用己知的数据预测未来的值，但这些数据的区别是变量所处时间的不同。
6.偏差分析，在偏差中包括很多有用的知识，数据库中的数据存在很多异常情况，发现数据库中数据存在的异常情况是非常重要的。
偏差检验的基本方法就是寻找观察结果与参照之间的差别。
数据挖掘方法——关联规则(自己整理)
小结：Apriori算法可以分为频繁项集的生成和关联规则的生成两 大步骤；FP-Growth算法可以分成FP-Tree的生成，频繁项集的生成和 关联规则的生成3大步骤。
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五、关联规则挖掘的相关算法
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五、关联规则挖掘的相关算法
1.Apriori算法：使用候选项集找频繁项集 Apriori算法是一种最有影响的挖掘布尔关联规则频繁项集的算法。其核心是 基于两阶段频集思想的递推算法。该关联规则在分类上属于单维、单层、布尔关 联规则。在这里，所有支持度大于最小支持度的项集称为频繁项集，简称频集。 该算法的基本思想是：首先找出所有的频集，这些项集出现的频繁性至少和 预定义的最小支持度一样。然后由频集产生强关联规则，这些规则必须满足最小 支持度和最小可信度。然后使用第1步找到的频集产生期望的规则，产生只包含集 合的项的所有规则，其中每一条规则的右部只有一项，这里采用的是中规则的定 义。一旦这些规则被生成，那么只有那些大于用户给定的最小可信度的规则才被 留下来。为了生成所有频集，使用了递推的方法。 Apriori算法可以产生相对较小的候选项目集，扫描数据库的次数由最大频繁 项目集的项目数决定。因此，该算法适合于最大频繁项目集相对较小的数据集中 的关联规则挖掘问题。 Apriori算法的两大缺点:1.可能产生大量的候选集；2.可能需要重复扫描数据库。
关联分析的目的：找出数据库中隐藏的关联网。一般用Support(支 持度)和Confidence(可信度)两个阀值来度量关联规则的相关性，引入 lift(提高度或兴趣度）、相关性等参数，使得所挖掘的规则更符合需求。
数据挖掘与关联分析
数据挖掘与关联分析随着信息技术的发展，人们收集、储存、处理和传输数据的能力不断提高，数据成为世界各个行业的重要资源，也成为影响人们日常生活的重要因素之一。
而数据挖掘与关联分析是用于从大量数据中发现有用信息的技术，在当今信息化社会中越来越受到人们的关注。
数据挖掘是一种自动化的技术，它可以加快数据处理的速度和精度，可以有效地处理大量数据，并从中发现模式、趋势和规律，形成有用的信息。
数据挖掘技术可以对电子商务、医疗、金融、能源、环境等领域中的大量数据进行分析，为决策者提供可靠的信息支持。
数据挖掘的应用包括欺诈检测、客户关系管理、风险评估、产品定价、广告推荐等方面。
数据挖掘主要涉及四个方面的技术：聚类、分类、关联规则分析和异常检测。
其中，关联规则分析是数据挖掘中最常用的技术之一。
关联规则分析是一种用于发现项目之间关系的技术，比如一个超市经常出现的经典的购物篮分析问题，就是要找出那些商品通常会一起被购买。
如果发现了两个或多个项之间高度相关的关系，就可以通过这种关系来预测或识别客户的需求和购买行为。
通过关联规则分析，可以发现多种规律，例如超市产品排列的合理性、产品组合的适宜性、广告展示的优化等。
在这方面，数据挖掘技术有着显著的优势。
除了关联规则分析，还有一种经典的技术称为Apriori算法，它可以用于在大型数据集中查找频繁项集和关联规则，使得数据挖掘能够处理大规模数据集。
Apriori算法的原理是基于逐步迭代的基础上，从一个项集开始，对项集进行扩展，直到不再存在更多可以扩展的项集为止。
在实际应用中，数据挖掘和关联分析可以为公司、组织或政府提供战略性的信息和决策支持。
例如在银行业，数据挖掘技术可以用于检测欺诈行为、优化风险管理、提高客户忠诚度等。
在政府部门，数据挖掘技术可以帮助政府部门提高效率和业务水平，并且加强对公民服务的监督和管理。
在电子商务领域，数据挖掘技术可以帮助电商平台提高用户体验和收益，提升平台的竞争力。
数据挖掘中的关联规则分析
数据挖掘中的关联规则分析数据挖掘是一种可用于科学、企业和社会等各个领域的分析工具，它可以帮助人们从大量数据中发现隐藏的模式和关联，进而提供预测和决策支持。
在数据挖掘中，关联规则分析是一种基本的技术手段，它可以帮助人们从数据中发现物品之间的相关性，进而为商业决策和市场营销提供支持。
本文将深入探讨数据挖掘中的关联规则分析技术，并介绍其在实际应用中的作用和优势。
一、什么是关联规则分析关联规则分析是一种从数据集合中挖掘出项之间相关性的方法。
在关联规则分析中，项是指数据集合中的元素，如商品、服务、用户等。
关联规则指的是一种表达式，描述了项之间的相互依赖关系。
例如，“购买牛奶->购买面包”，“购买啤酒->购买尿布”都是关联规则。
其中，->表示两个项之间的关系，如购买牛奶导致了购买面包。
在关联规则中，支持度和置信度是两个基本概念。
支持度指的是特定规则出现的频率，而置信度则指的是规则中推断项的可靠程度。
通过设定规则的支持度和置信度，可以将数据集合中的项划分为不同的组别，进而提供商业决策和市场营销的支持。
二、关联规则分析的应用场景关联规则分析可以用于各种领域，如商业、制造业、医疗保健、政府和社会等。
在商业领域中，关联规则分析被广泛应用于市场营销和推荐系统。
例如，在一个日用品店中，通过关联规则分析，店主可以了解到哪些商品之间存在关联性，进而安排这些商品的展示位置，以吸引消费者的注意力。
同时，店主也可以根据这些关联规则来制定折扣和促销活动，吸引更多的消费者。
在制造业中，关联规则分析可以帮助生产制造者更好地理解其生产线中物资之间的依赖关系，进而提高生产效率。
例如，在汽车制造工厂中，通过关联规则分析，制造者可以发现哪些零部件之间存在相关性，并根据这些相关性来规划零部件的库存和生产数量，以提高整个工厂的生产效率。
在医疗保健领域，关联规则分析可以用于疾病和药物的推荐。
例如，在一家医院中，通过关联规则分析，医生可以了解到哪些疾病之间存在相关性，进而推荐更有效的药物治疗方案，提高患者的治疗效果。
数据挖掘技术（三）——关联分析
数据挖掘技术（三）——关联分析3、关联分析3.1、基本概念（1）通常认为项在事物中出现⽐不出现更重要，因此项是⾮对称⼆元变量。
（2）关联规则是形如X->Y的蕴涵表达式，其中X和Y是不相交的项集，即X交Y=空。
（3）由关联规则作出的推论并不必然蕴涵因果关系。
它只表⽰规则前件和后件中的项明显地同时出现。
（4）通常，频繁项集的产⽣所需的计算开销远⼤于规则产⽣所需的计算开销。
（5）任何具有反单调性的度量都能够结合到数据挖掘算法中，对候选项集的指数搜索空间有效地进⾏剪枝。
3.2、Apriori算法：算法主要利⽤了如下性质：如果⼀个项集是频繁的，则它的所有⼦集⼀定也是频繁的（这个性质也称⽀持度度量的反单调性）。
也就是说如果当前的项集不是频繁的，那么它的超集也不在是频繁的。
（该算法的计算复杂度依赖于数据中的项数和事物的平均长度等性质）算法步骤：（1）算法初始通过单遍扫描数据集，确定每个项的⽀持度。
⼀旦完成这⼀步，就得到所有频繁1项集的集合F1；（2）接下来，该算法使⽤上⼀次迭代发现的频繁(k-1)项集，产⽣新的候选k项集；（3）为了对候选项的⽀持度计数，算法需要再次扫描⼀遍数据库，使⽤⼦集函数确定包含在每⼀个事物t中的C k中的所有候选k项集；（4）计算候选项的⽀持度计数后，算法将删除⽀持度计数⼩于minsup的所有候选项集；（5）当没有新的频繁项集产⽣时，算法结束。
Apriori算法第⼀它是逐层算法，第⼆它使⽤产⽣—测试策略来发现频繁项集。
注意：在由k-1项集产⽣k项集的过程中有以下⼏点注意：（1）新产⽣的k项集先要确定它的所有的k-1项真⼦集都是频繁的（其实如果k个⼦集中的m个⽤来产⽣候选项集，则在候选项集剪枝时只需检查剩下的k-m个⼦集），如果有⼀个不是频繁的，那么它可以从当前的候选项集中去掉。
（2）候选项集的产⽣⽅法：A)蛮⼒法：从2项集开始以后所有的项集都从1项集完全拼出来。
如：3项集有3个⼀项集拼出（要列出所有的3个⼀项集拼出的可能）。
数据挖掘之关联分析
数据挖掘能做什么
相关性分组或关联规则 （Affinity grouping or association rules） 决定哪些事情将一起发生。 例子： 超市中客户在购买A的同时，经常会购买B，即A => B(关联规则) 客户在购买A后，隔一段时间，会购买B （序列分析）
聚类是对记录分组，把相似的记录在一个聚集里。聚类和分类的区别是聚集不依赖于预先定义好的类，不需要训练集。
关联规则的实现原理: 从所有的用户购物数据中（如果数据量过大，可以选取一定的时间区间，如一年、一个季度等），寻找当用户购买了A商品的基础上，又购买了B商品的人数所占的比例，当这个比例达到了预设的一个目标水平的时候，我们就认为这两个商品是存在一定关联的，所以当用户购买了A商品但还未购买B商品时，我们就可以向该类用户推荐B商品。
聚类（Clustering）
一些特定症状的聚集可能预示了一个特定的疾病 租VCD类型不相似的客户聚集，可能暗示成员属于不同的亚文化群
例子：
数据挖掘能做什么
STEP1
STEP2
我们会发现很多网站都具备了内容推荐的功能，这类功能无疑在帮助用户发现需求，促进商品购买和服务应用方面起到了显著性的效果。
01
03
02
关联推荐在实现方式上也可以分为两种：
数据关联
关联推荐在实现方式上也可以分为两种：
01
02
03
04
关联规则
以产品分析为基础的关联推荐
以用户分析为基础的关联推荐
基于用户分析的推荐是通过分析用户的历史行为数据，可能会发现购买了《Web Analytics》的很多用户也买了《The Elements of User Experience》这本书，那么就可以基于这个发现进行推荐。
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结果：
尿丌湿销量增长18% 啤酒销量30%
目录
1 2 关联分析是什么 原理与基础概念 关联分析的应用 案例分析
3
4
关联分析是什 么
关联分析是什么
兲联分析是数据挖掘领域常用的一类算法，主要用于収现 隐藏在大型数据集中有意义的联系，所収现的模式通常用 关联规则或频繁项集的形式表示。能够帮助企业做很多很 有用的产品组合推荐、优惠促销组合，同时也能指导货架
原理与基础概念
TID 1 Items Bread,Milk
2
3 4 5
Bread,Diaper,Beer,Eggs
Milk,Diaper,Beer,Coke Bread,Milk.Diaper,Beer Bread,Milk,Diaper,Coke
原理与基础概念
就啤酒、尿丌湿案例而言，首先必须要设定最小支持度不最小可信
度两个阈值，在此假设最小支持度min-support=5%且最小可信度 min-confidence=65%。用公式可以描述为：
Support{Diaper，Beer}≥5%and Confidence{Diaper，Beer}≥65%
其中，Support{Diaper，Beer}≥5%于此应用范例中的意义为：在 所有的交易记录资料中，至少有5%的交易呈现尿布不啤酒这两项商品 被同时购买的交易行为。Confidence{Diaper，Beer}≥65%于此应用范
摆放是否合理，还能够找到更多的潜在客户，真正的把数
据挖掘落到实处。
关联分析是什么
简单的说，就是収现大量数据中项集乊间有趣的兲联。在交 易数据、兲系数据或其他信息载体中，查找存在于项目集合 或对象集合乊间的频繁模式、兲联、相兲性或因果结构。
原理与基础概 念
原理与基础概念
关联规则
− 兲联规则是形如X->Y的蕴含表达式，X和Y是丌相交的项集 − 例子：{Mike，Diaper}->{Beer} 主要步骤： 大多数兲联规则挖掘算法通常采用的一种策略是将兲联规则挖 掘任务分解为如下两个主要的子任务： − 频繁项集产生（Frequent Itemset Generation） 其目标是収现满足最小支持度阈值的所有项集，这些项集称 作频繁项集。 − 规则的产生（Rule Generation） 其目标是从上一步収现的频繁项集中提叏高置信度的规则， 这些规则称作强规则
引言
奇怪的现象：啤酒和尿不湿
沃尔玛曾在对卖场销售数据迚行分析时収现一 个很奇怪的现象：尿丌湿和啤酒的销售额增幅
极其相近。
这两个完全没有兲系的产品的销售变化情 况怎么会如此一致?
引言
•通过分析収现：很多年轻的父亲被妻子打収出来给孩子买尿丌
湿，他们都有喝啤酒的习惯。每次都会顺带着买些啤酒回家。
沃尔玛超市：婴儿的尿丌湿和啤酒陈列在一起销售？
促销礼包或优惠组合套装
通过兲联规则，推出相应的促销礼包或优惠组合套装，快速帮助提高销
售额。如：飘柔洗収水+玉兰油沐浴露、海飞丝洗収水+舒肤佳沐浴露 等促销礼包；天猫双十一组合套餐
关联分析的应用
零售超市或商场，产品合理摆放
零售超市或商场，可以通过产品兲联程度大小，指导产品合理摆放，方
便顼客最购买更多其所需要的产品。最常见的就是超市里面购买肉和购 买蔬菜水果等货架会摆放得很近，目前就是很多人会同时购买肉不蔬菜。
例中的意义为：在所有包含尿布的交易记录资料中，至少有65%的交易
会同时购买啤酒。
关联分析的应 用
关联分析的应用
客户需求预测：顾客还喜欢什么、还想买啥
最常见的是你在一些电商平台上，如淘宝、亚马逊等，旁边会出现购买
该商品的人，有百分乊多少还会购买如下的产品，快速帮助顼客找到其 共同爱好的产品。
关联分析的应用
案例分析
案例分析
描述超市购物篮内容（所购买的全部商品的集合）的虚构数 据，以及购买的相兲个人数据（通过忠诚卡方案获得）。目 的是寻找购买相似产品幵且可按人口统计学方式（年龄，收 入）刻画其特征的客户群。 软件:SPSS Modeler 14.2
你问我答
淘宝店铺装修分析也可参考该策略。
关联分析的应用
寻找更多潜在的Байду номын сангаас标客户
70人里面，购买A的有60人，购买B的有40人，同时购买A和B的有30 人，说明A有一半的顼客会购买B，反推而言。如果推出类似B的产品 ，除了向产品B的用户推荐（因为新产品不B的功能效果比较类似）乊 外，还可以向A的客户迚行推荐，这样就能最大限度地寻找更多的目标 客户。