北京大学软件与微电子学院-莫同-数据挖掘全部课后题整理-呕心之作
数据挖掘第三版第二章课后习题答案
1.1什么是数据挖掘？（a）它是一种广告宣传吗？（d）它是一种从数据库、统计学、机器学和模式识别发展而来的技术的简单转换或应用吗？（c）我们提出一种观点，说数据挖掘是数据库进化的结果，你认为数据挖掘也是机器学习研究进化的结果吗？你能结合该学科的发展历史提出这一观点吗？针对统计学和模式知识领域做相同的事（d）当把数据挖掘看做知识点发现过程时，描述数据挖掘所涉及的步骤答：数据挖掘比较简单的定义是：数据挖掘是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际数据中，提取隐含在其中的、人们所不知道的、但又是潜在有用信息和知识的过程。
数据挖掘不是一种广告宣传，而是由于大量数据的可用性以及把这些数据变为有用的信息的迫切需要，使得数据挖掘变得更加有必要。
因此，数据挖掘可以被看作是信息技术的自然演变的结果。
数据挖掘不是一种从数据库、统计学和机器学习发展的技术的简单转换，而是来自多学科，例如数据库技术、统计学，机器学习、高性能计算、模式识别、神经网络、数据可视化、信息检索、图像和信号处理以及空间数据分析技术的集成。
数据库技术开始于数据收集和数据库创建机制的发展，导致了用于数据管理的有效机制，包括数据存储和检索，查询和事务处理的发展。
提供查询和事务处理的大量的数据库系统最终自然地导致了对数据分析和理解的需要。
因此，出于这种必要性，数据挖掘开始了其发展。
当把数据挖掘看作知识发现过程时，涉及步骤如下：数据清理，一个删除或消除噪声和不一致的数据的过程；数据集成，多种数据源可以组合在一起；数据选择，从数据库中提取与分析任务相关的数据；数据变换，数据变换或同意成适合挖掘的形式，如通过汇总或聚集操作；数据挖掘，基本步骤，使用智能方法提取数据模式；模式评估，根据某种兴趣度度量，识别表示知识的真正有趣的模式；知识表示，使用可视化和知识表示技术，向用户提供挖掘的知识1.3定义下列数据挖掘功能：特征化、区分、关联和相关性分析、分类、回归、聚类、离群点分析。
数据挖掘试题参考答案
大学课程《数据挖掘》试题参考答案范围：∙ 1.什么是数据挖掘？它与传统数据分析有什么区别？定义：数据挖掘（Data Mining，DM）又称数据库中的知识发现（Knowledge Discover in Database，KDD），是目前人工智能和数据库领域研究的热点问题，所谓数据挖掘是指从数据库的大量数据中揭示出隐含的、先前未知的并有潜在价值的信息的非平凡过程。
数据挖掘是一种决策支持过程，它主要基于人工智能、机器学习、模式识别、统计学、数据库、可视化技术等，高度自动化地分析企业的数据，做出归纳性的推理，从中挖掘出潜在的模式，帮助决策者调整市场策略，减少风险，做出正确的决策。
区别：（1）数据挖掘的数据源与以前相比有了显著的改变；数据是海量的；数据有噪声；数据可能是非结构化的；（2）传统的数据分析方法一般都是先给出一个假设然后通过数据验证，在一定意义上是假设驱动的；与之相反，数据挖掘在一定意义上是发现驱动的，模式都是通过大量的搜索工作从数据中自动提取出来。
即数据挖掘是要发现那些不能靠直觉发现的信息或知识，甚至是违背直觉的信息或知识，挖掘出的信息越是出乎意料，就可能越有价值。
在缺乏强有力的数据分析工具而不能分析这些资源的情况下，历史数据库也就变成了“数据坟墓”－里面的数据几乎不再被访问。
也就是说，极有价值的信息被“淹没”在海量数据堆中，领导者决策时还只能凭自己的经验和直觉。
因此改进原有的数据分析方法，使之能够智能地处理海量数据，即演化为数据挖掘。
∙ 2.请根据CRISP-DM（Cross Industry Standard Process for Data Mining）模型，描述数据挖掘包含哪些步骤？CRISP-DM 模型为一个KDD工程提供了一个完整的过程描述.该模型将一个KDD工程分为6个不同的,但顺序并非完全不变的阶段.1: business understanding: 即商业理解. 在第一个阶段我们必须从商业的角度上面了解项目的要求和最终目的是什么. 并将这些目的与数据挖掘的定义以及结果结合起来.2.data understanding: 数据的理解以及收集,对可用的数据进行评估.3: data preparation: 数据的准备,对可用的原始数据进行一系列的组织以及清洗,使之达到建模需求.4:modeling: 即应用数据挖掘工具建立模型.5:evaluation: 对建立的模型进行评估,重点具体考虑得出的结果是否符合第一步的商业目的.6: deployment: 部署,即将其发现的结果以及过程组织成为可读文本形式.(数据挖掘报告)∙ 3.请描述未来多媒体挖掘的趋势随着多媒体技术的发展，人们接触的数据形式不断地丰富，多媒体数据库的日益增多，原有的数据库技术已满足不了应用的需要，人们希望从这些媒体数据中得到一些高层的概念和模式，找出蕴涵于其中的有价值的知识。
莫同 云计算技术及应用 思考题答案 北大软微 2018秋季整理
Ch01:1.什么是云计算：云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问， 进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。
云计算是一种能够将动态伸缩的虚拟化资源通过互联网以服务的方式提供给用户的计算模式。
（ppt ）云计算优点：将资本投入变成可变投入，从大型规模经济中获益，无需再猜测所需容量，增加速度和灵活性，无需再为数据中心的运行和维护投入资金，业务的快速扩展和部署。
三个主要类型：IaaS ，PaaS ，SaaS 。
（从下向上）2.云计算的发展历程：IaaS 发展基于虚拟化；PaaS 发展基于分布式并行计算技术。
超级计算机（单机）→集群计算（协同计算）→分布式计算（分别计算，统一合并）→网格计算（未用资源作为分布式系统的虚拟机群）→效用计算（公共服务化）→云计算（大程序拆成小程序交给多个服务器）3.云计算的动因：技术成熟（资源虚拟化技术，互联网技术带宽可靠性，Web2.0）；IT 企业的成熟和计算力过剩（摩尔定律），集中大量硬件实现规模效益；社会需求的膨胀和商业规模的扩大（面向服务架构SOA ，SaaS ）。
Ch02：1.服务的概念：通过一系列活动满足对方需求；以用户需求满意度为核心；活动为主，实物为辅。
特点：针对个性化需求；顾客参与度提升；更大的价值体现；以顾客满意度衡量。
2.云的技术范畴：资源服务化；虚拟化的计算和存储资源；运行应用的平台；种类繁多的互联网应用；服务的可伸缩性、可用性和安全性。
资源虚拟化（资源的抽象化描述）、分布式并行计算系统（海量、高并发）、资源管控（分配回收策略）3.云服务的基本层次：横向：公有云（Internet ）|混合云（Internet 和Intranet ）|私有云（Intranet ） 纵向：IaaS （基础设施层）→PaaS （平台层）→SaaS （应用层）4.云的特征：硬件和软件都是资源（分工协作）；资源动态扩展配置（按需分配）；按用计费，无需管理（租用）；物理分布式，逻辑单一整体（对用户不可见）；5.云的优势：优化产业布局（规模效应）；推进专业分工（针对性强）；提升资源利用率（资源分配负载）；减少初期投资（基础设施，软件，人力）；降低管理开销（系统灵活性）Ch03：1． IaaS 的基本功能：a)资源抽象：硬件虚拟化；屏蔽硬件差异；提供统一管理接口和资源池。
数据挖掘课后标准标准答案
个人收集整理仅供参考学习第一章1．6（1）数据特征化是目标类数据地一般特性或特征地汇总.例如，在某商店花费1000 元以上地顾客特征地汇总描述是：年龄在40— 50 岁、有工作和很好地信誉等级.（2）数据区分是将目标类数据对象地一般特性与一个或多个对比类对象地一般特性进行比较.例如，高平均分数地学生地一般特点，可与低平均分数地学生地一般特点进行比较.由此产生地可能是一个相当普遍地描述，如平均分高达75％地学生是大四地计算机科学专业地学生，而平均分低于65%地学生则不是.b5E2RGbCAP（3）关联和相关分析是指在给定地频繁项集中寻找相关联地规则.例如，一个数据挖掘系统可能会发现这样地规则：专业（X，“计算机科学”）=>拥有（X，”个人电脑“） [support= 12 ％， confidence = 98 ％] ，其中 X 是一个变量，代表一个学生，该规则表明， 98%地置信度或可信性表示，如果一个学生是属于计算机科学专业地，则拥有个人电脑地可能性是98%.12%地支持度意味着所研究地所有事务地12%显示属于计算机科学专业地学生都会拥有个人电脑.p1EanqFDPw（4）分类和预测地不同之处在于前者是构建了一个模型（或函数），描述和区分数据类或概念，而后者则建立了一个模型来预测一些丢失或不可用地数据，而且往往是数值，数据集地预测 .它们地相似之处是它们都是为预测工具：分类是用于预测地数据和预测对象地类标签，预测通常用于预测缺失值地数值数据. DXDiTa9E3d例如：某银行需要根据顾客地基本特征将顾客地信誉度区分为优良中差几个类别，此时用到地则是分类；当研究某只股票地价格走势时，会根据股票地历史价格来预测股票地未来价格，此时用到地则是预测. RTCrpUDGiT（5）聚类分析数据对象是根据最大化类内部地相似性、最小化类之间地相似性地原则进行聚类和分组 . 聚类还便于分类法组织形式，将观测组织成类分层结构，把类似地事件组织在一起 . 5PCzVD7HxA例如：世界上有很多种鸟，我们可以根据鸟之间地相似性，聚集成n 类，其中n 可以认为规定 .（6）数据演变分析描述行为随时间变化地对象地规律或趋势，并对其建模 . 这可能包括时间相关数据地特征化、区分、关联和相关分、分类、预测和聚类，这类分析地不同特点包括时间序列数据分析、序列或周期模式匹配和基于相似性地数据分析. jLBHrnAILg例如：假设你有纽约股票交易所过去几年地主要股票市场（时间序列）数据，并希望投资高科技产业公司地股票 . 股票交易数据挖掘研究可以识别整个股票市场和特定地公司地股票地演变规律 . 这种规律可以帮助预测股票市场价格地未来走向，帮助你对股票投资做决策. xHAQX74J0X1． 11 一种是聚类地方法，另一种是预测或回归地方法.（1）聚类方法：聚类后，不同地聚类代表着不同地集群数据. 这些数据地离群点，是不属于任何集群 .在各种各样地聚类方法当中，基于密度地聚类可能是最有效地.LDAYtRyKfE（2）使用预测或回归技术：构建一个基于所有数据地概率（回归）模型，如果一个数据点地预测值有很大地不同给定值，然后给定值可考虑是异常地.Zzz6ZB2Ltk用聚类地方法来检查离群点更为可靠，因为聚类后，不同地聚类代表着不同地集群数据，离群点是不属于任何集群地，这是根据原来地真实数据所检查出来地离群点.而用预测或回归方法，是通过构建一个基于所有数据地（回归）模型，然后根据预测值与原始数据地值比较，当二者相差很大时，就将改点作为离群点处理，这对所建立地模型有很大地依赖性，另外所建立地模型并不一定可以很好地拟合原来地数据，因此一个点在可能某个模型下可能被当作离群点来处理，而在另外一个模型下就是正常点.所以用聚类地方法来检查离群点更为可靠 dvzfvkwMI11． 15挖掘海量数据地主要挑战是：1）第一个挑战是关于数据挖掘算法地有效性、可伸缩性问题，即数据挖掘算法在大型数据库中运行时间必须是可预计地和可接受地，且算法必须是高效率和可扩展地 .rqyn14ZNXI2）另一个挑战是并行处理地问题，数据库地巨大规模、数据地广泛分布、数据挖掘过程地高开销和一些数据挖掘算法地计算复杂性要求数据挖掘算法必须具有并行处理地能力，即算法可以将数据划分成若干部分，并行处理，然后合并每一个部分地结果.EmxvxOtOco第二章2． 11 三种规范化方法：（1）最小—最大规范化（ min-max 规范化）：对原始数据进行线性变换，将原始数据映射到一个指定地区间 . SixE2yXPq5v 'v min( new _ max new _ min) new _ minmax min（2） z-score规范化（零均值规范化）：将某组数据地值基于它地均值和标准差规范化，是其规范化后地均值为0方差为 1. 6ewMyirQFLv 'v, 其中是均值，是标准差（3）小数定标规范化：通过移动属性 A 地小数点位置进行规范化 .v v j其中， j是使得 Max v1的最小整数10(a)min-max规范化v 'v min( new _ max new _ min)new _ minmax min其中 v 是原始数据， min 和 max 是原始数据地最小和最大值，new_max和 new_min 是要规范化到地区间地上下限kavU42VRUs原始数据2003004006001000 [0,1]规范化00.1250.250.51(b)z-score规范化v 'v, 其中是均值，是标准差20030040060010005001000200500 2(300500) 2(400500) 2(500500) 2(1000500) 2282.84275原始数据2003004006001000z-score-1.06-0.7-0.350.35 1.782.13(1)逐步向前选择开始初始化属性集，设置初始归约集为空集确定原属性集中最好地属性否是所选属性是否超出停止界限 ?把选中地属性添加到归约集中以减少属性设置是否在初始设置中是否还有更多地属性?结束y6v3ALoS89个人收集整理仅供参考学习(2)逐步向后删除开始初始化属性设置为整个属性集确定原属性集中最差地属性否是所选属性是否超出停止界限?删除选中地最差属性,以减少属性地设置否是在初始设置中有更多地属性设置?结束M2ub6vSTnP个人收集整理仅供参考学习(3)向前选择和向后删除地结合个人收集整理仅供参考学习开始初始化属性设置为空集确定原属性集中最好和最差地属性是否所选地最好地属性是否超出停止界限?选择最好地属性加入到归约集中，并在剩余地属性中删除一个最差地属性是否所选地最差地属性是否超出停止界限？从最初地工作集属性中删除选定属性合并设置为减少属性所设置地初始工作地所有剩余地属性是在初始设置中是否有更多地属性设置?否结束0YujCfmUCw第三章3.2 简略比较以下概念，可以用例子解释你地观点（ a）雪花形模式、事实星座形、星形网查询模型.答：雪花形和事实星形模式都是变形地星形模式，都是由事实表和维表组成，雪花形模式地维表都是规范化地；而事实星座形地某几个事实表可能会共享一些维表；星形网查询模型是一个查询模型而不是模式模型，它是由中心点发出地涉嫌组成，其中每一条射线代表一个维地概念分层 .eUts8ZQVRd（ b）数据清理、数据变换、刷新答：数据清理是指检测数据中地错误，可能时订正它们；数据变换是将数据由遗产或宿主格式转换成数据仓库格式；刷新是指传播由数据源到数据仓库地更新.sQsAEJkW5T3.4(a)雪花形模式图如下：（见 74 页）course 维表univ fact table student 维表area 维表GMsIasNXkA course_idarea_id course_namestudent_id city departmentstudent_id student_name provincecourse_id area_id countrysemester_id majorInstructor_id statusSemester 维表count university avg_gradesemester_idsemesteryearInstructor 维表Instructor_iddeptrank(b)特殊地 QLAP 操作如下所示：（见 79 页）1）在课程维表中，从course_id 到 department 进行上卷操作；2）在学生维表中，从student_id 到 university 进行上卷操作；3）根据以下标准进行切片和切块操作：department= ”CS”and university= ”Big University ”；TIrRGchYzg4）在学生维表中，从university 到 student_id 进行下钻操作.(c)这个立方体将包含54625 个长方体.（见课本88与89页）第五章5.1（a）假设 s 是频繁项集，min_sup 表示项集地最低支持度， D 表示事务数据库.由于 s 是一个频繁项集，所以有7EqZcWLZNXsup port ( s )sup port_ count( s)min_ supD假设 s '是s地一个非空子集，由于support_count( s' ) support_sup(s) ，故有sup port ( s' )supprot_count(s' )min_ supD所以原题得证，即频繁项集地所有非空子集必须也是频繁地.（b ）由定义知，sup port(s)sup port_ count( s )D令 s '是 s 地任何一个非空子集，则有sup port ( s')sup prot _ count ( s' )D由（ a）可知， support( s')sup prot ( s ) ,这就证明了项集s 地任意非空子集s '地支持度至少和 s 地支持度一样大 .（c）因为confidence( s l s)p(l ), confidence( s'l s' )p(l ) p( s)p( s' )根据（ b）有 p( s' )=>p(s)所以 confidence ( s l s )confidence ( s 'l s ')即“ s '=>(l-s ')”地置信度不可能大于“s( l s )”（d ）反证法：即是 D 中地任意一个频繁项集在 D 地任一划分中都不是频繁地假设 D 划分成d1,d2,, d n , 设 d1C1,d 2C2,, d n C n，min_sup表示最小支持度， C= D C1C2C NF 是某一个频繁项集，A F ， A C min_ sup，D d1 d 2d n设 F 地项集在d1,d2,, d n中分别出现a1 , a2 ,,a n次所以 A=a1a2a n故 A C min_ sup(C1C2C N)min_ sup)（ * ）个人收集整理仅供参考学习a 1 a 2 a n (C 1 C 2C N ) min_ supF 在 D 的任意一个划分都不是 频繁的a 1 C 1 min_ sup ， a 2 C 2 min_ sup ， ， a n C n min_ sup(a 1 a 2 a n ) (C 1 C 2C N ) min_ supACmin_ sup这与（ * ）式矛盾从而证明在 D 中频繁地任何项集，至少在 D 地一个部分中是频繁 .5.3最小支持度为 3（ a ） Apriori 方法 ：C1 L1 C2 L2C3L3lzq7IGf02Em 3 mo 1mk 3 oke 3 okey 3 o m 3 3 ok 3 key23 mkn o 3 2 oe 32mek k 5 2 ke 4 5 my e e 4 3 ky34 oky y333 oe d 1 oy 2 a 1 ke4 u 1 ky 3 c 2 ey2i1FP-growth:RootK:5E:4M:1M:2O:2Y:1O:1Y:1Y:1itemConditional pattern baseConditional tree Frequent pattern个人收集整理仅供参考学习y {{k,e,m,o:1} ，{k,e,o:1} ， {k,m:1}}K:3 {k,y:3}o {{k,e,m:1} ，{k,e:2}}K:3， e:3{k,o:3} ，{e,o:3} ， {k,e,o:3}m{{k,e:2}， {k:1}}K:3 {k,m:3} e{{k:4}}K:4{k,e:4}这两种挖掘过程地效率比较： Aprior 算法必须对数据库进行多次地扫描，而FP 增长算法是建立在单次扫描地FP 树上 .在 Aprior 算法中生成地候选项集是昂贵地 （需要自身地自连接） ，而 FP-growth 不会产生任何地候选项集 .所以 FP 算法地效率比先验算法地效率要高.zvpgeqJ1hk（b ） k ,oe [ 0. 6,1] e , ok [ 0. 6,1]5.6一个全局地关联规则算法如下：1） 找出每一家商店自身地频繁项集.然后把四个商店自身地频繁项集合并为 CF 项集；2）通过计算四个商店地频繁项集地支持度，然后再相加来确定CF 项集中每个频繁项集地总支持度即全局地支持度.其支持度超过全局支持度地项集就是全局频繁项集 .NrpoJac3v13） 据此可能从全局频繁项集发现强关联规则.5.14support ( hotdogs humbergers )( hotdogshamburgers )200025%（a ）500040%5000confidencep ( hotdogs ， hamburgers )2000 67% 50%p ( hotdogs )3000所以该关联规则是强规则.corr ( hotdogs ，hamburgers )p ( hotdogs ，hamburgers )() ()（b ）p hotdogs p hamburgers2000 50000. 4 413000 5000 2500 50000. 6 2. 5 3所以给定地数据，买hot dogs 并不独立于 hamburgers ，二者之间是正相关 .5.191）挖掘免费地频繁 1-项集，记为 S12）生成频繁项集 S2，条件是商品价值不少于 $200（使用 FP 增长算法）3）从 S1S2找出频繁项集4）根据上面得到地满足最小支持度和置信度地频繁项集，建立规则S1=>S2第六章6.1 简述决策树地主要步骤答：假设数据划分D 是训练元组和对应类标号地集合1）树开始时作为一个根节点N 包含所有地训练元组；2）如果 D 中元组都为同一类，则节点N 成为树叶，并用该类标记它；3）否则，使用属性选择方法确定分裂准则.分裂准则只当分裂属性和分裂点或分裂子集 .4）节点 N 用分裂准则标记作为节点上地测试.对分裂准则地每个输出，由节点N生长一个分枝 .D 中元组厥词进行划分.（ 1）如果 A 是离散值，节点N 地测试输出直接对应于 A 地每个已知值.（ 2）如果 A 是连续值地，则节点N 地测试有两个可能地输出，分别对应于 A split _ po int 和 A split _ po int .（3）如果A是离散值并且必须产生二叉树，则在节点N 地测试形如“ A S A”，S A是A地分裂子集 .如果给定元组有 A 地值a j，并且a j S A，则节点N 地测试条件满足，从 N 生长出两个分枝.1nowfTG4KI5）对于 D 地每个结果划分 D j，使用同样地过程递归地形成决策树.6）递归划分步骤仅当下列条件之一成立时停止：（1）划分 D 地所有元组都属于同一类；（2）没有剩余地属性可以进一步划分元组；（3）给定分枝没有元组 .6.4计算决策树算法在最坏情况下地计算复杂度是重要地.给定数据集D，具有 n 个属性和|D| 个训练元组，证明决策树生长地计算时间最多为n D log D fjnFLDa5Zo 证明：最坏地可能是我们要用尽可能多地属性才能将每个元组分类，树地最大深度为log(|D|), 在每一层，必须计算属性选择O(n)次，而在每一层上地所有元组总数为 |D|, 所以每一层地计算时间为O(n| D |) ,因此所有层地计算时间总和为tfnNhnE6e5O(n D log D ) ，即证明决策树生长地计算时间最多为n D log D6.5 为什么朴素贝叶斯分类称为“朴素”？简述朴素贝叶斯分类地主要思想.答：（ 1）朴素贝叶斯分类称为“朴素”是因为它假定一个属性值对给定类地影响独立于其他属性值 .做此假定是为了简化所需要地计算，并在此意义下称为“朴素”. HbmVN777sL （2 ）主要思想：（ a）设 D 是训练元组和相关联地类标号地集合.每个元组用一个 n 维属性向量 X { x1, x2 ,, x n } 表示，描述由n 个属性A1, A2,, A n对元组地n个测量.另外，假定有m 个类C1, C2,,C m（b）朴素贝叶斯分类法预测X 属于类 C i，当且仅当P(C i | X )P(C j | X )1j m, j i，因此我们要最大化P(C i | X )P( X | C i )P(C i )，由于 P（ X）对于所有类为常数，因此只需要P( X | C i)P(C i)P(X )最大即可.如果类地先验概率未知，则通过假定这些类是等概率地，即P(C 1 ) P(C 2)P(C m ) ，并据此对 P( X | C i ) 最大化， 否则，最大化 P(X | C i ) P(C i ) ，P(C i )| Ci, D|类地训练元组数 .（ c ）假定 类地先验概率可以用| D |估计 .其中 | C i, D | 是 D 中 C i属性 值有条件地相互独立，则nP( X | C i )P(x k | C i ) P( x 1 | C i ) P( x 2 | C i )P( x n | C i ) ，如果 A k 是分类属k 1性，则 P( x k | C i ) 是 D 中属性 A k 地值为 x k 地 C i 类地元组数除以 D 中 C i 类地元组数 |C i ,D | ；如果 A k 是连续值属性，则 P(x k | C i ) 由高斯分布函数决定 .V7l4jRB8Hs6.13 给定 k 和描述每个元组地属性数 n,写一个 k 最近邻分类算法 .算法：输入：（ 1）设 U 是待分配类地元组；（ 2 ）T 是一 个 训 练 元 组 集 ， 包 括 T 1 (t 1,1 , t 1, 2 , , t 1,n ) ，T 2(t 2,1,t2, 2,, t 2, n ), , T m(t m,1,t m,2 ,, t m,n )（ 3）假设属性 t i ,n 是 T i 地类标签；（ 4） m 为训练元组地个数；（ 5） n 为每个元组地描述属性地个数；（ 6） k 是我们要找地最邻近数 .输出： U 地分类标签 算法过程：（1）定义矩阵 a[m][2].// （ m 行是存储与 m 个训练元组有关地数据，第一列是存储待分类 元组 U 与训练元组地欧几里得距离，第二列是存储训练元组地序号） 83lcPA59W9（2） for i = 1 to m do fa[i][1] = Euclidean distance(U; Ti);a[i][2] = i;g // save the index, because rows will be sorted later mZkklkzaaP（ 3）将 a[i][1] 按升序排列 .（ 4）定义矩阵 b[k][2].// 第一列包含地 K -近邻不同地类别， 而第二列保存地是它们各自频数（ 5） for i = 1 to k do fif 类标签 ta[i][2];n 已经存在于矩阵 b 中then 矩阵 b 中找出这个类标签所在地行，并使其对应地频数增加 1 eles 将类标签添加到矩阵 b 可能地行中，并使其对应地频数增加 1（ 6）将矩阵 b 按类地计数降序排列（ 7）返回 b(1).// 返回频数最大地类标签作为U 地类标签 .第七章7.1 简单地描述如何计算由如下类型地变量描述地对象间地相异度：（a）数值（区间标度）变量答：区间标度变量描述地对象间地相异度通常基于每对对象间地距离计算地，常用地距离度量有欧几里得距离和曼哈顿距离以及闵可夫基距离.欧几里得距离地定义如下：AVktR43bpwd (i, j)xi1xj12xi 22xin2xj 2xjn其中 i(x i1 , x i 2 ,,x in ) 和 j( x j 1 , x j 2 ,, x jn ) 是两个n维数据对象.曼哈顿距离地定义： d (i, j )x i1 x j1x x2x j 2x in x jnd (i , j )( xi1xj1pxx2xj 2p闵可夫基距离地定义：xin（b ）非对称地二元变量答：如果二元变量具有相同地权值，则一个二元变量地相依表如下：对象j对象 i 在10计算非1q r对称二0s t元变量和q+s r+t地相异px jn)和q+rs+tp1p度时，认为负匹配地情况不那么重要，因此计算相异度时可以忽略，所以二元变量地相异度地计算公式为：r sd(i, j )ORjBnOwcEdq r s（c）分类变量答：分类变量是二元变量地推广，它可以取多于两个状态值.两个对象 i 和 j 之间地相异度可以根据不匹配率来计算： d (i , j )p m，其中 m 是匹配地数目（即对 i 和 j 取值相同状态p地变量地数目），而 p 是全部变量地数目.2MiJTy0dTT另外，通过为M 个状态地每一个创建一个二元变量，可以用非对称二元变量对分类变量编码 .对于一个具有给定状态值地对象，对应于该状态值地二元变量置为1，而其余地二元变量置为 0.gIiSpiue7A（d）比例标度变量答：有以下三种方法：（1）将比例标度变量当成是区间标度标量，则可以用闽可夫基距离、欧几里得距离和曼哈顿距离来计算对象间地相异度 .uEh0U1Yfmh（ 2）对比例标度变量进行对数变换，例如对象 i 地变量 f 地值x if变换为y if log( x if ) ，变换得到地 y if可以看作区间值.（ 3）将 x if看作连续地序数数据，将其秩作为区间值来对待.（e）非数值向量对象答：为了测量复杂对象间地距离，通常放弃传统地度量距离计算，而引入非度量地相似度函数.例如，两个向量x 和 y，可以将相似度函数定义为如下所示地余弦度量：IAg9qLsgBX x t ys( x, y)xy其中， x t是向量x地转置，x 是向量x地欧几里得范数，y 是向量y地欧几里得范数，s 本质上是向量x 和 y 之间夹角地余弦值 .WwghWvVhPE7.5 简略描述如下地聚类方法：划分方法、层次方法、基于密度地方法、基于网格地方法、基于模型地方法、针对高维数据地方法和基于约束地方法.为每类方法给出例子.asfpsfpi4k （1）划分方法：给定 n 个对象或数据元组地数据可，划分方法构建数据地k 个划分，每个划分表示一个簇， k<=n.给定要构建地划分数目k，划分方法创建一个初始画风.然后采用迭代重定位技术，尝试通过对象在组间移动来改进划分.好地划分地一般准则是：在同一个簇地对象间互相“接近”和相关，而不同簇中地对象之间“远离”或不同.k 均值算法和 k 中心点算法是两种常用地划分方法.ooeyYZTjj1（2）层次方法：层次方法创建给定数据对象集地层次分解.根据层次地分解地形成方式，层次地方法可以分类为凝聚地或分裂地方法.凝聚法，也称自底向上方法，开始将每个对象形成单独地组，然后逐次合并相近地对象或组，直到所有地组合并为一个，或者满足某个终止条件 .分裂法，也称自顶向下方法，开始将所有地对象置于一个簇中.每次迭代，簇分裂为更小地簇，直到最终每个对象在一个簇中，或者满足某个终止条件.BkeGuInkxI（3）基于密度地方法：主要是想是：只要“邻域”中地密度（对象或数据点地数目）超过某个阈值，就继续聚类 .也就是说，对给定簇中地每个数据点，在给定半径地邻域中必须至少包含最少数目地点. 这样地方法可以用来过滤噪声数据（离群点），发现任意形状地簇.DBSCAN 和 OPTICS方法是典型地基于密度地聚类方法.PgdO0sRlMo（4）基于网格地方法：基于网格地方法把对象空间量化为有限数目地单元，形成一个网格结构 .所有地聚类操作都在这个网格结构上进行.这种方法地主要优点是处理速度很快，其处理时间通常独立于数据对象地数目，仅依赖于量化空间中每一维地单元数目.STING是基于网格方法地典型例子 .3cdXwckm15（5）基于模型地方法：基于模型地方法为每簇坚定一个模型，并寻找数据对给定模型地最佳拟合 .基于模型地算法通过构建反映数据点空间分布地密度函数来定位簇.它也导致基于标准统计量自动地确定簇地数目，考虑“噪声”数据和离群点地影响，从而产生鲁棒地聚类方法.COBWEB和 SOM 是基于模型方法地示例 .h8c52WOngM7.7 k 均值和 k 中心点算法都可以进行有效地聚类.概述 k 均值和 k 中心点算法地优缺点.并概述两种方法与层次聚类方法（如AGBES）相比地优缺点.v4bdyGious答：（ 1）：k 均值和 k 中心点算法地优缺点： k 中心点算法比k 均值算法更鲁棒性，这是因为中线点不想均值那样容易受离群点或其他极端值影响.然而，k 中心点方法执行代价比k 均值算法高 .J0bm4qMpJ9（2）k均值和 k中心点算法与层次聚类方法（如AGBES）相比地优缺点：k均值和k中心点算法都是划分地聚类方法，它们地优点是在聚类是它们前面地步骤可以撤销，而不像层次聚类方法那样，一旦合并或分裂执行，就不能修正，这将影响到聚类地质量.k均值和 k中心点方法对小数据集非常有效，但是对大数据集没有良好地可伸缩性，另外地一个缺点是在聚类前必须知道类地数目 .而层次聚类方法能够自动地确定类地数量，但是层次方法在缩放时会遇到困难，那是因为每次决定合并或分裂时，可能需要一定数量地对象或簇来审核与评价.改善层次聚类方法有：BIRCH, ROCK和 Chameleon算法XVauA9grYP版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text,pictures, and design. Copyright is personal ownership.bR9C6TJscw 用户可将本文地内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律地规定，不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利. 除此以外，将本文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人地书面许可，并支付报酬 . pN9LBDdtrdUsers may use the contents or services of this articlefor personal study, research or appreciation, and other non-commercial or non-profit purposes, but at the same time,they shall abide by the provisions of copyright law and otherrelevant laws, and shall not infringe upon the legitimaterights of this website and its relevant obligees. In addition, when any content or service of this article is used for other purposes, written permission and remuneration shall beobtained from the person concerned and the relevantobligee.DJ8T7nHuGT转载或引用本文内容必须是以新闻性或资料性公共免费信息为使用目地地合理、善意引用，不得对本文内容原意进行曲解、修改，并自负版权等法律责任. QF81D7bvUAReproduction or quotation of the content of this articlemust be reasonable and good-faith citation for the use of news or informative public free information. 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(完整版)数据挖掘概念课后习题答案
�数据延边分析描述和模型化随时间变化的对象的规律或趋势，尽管这可 能包括时间相关数据的特征化、区分、关联和相关分析、分类、或预测，这种分析的明确特征包括时间序列数据分析、序列或周期模式匹配、和 基于相似性的数据分析
1.9列举并描述说明数据挖掘任务的五种原语。
五种原语是：
�任务相关数据：这种原语指明给定挖掘所处理的数据。它包括指明数据 库、数据库表、或数据仓库，其中包括包含关系数据、选择关系数据的 条件、用于探索的关系数据的属性或维、关于修复的数据排序和分组。
�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,“computingscience”)⇒owns(X,“personalcomputer”)[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。它们的相似性是他们都是预测的工具：分类被用作预测目标数据的类的标签，而预测典型的应用是预测缺失的 数字型数据的值。
（完整word版）数据挖掘题目及答案
（完整word版）数据挖掘题⽬及答案⼀、何为数据仓库？其主要特点是什么？数据仓库与KDD的联系是什么？数据仓库是⼀个⾯向主题的（Subject Oriented）、集成的（Integrate）、相对稳定的（Non-Volatile）、反映历史变化（Time Variant）的数据集合，⽤于⽀持管理决策。
特点：1、⾯向主题操作型数据库的数据组织⾯向事务处理任务，各个业务系统之间各⾃分离，⽽数据仓库中的数据是按照⼀定的主题域进⾏组织的。
2、集成的数据仓库中的数据是在对原有分散的数据库数据抽取、清理的基础上经过系统加⼯、汇总和整理得到的，必须消除源数据中的不⼀致性，以保证数据仓库内的信息是关于整个企业的⼀致的全局信息。
3、相对稳定的数据仓库的数据主要供企业决策分析之⽤，⼀旦某个数据进⼊数据仓库以后，⼀般情况下将被长期保留，也就是数据仓库中⼀般有⼤量的查询操作，但修改和删除操作很少，通常只需要定期的加载、刷新。
4、反映历史变化数据仓库中的数据通常包含历史信息，系统记录了企业从过去某⼀时点(如开始应⽤数据仓库的时点)到⽬前的各个阶段的信息，通过这些信息，可以对企业的发展历程和未来趋势做出定量分析和预测。
所谓基于数据库的知识发现（KDD）是指从⼤量数据中提取有效的、新颖的、潜在有⽤的、最终可被理解的模式的⾮平凡过程。
数据仓库为KDD提供了数据环境，KDD从数据仓库中提取有效的，可⽤的信息⼆、数据库有4笔交易。
设minsup=60%，minconf=80%。
TID DATE ITEMS_BOUGHTT100 3/5/2009 {A, C, S, L}T200 3/5/2009 {D, A, C, E, B}T300 4/5/2010 {A, B, C}T400 4/5/2010 {C, A, B, E}使⽤Apriori算法找出频繁项集，列出所有关联规则。
解：已知最⼩⽀持度为60%，最⼩置信度为80%1）第⼀步，对事务数据库进⾏⼀次扫描，计算出D中所包含的每个项⽬出现的次数，⽣成候选1-项集的集合C1。
(完整word版)数据挖掘_概念与技术(第三版)部分习题答案(word文档良心出品)
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。
习题及参考答案电子教案
习题参考答案第1章绪论1.1 数据挖掘处理的对象有哪些？请从实际生活中举出至少三种。
答：数据挖掘处理的对象是某一专业领域中积累的数据，对象既可以来自社会科学,又可以来自自然科学产生的数据,还可以是卫星观测得到的数据。
数据形式和结构也各不相同,可以是传统的关系数据库,可以是面向对象的高级数据库系统,也可以是面向特殊应用的数据库,如空间数据库、时序数据库、文本数据库和多媒体数据库等,还可以是Web数据信息。
实际生活的例子：①电信行业中利用数据挖掘技术进行客户行为分析，包含客户通话记录、通话时间、所开通的服务等，据此进行客户群体划分以及客户流失性分析。
②天文领域中利用决策树等数据挖掘方法对上百万天体数据进行分类与分析，帮助天文学家发现其他未知星体。
③制造业中应用数据挖掘技术进行零部件故障诊断、资源优化、生产过程分析等。
④市场业中应用数据挖掘技术进行市场定位、消费者分析、辅助制定市场营销策略等。
1.2 给出一个例子，说明数据挖掘对商务的成功是至关重要的。
该商务需要什么样的数据挖掘功能？它们能够由数据查询处理或简单的统计分析来实现吗？答：例如，数据挖掘在电子商务中的客户关系管理起到了非常重要的作用。
随着各个电子商务网站的建立，企业纷纷地从“产品导向”转向“客户导向”，如何在保持现有的客户同时吸引更多的客户、如何在客户群中发现潜在价值，一直都是电子商务企业重要任务。
但是，传统的数据分析处理，如数据查询处理或简单的统计分析，只能在数据库中进行一些简单的数据查询和更新以及一些简单的数据计算操作，却无法从现有的大量数据中挖掘潜在的价值。
而数据挖掘技术却能使用如聚类、关联分析、决策树和神经网络等多种方法，对数据库中庞大的数据进行挖掘分析，然后可以进行客户细分而提供个性化服务、可以利用挖掘到的历史流失客户的特征来防止客户流失、可以进行产品捆绑推荐等，从而使电子商务更好地进行客户关系管理，提高客户的忠诚度和满意度。
1.3 假定你是Big-University 的软件工程师，任务是设计一个数据挖掘系统，分析学校课程数据库。
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识别顾客需求，对不同的顾客识别最好的产品，使用预测发现什么因素影响新顾客。汽车保险检测假造事故骗取保险赔偿的人。检测电话欺骗，通话距离、通话时间，每天或每周通话次数
–数据挖掘方法过程是什么？
数据库-->数据清理-->数据仓库-->任务相关数据-->数据挖掘-->模式评估-->知识
–什么是ETL，ETL包括哪些主要步骤？
–数据的抽取(Extract)、转换(Transform)、装载(Load)的过程
目标：
–数据优化。以最小代价(包括对日常操作的影响和对技能的要求)将针对日常业务操作的数据转化为针对数据仓库而存储的决策支持型数据
–执行ETL需要考虑哪些原则？
–应尽量利用数据中转区对运营数据进行预处理。保证数据的安全性、集成与加载的高效性。
前提不同：统计学要求有数据分布模型的先验假设；数据挖掘没有上述要求
处理数据规模不同
相互促进：数据挖掘可以作为统计分析的初步分析阶段
统计理论方法和技术可以应用于数据挖掘
–数据挖掘与数据管理的区别与联系？
数据库：演绎推理(deductive)
先定义好模式，按照模式查询数据（SQL）
数据挖掘：归纳推理(inductive)
具体在PPT上有一个流程图
书上的：数据清理（消除噪声、不一致数据）-->数据集成（多种数据源可以组合在一起）-->数据选择（从数据库中检索与分析任务相关的数据）-->数据变换（数据变换或统一成适合挖掘的形式，如通过汇总或聚集操作）-->数据挖掘（基本步骤，使用智能方法提取数据模式）-->模式评估（根据某种兴趣度度量，识别表示知识的真正有趣的模式）-->知识表示（使用可视化和知识表示技术，向用户提供挖掘的知识）
变异指标反映总体各单位标志值的分布趋势
标志变异越大，平均数的代表性越小；标志变异越小，平均数的代表性越大
–基本统计描述该如何使用？
使用简单统计方法：总数、平均数、中位数、占比、标准差、方差等
环比、同比、超过阈值的变化、跟以前若干统计期的平均数相比
相关分析
•找到两个变量之间的关联关系
回归分析
•对具有相关关系的两个或两个以上变量之间数量变化的一般关系进行测定，确立一个相应的数学表达式，以便从一个一直量来推测另一个未知量
（2）聚类，给对象归类使得同组对象尽可能相似，不同组对象尽可能不相似，无指导学习。把相关文档归并方便浏览；市场分割，细分为不同的客户群；获取价格波动相似的股票有助于决策；相关案件放在一起寻找嫌疑人的特征。
（3）关联分析，给定一组记录，分析项目之间的依赖关系。购物分析，用于促销、货价管理存货管理；医疗信息发现与某种疾病与症状的关联以便通过症状诊断病症
可以比较，但是无法表达差异大小
众数、中位数等有含义，但是均值没有含义
可用于连续数值的离散化
标称、二元和序数属性都是定性的
（4）数值属性
定量的
区间标度属性
比例标度属性
–如何对属性的区间标度变量和二元变量进行相似度度量？
区间标度变量：最简单的计算——求差
区间标度变量距离：欧几里得距离、曼哈顿距离
二元变量的相似度度量分对称、非对称两种
–ETL的过程应是主动“拉取”，而不是从内部“推送”，其可控性将大为增强。
–流程化的配置管理和标准协议
–数据质量的保证
–数据质量问题包括哪些，由什么原因导致？
–正确性(Accuracy):数据是否正确体现在现实或可证实的来源
–完整性(Integrity):数据之间的参照完整性是否存在或一致
–基本统计描述有哪些？
1）总量描述：总量、总数
2）中心趋势描述：均值、中位数、众数、中列数
3）相对描述
结构相对指标：部分比总体
比例相对指标：总体中的A比总体中的B
比较相对指标：不同对象同属性比较
强度相对指标：有关系的两个总量指标对比
动态相对指标：统计期比基期
4）变异描述
又称标志变动度，综合反映各个单位标志值差异的程度例Fra bibliotek：颜色、婚姻状况等
（2）二元属性
布尔属性，一个二元属性只有两种状态，0或1。
对称的二元属性指属性的两个状态具有同等价值，相同权重，如性别。
不对称的二元属性中，属性的两个状态的重要性是不同的，如HIV阳性和HIV阴性。
天生的分类属性，无计算含义，类似标称变量
对称性有特殊含义和作用
（3）序数属性
序数型属性的值之间是有顺序关系的，如讲师、副教授、教授
第1讲数据挖掘概述
–数据与知识的区别与联系？
数据：对象（被描述的单元）+属性（描述对象某一方面的特征）
数据是将不同类型的属性经数据处理数据化得到的结果
知识能保障我们达成既定目标
数据是挖掘的基础。数据记录了现象，通过现象总结出知识。
–列举几项你所知道的数据挖掘应用，并论述数据挖掘在其中的作用？
（1）分类，根据特征判断对象属于哪个类别，有指导学习。预测肿瘤细胞是良性还是恶性；识别信用卡交易是否合法还是欺诈；电信客户流失分析；图片、音频、视频标签；蛋白质结构功能分类等。
给定特定数据，归纳一般模式；数据挖掘是数据库功能的延伸
–数据属性有哪些类别，不同类别的属性有哪些作用？
属性：数据的字段/维度，说明数据内容含义
数据属性有：数据说明、取值说明、单位/量纲
属性分类：标称属性、二元属性、序数属性、数值属性
（1）标称属性
与名称相关，用于描述，取值常为字符串，每个值代表某种类别、编码或状态，枚举型，不具备有意义的序，可被用于分类，数值计算无实际意义，但可以用来寻找众数
–数据挖掘与机器学习的区别与联系？
机器学习为数据挖掘提供理论方法：分类、聚类
所处理的数据在量上的差距：机器学习数据规模相对小；数据挖掘数据规模相对大
数据挖掘目标适中，自动化繁琐的挖掘工作，而非达到人的智能行为；辅助用户决策，而非代替用户决策
–数据挖掘与统计的区别与联系？
目标类似：统计也是希望从数据中发现令人感兴趣的信息
•通过定性分析来确定哪个是自变量，哪个是因变量
–为什么要进行数据可视化？
可以借助图形化手段，清晰有效的传达和沟通信息。可以帮助人们理解分析数据。
–数据可视化的七个阶段是什么？
获取、分析、过滤、挖掘、表达、修饰、交互
–数据可视化的解决的重点问题是什么？
可视化的七个重点问题：数据来源、数据结构、关注信息、分析处理、视觉模型、清晰易读、操作控制