数据挖掘入门
数据挖掘基础
数据挖掘基础一、数据挖掘的概念和基本流程数据挖掘是指从大量数据中提取出有价值的信息和知识的过程，是一种自动化的发现模式和规律的方法。
其基本流程包括：数据预处理、特征选择、建立模型、模型评估和应用。
二、数据预处理1. 数据清洗：去除重复值、缺失值和异常值等。
2. 数据集成：将多个数据源中的数据合并成一个整体。
3. 数据变换：对原始数据进行转换，如归一化、离散化等。
4. 数据规约：对原始数据进行压缩，如抽样等。
三、特征选择特征选择是指从原始特征中选取一部分对分类或回归有用的特征。
其目的是减少维度，提高模型效率和精度。
四、建立模型建立模型是指根据已选取的特征，使用各种算法构建分类或回归模型。
常用算法包括决策树、神经网络、支持向量机等。
五、模型评估模型评估是指通过交叉验证等方法对建立好的模型进行评估，以确定其预测效果是否良好。
六、应用应用是指将建立好的模型应用到实际问题中，进行预测和决策。
七、数据挖掘的应用领域1. 金融：如信用评估、风险管理等。
2. 医疗：如疾病预测、药物研发等。
3. 零售业：如销售预测、客户细分等。
4. 航空航天：如飞机维修优化、航班调度等。
5. 电信业：如用户行为分析、网络优化等。
八、数据挖掘的常用算法1. 决策树算法：通过对数据进行分类和回归，构建决策树模型，可用于分类和预测。
2. 神经网络算法：通过模拟人类神经系统，构建神经网络模型，可用于分类和预测。
3. 支持向量机算法：通过寻找最大间隔超平面，构建支持向量机模型，可用于分类和回归。
4. 聚类算法：将数据分成若干个类别，常见的聚类算法包括K-Means 和层次聚类等。
5. 关联规则挖掘算法：通过寻找频繁项集和关联规则，发现数据中隐藏的关联关系。
九、数据挖掘的发展趋势1. 大数据时代：随着数据量的增加，数据挖掘将更加重要。
2. 人工智能：机器学习和深度学习等技术将广泛应用于数据挖掘中。
3. 可视化分析：通过可视化技术，更好地呈现和理解数据。
数据挖掘的基本步骤
数据挖掘的基本步骤数据挖掘是一种从大量数据中发现模式、关联和趋势的过程，它可以帮助我们提取有用的信息和知识，以支持决策和预测。
在进行数据挖掘之前，我们需要遵循一系列的基本步骤，以确保我们能够准确地分析和解释数据。
1. 问题定义和目标确定：在进行数据挖掘之前，我们首先需要明确我们的问题定义和目标。
这可以帮助我们确定我们要从数据中挖掘的信息和知识，并为后续的步骤提供指导。
例如，我们可能希望通过数据挖掘来预测客户的购买行为，以便为市场营销活动制定更有效的策略。
2. 数据收集和理解：在进行数据挖掘之前，我们需要收集相关的数据，并对数据进行理解。
这包括了解数据的来源、格式、结构和质量等方面。
我们可以通过各种途径收集数据，如调查问卷、传感器、日志文件等。
在收集数据后，我们需要对数据进行初步的探索和分析，以了解数据的特征和分布。
3. 数据清洗和预处理：数据通常存在一些问题，如缺失值、异常值、重复值等。
在进行数据挖掘之前，我们需要对数据进行清洗和预处理，以确保数据的质量和准确性。
数据清洗包括处理缺失值、删除异常值、去除重复值等。
预处理包括数据变换、数据归一化、特征选择等。
4. 特征工程：特征工程是数据挖掘中非常重要的一步，它涉及对原始数据进行特征提取和选择，以提高模型的性能和准确性。
特征工程包括特征提取、特征选择、特征变换等。
我们可以使用统计方法、机器学习方法等来进行特征工程，以提取出与目标变量相关的重要特征。
5. 模型选择和建立：在进行数据挖掘之前，我们需要选择适合问题的模型，并建立相应的模型。
模型的选择取决于我们的问题类型和数据特征。
常用的数据挖掘模型包括决策树、支持向量机、神经网络等。
我们可以根据问题的需求和数据的特征选择合适的模型。
6. 模型训练和评估：在选择和建立模型后，我们需要使用训练数据对模型进行训练，并使用测试数据对模型进行评估。
模型训练涉及参数的优化和调整，以使模型能够更好地拟合数据。
模型评估涉及使用评估指标来评估模型的性能和准确性。
数据挖掘入门ppt课件
15.05.2021
数据库
数据仓库
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知识库
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三、数据挖掘方法
3.1 可以分别按挖掘任务、挖掘对象和挖掘方法来分 类。
1. 按挖掘任务分类：包括分类或预测知识模型发 现，数据总结，数据聚类，关联规则发现，时 序模式发现，依赖关系或依赖模型发现，异常 和趋势发现等。
2. 按挖掘对象分类：包括关系数据库，面向对象 数据库，空间数据库，时态数据库，文本数据 库，多媒体数据库，异构数据库，数据仓库， 演绎数据库和Web数据库等。
8. 模式解释：对在数据挖掘步骤中发现的模式 （知识）进行解释。通过机器评估剔除冗余或 无关模式，若模式不满足，再返回到前面某些 处理步骤中反复提取。
9. 知识评价：将发现的知识以用户能了解的方式 呈现给用户。其中也包括对知识一致性的检查， 以确信本次发现的知识不会与以前发现的知识 相抵触。
15.05.2021
2.1 KDD定义 人们给KDD下过很多定义，内涵也各不
相同，目前公认的定义是由Fayyad等人提出 的。
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。
15.05.2021
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2.2 KDD过程
KDD是一个人机交互处理过程。该过程 需要经历多个步骤，并且很多决策需要由 用户提供。从宏观上看，KDD过程主要经 由三个部分组成，即数据整理、数据挖掘 和结果的解释评估。
15.05.2021
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知识发现（KDD）的过程
解释/评估
数据挖掘
预处理 及变换
变换后的数据
数据清理筛选 目标数据
数据挖掘的基本流程
数据挖掘的基本流程数据挖掘是一种从大量数据中提取实用信息的过程，它可以匡助我们发现隐藏在数据中的模式、关联和趋势。
数据挖掘的基本流程通常包括以下几个步骤：数据采集、数据预处理、特征选择、模型构建、模型评估和模型应用。
1. 数据采集：数据采集是数据挖掘的第一步，它涉及到从各种来源采集数据。
数据可以来自数据库、文件、传感器、社交媒体等多种渠道。
在这个阶段，我们需要明确我们的数据需求，并选择合适的数据源进行采集。
2. 数据预处理：数据预处理是数据挖掘的关键步骤之一，它包括数据清洗、数据集成、数据变换和数据规约。
在数据清洗阶段，我们需要处理缺失值、异常值和噪声，以确保数据的质量。
在数据集成阶段，我们需要将来自不同数据源的数据进行整合。
在数据变换阶段，我们可以对数据进行归一化、标准化或者离散化等处理。
在数据规约阶段，我们可以使用采样或者聚类等方法减少数据的规模。
3. 特征选择：特征选择是数据挖掘的关键步骤之一，它涉及到从大量特征中选择出最相关的特征。
特征选择可以匡助我们减少数据维度、降低计算复杂度，并提高模型的准确性。
在特征选择阶段，我们可以使用统计方法、机器学习方法或者领域知识来选择最相关的特征。
4. 模型构建：模型构建是数据挖掘的核心步骤之一，它涉及到选择合适的数据挖掘算法并训练模型。
常用的数据挖掘算法包括决策树、神经网络、支持向量机、聚类和关联规则等。
在模型构建阶段，我们需要根据具体的问题选择合适的算法，并使用训练数据对模型进行训练。
5. 模型评估：模型评估是数据挖掘的关键步骤之一，它涉及到评估模型的性能和准确性。
在模型评估阶段，我们需要使用测试数据对模型进行评估，并计算模型的准确率、召回率、精确率、F1值等指标。
通过模型评估，我们可以了解模型的优劣，并对模型进行改进。
6. 模型应用：模型应用是数据挖掘的最后一步，它涉及到将训练好的模型应用到实际问题中。
在模型应用阶段，我们可以使用模型对新数据进行预测、分类或者聚类等操作。
数据挖掘的基本步骤
数据挖掘的基本步骤数据挖掘是一种从大量数据中发现隐藏模式、关联和趋势的过程。
它涉及使用各种算法和技术来分析数据，以发现实用的信息和知识。
数据挖掘的基本步骤包括问题定义、数据采集、数据预处理、特征选择、模型构建、模型评估和模型部署。
1. 问题定义：在进行数据挖掘之前，首先需要明确问题的定义和目标。
这可以包括确定要解决的业务问题，如销售预测、客户细分等。
问题定义的清晰性对于后续步骤的成功至关重要。
2. 数据采集：数据采集是指获取与问题相关的数据。
数据可以来自各种来源，如数据库、日志文件、传感器等。
采集的数据应具有代表性，并且能够涵盖问题领域的各个方面。
3. 数据预处理：数据预处理是数据挖掘过程中的重要步骤，它包括数据清洗、数据集成、数据转换和数据规约。
数据清洗是指处理缺失值、异常值和噪声等问题。
数据集成是指将来自不同来源的数据整合在一起。
数据转换是指将数据转换为适合挖掘的格式。
数据规约是指减少数据集的大小，以提高挖掘效率。
4. 特征选择：特征选择是指从原始数据中选择与问题相关的特征。
通过选择最具信息量的特征，可以提高模型的准确性和效率。
特征选择可以使用统计方法、机器学习方法或者领域知识进行。
5. 模型构建：模型构建是指选择合适的数据挖掘算法，并使用预处理后的数据训练模型。
常用的数据挖掘算法包括决策树、聚类、关联规则等。
根据问题的性质和数据的特点，选择适合的算法进行模型构建。
6. 模型评估：模型评估是评估构建的模型的性能和准确性。
可以使用各种评估指标，如准确率、召回率、F1值等。
通过评估模型的性能，可以确定模型是否满足预期的要求，并进行必要的调整和改进。
7. 模型部署：模型部署是将构建好的模型应用于实际问题的过程。
这涉及将模型集成到现有系统中，以便实时使用和决策支持。
模型部署需要考虑系统的可扩展性、稳定性和安全性。
总结：数据挖掘的基本步骤包括问题定义、数据采集、数据预处理、特征选择、模型构建、模型评估和模型部署。
数据挖掘入门：探索挖掘数据中隐藏模式的技术
数据挖掘入门：探索挖掘数据中隐藏模式的技术数据挖掘是一种通过分析大量数据来发现隐藏在其中模式、规律和关联的技术。
它是一项复杂而有挑战性的任务，但掌握数据挖掘技术可以为我们带来巨大的收益。
在本文中，我将介绍数据挖掘的入门知识和探索挖掘数据中隐藏模式的技术。
1. 什么是数据挖掘？数据挖掘是通过应用一系列的技术和算法来探索和概括数据中的模式和关联。
数据挖掘可以帮助我们发现数据中的未知信息，并将其转化为有价值的知识。
2. 数据挖掘的步骤数据挖掘的过程通常包括以下几个步骤：2.1 理解问题和目标在开始挖掘数据之前，我们需要明确问题的定义和挖掘的目标。
这将有助于我们确定所需的数据和技术，以及我们希望从数据中获得什么样的结果。
2.2 数据收集和准备这个步骤涉及到收集和准备用于挖掘的数据。
数据可以来自各种来源，如数据库、文件、互联网等。
我们需要清洗和处理数据，包括去除重复值、处理缺失值和选择适当的特征。
2.3 数据探索和可视化在对数据进行挖掘之前，我们可以使用可视化工具来检查数据的特征和分布。
这有助于我们对数据有更深入的理解，发现数据中的异常和趋势，并帮助我们选择适当的数据挖掘技术。
2.4 模型选择和应用选择适当的数据挖掘模型是数据挖掘过程中的重要一步。
常见的数据挖掘技术包括聚类分析、分类、关联规则等。
我们需要根据问题的类型和目标来选择合适的模型，并使用该模型来应用于我们的数据。
2.5 评估和解释在应用模型之后，我们需要评估模型的性能并解释模型的结果。
我们可以使用各种指标来评估模型，如准确度、精确度、召回率等。
解释模型的结果是理解数据中隐藏模式的关键，这将帮助我们将结果转化为有用的知识。
3. 数据挖掘中常用的技术和算法在数据挖掘过程中，有许多常用的技术和算法可以帮助我们发现数据中的隐藏模式。
以下是一些常见的技术和算法：3.1 聚类分析聚类分析是一种将相似对象归到一组的技术。
它可以帮助我们发现数据中的集群和组织结构，以及异常值。
数据挖掘入门教程
数据挖掘入门教程数据挖掘是一门利用统计学、机器学习和人工智能等方法，从大量数据中提取出有用信息的技术。
在当今信息爆炸的时代，数据挖掘技术成为了解决实际问题和做出决策的重要工具。
本文将介绍数据挖掘的基本概念、常用算法和实践技巧，帮助读者入门数据挖掘领域。
一、数据挖掘的基本概念数据挖掘是从大量数据中发现隐藏的模式、规律和知识的过程。
它可以帮助我们理解数据背后的规律，预测未来的趋势，并支持决策和问题解决。
数据挖掘的过程包括数据预处理、特征选择、模型构建和模型评估等步骤。
数据预处理是数据挖掘的第一步，它包括数据清洗、数据集成、数据转换和数据规约。
数据清洗是指处理数据中的噪声、缺失值和异常值，确保数据的质量。
数据集成是将来自不同数据源的数据进行整合，消除冗余和冲突。
数据转换是将原始数据转换为适合挖掘的格式，如将文本数据转换为数值型数据。
数据规约是减少数据集的规模，提高挖掘效率。
特征选择是从大量特征中选择出最相关的特征，以提高模型的准确性和可解释性。
常用的特征选择方法包括过滤式、包裹式和嵌入式方法。
过滤式方法通过统计指标或相关性分析选择特征，独立于具体的学习算法。
包裹式方法将特征选择看作是一个优化问题，通过搜索最优特征子集来选择特征。
嵌入式方法将特征选择与模型构建过程结合起来，通过学习算法自动选择特征。
模型构建是数据挖掘的核心步骤，它包括选择合适的算法、设置模型参数和训练模型。
常用的数据挖掘算法包括决策树、支持向量机、神经网络和聚类算法等。
不同的算法适用于不同的问题类型和数据特征。
在选择算法时，需要考虑算法的复杂度、准确性和可解释性等因素。
设置模型参数是调整算法的关键步骤，它会影响模型的性能和泛化能力。
训练模型是使用标记好的数据集来拟合模型，以学习模型的参数和结构。
模型评估是对构建好的模型进行性能评估，以选择最优的模型和调整模型参数。
常用的评估指标包括准确率、召回率、精确率和F1值等。
交叉验证是一种常用的评估方法，它将数据集划分为训练集和测试集，通过多次迭代来评估模型的性能。
数据挖掘的基本步骤
数据挖掘的基本步骤数据挖掘是一种通过发现隐藏在大量数据中的模式、关联和趋势来提取有用信息的过程。
它可以帮助企业从海量数据中获取有价值的洞察，以支持决策和业务发展。
以下是数据挖掘的基本步骤：1. 问题定义和目标设定在进行数据挖掘之前，首先需要明确问题和目标。
这可以包括确定需要解决的业务问题，例如市场营销策略改进或客户细分等。
明确问题和目标有助于指导后续步骤。
2. 数据收集和理解在进行数据挖掘之前，需要收集相关的数据。
数据可以来自各种来源，例如数据库、日志文件、传感器等。
收集的数据可能包括结构化数据（例如表格）和非结构化数据（例如文本）。
在这一步骤中，需要对数据进行初步的理解，包括数据的类型、格式和质量。
3. 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。
数据清洗是指处理缺失值、异常值和噪声数据，以确保数据的准确性和一致性。
数据集成是将来自不同来源的数据合并到一个统一的数据集中。
数据转换是对数据进行转换，以便更好地适应数据挖掘算法的要求。
数据规约是减少数据集的大小，以便提高计算效率。
4. 特征选择和特征提取在数据挖掘中，选择合适的特征对结果的准确性和可解释性至关重要。
特征选择是从原始数据中选择最具预测能力的特征。
特征提取是通过对原始数据进行变换或组合，生成新的特征。
这些步骤有助于减少数据维度和提高模型的性能。
5. 模型选择和建立在数据挖掘中，选择合适的模型对于达到预期的结果非常重要。
根据问题的性质，可以选择不同的模型，例如分类模型、聚类模型、关联规则模型等。
在这一步骤中，需要根据数据的特点和问题的要求选择合适的模型，并使用训练数据建立模型。
6. 模型评估和验证在建立模型之后，需要对模型进行评估和验证。
评估模型的性能可以使用各种指标，例如准确率、召回率、精确率等。
验证模型的可靠性可以使用交叉验证、留出法等方法。
通过评估和验证，可以判断模型的质量和适用性。
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➢ 机器学习方法可分为：归纳学习方法（决策树、规则归 纳等），基于范例学习，遗传算法等。
➢ 神经网络方法可以分为：前向神经网络（BP算法等）， 自组织神经网络（自组织特征映射、竞争学习等）。
的能力，或依据观察、度量到的某些不精确的
结果而进行分类数据的能力。
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2. 模糊集
3.
经典集合理论对应二值逻辑，一
KDD是一个人机交互处理过程。该过程 需要经历多个步骤，并且很多决策需要由 用户提供。从宏观上看，KDD过程主要经 由三个部分组成，即数据整理、数据挖掘 和结果的解释评估。
2021/3/4
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知识发现（KDD）的过程
解释/评估
数据挖掘
预处理 及变换
变换后的数据
数据清理筛选 目标数据
数据
2021/3/4
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4. 数据变换：根据知识发现的任务对经过预 处理的数据再处理，主要是通过投影或利 用数据库的其它操作减少数据量。
5. 确定KDD目标：根据用户的要求，确定 KDD要发现的知识类型。
6. 选择算法：根据步骤5确定的任务，选择 合适的知识发现算法，包括选取合适的模 型和参数。
2021/3/4
序模式发现，依赖关系或依赖模型发现，异常 和趋势发现等。
2. 按挖掘对象分类：包括关系数据库，面向对象 数据库，空间数据库，时态数据库，文本数据
库，多媒体数据库，异构数据库，数据仓库， 演绎数据库和Web数据库等。
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3. 按挖掘方法分类：包括统计方法，机器学习方法，神经 网络方法和数据库方法，其中：
1. 粗糙集
2.
1982年波兰数学家Z.Pawlak针对G.Frege
的边界线区域思想提出了粗糙集（Rough Set），
他把那些无法确认的个体都归属于边界线区域，
而这种边界线区域被定义为上近似集和下近似
集之差集。
3.
粗糙集理论主要特点在于它恰好反映
了人们用粗糙集方法处理不分明问题的常规性，
即以不完全信息或知识去处理一些不分明现象
7
知识发现（KDD）的步骤
1. 数据准备：了解KDD应用领域的有关情况。包 括熟悉相关的知识背景，搞清用户需求。
2. 数据选取：数据选取的目的是确定目标数据， 根据用户的需要从原始数据库中选取相关数据 或样本。在此过程中，将利用一些数据库操作 对数据库进行相关处理。
3. 数据预处理：对步骤2中选出的数据进行再处理， 检查数据的完整性及一致性，消除噪声及与数 据挖掘无关的冗余数据，根据时间序列和已知 的变化情况，利用统计等方法填充丢失的数据。
库中的大量数据中挖掘有趣知识的过程。
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数据挖掘系统的组成
➢ 数据库、数据仓库或其他信息库：是一个或一 组数据库、数据仓库、电子表格或其他类型的 信息库。可以在数据上进行数据清理和集成。
➢ 数据库或数据仓库服务器：根据用户的挖掘请 求，数据库或数据仓库服务器负责提取相关数 据。
➢ 知识库：是领域知识，用于指导搜索，或评估 结果模式的兴趣度。
➢ 数据库方法分为：多为数据分析和OLAP技术，此外还 有面向属性的归纳方法。
2021/3/4
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数据挖掘技术分类
数据挖掘
验证驱动挖掘
发现驱动挖掘
SQL 查询工具
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SQL生成器 OLAP
描述
预测
可视化 聚类
关联规则 顺序关联 汇总描述
分类
统计回归
时间序列
决策树 神经网路
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3.2 数据挖掘方法
2021/3/4
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什么是数据挖掘
1. 数据挖掘（从数据中发现知识） 从海量的数据中抽取感兴趣的（有价值的、隐含的、
以前没有用但是潜在有用信息的）模式和知识。
2. 其它可选择的名字 数据库中知识挖掘、知识提取、数据/模式分析、数据
考古、数据捕捞、信息获取、事务智能等。
3. 广义观点 数据挖掘是从存放在数据库、数据仓库中或其它信息
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7. 数据挖掘：这是整个KDD过程中很重要的一个 步骤。运用前面的选择算法，从数据库中提取 用户感兴趣的知识，并以一定的方式表示出来。
8. 模式解释：对在数据挖掘步骤中发现的模式 （知识）进行解释。通过机器评估剔除冗余或 无关模式，若模式不满足，再返回到前面某些 处理步骤中反复提取。
9. 知识评价：将发现的知识以用户能了解的方式 呈现给用户。其中也包括对知识一致性的检查， 以确信本次发现的知识不会与以前发现的知识 相抵触。
2021/3/4
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数据挖掘系统结构
图形用户界面
模式评估
数据清理
数据挖掘引擎
数据库或数据仓库
服务器
数据集成
过滤
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数据库
数据仓库
知识库
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三、数据挖掘方法
3.1 可以分别按挖掘任务、挖掘对象和挖掘方法来分 类。
1. 按挖掘任务分类：包括分类或预测知识模型发 现，数据总结，数据聚类，关联规则发现，时
2021/3/4
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Байду номын сангаас
➢ 数据挖掘引擎：数据挖掘系统的基本部分，由 一组功能模块组成，用于特征化、关联、分类、 聚类分析以及演变和偏差分析。
➢ 模式评估模块：使用兴趣度量，并与数据挖掘 模块交互，以便将搜索聚焦在有趣的模式上， 可能使用兴趣度阈值过滤发现的模式。
➢ 图形用户界面：该模块在用户和数据挖掘系统 之间通信，允许用户与系统交互，指定数据挖 掘查询或任务，提供信息，帮助搜索聚焦，根 据数据挖掘的中间结果进行探索式数据挖掘。
数据挖掘入门
2021/3/4
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为什么数据挖掘是重要的
数据的丰富带来了对强有力的数据分
析工具的需求。快速增长的海量数据收集 存放在大型和大量的数据库中，没有强有 力的工具，这些数据就变成了“数据坟 墓”——难得再访问的数据档案。因此数 据和信息之间的鸿沟要求系统地开发数据 挖掘工具，将数据坟墓转换成知识“金 块”。
2021/3/4
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二、KDD与数据挖掘
2.1 KDD定义 人们给KDD下过很多定义，内涵也各不
相同，目前公认的定义是由Fayyad等人提出 的。
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。
2021/3/4
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2.2 KDD过程