Systemy Wspomagania Decyzji - Zakład Informatyki i Łączności SGSP

Wprowadzenie
Definicja
Szukanie reguł asocjacyjnych
Przykłady użycia
Systemy Wspomagania Decyzji
Reguły Asocjacyjne
Adam Krasuski
Szkoła Główna Służby Pożarniczej
Zakład Informatyki i Łączności
March 18, 2014
Adam Krasuski
Systemy Wspomagania Decyzji
Podsumowanie
Wprowadzenie
Definicja
Szukanie reguł asocjacyjnych
1
Wprowadzenie
2
Definicja
3
Szukanie reguł asocjacyjnych
4
Przykłady użycia
5
Podsumowanie
Adam Krasuski
Przykłady użycia
Systemy Wspomagania Decyzji
Podsumowanie
Wprowadzenie
Definicja
Szukanie reguł asocjacyjnych
Przykłady użycia
Podsumowanie
Problem
Lista produktów
M
R
B
S
T
Transakcje
TID
10
20
30
40
50
60
Muminki
Reksio
Bolek i Lolek
Smerfy
Teletubisie
Zakupy
M
M
M
M
Co jest często kupowane?
Które produkty kupowane są razem?
Co robić aby zwiększyć sprzedaż?
Adam Krasuski
Systemy Wspomagania Decyzji
R
R
R
R
R
R
S
B
S
B
B
B
S
S
T
T
T
T
T
Wprowadzenie
Definicja
Szukanie reguł asocjacyjnych
Przykłady użycia
W jakiej formie wyrazić wzorzec
macierz kolokacji:
M
R
B
S
T
M
4
4
2
3
4
R
4
6
4
4
5
B
2
4
4
2
3
S
3
4
2
4
3
T
4
5
2
3
5
reguły:
M→R
T→R
R→BST
Adam Krasuski
Systemy Wspomagania Decyzji
Podsumowanie
Wprowadzenie
Definicja
Szukanie reguł asocjacyjnych
Przykłady użycia
Podsumowanie
Problem pożarniczy
ID
1
2
3
4
5
6
7
8
data
10.02.2012
12.12.2012
12.10.2010
15.02.2011
13.12.2013
12.11.2012
17.12.2002
21.02.2001
# GBA
3
1
1
5
2
4
1
5
pożar
tak
tak
nie
tak
nie
tak
tak
tak
obiekt
blok
dom
samochód
fabryka
śmietnik
mieszkanie
hala
garaż
piętro
IV
I
0
VII
0
0
obiekt → # GBA
obiekt → powierzchnia
Adam Krasuski
Systemy Wspomagania Decyzji
powierzchnia
40
120
4
1200
0,4
38
1210
1250
Wprowadzenie
Definicja
Szukanie reguł asocjacyjnych
Przykłady użycia
Reguły asocjacyjne
Definicja
Reguła asocjacyjna to każda implikacja typu
X →Y
gdzie X, Y są atrybutami. Jakość reguł mierzymy za pomocą funkcji:
wsparcie (support) - liczba wierszy w których wystąpiły wspólnie
atrybuty X i Y.
wiarygodność (confidence) - liczba wierszy w których wystąpiły
wspólnie atrybuty X i Y przez liczbę wystąpień X.
Adam Krasuski
Systemy Wspomagania Decyzji
Podsumowanie
Wprowadzenie
Definicja
Szukanie reguł asocjacyjnych
Przykłady użycia
Podsumowanie
Problem obliczeniowy
Liczba wszystkich reguł asocjacyjnych wynosi 3n , gdzie n jest liczbą
wierszy.
Sprawdzanie wszystkich reguł jest niewykonywalne!
Proponowano różne metody szukania z użyciem różnych technik
obliczeń: sekwencyjne, równoległe.
Adam Krasuski
Systemy Wspomagania Decyzji
Wprowadzenie
Definicja
Szukanie reguł asocjacyjnych
Przykłady użycia
Podsumowanie
Schemat wyszukiwania reguł
Większość istniejących algorytmów działa w dwóch krokach:
znajdź częste zbiory – znajdź zbiory wierszy i atrybutów o wsparciu
większym niż min sup.
podziel częste zbiory – dla każdego częstego zbioru, znajdź
podziały tego zbioru na 2 podzbiory w taki sposób aby powstały
reguły o wiarygodności większej niż min conf .
Adam Krasuski
Systemy Wspomagania Decyzji
Wprowadzenie
Definicja
Szukanie reguł asocjacyjnych
Przykłady użycia
Podsumowanie
Przykład
Transakcje
TID
10
20
30
40
50
60
Częste zbiory
Zakupy
M
M
M
M
R
R
R
R
R
R
S
B
S
B
B
B
S
S
T
T
T
T
T
Wsparcie
100% (6)
83% (5)
67% (4)
min. wsparcie = 67% (7)
min. wiarygodność = 75%
reguły dla MR:
M → R (wiarygodność 100%)
R → M (wiarygodność 66%)
Adam Krasuski
Systemy Wspomagania Decyzji
Zbiór
R
RT
M,B,S,
MR,MT,RB,
RS,MRT
Wprowadzenie
Definicja
Szukanie reguł asocjacyjnych
Przykłady użycia
Podsumowanie
Wyszukiwanie częstych zbiorów
Obserwacje: jeżeli {A, B} są częstymi zbiorami to {A} i {B} też
muszą być częstymi zbiorami.
Idea:
znajdź wszystkie 1-elementowe częste zbiory,
generuj 2-elementowe częste zbiory z 1-elementowych częstych
zbiorów.
...
generuj k-elementowe częste zbiory poprzez łączenie
(k-1)-elementowych częstych zbiorów.
Adam Krasuski
Systemy Wspomagania Decyzji
Wprowadzenie
Definicja
Szukanie reguł asocjacyjnych
Przykłady użycia
Podsumowanie
Przykład
min. wsparcie = 67% (4)
min. wiarygodność = 80%
Transakcje
TID
10
20
30
40
50
60
Częste zbiory
Zakupy
M
M
M
M
R
R
R
R
R
R
S
B
S
B
B
B
S
S
T
T
T
T
T
Adam Krasuski
F1
C2
F2
C3
F3
Zbiór
M,R,B,S,T
MR,MB,MS,MT...
MR,MT,RB,RS,RT
MRS,MRT,MST,RBT,RST
MRT
Systemy Wspomagania Decyzji
Wprowadzenie
Definicja
Szukanie reguł asocjacyjnych
Przykłady użycia
Zagrożenia akcje
Adam Krasuski
Systemy Wspomagania Decyzji
Podsumowanie
Wprowadzenie
Definicja
Szukanie reguł asocjacyjnych
Przykłady użycia
Podsumowanie
Podsumowanie
Zaprezentowano metodę wyszukiwania wzorców w danych.
Metoda polega na wyszukaniu zależności pomiędzy atrybutami i
reprezentowaniu ich w formie reguł.
Jakość reguł jest mierzona za pomocą wsparcia oraz wiarygodności.
Adam Krasuski
Systemy Wspomagania Decyzji