基于数据挖掘关联规则的微粒群算法
利用粒子群优化算法的数据关联规则挖掘技术研究
利用粒子群优化算法的数据关联规则挖掘技术研究随着信息技术的进步和发展,数据挖掘成为了当今科技领域的一个热点问题,其中数据关联规则挖掘技术是非常重要的一项研究。
使用数据关联规则挖掘技术可以将数据中的隐含信息挖掘出来,帮助企业进行业务决策,提升市场竞争力。
然而,数据关联规则挖掘技术中存在着许多问题,如如何提高算法的准确性和速度等。
在这种背景下,应用粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)来解决数据关联规则挖掘中的问题成为了一种新的研究方向。
一、数据关联规则挖掘技术概述数据关联规则挖掘技术是一种从大量数据中发现规律的方法,它可以帮助用户挖掘出数据中隐藏的知识和规律,包括关联规则、分类、聚类、预测等方面。
其中,数据关联规则挖掘是其中非常重要的一项研究内容。
所谓数据关联规则,就是指数据中存在的一些联系或者规律,例如食品的购买和消费者的性别之间的联系、网站访问量与注册用户数之间的规律等。
数据关联规则的挖掘可以通过分析数据集合中所蕴含的关系和规律,来发现相关的数据模式和隐含信息,进而用于业务决策等方面。
二、粒子群优化算法介绍粒子群优化算法是一种仿生计算算法,是从鸟群捕食行为中提炼出的一种算法。
该算法通过模拟鸟群中的信息交换和位置调整过程,来优化解的搜索和求解。
具体来说,算法根据当前最优解与全局最优解之间的距离来调整搜索方向,从而达到找到最小值或最大值的目的。
三、利用粒子群优化算法解决数据关联规则挖掘中存在的问题在通过数据关联规则挖掘技术寻找数据中的规律和隐含信息的过程中,往往会遇到一些问题,例如决策树的构建过程中存在的过拟合问题、数据集合大小存在的限制问题等。
而利用粒子群优化算法可以较好地解决这些问题。
在进行数据关联规则挖掘时,粒子群优化算法可以用来优化关联规则的度量和节点的权值。
对于关联规则的度量,使用粒子群优化算法可以确定关联规则的支持度和置信度的比值(Lift),从而优化规则的准确性。
基于粒子群优化算法的数据挖掘研究
基于粒子群优化算法的数据挖掘研究数据挖掘是一项通过使用计算机科学和统计学技术来发现未知模式或知识的交叉学科。
随着数据量的急剧增长,越来越多的组织和企业正在寻求数据挖掘技术来帮助其提取有用的信息。
在数据挖掘技术中,优化算法是一种常用的方法。
其中,粒子群优化算法是一种基于群体智能的优化算法,已经被广泛应用于各种领域,包括数据挖掘。
与其他优化算法相比,粒子群优化算法具有以下特点:1. 全局优化能力强:粒子群优化算法可以通过在整个搜索空间内进行搜索来寻找最佳解决方案。
2. 具有快速收敛能力:粒子群算法通常能够快速逼近最优解。
3. 较与其他算法相比,更不容易陷入局部最优解。
因此,在数据挖掘领域中,粒子群优化算法可以帮助我们找到最佳模型,提高数据分析和预测的准确性。
具体而言,使用粒子群优化算法来进行数据挖掘可以实现以下目标:1. 聚类分析:粒子群优化算法可以用来寻找最佳的聚类方案,将数据集中类似的对象分组,并找到它们之间的关系和相似之处。
这种分组可以帮助我们更好地理解数据集的结构和特征。
2. 分类分析:粒子群优化算法可以帮助我们找到最佳的分类方法,将数据集中的对象根据其属性分成不同的类别。
这种分类可以帮助我们了解数据的差异以及它们之间的关系。
3. 关联分析:关联分析可以帮助我们找到不同项之间的相互关系,并且识别并预测未来的趋势。
粒子群优化算法可以用来寻找最佳的关联规则,可以帮助我们发现数据中存在的隐藏模式和关联。
在数据挖掘中,粒子群优化算法常常和其他技术一起使用,例如决策树、神经网络和支持向量机等。
通过将粒子群优化算法与这些技术结合使用,我们可以更好地解决复杂问题,提高数据挖掘的准确性和效率。
总之,粒子群优化算法是一种有效的数据挖掘技术,可以帮助我们找到最佳的模型和解决方案。
在实践中,我们需要结合实际问题,根据不同的数据集和问题需求来选择相应的算法和技术,并不断探索和研究新的数据挖掘方法。
大数据分析中的关联规则挖掘技术详解
大数据分析中的关联规则挖掘技术详解在大数据时代,海量的数据对于企业和组织来说是一项无可估量的宝藏。
然而,这些数据本身并没有带来价值,而是需要通过分析和挖掘才能发现其中的潜在关联和规律。
关联规则挖掘技术正是为了解决这个问题而产生的。
关联规则挖掘技术是一种用于发现数据集中项集之间的相关性的数据科学技术。
它可以帮助我们识别出频繁出现在一起的事物,并根据这些关联规则提供决策支持和业务洞察。
其应用范围广泛,包括市场分析、推荐系统、医疗诊断等领域。
关联规则挖掘的基本概念是频繁项集和关联规则。
频繁项集是指在数据集中经常同时出现的项的集合。
例如,一个超市的购物数据中,经常一起出现的商品就可以构成一个频繁项集。
而关联规则则是频繁项集中项之间的关联关系。
例如,经常购买尿布的顾客也经常购买啤酒。
这条规则可以用“尿布->啤酒”的形式表示,其中箭头表示了两者之间的依赖关系。
实际上,关联规则并不仅仅局限于两个项之间的关系,而可以包含多个项。
例如,“尿布->啤酒->零食”就是一个包含三个项的关联规则。
关联规则一般有两个重要的度量指标,即支持度和置信度。
支持度用于衡量关联规则的频繁程度,而置信度用于衡量关联规则的可信程度。
常用的挖掘算法有Apriori和FP-growth。
关联规则挖掘技术在实际应用中有着广泛的价值。
首先,它可以帮助企业进行市场分析和销售策略制定。
通过分析顾客购买记录,可以发现潜在的关联规则,从而推测出顾客的需求和购买习惯。
根据这些规则,企业可以制定相应的促销活动和营销策略,提高销售额和客户满意度。
其次,关联规则挖掘技术在推荐系统中也有着重要的应用。
通过分析用户的历史行为和购买记录,可以挖掘出用户之间的潜在关联规则。
例如,在电商网站中,如果一个用户经常购买书籍和电子产品,那么可以向该用户推荐相关的产品。
这种个性化推荐不仅可以提高用户的购物体验,还可以增加网站的用户粘性和销售额。
此外,关联规则挖掘技术还可以应用于医疗诊断领域。
基于粒子群算法的数据挖掘
基于粒子群算法的数据挖掘
近年来,作为一个新兴的研究领域,数据挖掘发展很快。
数据挖掘已经在多个领域得到广泛的应用。
股票市场是国家经济的一个重要的组成部分,也是广大人民群众投资的一个主要渠道。
在日常的投资活动中,人们迫切地希望能够有一种有效的工具对股票市场每天产生的大量数据进行分析和处理,数据挖掘在股票市场上具有广阔的应用前景。
同时由于股票市场数据中的潜在规则受到多种因素的制约,具有动态地变换的特点。
因此在股票业上的数据挖掘研究成为当前的研究热点之一。
本文从股票的基本属性决定特定时期上股票的表现出发,运用粒子群算法,构建用于发现特定时期的适宜投资品种的数据挖掘系统。
本文首先简单介绍了数据挖掘技术,包括数据挖掘的基本模型及其通常的算法和应用领域,并在此基础上介绍了证券行业数据挖掘的具体特点和应用。
指出数据挖掘应用于证券行业的可行性,对数据挖掘在证券行业的研究现状进行了简单地介绍。
其次,本文介绍了粒子群算法,说明了粒子群算法通过个体的简单行为和个体的相互学习去解决复杂问题的基本思想。
通过与其他算法的比较,介绍了粒子群算法的特点,并对粒子群算法的研究现状与应用领域进行了简单地介绍。
再次,本文结合数据挖掘系统的原理和股票市场的特点,运用粒子群算法,提出了基于粒子群算法的证券挖掘系统。
并对系统的基本原理、粒子的定义以及模式评估的主要问题进行了详细地阐述。
最后,在以上研究的基础上,集合数据库、面向对象等技术实现了股票数据挖掘系统。
对系统的主要模块和数据结构的设计和实现作了详细地描述。
并对相关数据进行了挖掘,验证了系统的合理性和可行性。
数据挖掘中的粒子群优化算法原理解析
数据挖掘中的粒子群优化算法原理解析数据挖掘是一门利用统计学、人工智能和机器学习等技术,从大量数据中发现隐藏的模式、关系和趋势的过程。
而粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)是一种基于群体智能的优化算法,其灵感来自于鸟群觅食的行为。
一、粒子群优化算法的基本原理粒子群优化算法是一种通过模拟鸟群觅食行为来求解优化问题的算法。
在算法中,每个候选解被称为一个粒子,而粒子的位置表示解的特征值,速度表示解的搜索方向。
粒子群中的每个粒子都有自己的位置和速度,并且通过与其他粒子的交互来更新自己的位置和速度。
二、粒子群优化算法的基本步骤粒子群优化算法的基本步骤如下:1. 初始化粒子群:随机生成一群粒子,并为每个粒子随机分配初始位置和速度。
2. 计算适应度值:根据问题的优化目标,计算每个粒子的适应度值。
3. 更新粒子速度和位置:根据粒子当前的速度和位置,以及群体中历史最优解和个体最优解,更新粒子的速度和位置。
4. 更新历史最优解和个体最优解:根据当前的适应度值,更新粒子的历史最优解和个体最优解。
5. 判断终止条件:判断是否满足终止条件,如达到最大迭代次数或找到满足要求的解。
6. 返回最优解:返回找到的最优解。
三、粒子群优化算法的优势和应用领域粒子群优化算法具有以下优势:1. 全局搜索能力:粒子群优化算法通过粒子之间的交互和信息共享,能够有效地进行全局搜索,找到全局最优解。
2. 并行计算能力:粒子群优化算法的并行计算能力较强,可以通过大规模并行计算来加速求解过程。
3. 算法简单易实现:粒子群优化算法的原理简单,易于理解和实现。
粒子群优化算法在许多领域有着广泛的应用,包括:1. 机器学习:粒子群优化算法可以应用于神经网络的训练和参数优化等问题。
2. 数据挖掘:粒子群优化算法可以用于聚类分析、关联规则挖掘和特征选择等数据挖掘任务。
3. 图像处理:粒子群优化算法可以用于图像分割、图像配准和图像增强等图像处理任务。
数据挖掘中的粒子群算法介绍
数据挖掘中的粒子群算法介绍随着信息时代的到来,数据的规模和复杂性不断增加,如何从海量数据中提取有用的信息成为了一项重要的任务。
数据挖掘作为一种有效的方法,被广泛应用于各个领域,如商业、医疗、金融等。
在数据挖掘中,粒子群算法是一种常用的优化算法,它模拟了鸟群或鱼群的行为,通过个体之间的合作和竞争来寻找最优解。
粒子群算法(Particle Swarm Optimization,简称PSO)是由Eberhart和Kennedy于1995年提出的一种基于群体智能的优化算法。
它通过模拟鸟群或鱼群的行为,将问题转化为一个粒子在解空间中搜索最优解的过程。
在粒子群算法中,每个粒子代表一个解,它通过不断更新自己的位置和速度来搜索最优解。
每个粒子都有一个适应度值,用于评估其解的质量。
粒子的速度和位置的更新是根据其个体最优解和群体最优解来进行的。
个体最优解是粒子自身曾经找到的最好解,而群体最优解是所有粒子曾经找到的最好解。
粒子群算法的基本思想是通过粒子之间的信息交流和协作来寻找全局最优解。
在搜索过程中,每个粒子根据自身的经验和群体的经验来更新自己的位置和速度。
具体来说,粒子的速度和位置的更新公式如下:v(t+1) = w * v(t) + c1 * rand() * (pbest - x(t)) + c2 * rand() * (gbest - x(t))x(t+1) = x(t) + v(t+1)其中,v(t)表示粒子在t时刻的速度,x(t)表示粒子在t时刻的位置,pbest表示粒子自身的最优解,gbest表示群体的最优解,w、c1和c2是控制因子,rand()表示一个0到1之间的随机数。
粒子群算法的优点是简单、易于实现,并且不需要求解导数等复杂的数学问题。
它具有全局搜索能力和较快的收敛速度,在解决复杂的优化问题时表现出了良好的性能。
在数据挖掘中,粒子群算法可以应用于多个任务,如聚类、分类、回归等。
在聚类任务中,粒子群算法可以帮助将相似的数据点分组,从而发现数据的内在结构。
粒子群算法可视化
粒子群算法可视化全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:粒子群算法(Particle Swarm Optimization)是一种基于群体智能的优化算法,最早由Kennedy和Eberhart提出。
它通过模拟鸟群或鱼群的行为来搜索问题的最优解。
粒子群算法的基本原理是将候选解看作是粒子,然后这些粒子在解空间中移动,寻找最优解的过程可以看作是粒子在解空间中飞翔。
在粒子群算法的优化过程中,每个粒子代表一个候选解,在整个解空间里进行搜索。
每个粒子的位置和速度都可以调整,以便获得更好的解。
粒子在搜索过程中会根据自身的位置和速度进行更新,同时也会受到其他粒子的影响,从而实现全局搜索和局部搜索的平衡。
为了更直观地展示粒子群算法的搜索过程,我们可以对算法进行可视化处理。
一种常见的方法是将解空间投影到二维平面上,并通过动态的图像展示粒子在解空间中的移动过程。
下面我们将介绍如何使用Python语言和matplotlib库实现粒子群算法的可视化。
我们需要定义一个适合优化的目标函数。
在这里,我们以一个简单的二维函数f(x, y) = x^2 + y^2为例。
然后,我们初始化粒子群中的粒子数量、最大迭代次数、学习因子等参数。
接下来,我们随机初始化每个粒子的位置和速度。
在每次迭代过程中,根据当前位置和速度更新粒子的位置和速度,并计算每个粒子的适应度。
根据适应度的大小,更新全局最优解和每个粒子的局部最优解。
可视化地展示每个粒子在解空间中的移动过程,并显示最终的最优解。
通过可视化的方式,我们可以清晰地观察粒子在解空间中的搜索过程,以及最优解的收敛情况。
这有助于我们更直观地理解粒子群算法的工作原理,并为参数调优提供参考。
粒子群算法的可视化不仅方便了我们对算法过程的理解,也增加了算法的趣味性。
第二篇示例:粒子群算法(Particle Swarm Optimization, PSO)是一种基于仿生学的优化算法,灵感来源于鸟群或鱼群的集体行为。
粒子群算法多维度应用实例
粒子群算法多维度应用实例全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)是一种启发式优化算法,模拟了鸟群、鱼群等群体协作的行为,通过不断调整粒子的位置和速度来搜索最优解。
近年来,粒子群算法在多个领域中得到了广泛应用,特别是在多维度应用方面,展现出了强大的优化性能和较好的收敛速度。
本文将介绍粒子群算法在多维度应用中的实例,并探讨其优势和局限性。
一、多维度优化问题概述二、粒子群算法原理及优化过程粒子群算法是由Kennedy和Eberhart于1995年提出的,其基本思想是模拟鸟群或鱼群等群体在搜索空间中寻找目标的行为。
在粒子群算法中,每个粒子表示一个潜在的解,其位置和速度都会根据其个体最优解和全局最优解而不断更新。
粒子群算法的优化过程如下:(1)初始化粒子群:随机生成一定数量的粒子,并为每个粒子设定初始位置和速度。
(2)评估粒子适应度:计算每个粒子的适应度值,即目标函数的值。
(3)更新粒子速度和位置:根据粒子历史最优解和全局最优解来更新粒子的速度和位置。
(4)重复步骤(2)和(3)直到满足停止条件:当满足一定停止条件时,算法停止,并输出全局最优解。
三、粒子群算法在多维度应用中的实例1. 工程设计优化在工程设计中,往往需要优化多个设计参数以满足多个性能指标。
飞机机翼的设计中需要考虑多个参数,如翼展、翼型、翼厚等。
通过粒子群算法可以有效地搜索这些参数的最优组合,从而使飞机性能达到最佳。
2. 机器学习参数优化在机器学习中,通常需要调整多个超参数(如学习率、正则化系数等)以优化模型的性能。
粒子群算法可以应用于优化这些超参数,从而提高机器学习模型的泛化能力和准确度。
3. 经济模型参数拟合在经济模型中,经常需要通过拟合参数来分析经济现象和预测未来走势。
粒子群算法可以用来调整模型参数,从而使模型更好地拟合实际数据,提高预测准确度。
1. 全局搜索能力强:粒子群算法具有很强的全局搜索能力,能够在高维度空间中搜索到全局最优解。
基于粒计算的数据挖掘算法研究
基于粒计算的数据挖掘算法研究一、引言在信息化时代,数据成为了一个无法绕过的关键词汇。
数据挖掘是一种从复杂的数据中提取有效信息的过程,对于数据分析和知识发现具有重要意义。
在现有数据挖掘技术中,基于粒计算的数据挖掘算法已经成为了目前研究的热点之一。
本文将针对基于粒计算的数据挖掘算法进行详细的探究。
二、粒计算概述粒计算是由菜根和周以忠于2002年首次提出的一种新型计算方法。
它是基于粒度理论和信息学的交叉学科,以计算智能的研究为基础,旨在解决现实问题中的不确定性、不精确性和复杂性。
在粒计算中,粒度是指把一个事物或对象划分成多个粒子。
每个粒子可以看作是事物或对象的一个子集,这个子集具有可描述性、可判别性、可计算性和可设计性等特点。
通过对多个粒子进行整合、简化和聚合的过程,可以得到符合实际应用需要的信息和知识。
三、基于粒计算的数据挖掘算法基于粒计算的数据挖掘算法是一种利用粒度理论和信息学的交叉学科,对大量数据进行分类、聚类、回归、预测等过程的技术。
其主要原理是将数据集划分成多个粒子,利用这些粒子进行数据挖掘分析,从而得出具有可解释性和可视化性的结果。
1、基于粗糙集理论的数据挖掘算法基于粗糙集理论的数据挖掘算法是一种利用概念格和属性约简方法进行数据分析的技术。
在这种算法中,首先将数据集划分成多个粗糙集,然后基于上近似和下近似对数据进行分类和聚类。
2、基于模糊理论的数据挖掘算法基于模糊理论的数据挖掘算法是一种利用模糊数学、集合论和统计学等多学科的知识进行数据分析的技术。
在这种算法中,将数据集划分成多个模糊集,利用模糊概念与算法对数据进行分类和聚类。
3、基于小波分析的数据挖掘算法基于小波分析的数据挖掘算法是一种利用小波变换和小波分解等方法进行数据分析的技术。
在这种算法中,将数据集进行小波变换和小波分解,从而得到具有不同分辨率和特征的数据子集,利用这些子集进行数据挖掘分析。
四、基于粒计算的数据挖掘算法优势和应用基于粒计算的数据挖掘算法相比于传统数据挖掘算法具有以下优势:1、具有可解释性和可视化性,能够直观地给出数据挖掘结果。
数据科学中的关联规则挖掘方法与应用案例
数据科学中的关联规则挖掘方法与应用案例数据科学是当今信息时代的热门领域之一,它通过收集、处理和分析大量的数据来揭示隐藏在其中的规律和趋势。
在数据科学的研究中,关联规则挖掘是一种常用的方法,它用于发现数据集中的关联关系。
本文将介绍关联规则挖掘的基本概念、方法和应用案例。
一、关联规则挖掘的基本概念关联规则挖掘是一种数据挖掘技术,用于发现数据集中的频繁项集和关联规则。
频繁项集是指在数据集中经常同时出现的一组项,而关联规则则是描述这些项之间的关联关系。
例如,在一个超市的销售数据中,频繁项集可以是购买了牛奶和面包的顾客,而关联规则可以是“如果顾客购买了牛奶,那么他们也很可能购买面包”。
关联规则通常使用两个指标来衡量其质量,即支持度和置信度。
支持度是指一个规则在数据集中出现的频率,而置信度是指规则的条件发生时,结论也发生的概率。
支持度和置信度都是在0到1之间的值,越大表示规则越强。
二、关联规则挖掘的方法关联规则挖掘有多种方法,其中最常用的是Apriori算法。
Apriori算法是一种迭代的方法,它通过不断生成候选项集和剪枝来发现频繁项集和关联规则。
具体来说,Apriori算法首先扫描数据集,统计每个项的支持度,然后根据设定的最小支持度阈值生成频繁一项集。
接下来,Apriori算法使用频繁一项集生成候选二项集,并再次扫描数据集计算支持度,剪枝得到频繁二项集。
以此类推,直到无法生成更多的频繁项集为止。
除了Apriori算法,还有其他一些关联规则挖掘方法,如FP-Growth算法和Eclat算法。
FP-Growth算法通过构建一种称为FP树的数据结构来发现频繁项集,而Eclat算法则使用垂直数据格式来存储和处理数据。
三、关联规则挖掘的应用案例关联规则挖掘在各个领域都有广泛的应用,以下是其中一些典型的案例:1. 零售业:超市和电商平台可以利用关联规则挖掘来发现商品之间的关联关系,从而进行交叉销售和推荐。
例如,当顾客购买了一种商品时,系统可以推荐其他常一起购买的商品,提高交易额和用户满意度。
数据挖掘技术与关联规则挖掘算法研究
1 数据 挖掘 技 术
1 . 1 数据挖 掘概 念
基于粒子群优化算法的大数据挖掘技术研究
基于粒子群优化算法的大数据挖掘技术研究引言大数据时代的到来使得数据处理变得更加复杂和庞大,而数据挖掘便成为了解决这些问题的重要手段之一。
而在数据挖掘中,算法的选取是至关重要的,因为它关系到模型的准确度以及计算效率。
基于粒子群优化算法的大数据挖掘技术便是一种有效的方法,可以大幅提升算法的效率。
第一部分:什么是粒子群优化算法?粒子群优化算法,简称PSO(Particle Swarm Optimization),是一种基于群体智能的优化算法,它是由James Kennedy和Russell Eberhart在1995年首次提出。
粒子群算法模仿了鸟群捕食的行为,每个典型的PSO问题都定义在n维空间中,其中有一个粒子群,每个粒子通过其当前位置和速度可以描述为n维空间中的一个点。
这些粒子可以感知到群体中找到最优解所需的方向,并在这个方向上调整他们的位置。
粒子只考虑最好的个体的方向,但是仅有一小部分的其它个体的方向。
这使得搜索空间保持多样性,易于在搜索过程中发现全局最优解。
第二部分:粒子群优化算法在数据挖掘中的应用粒子群优化算法在数据挖掘中应用广泛,尤其在大数据处理方面,其效率十分高效。
1. 聚类分析聚类分析是将数据集划分为多个子集的一种方法,其中每个子集包含相似的样本。
粒子群聚类算法(Particle Swarm Clustering,PSC)是一种有效的聚类方法,它模仿了鸟群对猎物的捕食行为。
该算法首先生成一组随机的种子点,然后将每个点随机分配给一组种子点。
接下来,PSC算法逐步调整每个点的位置,使所有点都向其所分配的种子点靠拢。
这个过程会持续到所有点都收敛到其分配的种子点。
PSC算法已被广泛应用于各个领域,如图像处理、生物学、环境学和交通工程等领域。
2. 特征选择在大数据处理中,特征选择是非常重要的,因为它可以大大提高分类算法的准确性。
PSO算法可以在特征选择中发挥重要的作用。
该算法通过对可能会导致更好性能的特征进行选择,从而减少计算量和准确性的消耗。
基于粒子群算法的数据挖掘与分析研究
基于粒子群算法的数据挖掘与分析研究随着大数据时代的到来,数据挖掘与分析技术越来越受到人们的关注。
而其中的一种技术——粒子群算法,也开始逐渐被应用于数据挖掘与分析领域。
本文将聚焦于基于粒子群算法的数据挖掘与分析研究,从算法原理、应用场景、优缺点以及未来研究方向等方面进行探讨。
一、算法原理粒子群算法是一种基于群体智能的优化算法,它的工作原理类似于鸟雀飞行或鱼群游动的模式。
它通过在一个解空间中不断演化优化,找到最佳的解决方案。
其基本思想是将候选解的集合视为粒子群,在不断地搜索空间中调整各个粒子的位置和速度,使其逐渐向更优的方向移动,最终找到最优解。
二、应用场景基于粒子群算法的数据挖掘与分析可以应用于许多领域,如金融、医疗、电子商务等。
其中,最常见的应用场景包括:1.预测分析粒子群算法可以用于预测未来的趋势和结果。
通过将历史数据输入算法,可以预测未来的股票价格、销售额等数据,并对未来的经济趋势做出预测。
2.聚类分析粒子群算法可以用于数据的聚类分析。
通过将数据集中的样本看做粒子,并在解空间中进行演化优化,可以将相似的数据点归为一类。
3.参数优化粒子群算法可以帮助我们寻找复杂模型中的最优解。
比如,在神经网络中通过粒子群算法优化权重和偏差,以提高模型的准确性。
三、优缺点粒子群算法作为一种优化算法,其优点与缺点如下:1.优点a.全局搜索能力强与传统的搜索算法相比,粒子群算法具有更强的全局搜索能力。
在解空间中不断演化优化,可以逐渐找到最优解。
b.易于实现和调优粒子群算法的实现和调优相对较为简单,适合不同领域的专业人员使用。
2.缺点a.易陷入局部最优解由于粒子群算法采用的是群体智能的思想,容易陷入局部最优解,从而无法得到全局最优解。
b.对参数设置比较敏感粒子群算法的性能很大程度上依赖于参数的设置。
如果参数设置不当,可能会导致算法无法收敛或收敛速度较慢。
四、未来研究方向粒子群算法在数据挖掘与分析领域还有许多未知的应用场景和待解决的问题。
一类多粒度近似周期关联规则问题的挖掘研究
一类多粒度近似周期关联规则问题的挖掘研究
随着大数据时代的到来,挖掘数据中隐藏的知识和规律变得异常重要。
关联规则挖掘是数据挖掘中的一种常用技术,它通过找到数据中变量之间的相互依赖关系,探索出不为人知的知识和规律。
然而,传统的关联规则挖掘算法仅能挖掘出完全匹配的规律,却无法挖掘出多粒度的近似周期相关规则。
这种规则对于描述时间序列数据的规律非常有用,因此,对于这种问题的研究具有重要的意义和应用价值。
本文主要研究一类多粒度近似周期关联规则问题的挖掘研究。
针对这一问题,研究者提出了一种有效的挖掘算法——MPMH算法。
该算法可以在数据集中发现多种类型的相似周期模式,并通过多重粒度进行分析和挖掘。
具体来说,MPMH算法首先使用傅里叶变换方法将时间序列转换为频域信号,以便找到具有相似周期的模式。
然后,为了进行多重粒度分析,研究者将数据集分成多个部分,并在每个部分上对数据进行分析。
对于每个部分,MPMH算法使用特定的相似性度量方法来刻画不同粒度上的相似性,以便更好地发现模式。
为了测试MPMH算法的效果,研究者使用了多种数据集进行实验。
实验结果表明,与常见的关联规则挖掘算法相比,MPMH算法在多重粒度分析方面具有很大的优势。
使用MPMH 算法,研究者能够更好地发现多个粒度上的相似周期模式,并找到更多的近似周期相关规则。
此外,MPMH算法还能够对挖掘出的规则进行有效的过滤和排序,以便更好地展示挖掘结果。
总之,针对一类多粒度近似周期关联规则问题的挖掘研究,MPMH算法是一种有效的算法。
该算法可以在多重粒度上进行数据分析,帮助挖掘出更多的近似周期相关规则,对应用领域有着广泛的应用价值。
一类多粒度近似周期关联规则问题的挖掘研究
一类多粒度近似周期关联规则问题的挖掘研究近年来,随着数据挖掘的发展和数据分析技术的广泛应用,多粒度近似周期关联规则挖掘问题成为了一个热门的研究方向。
多粒度近似周期关联规则挖掘的目标是发现数据集中存在的具有多个粒度和周期性约束的关联规则。
这种挖掘方法可以帮助我们深入了解数据集中的内在关联性和规律性。
在多粒度近似周期关联规则挖掘中,我们需要解决的核心问题是如何确定粒度和周期性约束条件,并且如何高效地挖掘出数据集中符合这些条件的关联规则。
针对这个问题,已经有许多方法和算法被提出。
首先,确定粒度和周期性约束条件是多粒度近似周期关联规则挖掘的基础工作。
粒度和周期性约束条件是指对于每个项集,我们需要确定其实例中的多个粒度和周期性属性,并为这些属性设定约束条件。
这些条件可以是基于时间序列的统计分析,也可以是基于领域知识的专家经验。
在确定这些条件时,我们需要充分考虑到数据集的特点和挖掘的目标。
其次,高效地挖掘出数据集中符合粒度和周期性约束条件的关联规则是多粒度近似周期关联规则挖掘的关键。
为了实现高效挖掘,我们可以利用频繁项集挖掘算法,如Apriori算法和FP-growth算法,结合约束条件进行关联规则的挖掘。
具体来说,我们可以使用启发式搜索策略来减少搜索空间,通过限制挖掘算法的迭代过程,减少不必要的搜索工作量,提高挖掘的效率。
此外,还可以采用并行计算和分布式计算技术,加速多粒度近似周期关联规则挖掘的过程。
最后,多粒度近似周期关联规则挖掘的应用领域非常广泛。
例如,在市场营销中,通过挖掘多粒度近似周期关联规则,可以帮助企业了解产品销售的趋势和规律,从而制定更加精准的市场推广策略。
在金融领域,通过挖掘多粒度近似周期关联规则,可以帮助分析师预测股票价格的波动和趋势,从而指导投资决策。
在健康管理领域,通过挖掘多粒度近似周期关联规则,可以帮助医生和患者了解疾病发作的规律和原因,从而提前预防和治疗疾病。
综上所述,多粒度近似周期关联规则挖掘是一个具有重要意义和挑战性的研究问题。
一个基于二阶粒子群的关联规则挖掘算法
一个基于二阶粒子群的关联规则挖掘算法郭世伟;孟昱煜【摘要】针时经典的Apriori算法在处理大型数据库时挖掘效率有所下降,提出一种基于二阶粒子群算法的关联规则挖掘方法.该算法首先利用Partition算法将原始数据库划分为n个不重叠的子数据库,然后时每一子数据库通过Apriori算法进行关联规则挖掘,并采用二阶粒子群算法进化得到最优的规则集,最后将每一子数据库得到的规则集全局合并得到最优的前M个规划.通过采用Partition算法对数据库进行划分并使用Apriori算法进行关联规则挖掘,在处理大型数据库时可以加快数据的扫描速度,避免由于数据量过大造成的内存溢出;采用二阶粒子群算法进行优化,通过支持度和置信度的综合评价,可以提取出因单个标准而被忽略的关联规则.将该算法应用到超市购物篮数据、FoodMart2000、AdventureWorks2008R2三个数据集上,实验结果表明,该算法在进行数据知识发现时,尤其在针对大型数据库挖掘时,相比于随机产生粒子的粒子群算法应用到关联规则具有更高的效率.【期刊名称】《兰州交通大学学报》【年(卷),期】2016(035)003【总页数】8页(P81-88)【关键词】数据挖掘;关联规则;Apriori算法;Partition算法;二阶粒子群算法【作者】郭世伟;孟昱煜【作者单位】兰州交通大学电子与信息工程学院,甘肃兰州730070;兰州交通大学电子与信息工程学院,甘肃兰州730070【正文语种】中文【中图分类】TP391关联规则分析是应用于数据挖掘中最广泛也是最重要的方法之一.关联规则分析的主要目的是发现隐藏在大型数据项集中有趣味的关系或联系,尤其是针对购物篮分析,通过分析顾客的购买记录,可以为零售商提供市场方案和策略眼光,例如市场促销、货架摆放、仓库管理等,从而获取更多的利益.Apriori算法[1]是由Agrawal在1994年提出的关联规则最经典的算法,已经得到了广泛应用.当今随着大数据时代的到来,数据资料的规模正在急剧膨胀,由于Apriori算法在数据分析的过程中尤其是针对大型数据库会产生大量的候选项集而且需要多次扫描数据库,其挖掘效率已经不能满足用户的需求.粒子群算法是1995年由Kennedy和Eberhart提出的一种群智能优化算法,近年来它俨然已经发展成为一种进化计算技术和一种非常重要的启发式算法.由于PSO(particle swarm optimization,PSO)算法比较简单、收敛速度快、参数少、容易实现等优点,现已被广泛应用于许多领域,尤其是关联规则分析方面,同时人们也提出许多的改进算法,如文献[2-3]提出将标准粒子群算法应用于关联规则挖掘中;文献[4]提出采用二进制的粒子群优化算法应用于关联规则挖掘;文献[5-6]提出利用粒子群算法自动确定合适的支持度和置信度值从而进行关联规则挖掘.这些算法从不同的角度对基本粒子群优化算法进行了改进,但这些算法采用的PSO算法中粒子的飞行速度仅仅与粒子当前的位置有关,并没有考虑粒子位置的变化,而本文将二阶粒子群算法(second order particle swarm optimization,SecPSO)应用于关联规则挖掘中,考虑到了粒子飞行的速度与粒子位置的变化有关,可以对粒子的速度进一步优化处理,从而提高整个算法的全局收敛性.通过对数据集采用Partition算法[7]进行划分,这样做的好处是可以避免因数据集过大而造成内存不足;在使用Apriori算法进行关联规则挖掘时将数据集进行了二进制处理,加快了对数据的扫描速度;SecPSO算法在优化关联规则时采用支持度和置信度两个适应度函数同时评价,可以发现一些由于低支持度高置信度或者高支持度低置信度从而被忽略的关联规则,增强了算法的可靠性.定义1 关联规则挖掘的数据集记为D,D={t1,t2,…,tk,…,tn},tk={i1,i2,…,im,…,ip},tk(k=1,2,…,n)称为事务,im(m=1,2,…,p)称为项.通过采用一个唯一的TID标识符来标识每一条记录.定义2 假设关联规则是X→Y的形式,其中项集X和项集Y是不相交的,即X∩Y=Φ.关联规则的强度可以用支持度(support)和置信度(confidence)这两个标准[1]来衡量.支持度可以用于确定规则出现的频繁程度,即X和Y在整个事务中同时出现的概率,代表着规则的重要性,而置信度可以用Y在包含X的事务中出现的概率来表示,即P(X|Y)条件概率,代表着规则的可信度.其形式定义如下:support(X→Y)=support(X∪Y)=P(X∪Y),.Partition算法主要采用分而治之的方法并按照每一个分区都能放入内存的原则将数据库划分为n个不重叠的子分区,划分[8-9]的主要思想是如果一个项集在整个数据库上是频繁项集,那么它至少在数据库的某一个分区上是频繁的.本文在对数据集进行关联分析之前首先采用Partition算法对整个数据库进行了划分,这样做的好处是在处理大型数据集时,可以加快数据的扫描速度,避免因为数据集过大引起的内存不足问题,当今随着数据量的不断增加,直接对数据处理必然会造成内存瓶颈,所以对数据划分显得越发重要.本文采用Apriori算法对Partition算法划分的子数据库进行关联规则挖掘.该算法主要分为两个步骤,一是通过局部最小支持度产生候选项集,通过连接和剪枝操作产生频繁项集[10],以此来控制候选项集的指数增长,由频繁1项集开始,通过迭代的方法,找到频繁n项集;二是从这些频繁项集中通过最小置信度进行规则提取,得到对用户更直接的信息,只有同时满足最小支持度和置信度的强关联规则才能保留下来.本文采用适应度函数计算的适应度值来评价每一个粒子的重要性,指导粒子的搜索方向和位置,对于SecPSO算法而言,在进行关联规则发现时适应度函数用于评价粒子表示的规则集的优劣程度,所以在设计适应度函数时应该综合考虑,本文采用支持度来进行频繁项集的挖掘,支持度越大,挖掘出的关联规则越重要;采用置信度来进行关联规则的提取,置信度越大,发现的关联规则越可信.所以同时采用支持度和置信度作为评价标准,可以发现一些被忽略的关联规则,例如低支持度但却拥有很高的置信度等.因此本文采用的目标函数是由支持度和置信度两个参数同时决定的,适应度函数的方程如下[11]:F(r)=support(r)confidence(r).在标准PSO算法中,粒子的运行速度仅仅是微粒当前位置的函数,而SecPSO中微粒的飞行速度则考虑了微粒位置的变化,该算法改善了标准PSO算法收敛性的不足,增强了算法的全局搜索和局部搜索的能力.在SecPSO算法中,把每一个优化问题的潜在解都看作是搜索空间上的一个点,即一个粒子,所有的粒子都有一个适应度值,它是由目标函数决定的,每个粒子根据当前速度来调整他们飞行的方向和距离,然后粒子们就跟随当前寻找到的最优的粒子继续在解空间中进行搜索.SecPSO算法初始状态产生一群随机粒子,根据适应度函数,通过迭代找到其中的最优的解,在每一次迭代的过程中,粒子通过不断更新两个极值来更新自身.第一个是当前粒子到目前为止搜索到的最好位置,记为“pbest”,叫做个体极值,另一个极值是到目前为止所有粒子发现的最好位置,记为“gbest”,叫做全局极值,每个微粒使用下面的两个方程更新当前的速度和位置:该算法首先利用Partition算法将原始事务数据库划分为n个不重叠的子数据库,然后使用Apriori算法对每一子数据库进行频繁项集挖掘和关联规则生成,并采用SecPSO提取最优的规则集,最后将每一子数据库得到的最优规则集进行全局合并得到最优的前M个规则,得到最终的挖掘结果,其具体步骤见图1.输入:数据集D,最小支持度supmin,最小置信度confmin,最大迭代次数tmax.输出:全局合并后最优的前M个关联规则.基于二阶粒子群算法的关联规则挖掘流程:步骤1:首先采用Partition算法将原始数据库划分为n个不重叠的子数据库{D1,D2,…,Dn};步骤2:针对每一子数据库对其进行数据过滤并将其转换为二进制形式;步骤3:使用Apriori算法通过局部最小支持度和最小置信度进行关联规则挖掘;步骤4:将挖掘到的每一个规则当作是一个粒子,采用实数编码的方式对粒子进行初始化;步骤5:通过适应度函数计算粒子的适应度并按照其值由大到小顺序排序;步骤6:采用SecPSO算法进行搜索,根据方程(2)和方程(3)更新粒子的速度和位置,并根据适应度值更新pbest和gbest;步骤7:当达到最大迭代次数时,将最优的粒子加入到最优规则集中,否则转回步骤6继续搜索;步骤8:从初始粒子群中提取最优的规则,若最优规则数小于初始种群数的一半(当产生一个最优规则时需要重新初始化粒子,另外一部分粒子用来补充初始粒子种群数目),则将剩余的粒子返回步骤4继续执行二阶粒子群算法;步骤9:从每一分区提取出最优的规则集后,全局合并得到最优的前M个规则. 在对事务数据库进行关联规则分析之前,需要对数据库中的数据进行预处理,本文采用的是将原始数据转换为二进制的数据,每一条记录的各个属性存储的要么是0要么就是1,这种方法可以加速数据库的扫描操作,同时通过“与”操作和求和函数[12]可以很容易并且很快的计算出相应的支持度和置信度,转换方法通过图2来说明.假设原始数据一共有5条记录,从T1到T5,每条记录都记录着5个产品的销售情况,以B4来说,这条交易记录仅仅有产品2和4产生,因此根据二进制转换的原则产品2和4的值都是“1”,其它产品的值为“0”.本文在采用SecPSO算法进行关联规则分析之前利用Apriori算法得到的规则作为初始种群,将每一个规则都看作是一个粒子,不至于导致随机PSO算法(rand particle swarm optimization,RPSO)初始化粒子位置时范围太广,不容易收敛的缺点.本文在利用SecPSO算法提取前M个最优的规则时,采用的是实数编码,虽然二进制编码易处理、易操作,但在SecPSO算法当中,每个粒子只能在相同的维度交换信息,而每一维度是某一范围内的实数,所以需要用一个正整数表示被关联的字段值.假设规则中有5个维度,现在要找出这5个维度之间的关系,若规则为X→Y={2,5}→{1,3,4},则对其直接进行实数编码为{2,5,0,1,3,4},中间的0用以区分前项集和后项集,便于计算此规则的支持度和置信度.初始化粒子时,将挖掘出的规则按照适应度值大小进行排序作为初始种群,维度由具体挖掘出的规则决定,选取粒子中具有最大适应度值的粒子作为“gbest”,初始化粒子的速度V(t)=0,粒子的位置X(t)=(2,5,0,1,3,4),粒子的初始“pbest”为不同粒子适应度的值,按照方程(2)和(3)更新粒子的位置和速度,由于这两个方程计算出的值不一定是整数,而且范围也不一定落在(1,5)的范围内,于是本文采用一种约束方法,通过计算粒子的新位置和在限定范围内所有可能的粒子的位置的距离进行约束,选择与此粒子有最小距离的粒子作为粒子的新位置,采用传统的欧氏距离来进行计算,这样可以避免粒子陷入局部最优:假设事务数据库D中存在n条记录,每条记录有m个项,划分数据库的个数为N,迭代次数为T,设定的最优规则集的个数为M,时间复杂度分析如下:本文采用的SecPSO算法可以划分为四部分,分别采用Partition算法将整个数据库划分为n个不重叠的数据库,可得时间复杂度为O(N);采用Apriori算法对每一子数据库进行关联规则挖掘,因为Apriori算法产生关联规则时,每次都要遍历整个数据库中的数据,所以Apriori算法的时间复杂度为O(mn),现在本文对整个数据库进行分区处理后采用Apriori算法进行关联规则分析,时间复杂度为O(mn/N);采用二阶粒子群算法提取每一分区的最优规则集,在采用SecPSO算法优化关联规则时,需要对每一分区生成的关联规则计算其适应度值,不断更新粒子的位置和速度,通过计算当前最优粒子与在范围内的所有的粒子的距离更新局部最优值和全局最优值,从而获取更优的规则,终止条件为粒子的迭代次数,假设每一分区通过Apriori算法产生的规则数为R,则时间复杂度为O(TR);将每一分区的规则集进行全局合并,提取出适应度值最大的前M个规则作为最优的规则集,可得时间复杂度为O(N).实验平台是在Windows 7环境下,采用Pentuium(R)Dual-Core CPU E5400@2.7GHz处理器,2G RAM,算法采用的是Matlab来实现的,选取超市购物篮数据、FoodMart2000、AdventureWorks2008R2三个数据集进行算法效率比较及结果说明,3个数据集的数据量由小到大,相应的属性也是由小到大,以此来说明该算法的适用性,数据集描述如表1所列.本文选取RPSO应用于关联规则分析,算法对比描述如表2所列.超市购物篮数据集共包含三项,第1列表示的是顾客ID,第2列表示顾客购买的商品排序,第3列表示商品名称,样本总数为7 007条.为了方便进行频繁项集的提取,本文提取其中所有的商品名称,并赋予了商品ID,结果显示共有商品20项,对同一顾客的商品进行项集合并可以得到1 001条数据.通过RPSO算法得到的结果见表3,通过SecPSO算法提取最优规则的结果见表4.从表3和表4可以发现,由于采用适应度作为综合评价标准,SecPSO算法和RPSO算法都会产生被Apriori算法过滤掉的规则,一些低支持度高置信度的规则会被忽略,从而导致有价值的规则没有被提取,例如,表3、表4中的规则3的支持度小于规定的0.2,通过对比可以发现通过RPSO算法提取出的规则集不如SecPSO算法产生的最优规则集.数据集FoodMart2000中有不同的交易数据,本文选择sales_fact_1997表来进行评价,其中产品表中总共有1 560条记录.本实验采取文献[2]中的做法,对数据库中的产品根据类别进行处理,不考虑重复的产品,对产品分类表product_class 进行处理可以获得47个分类,每一个分类都对应一个产品分类ID,对数据表sales_fact_1997产品划分到产品类别进行处理,可以获得78 645条记录,进行项集合并后可以得到20 522条记录.通过RPSO算法得到的结果见表5,通过SecPSO算法提取最优规则的结果见表6.从表5和表6可以发现,一些高支持度低置信度的规则会被Apriori算法忽略,从而导致有价值的规则没有被提取,例如,表5、表6中的规则2和规则4的置信度小于规定的0.4.通过对比适应度值仍然可以发现通过RPSO算法提取出的规则集不如SecPSO算法产生的最优规则集.本文选取数据仓库AdventureWorks2008R2中的销售记录表Sales.SalesOrderDetail进行关联规则分析,数据表Sales.SalesOrderDetail中存在121 317条记录,通过处理将同一个订单的产品ID进行合并,可得31 465条记录,其中的产品ID共涉及293项.通过RPSO算法得到的结果见表7,通过SecPSO算法提取最优规则的结果见表8.其中Sport-100 Helmet,Black缩写为SHBlack,Sport-100 Helmet,Blue缩写为SHBlue,AWC Logo Cap缩写为ALC,Sport-100 Helmet,Red缩写为SHRed,Long-Sleeve Logo Jersey,L缩写为LSLJL.从表7和表8可以发现,一些具有高适应度值的规则被Apriori算法所忽略,例如,表7、表8中的规则1和规则2的支持度小于规定的0.026,但拥有很高的置信度,所以适应度值高.通过对比适应度值可以发现,通过RPSO算法提取出的规则集的适应度值仍然不如SecPSO算法产生的最优规则集的适应度值.采用RPSO和SecPSO算法在3个数据集进行关联规则挖掘可以发现,将支持度和置信度作为综合评价标准,会产生一些被Apriori算法忽略的关联规则,分析这种现象可以发现,由于Apriori算法在第1阶段产生频繁项集的过程中是单独采用支持度作为评价标准的,所以一些低支持度高置信度的规则就会被忽略,在Apriori算法第2阶段提取关联规则时是单独采用置信度作为评价准则的,所以一些高支持度低置信度的规则就被忽略了,从而造成最终一些高适应度值的规则被忽略.对比RPSO算法和SecPSO算法,尽管两种算法都是采用适应度值作为评价标准,但通过对比挖掘结果可以发现,SecPSO算法产生的最优规则集优于RPSO算法产生的最优规则集,这是由于RPSO算法在初始化粒子的时候并不像SecPSO算法一样借助Apriori算法的挖掘结果来进一步提取最优的规则,RPSO算法是从随机产生的粒子中进一步提取最优的规则集的,在不断更新粒子适应度值的过程中计算量大,而且运行结果往往并不是最优的规则集.由此可知,通过SecPSO挖掘出的规则更准确.本文将RPSO与SecPSO算法采取同样的开发环境,比较3个不同的数据集的运行结果(见图3,图4和图5).由于本文提出的算法前期需要将数据库进行划分,在数据量小的情况下效率不如RPSO算法,这一点从图3和图4前期的效率对比图可以看出,但通过表4可以发现,即使小的数据集仍然能够挖掘出更准确的结果,而且随着数据量的增加,SecPSO算法的效率明显高于RPSO算法.由图4比较两种算法可以发现,当记录数在4 500条左右时两种算法的运行时间基本相同,随着记录数的增加,差距就越来越明显,在记录数达到20 000条时,RPSO算法的运行时间为47.516 s,而SecPSO算法的运行时间为24.593 s.由图5同样可以发现,当记录数在3 000条左右时两种算法的运行时间基本相同,在记录数达到30 000条时,RPSO算法的运行时间为71.813 s,而SecPSO算法的运行时间为45.331 s.由此可知,将SecPSO算法应用于大数据量的关联规则分析时能够取得较好的效果.随着信息技术的发展,从数据库中挖掘出有意义的信息已经变得越来越重要.本文针对Apriori算法在处理大型数据库时效率不高的缺点设计了一个基于二阶粒子群算法的关联规则挖掘方法,该算法在应用于大型数据库分析时,首先对数据库进行了划分,避免由于数据集过大造成内存溢出从而降低算法的效率,然后利用Apriori算法提取出的关联规则通过二阶粒子群优化算法提取每个分区的最优规则集,最后将分区最优规则集进行全局合并获取前M个规则,得到对用户更有用、更准确的信息.由于在数据处理阶段需要将数据集进行划分耗费了大量的时间,对于小型数据集来说并不能取得较高的效率,但针对大型数据库效果是非常显著的.本文将此算法分别应用于超市购物篮数据集、FoodMart2000数据集和AdventureWorks2008R2上,实验结果表明该算法能够挖掘出更加准确的规则,同时通过对比算法效率实验发现,其挖掘效率高于RPSO算法.所以本文将二阶粒子群算法应用于关联规则发现是可行的.。
微粒群算法
微粒群算法
微粒群算法是一种新兴的优化算法,它是基于粒子群优化(PSO)算法和粒子群模拟退火算法(PSA)的结合,这种结合有效地解决了粒子群优化算法的收敛速度慢的问题。
微粒群算法的核心思想是让粒子群通过自身的移动规则来搜索全局最优解,以期望达到更快的收敛速度和更低的误差。
微粒群算法采用了一种基于自适应的搜索策略,即粒子群通过不断地搜索、改进和更新自身的位置来获得全局最优解。
在此过程中,粒子群会逐渐学习和调整自身的运动模式,以期望更快地找到最优解。
与其他优化算法相比,微粒群算法也有一些其他的优势。
首先,它不需要用户事先设置各种参数,只需要设置起始状态即可,而且不需要复杂的数学模型,这些优势使得微粒群算法更加灵活和容易被理解。
此外,微粒群算法还具有计算成本低、收敛速度快和精度高的优点,它可以有效地解决各种复杂的优化问题,比如最优化路径规划、最佳航线搜索、机器学习、控制系统设计等。
另外,由于微粒群算法具有良好的收敛性,它可以在不需要终止条件的情况下获得较好的收敛效果,从而提高优化效率。
总之,微粒群算法是一种非常有效的优化算法,它可以有效的解决各种复杂的优化问题,具有计算成本低、收敛速度快和精度高的优
点,是最近一段时间很受欢迎的优化算法。
一类多粒度近似周期关联规则问题的挖掘研究
一类多粒度近似周期关联规则问题的挖掘研究近年来,随着数据挖掘技术的不断发展,越来越多的企业开始将其应用到实际业务中。
其中,关联规则挖掘作为数据挖掘应用中的一种重要方法,已经得到了广泛的应用。
然而,传统的关联规则挖掘方法只考虑单一粒度的关联规则,不能完全反映数据之间的复杂关系。
因此,本文研究了一类多粒度近似周期关联规则问题的挖掘方法。
首先,本文对关联规则挖掘中常用的Apriori算法和FP-growth算法进行了简要介绍。
随后,基于多粒度近似周期的概念,提出了一种新的关联规则挖掘方法——MPAR(Multi-Precision Association Rule)。
这种方法在考虑单一粒度的情况下,能够捕捉到多个粒度之间的关联规则,从而更加全面地反映数据之间的关系。
接着,本文介绍了MPAR算法的具体实现。
该算法包括两个阶段:预处理阶段和挖掘阶段。
在预处理阶段,首先对原始数据进行多粒度近似周期化处理,然后将处理后的数据进行表示。
在挖掘阶段,通过对处理后的数据进行关联规则挖掘,得到多粒度近似周期关联规则。
最后,本文通过实验验证了MPAR算法的有效性。
实验结果表明,MPAR算法相较于Apriori算法和FP-growth算法,具有更高的挖掘效率和更好的结果质量。
同时,MPAR算法能够实现对不同粒度数据之间的关联规则的挖掘,为数据分析提供了更全面的信息支持。
综上所述,本文提出了一种新的多粒度近似周期关联规则挖掘方法——MPAR算法,并对其进行了具体实现和实验验证。
该算法不仅具有高效性和准确性,还能够实现对不同粒度数据之间的关联规则的挖掘。
因此,MPAR算法可以为企业提供更加全面和准确的数据分析支持,有望在实际应用中得到广泛应用。
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这里引入惯性权重 , 既可以平衡全局收敛能力和局部收敛能力 的比例关系 , 也可以消除基本 P S O算法对
一
的需要. 因此 , 可以将
固定为变量的变化范 围, 只对 W进行调节.
收稿 日期 : 2 0 1 3 4 ) 3 - 2 0 基金项 目:国家青年基金项 目资助( 8 1 1 0 2 5 3 8 ) . 作者简 介 : 李丹 ( 1 9 7 8 一) , 女, 山西 忻州人 , 山西 中医学院医药管理学 院讲师 , 硕士 , 主要从事人 工智能方面的研究
山西师范大学学报 ( 自然科学版 )
第2 7卷第 2期
2 0 1 3年 6月
J o u ma l o f S h a n x i No r ma l Un i v e r s i t y
N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n
关 联 规则 ( A s s o c i a t i o n R u l e s ) 是发 现 数据 库 中大 量数 据 项 集 之 间有 趣 关 系 或 相关 联 系 的一 种 技 术 方
法, 是数据挖掘 中最活跃 的研究方法之一 , 可 以用来发现事务之 间的联 系. 该方法最早是 A g r a w a l 等人‘ 于1 9 9 3 年在对市场购物篮问题进行分析研究时 , 为了发现超市交易数据库中不同的商品之间的关系而提
Vo 1 . 2 7 No . 2
J u n e 2 0 1 3
文 章编 号 : 1 0 0 9 - 4 4 9 0 ( 2 0 1 3 ) 0 2 - 0 0 2 3 - 0 6
基 于 数 据 挖 掘 关 联 规 则 的微 粒 群 算 法
李 丹
( 山西 中医学 院医药管理学院 ,山西 太原 0 3 0 0 2 4 ) 摘 要: 本文 在对微粒群算法进行 改进 的基础上 , 提出 了基于数据挖 掘关联 规则 的微 粒群算法 , 理论 分
P ) ; 所 有微 粒 经历过 的位置 中的最优 位 置 称 为 全局 历 史 最 优位 置 , 记为 : P =( P P , …, P g o ) , 相应 的
适应值为全局历史最优适应值 , , 对每一代微粒 , 其第 d 维( 1≤ d≤ D ) 根据方程 ( 1 ) 迭代 J :
析和仿真结果表 明该算法 是有效 的. 关键词 : 数据 挖掘 ; 关联规 则 ; 微粒 群算 法 中图分类号 : T P 1 8 3 文献标 识码 : A
近年来 , 伴随着数据挖掘技术的不断进步 , 关联规则 已成 为数据挖掘 的重要模式之一 , 在商业决策方 面有着极其重要的应用价值. 关联分析是用来发现数据库中关联规则 , 关联规则挖掘是从海量数据 中获取 有价值的描述各数据项之间相互关系的有关知识 , 从而发现其 中各项集之间的关联. 随着对大量数据的收
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2 4・
山西师 范大学学 报(自然科学版 )
2 0 1 3拉
2 数据挖掘及关联规则技术
2 . 1 数 据挖 掘 的概 念
数据挖掘( D a t a M i n i n g , D M) , 习惯 上又称为数据库 中的知识发现 ( K n o w l e d g e D i s c o v e r y i n D a t a b a s e , K D D ) . 知识发现就是从海量 的数据 中获取有效的、 新颖的、 潜在有用 的以及最终可理解 的信息和知识 的 过程 , 简而言之 , 数据挖掘就是从数据 中“ 挖掘” 有用知识. 数据挖掘 的主要方法有关联规则 、 分类 、 回归分 析、 聚类 、 序列模式发现和偏差分析等 , 从不 同角度对数据进行挖掘. 2 . 2 关联 规则 技术
f ( t + ) = ( £ ) + c t r [ p — ( ) ] + c z r 2 [ p — ( f ) ]
【 ( t +1 )= ( t )+ ( t )
( 1 )
其中 , W为惯性权重 ; c , 和C 都为正常数 , 称为加速度常数 ; r 。 和r : 是两个在[ 0 , 1 ]范围内变化的随机数 ; ( t +1 ) 表示微粒在 t +1 时刻 的速度 , i ( t +1 ) 表示微粒在 t +1 时刻的空间位置. 在方程 ( 1 )中, ( t ) 是为了保证算法 的全局收敛性能 , 其余参数则是为了让算法具有局部收敛能力 ,
集和存储 , 数据挖掘中的关联规则 已经越来越受到业界人士的广泛关注. 本文所提出的基于数据挖掘关联
规则的改进微粒群算法 , 理论分析和仿真结果表明该算法是有效的.
1 微粒群算法
微粒群算法( P S O ) 是由 K e n n e d y和 E b e r h a r t 等人 基 于早期对鸟类群体行为的研究结果 , 于1 9 9 5 年提出的一种新的进化计算算法 , 与其他进化算法相比, P S O的优势在于收敛速度快而且容易实现. 此外 , P S O需要调整的参数也 比较少 , 它既保持传统进化算法深刻的群体智慧背景 , 同时又具有 自己独特 良好的 优化性能. 因此 , P S O的提出很快引起 了计算业界专家学者们的广泛关 注和研究 J , 在短短几年便得到快 速发展 , 而且在诸多领域也得到了越来越广泛的应用. 假设在 D维搜索空间中, 有 m个微粒组成一个微粒群 , 其中第 i 个微粒的空间位置为 =( , …, ) , i:1 , 2 , …, m, 它是优化 问题 的一个潜在解 , 将它代人优化 目 标 函数可以计算出相应的适应值 , 根据 适应值可衡量 的优劣 , 第i 个微粒所经历的最优位置称为其个体历史最优位置 , 记为 P =( P P , …,