數據挖掘和機器學習已經成為企業(yè)數據應用時必不可少的工具,在預測建模、分類與聚類等方面有著重要作用,企業(yè)在進行數據分析中可以使用它們得到更加準確的結果。
一、數據挖掘和機器學習
數據挖掘是指從大量的數據中通過算法搜索隱藏于其中信息的過程。它的主要目的是預測和描述數據,在過去的經驗基礎上預言未來趨勢,檢測異常數據。進行數據挖掘時,一需要先明確自己的目的,再進行數據收集和清洗工作,然后是模型構建和評估模型,最后才是將這些模型部署到系統(tǒng)中。
數據挖掘技術常見的有統(tǒng)計,聚類,可視化,歸納決策樹,神經網絡,關聯規(guī)則,分類等。通過統(tǒng)計、在線分析處理、情報檢索、機器學習、專家系統(tǒng)(依靠過去的經驗法則)和模式識別等諸多方法來實現目標。
機器學習是一門多領域交叉學科,涉及概率論、統(tǒng)計學、逼近論、凸分析、算法復雜度理論等多門學科。專門研究計算機怎樣模擬或實現人類的學習行為,以獲取新的知識或技能,重新組織已有的知識結構使之不斷改善自身的性能。
在工作中,機器學習的步驟主要分為:數據收集,數據預處理,特征提取,模型訓練,模型評估以及模型部署。這其實和數據挖掘的工作過程及其相似。
按照模型類型分為兩大類,有監(jiān)督學習和無監(jiān)督學習。
在有監(jiān)督學習中,模型使用標記數據集進行訓練,其中模型學習每種類型的數據。訓練過程完成后,模型會根據測試數據(訓練集的子集)進行測試,然后預測輸出。
無監(jiān)督模型使用未標記的數據集進行訓練,并允許在沒有任何監(jiān)督的情況下對該數據進行操作,模型本身會從給定數據中找到隱藏的模式和見解。它可以比作在學習新事物時發(fā)生在人腦中的學習。
二、預測建模
預測建模由預測和建模組成。
預測是指人們利用已經掌握的知識和手段,預先推知和判斷事物未來發(fā)展狀況的一種活動。具體說來,就是人們根據事物過去發(fā)展變化的客觀過程和某些規(guī)律性,根據事物運動和變化的狀態(tài),運用各種定性和定量分析方法,對事物未來可能出現的趨勢和可能達到的水平所進行的科學推測。預測作為一種人類認識活動,早就存在于人類社會實踐中,并隨著生產力和生產關系的發(fā)展而不斷發(fā)展。
建模,就是建立模型,就是為了理解事物而對事物做出的一種抽象,是對事物的一種無歧義的書面描述。建立系統(tǒng)模型的過程,又稱模型化。建模是研究系統(tǒng)的重要手段和前提。凡是用模型描述系統(tǒng)的因果關系或相互關系的過程都屬于建模。
預測建模使用統(tǒng)計數據來預測結果。大多數情況下,人們想要預測的事件發(fā)生在未來,但預測建??梢詰糜谌魏晤愋偷奈粗录瑹o論它何時發(fā)生。例如,預測模型通常用于在犯罪發(fā)生后檢測犯罪和識別嫌疑人。
目標預測
在企業(yè)運營過程中,經常需要對未來的趨勢和目標進行預測,比如銷售目標的制定需要預測銷售額,根據設備等多方面情況預測生產目標,以及后續(xù)的資源規(guī)劃。
而機器學習和數據挖掘為目標預測提供了便利的方法,可以通過此從大量的歷史數據中提取相應的模型和趨勢,并構建準確的預測模型。
兩者在目標預測中常見的應用有回歸分析,時間序列分析,機器學習算法的應用,集成方法等。
在統(tǒng)計學中,回歸分析(regression analysis)指的是確定兩種或兩種以上變量間相互依賴的定量關系的一種統(tǒng)計分析方法。可以通過擬合歷史數據和相關因素之間的關系,預測目標變量的未來值。線性回歸、多項式回歸等技術可用于銷售量、市場需求等連續(xù)性目標的預測。
時間序列模型是一種對基于時間的數據進行分析的預測模型建模方法。它通過分析時間序列上的趨勢和周期性來預測未來的值。ARIMA(自回歸積分滑動平均模型)是最常用的分析方法,適用于銷售趨勢、季節(jié)性需求等的預測。
機器學習的監(jiān)督學習算法可以根據歷史數據的特征和目標值進行訓練,從而預測未來的結果。例如,通過訓練歷史銷售數據和相關市場指標,從而·預測未來銷售額或市場需求的變化。
而將多個預測模型集成,可以減少單個模型的偏差和方差,從而得到更穩(wěn)定和可靠的預測結果。
數據挖掘和機器學習這兩個概念在實踐中經常交叉使用,但在概念上它們之間有著微妙的區(qū)別和緊密的聯系。在本篇文章中,我們將詳細介紹這兩者之間的關系。數據挖掘:數據挖掘是一個涵蓋了機器學習、統(tǒng)計學和數據庫技術等多個領域的過程,其主要目標是從大量的數據中提取有用的信息和知識。數據挖掘過程一般包括數據準備、數據清洗、數據轉換、數據建模和模型評估等步驟。
機器學習:機器學習是數據挖掘的一個重要技術手段。機器學習的核心是讓機器自我學習和改善,通過從數據中學習規(guī)律,以進行預測或決策。機器學習的方法主要包括監(jiān)督學習、無監(jiān)督學習、半監(jiān)督學習和強化學習等。數據挖掘與機器學習的關系:在數據挖掘的過程中,機器學習技術通常被用于數據建模的階段,例如預測和分類。機器學習模型通過從數據中學習規(guī)律,幫助我們理解數據、預測未來和做出決策。而數據挖掘則提供了一套完整的流程,包括數據準備、數據清洗、數據轉換等,為機器學習模型的訓練提供了所需的數據。因此,我們可以認為數據挖掘和機器學習是相互交織的。
數據挖掘提供了從數據中提取知識的方法和流程,而機器學習則提供了實現這一目標的具體技術手段。延伸閱讀深度學習在數據挖掘中的應用深度學習是機器學習的一種方法,它基于人工神經網絡,通過模擬人腦的運作方式來學習數據。深度學習在許多領域都顯示出了卓越的性能,包括圖像識別、語音識別、自然語言處理等。(1)深度學習的基本原理:深度學習模型是由多個處理層(神經元)組成的神經網絡。這些神經元可以自動從數據中學習特征,從而進行預測或分類。(2)深度學習在數據挖掘中的應用:深度學習已經被廣泛地應用到數據挖掘的各個階段,包括數據預處理、特征工程、預測和分類等。(3)深度學習的挑戰(zhàn)和前景:雖然深度學習在許多領域都取得了顯著的成功,但也面臨著許多挑戰(zhàn),如模型解釋性的問題、過擬合的問題等。同時,深度學習的發(fā)展仍有很大的潛力,尤其是在結合其他領域(如強化學習、生成模型等)的研究中。