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基于粗糙集的粒度计算在数据挖掘中的应用研究

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第一章绪论

1.1论文背景

1.2论文写作的目的和意义

1.3国内外研究现状

1.3.1粗糙集理论的研究现状

1.3.2数据挖掘方法的研究现状

1.4论文的主要工作及内容安排

1.4.1论文的主要工作

1.4.2论文的内容安排

第二章相关理论综述

2.1粒度计算理论综述

2.2粗糙集基本理论综述

2.2.1知识的含义与表示方法

2.2.2粗糙集

2.2.3属性约简

2.2.4决策规则

2.3数据挖掘中的粒度计算

2.3.1数据挖掘简介

2.3.2数据挖掘的主要方法和步骤

2.3.3数据挖掘方法中的粒度计算

2.4小结

第三章不完备信息系统中的粗糙集理论

3.1不完备信息系统的不确定性度量

3.1.1不完备信息系统

3.1.2不完备信息系统的偏序关系

3.1.3基于信息熵的不确定性度量

3.2不完备信息系统的信息粒度

3.2.1信息粒度的公理化定义

3.2.2信息粒度的度量方法

3.3不完备信息系统中信息熵与信息粒度的关系

3.4小结

第四章基于条件信息熵的信息系统的知识约简

4.1属性约简问题的数学描述

4.2几种经典的约简算法

4.2.1基本算法

4.2.2基于可辨识矩阵的启发式算法

4.2.3遗传算法

4.2.4复合系统的约简算法

4.2.5扩展法则约简算法

4.2.6动态约简算法

4.3基于条件信息熵的属性约简算法

4.3.1相容关系下知识的信息熵与条件信息量度量

4.3.2属性重要性的信息量表示

4.3.3基于条件信息量的属性约简算法

4.3.4基于条件信息熵的属性约简算法

4.4实例分析

4.5小结

第五章决策表中的知识粒度及规则提取

5.1决策表中的粒度思想

5.1.1决策表基本概念

5.1.2决策表中的粒度思想

5.2决策表的决策规则和知识粒度

5.2.1属性取值变化情况

5.2.2属性个数增减情况

5.3基于知识粒度的决策规则提取改进算法

5.3.1基于知识粒度的决策规则提取算法

5.3.2基于知识粒度的决策规则提取改进算法

5.3.3改进算法的评价

5.4小结

第六章基于粗糙集的数据挖掘应用实例

6.1基于粗糙集的数据挖掘模型

6.2数据预处理模块

6.2.1概念分层

6.2.2数据选择

6.2.3缺失数据的处理

6.2.4连续数据离散化

6.3属性约简模块

6.4规则提取模块

6.5实例应用

结论

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢

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摘要

随着数据库技术的广泛应用,数据库中存储的数据量急剧增大。对如此庞大的数据需要进行较高层次的处理,从中找出规律和模式,以帮助人们更好地利用这些数据进行决策和研究,因而提出了知识发现和数据挖掘的概念。知识发现是从数据集中识别出有效的、新颖的、潜在有用的,以及最终可理解的模式的非平凡过程。数据挖掘是从数据库的大量数据中提取隐含的、未知的并有潜在价值的信息和知识的过程。数据挖掘是知识发现中最关键的步骤,也是知识发现技术难点,是目前相当活跃的研究领域。 粗糙集理论是波兰数学家PaWlak提出的一种分析模糊和不确定知识的强有力的数学工具,能有效地分析和处理不精确、不一致、不完整等各种不完备信息,并从中发现隐含的知识,揭示潜在的规律,这个特点使得粗糙集理论非常适用于数据挖掘。人们在思考和解决问题时,往往根据需要,或者是先整体后部分;或者是先部分后整体;或者是交替使用以上两种方法。人们不仅能在不同粒度的世界上进行问题求解,而且能够很快地从一个粒度世界跳到另一个粒度的世界,往返自如,毫无困难。因此将粒度的概念引入到数据挖掘中去有着非常重要的意义。 本文主要研究将粒度思想应用于数据挖掘过程中,从粒度的概念和角度进行属性约简和规则提取,用于从大型数据库中挖掘出有用和用户感兴趣的知识,解决信息系统数据多而知识少的问题。本文综述了数据挖掘和粗糙集的相关理论及国内外研究现状,探讨了粒度计算的研究领域和数据挖掘技术热点以及两者未来发展趋势。深入研究了粗糙集理论的约简算法,约简算法包括属性约简和属性值约简。在目前属性约简算法的基础上提出了一种基于条件信息熵的属性约简改进算法,同时将粒度思想应用到规则提取中,在前人所作研究的基础上提出了基于搜索粒度,自顶向下,建立多层次粒度模型的规则提取算法。针对传统的基于粗糙集理论的数据挖掘模型存在不实用的特点,提出了一种改进的数据挖掘模型。该模型包括数据预处理、属性约简和规则提取三个模块,并利用算例验证该模型的可行性。

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