2) Knowledge Discovery in Databases

KDD (Knowledge Discovery in Databases) – извлечение знаний из баз данных. Это процесс поиска полезных знаний в «сырых данных». KDD включает в себя вопросы подготовки данных, выбора информативных признаков, очистки данных, применения методов Data Mining (DM), постобработки данных и интерпретации полученных результатов.

Привлекательность этого подхода заключается в том, что вне зависимости от предметной области мы применяем одни и те же операции:

1. Подготовка исходного набора данных. Этот этап заключается в создании набора данных, в том числе слиянии сведений из различных источников, определение выборки, которая и будет впоследствии анализироваться. Для этого должны существовать развитые инструменты доступа к различным источникам данных: файлам разных форматов, базам данных, учетным системам.

2. Предобработка и очистка данных. Для того чтобы эффективно применять методы анализа, следует обратить серьезное внимание на вопросы предобработки данных. Данные могут содержать пропуски, шумы, аномальные значения и т.д. Кроме того, данные могут быть избыточны, недостаточны и т.д. В некоторых задачах требуется дополнить данные некоторой априорной информацией. Наивно предполагать, что если подать любые данные на вход системы в существующем виде, то на выходе получим полезные знания. Данные должны быть качественны и корректны с точки зрения используемого метода анализа. Более того, иногда размерность исходного пространства может быть очень большой, и тогда желательно применение специальных алгоритмов понижения размерности: наиболее значимых признаков и отображение данных в пространство меньшей размерности.

3. Трансформация данных. Для различных методов анализа требуются данные, подготовленные в специальном виде. Например, некоторые методы анализа в качестве входных полей могут использовать только числовые данные, а некоторые, наоборот, только категориальные.

4. Data Mining. На этом шаге применяются различные алгоритмы для нахождения знаний. Это нейронные сети, деревья решений, алгоритмы кластеризации и установления ассоциаций и т.д. Для этого могут использоваться как классические статистические методы, так и самообучающиеся алгоритмы и машинное обучение.

5. Постобработка данных. Тестирование, интерпретация результатов и практическое применение полученных знаний в бизнесе.

Описанный процесс повторяется итеративно, а реализация этих этапов позволяет автоматизировать процесс извлечения знаний.

Например, нужно сделать прогноз объемов продаж на следующий месяц. Есть сеть магазинов розничной торговли. Первым шагом будет сбор истории продаж в каждом магазине и объединение ее в общую выборку данных. Следующим шагом будет предобработка собранных данных. Например, их группировка по месяцам, сглаживание кривой продаж, устранение факторов, слабо влияющих на объемы продаж. Далее следует построить модель зависимости объемов продаж от выбранных факторов. Это можно сделать с помощью линейной регрессии или нейронных сетей.

Имея такую модель, можно получить прогноз, подав на вход модели нашу историю продаж. Зная прогнозное значение, его можно использовать, например, для оптимизации закупок товара.