機器學(xué)習(xí)與數(shù)據(jù)挖掘的有什么用

數(shù)據(jù)挖掘和機器學(xué)習(xí)已經(jīng)成為企業(yè)數(shù)據(jù)應(yīng)用時必不可少的工具，在預(yù)測建模、分類與聚類等方面有著重要作用，企業(yè)在進行數(shù)據(jù)分析中可以使用它們得到更加準(zhǔn)確的結(jié)果。

一、數(shù)據(jù)挖掘和機器學(xué)習(xí)

數(shù)據(jù)挖掘是指從大量的數(shù)據(jù)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(yù)測和描述數(shù)據(jù)，在過去的經(jīng)驗基礎(chǔ)上預(yù)言未來趨勢，檢測異常數(shù)據(jù)。進行數(shù)據(jù)挖掘時，一需要先明確自己的目的，再進行數(shù)據(jù)收集和清洗工作，然后是模型構(gòu)建和評估模型，最后才是將這些模型部署到系統(tǒng)中。

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)常見的有統(tǒng)計，聚類，可視化，歸納決策樹，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，關(guān)聯(lián)規(guī)則，分類等。通過統(tǒng)計、在線分析處理、情報檢索、機器學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)(依靠過去的經(jīng)驗法則)和模式識別等諸多方法來實現(xiàn)目標(biāo)。

機器學(xué)習(xí)是一門多領(lǐng)域交叉學(xué)科，涉及概率論、統(tǒng)計學(xué)、逼近論、凸分析、算法復(fù)雜度理論等多門學(xué)科。專門研究計算機怎樣模擬或?qū)崿F(xiàn)人類的學(xué)習(xí)行為，以獲取新的知識或技能，重新組織已有的知識結(jié)構(gòu)使之不斷改善自身的性能。

在工作中，機器學(xué)習(xí)的步驟主要分為：數(shù)據(jù)收集，數(shù)據(jù)預(yù)處理，特征提取，模型訓(xùn)練，模型評估以及模型部署。這其實和數(shù)據(jù)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(xué)習(xí)和無監(jiān)督學(xué)習(xí)。

在有監(jiān)督學(xué)習(xí)中，模型使用標(biāo)記數(shù)據(jù)集進行訓(xùn)練，其中模型學(xué)習(xí)每種類型的數(shù)據(jù)。訓(xùn)練過程完成后，模型會根據(jù)測試數(shù)據(jù)(訓(xùn)練集的子集)進行測試，然后預(yù)測輸出。

無監(jiān)督模型使用未標(biāo)記的數(shù)據(jù)集進行訓(xùn)練，并允許在沒有任何監(jiān)督的情況下對該數(shù)據(jù)進行操作，模型本身會從給定數(shù)據(jù)中找到隱藏的模式和見解。它可以比作在學(xué)習(xí)新事物時發(fā)生在人腦中的學(xué)習(xí)。

二、預(yù)測建模

預(yù)測建模由預(yù)測和建模組成。

預(yù)測是指人們利用已經(jīng)掌握的知識和手段，預(yù)先推知和判斷事物未來發(fā)展?fàn)顩r的一種活動。具體說來，就是人們根據(jù)事物過去發(fā)展變化的客觀過程和某些規(guī)律性，根據(jù)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(xiàn)的趨勢和可能達到的水平所進行的科學(xué)推測。預(yù)測作為一種人類認(rèn)識活動，早就存在于人類社會實踐中，并隨著生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)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(guān)系或相互關(guān)系的過程都屬于建模。

預(yù)測建模使用統(tǒng)計數(shù)據(jù)來預(yù)測結(jié)果。大多數(shù)情況下，人們想要預(yù)測的事件發(fā)生在未來，但預(yù)測建?？梢詰?yīng)用于任何類型的未知事件，無論它何時發(fā)生。例如，預(yù)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(biāo)預(yù)測

在企業(yè)運營過程中，經(jīng)常需要對未來的趨勢和目標(biāo)進行預(yù)測，比如銷售目標(biāo)的制定需要預(yù)測銷售額，根據(jù)設(shè)備等多方面情況預(yù)測生產(chǎn)目標(biāo)，以及后續(xù)的資源規(guī)劃。

而機器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘為目標(biāo)預(yù)測提供了便利的方法，可以通過此從大量的歷史數(shù)據(jù)中提取相應(yīng)的模型和趨勢，并構(gòu)建準(zhǔn)確的預(yù)測模型。

兩者在目標(biāo)預(yù)測中常見的應(yīng)用有回歸分析，時間序列分析，機器學(xué)習(xí)算法的應(yīng)用，集成方法等。

在統(tǒng)計學(xué)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(guān)系的一種統(tǒng)計分析方法?？梢酝ㄟ^擬合歷史數(shù)據(jù)和相關(guān)因素之間的關(guān)系，預(yù)測目標(biāo)變量的未來值。線性回歸、多項式回歸等技術(shù)可用于銷售量、市場需求等連續(xù)性目標(biāo)的預(yù)測。

時間序列模型是一種對基于時間的數(shù)據(jù)進行分析的預(yù)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(yù)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(yù)測。

機器學(xué)習(xí)的監(jiān)督學(xué)習(xí)算法可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)的特征和目標(biāo)值進行訓(xùn)練，從而預(yù)測未來的結(jié)果。例如，通過訓(xùn)練歷史銷售數(shù)據(jù)和相關(guān)市場指標(biāo)，從而·預(yù)測未來銷售額或市場需求的變化。

而將多個預(yù)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(yù)測結(jié)果。

數(shù)據(jù)挖掘和機器學(xué)習(xí)這兩個概念在實踐中經(jīng)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(lián)系。在本篇文章中，我們將詳細介紹這兩者之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)挖掘：數(shù)據(jù)挖掘是一個涵蓋了機器學(xué)習(xí)、統(tǒng)計學(xué)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)等多個領(lǐng)域的過程，其主要目標(biāo)是從大量的數(shù)據(jù)中提取有用的信息和知識。數(shù)據(jù)挖掘過程一般包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)建模和模型評估等步驟。

機器學(xué)習(xí)：機器學(xué)習(xí)是數(shù)據(jù)挖掘的一個重要技術(shù)手段。機器學(xué)習(xí)的核心是讓機器自我學(xué)習(xí)和改善，通過從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)規(guī)律，以進行預(yù)測或決策。機器學(xué)習(xí)的方法主要包括監(jiān)督學(xué)習(xí)、無監(jiān)督學(xué)習(xí)、半監(jiān)督學(xué)習(xí)和強化學(xué)習(xí)等。數(shù)據(jù)挖掘與機器學(xué)習(xí)的關(guān)系：在數(shù)據(jù)挖掘的過程中，機器學(xué)習(xí)技術(shù)通常被用于數(shù)據(jù)建模的階段，例如預(yù)測和分類。機器學(xué)習(xí)模型通過從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)規(guī)律，幫助我們理解數(shù)據(jù)、預(yù)測未來和做出決策。而數(shù)據(jù)挖掘則提供了一套完整的流程，包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等，為機器學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練提供了所需的數(shù)據(jù)。因此，我們可以認(rèn)為數(shù)據(jù)挖掘和機器學(xué)習(xí)是相互交織的。

數(shù)據(jù)挖掘提供了從數(shù)據(jù)中提取知識的方法和流程，而機器學(xué)習(xí)則提供了實現(xiàn)這一目標(biāo)的具體技術(shù)手段。延伸閱讀深度學(xué)習(xí)在數(shù)據(jù)挖掘中的應(yīng)用深度學(xué)習(xí)是機器學(xué)習(xí)的一種方法，它基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過模擬人腦的運作方式來學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。深度學(xué)習(xí)在許多領(lǐng)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(xué)習(xí)的基本原理：深度學(xué)習(xí)模型是由多個處理層(神經(jīng)元)組成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這些神經(jīng)元可以自動從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)特征，從而進行預(yù)測或分類。(2)深度學(xué)習(xí)在數(shù)據(jù)挖掘中的應(yīng)用：深度學(xué)習(xí)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到數(shù)據(jù)挖掘的各個階段，包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、特征工程、預(yù)測和分類等。(3)深度學(xué)習(xí)的挑戰(zhàn)和前景：雖然深度學(xué)習(xí)在許多領(lǐng)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(xué)習(xí)的發(fā)展仍有很大的潛力，尤其是在結(jié)合其他領(lǐng)域(如強化學(xué)習(xí)、生成模型等)的研究中。