数据仓库与数据挖掘期末综合复习.docx
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1、数据仓库与数据挖掘期末综合复习第一章1、数据仓库就是一个面向主题的、集成的、相对稳定的、反映历史变化的数据集合.2、元数据是描述数据仓库内数据的结构和建立方法的数据,它为访问数据仓库提供了一个 信息目录,根据数据用途的不同可将数据仓库的元数据分为技术元数据和业务元数据两类. 3、数据处理通常分成两大类:联机事务处理和联机分析处理。4、多维分析是指以“维”形式组织起来的数据(多维数据集)采取切片、切块、钻取和旋 转等各种分析动作,以求剖析数据,使拥护能从不同角度、不同侧面观察数据仓库中的数据, 从而深入理解多维数据集中的信息。5、ROLAP是基于关系数据库的OLAP实现,而MOLAP是基于多维数
2、据结构组织的OLAP实现。 OLAP技术的有关概念:OLAP根据其存储数据的方式可分为三类:ROLAP、MOLAP、HOLAP6、数据仓库按照其开发过程,其关键环节包括数据抽取、数据存储与管理和数据表现等。7、数据仓库系统的体系结构根据应用需求的不同,可以分为以下4种类型:两层架构、独立 型数据集合、以来型数据结合和操作型数据存储和逻辑型数据集中和实时数据仓库。8、操作型数据存储实际上是一个集成的、面向主题的、可更新的、当前值的(但是可“挥 发的)、企业级的、详细的数据库,也叫运营数据存储。9、“实时数据仓库”以为着源数据系统、决策支持服务和仓库仓库之间以一个接近实时的 速度交换数据和业务规那
3、么。10、从应用的角度看,数据仓库的开展演变可以归纳为5个阶段:以报表为主、以分析为 主、以预测模型为主、以运营导向为主和以实时数据仓库和自动决策为主。11、什么是数据仓库?数据仓库的特点主要有哪些?数据仓库通常是指一个数据库环境,而不是支一件产品,它是提供用户用于决策支持的当前 和历史数据,这些数据在传统的数据库中通常不方便得到。数据仓库就是一个面向主题的 (Subject Oriented)、集成的(Integrate)、相对稳定的(Non一Volatile)、反映历史 变化(Time Variant)的数据集合,通常用于辅助决策支持。数据仓库的特点包含以下几个方面:(1)面向主题.操作型
4、数据库的数据组织是面向事务处理任务,各个业务系统之间各自别离; 而数据仓库中的数据是按照一定的主题域进行组织。(2)集成的.面向事务处理的操作型数据库通常与某些特定的应用相关,数据库之间相互独 立,并且往往是异构的。也就是说存放在数据仓库中的数据应使用一致的命名规那么、格式、 编码结构和相关特性来定义。(3)相对稳定的。操作型数据库中的数据通常实时更新,数据根据需要及时发生变化,数据 仓库的数据主要供单位决策分析之用,对所涉及的数据操作主要是数据查询和加载,一旦某 个数据加载到数据仓库以后,一般情况下将作为数据档案长期保存,几乎不再做修改和删除 操作,也就是说针对数据仓库,通常有大量的查询操作
5、及少量定期的加载(或刷新)操作.(4)反映历史变化。操作型数据库(OLTP)主要关心当前某一个时间段内的数据,而数据仓 库中的数据通常包含较久远的历史数据,因此总是包括一个时间维,以便可以研究趋势和变 化。数据仓库系统通常记录了一个单位从过去某一时点(如开始启用数据仓库系统的时点) 到目前的所有时期的信息,通过这些信息,可以对单位的开展历程和未来趋势做出定量分析 和预测。12、数据挖掘的概念数据挖掘,就是从大量数据中获取有效的、新颖的、潜在有用的、最终可理解的模式的非平 凡过程,简单的说,数据挖掘就是从大量数据中提取或“挖掘知识,又被称为数据库中的 知识发现。数据挖掘的方法:直接数据挖掘、间接
6、数据挖掘.13、数据仓库与数据挖掘的关系假设将数据仓库比作矿井,那么数据挖掘就是深入矿井采矿的工作;数据挖掘是从数据仓库中 找出有用信息的一种过程与技术。14、数据仓库系统的体系结构的分类(1)两层架构(Generic Two-Level Architecture)。那得看你规定的权是多少啊,(xl, o o . , xn)和(yl,,yn)问权p的!ninkowski 距离就是I xlyl | p+o , o +1 xn-yn1/p意义么,得看你的空间是什么.一般这 个范数是用在函数空间上的,比方L、( 0,1),它与向量(这时是0,1区间上的1/p函 数)的模长是相容的。第1个样品与第1个
7、样品间的明假设夫斯基距离定义为,这里,为某一自然数,这是一个录常用最直观的距离。,当9=1时,4。)=W-5|,称为绝时距离当q = oo时,4 (coj =龈:辰-称为切比雪夫距离一当各变量的单位不同或重里售相同但各变量的测量值相差很大时,不应直接 采用明考夫斯基臣施,而应先对各变量的数据作标准化处理,然后用标准化后的 数据计算距割。最常用的标准化处理是,令,其中弓二与为第日变量的样本均值,S厂刃为-炉为第J金变量的 W Ml盟样本方差。联机事务处理 OLTP (on-line transaction processing)传统的关系DBMS的主要任务他们涵盖了一个组织的大局部日常操作:购买
8、、库存、制造、银行、工资、注 册、记账等.联机分析处理 OLAP (on-line analytical processing)数据仓库系统的主要任务数据分析和决策OLTP和OLAP的区别用户和系统的面向性:OLTP面向顾客,而OLAP面向市场数据内容x OLTP系统管理当前数据,而OLAP管理历史的数据.数据库设计:OLTP系统采用实体-联系(ER)模型和面向应用的数据库设计, 而OLAP系统通常采用星形和雪花模型视图:OLTP系统主要关注一个企业或部门内部的当前数据.而OLAP系统 主要关注汇总的统一的数据.访问模式:OLTP访问主要有短的原子事务组成,而OLAP系统的访问大局部 是只读操
9、作,尽管许多可能是更杂的查询数据仓库和OLAP工具基于多维数据模型.这种模型将数据看作数据立方体形 式.数据立方体允许从多维对数据建模和观察它由维和事实定义.3最流行的数据仓库数据模型是多维模型,这种模型可以以星形模式、雪花型 模式或事实星座模式形式存在建立数据仓库模型:维与度量星型模型:最常见的模型范例是星形模式,其中数据仓库包括(D 一个大的 包含大批数据并且不含冗余的中心表(事实表);(2) 一组小的附属表(维表), 每维一个.中间是事实表,连接一组维表雪花模式:雪花模式是星型模式的变种,其中某些维表是规范化的,而数据进 一步分解到附加的维表中,它的图形类似于雪花的形状事实星座表:多个事
10、实表共享维表,这种模式可以看作星型模式及,因此称为 星系模式或事实星座 数据立方体度量是一个数值函数,可以对数据立方体空间的每一个点求值.通 过对给定点的各维-值对聚集数据,计算该点的度量值。度量可以根据所用的聚集函数类型可以分成三类(即分布的,代数的和整体的). 概念分层定义一个映射序列,将低层概念映射到更一般的较高层概念.多维数据模型中的OLAP操作上卷:上卷操作通过沿一个维的概念分层向上攀升或者通过维规约,对数据 立方体进行聚集,(2)下钻,下钻是上卷的逆操作,它由不太详细的数据到更详细的数据.下钻可 以通过沿维的概念分层向下或引入附加的维来实现,(3)切片和切块x切片操作对给定立方体的
11、一个维进行选择,导致一个子立方体. 切块操作通过对两个或多个维执行选择,定义子立方体;(4)转轴(旋转):转轴是一种可视化操作,它转动数据的视角,提供数据的替 代表示;其他OLAP操作:钻过执行涉及多个事实表的查询;钻透操作使用关系SQL 机制,钻透数据立方体的底层,到后段关系表.三层数据仓库的系统结构(1)底层是仓库数据服务器,它几乎总是关系数据库系统(2)中间层是OLAP服务器,其典型的实现或者是关系OLAP (ROLAP)模 型,即扩充的关系DBMS,它将对多维数据的操作映射为标准的关系操作,或 者是(ii)多维OLAP(MOLAP)模型即专门的服务器,它直接实现多维数据 和操作。(3)
12、顶层是前段客户层,它包括查询和报表工具、分析工具和/或数据挖掘工具(例如趋势分析、预测等).从结构的角度看,有三种数据仓库模型:企业仓库、数据集市和虚拟仓库数据集市(Data Mart):数据集市包含企业范围数据的一个子集,对于特定的用户群是有用的.其范围限于选定的主题.根据数据的来源不同,数据集市分为独立的和依赖的两类数据仓库后端工具和实用程序包含以下功能:数据提取;数据清理;数据变换;装入3刷新。数据立方体的物化有三种选择:(1)不物化;(2)完全物化;(3)局部物化.有三种数据仓库应用:信息处理.分析处理和数据挖掘, 分类和预测找出描述并区分数据类和概念的模型(或函数)以便能够使用模型预
13、测类标记 未知的对象类.例如,依据气候划分国家类型或者依据每里的耗油量划分汽车类型.表示形式,判定树,分类规那么,神经网络。预测:预测某些未知的或空缺的数据值.聚类分析类标记未知:把数据聚类或分组成新的类,例如:把房子聚类来找出房子的分 布模式.聚类依据以下原那么,最大化类内的相似性和量小化类间的相似性.FP-树结构的优点完赘性:不会破坏任何交易的长模式 为频繁模式挖掘保存了完整的信息简洁性 减少了不相关的信息一非频繁项集被删掉频繁项集技支持度递减顺序排列:越是频繁的项集越有可能被共享不会比原数据库大(如果不算节点链和计数)基本思想(分治策略):使用FP-树循环的产生频繁模式路径方法对于每一个
14、项.先构造它的条件模式基.然后构造它的条件FP.树在每一个新创立的条件FP.树上重嵬此过程直到结果FP树为空,或它只包含一条路径(单路径将产生所有的它的子路径的 结合,每一条子路径都是一个频繁模式) 挖掘FP树的主要步骤1)为FP-树中的每一个节点构造条件模式基 2)为每一个条件模式基条件FP.树3)循环的挖掘条件FP.树,生成至今为止获得的频繁模式如果条件FP树只包含单条路径,简单的列举所有的模式 一、名词解释.数据仓库:是一种新的数据处理体系结构,是面向主题的、集成的、不可 更新的(稳定性)、随时间不断变化(不同时间)的数据集合,为企业决策支 持系统提供所需的集成信息。1 .孤立点】指数据
15、库中包含的一些与数据的一般行为或模型不一致的异常数据,2 . OLAP: OLAP是在OLTP的基础上开展起来的,以数据仓库为基础的数据分析处理,是共享多维信息的快速分析,是被专门设计用于支持复杂的 分析操作,侧重对分析人员和高层管理人员的决策支持.4.5.6.7.8.粒度,指数据仓库的数据单位中保存数据细化或综合程度的级别.粒度影 响存放在数据仓库中的数据量的大小,同时影响数据仓库所能回答查询问 题的细节程度。数据规范化:指将数据按比例缩放(如更换大单位),使之落入一个特定的区域(如01)以提高数据挖掘效率的方法规范化的常用方法有,量大一最小规范化、零一均值规范化、小数定标规范化.关联知识:
16、是反映一个事件和其他事件之间依赖或相互关联的知识.如果 两项或多项属性之间存在关联,那么其中一项的属性值就可以依据其他属 性值进行预测.数据挖掘:从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中,提 取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程,OLTP: OLTP为联机事务处理的缩写,OLAP是联机分析处理的缩写.前者是以数据库为基础的,面对的是操作人员和低层管理人员,对基本数 据进行查询和增、删、改等处理.9. ROLAP:是基于关系数据库存储方式的,在这种结构中,多维数据被映 像成二维关系表,通常采用星型或雪花型架构,由一个事实表和多个维度 表构成。10. MOL
17、AP:是基于类似于“超立方”块的OLAP存储结构,由许多经压缩的、类似于多维数组的对端构成,并带有高度压缩的索引及指针结构,通过直接偏移计算进行存取.H.数据归约:缩小数据的取值范围,使其更适合于数据挖掘算法的需要,并 且能够得到和原始数据相同的分析结果.12.广义知识,通过对大量数据的归纳、概括和抽象,提炼出带有普遍性的、 概括性的描述统计的知识.B.预测型知识:是根据时间序列型数据,由历史的和当前的数据去推测未来 的数据,也可以认为是以时间为关键属性的关联知识。14 .偏差型知识:是对差异和极端特例的描述,用于揭示事物偏离常规的异常现象,如标准类外的特例,数据聚类外的离群值等.15 .遗传
18、算法:是一种优化搜索算法,它首先产生一个初始可行解群体,然后 对这个群体通过模拟生物进化的选择、交叉、变异等遗传操作遗传到下一 代群体,并最终到达全局最优。16 .聚类:是将物理或抽象对象的集合分组成为多个类或族(cluster)的过程, 使得在同一个簇中的对盆之间具有较高的相似度,而不同簇中的对彩差异 较大.17 .决策树:是用样本的属性作为结点,用属性的取值作为分支的树结构,它 是分类规那么挖掘的典型方法,可用于对新样本进行分类。18 .相异度矩阵:是聚类分析中用于表示各对篇之间相异度的一种矩阵,n个 对象的相异度矩阵是一个nn维的单模矩阵,其对角线元素均为0,对角 线两侧元素的值相同。1
19、9.20.22.频繁项集:指满足最小支持度的项集,是挖掘关联规那么的基本条件之一。 支持度:规那么A-B的支持度指的是所有事件中A与B同地发生的的概率, 即P(AUB),是AB同时发生的次数与事件总次数之比.支持度是对关联 规那么重要性的衡量.可信度,规那么A-B的可信度指的是包含A项集的同时也包含B项集的条 件概率P(B|A),是AB同时发生的次数与A发生的所有次数之比可信度 是对关联规那么的准确度的衡量.关联规那么,同时满足最小支持度阑值和最小可信度蜩值的规那么称之为关联 规那么.二,综合题.何谓数据挖掘?它有哪些方面的功能?从大直的、不完全的、有噪声的,模糊的、随机的数据中,提取隐含在其
20、中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程称为数据挖掘.相关的名称有知识发现、数据分析、数据融合、决策支持等.数据挖掘的功能包括:概念描述、关联分析、分类与预测、聚类分析、 趋势分析、孤立点分析以及偏差分析等。1 .何谓数据仓库?为什么要建立数据仓库?数据仓库是一种新的数据处理体系结构,是面向主题的、集成的、不 可更新的(稳定性)、随时间不断变化(不同时间)的数据集合,为企业决策支 持系统提供所需的集成信息.建立数据仓库的目的有3个:一是为了解决企业决策分析中的系统响应问题,数据仓库能提供比传统事务数据库更快的大规模决策分析的响应速度.二是解决决策分析对数据的特殊需求问题.决策分
21、析需要全面的、正 确的集成数据,这是传统事务数据库不能直接提供的.三是解决决策分析对数据的特殊操作要求.决策分析是面向专业用户 而非一般业务员,需要使用专业的分析工具,对分析结果还要以商业智能 的方式进行表现,这是事务数据库不能提供的.2 .列举操作型数据与分析型数据的主要区别操作型数据操作型数据分析型数据当前的、细节的 面向应用,事务丽 频繁增、删,改一当前的、细节的 面向应用,事务丽 频繁增、删,改一历史的、综合的操作需求事先知道 生命周期符合SDLC面向分析、分析驱动 几乎不更新,定期追加 分析帚求事先不如右 完全不同的生命周期对性能要求高一次操作数据量小对性能要求高一次操作数据量小区持
22、日常事务操作对性能要求宽松 一次操作数据量大 支持管理决策需求3 .何谓OLTP和OLAP?它们的主要异同有哪些?OLTP即联机事务处理,是以传统数据库为基础、面向操作人员和低层 管理人员、对基本数据进行查询和增、删、改等的日常事务处理.OLAP 即联机分析处理,是在OLTP基础上开展起来的、以数据仓库基础上的、 面向高层管理人员和专业分析人员、为企业决策支持服务.OLTP和OLAP的主要区别如下表:OLAPOLTP数据库数据数据库数据数据库或数据仓库数据.何谓粒度?它对数据仓库有什么影响?按粒度组织数据的方式有哪些? 粒度是指数据仓库的数据单位中保存数据细化或综合程度的级别.粒 度影响存放在
23、数据仓库中的数据量的大小,同时影响数据仓库所能回答查细节性数据综合性数据当前数据历史数据经常更新不更新,但周期性刷新一次性处理的数据量小一次处理的数据量大对响应时间要求高响应时间合理用户数量大用户数据相对较少面向操作人员9支持日常操作面向决策人员,支持管理需要面向应用,事务驱动面向分析,分析驱动询问题的细节程度.按粒度组织数据的方式主要有:简单堆积结构轮转综合结构 简单直接结构 连续结构4 .简述数据仓库设计的三级模型及其基本内容.概念模型设计是在较高的抽象层次上的设计,其主要内容包括:界定 系统边界和确定主要的主题域.逻辑模型设计的主要内容包括:分析主题域、确定粒度层次划分、确 定数据分割策
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