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第1章 绪论 1

1.1数据挖掘概述 1

1.1.1数据挖掘的概念 1

1.1.2大数据环境下的数据挖掘 2

1.1.3数据挖掘的特性 3

1.1.4数据挖掘的过程 3

1.2数据挖掘起源及发展历史 4

1.3数据挖掘常用工具 7

1.3.1商用工具 7

1.3.2开源工具 8

1.4数据挖掘应用场景 10

习题 12

参考文献 13

第2章 数据预处理与相似性 14

2.1数据类型 14

2.1.1属性与度量 14

2.1.2数据集的类型 15

2.2数据预处理 16

2.2.1数据清理 16

2.2.2数据集成 18

2.2.3数据规范化 19

2.2.4数据约简 20

2.2.5数据离散化 22

2.3数据的相似性 23

2.3.1数值属性的相似性度量 23

2.3.2标称属性的相似性度量 26

2.3.3组合异种属性的相似性度量 27

2.3.4文档相似性度量 28

2.3.5离散序列相似性度量 30

习题 31

参考文献 32

第3章 分类 33

3.1分类的基本概念、分类过程及分类器性能的评估 33

3.1.1分类的基本概念 33

3.1.2分类的过程 33

3.1.3分类器性能的评估方法 34

3.2决策树 35

3.2.1决策树概述 35

3.2.2决策树的用途和特性 35

3.2.3决策树工作原理 36

3.2.4决策树构建步骤 37

3.2.5决策树算法原理 38

3.3贝叶斯分类 47

3.3.1贝叶斯定理 47

3.3.2朴素贝叶斯分类原理与流程 48

3.3.3贝叶斯分析 51

3.3.4贝叶斯决策 52

3.4支持向量机 52

3.4.1支持向量机主要思想 53

3.4.2支持向量机基础理论 53

3.4.3支持向量机原理 58

3.5实战：决策树算法在Weka中的实现 62

3.5.1 Weka探索者图形用户界面 62

3.5.2决策树算法在Weka中的具体实现 62

3.5.3使用中的具体实例 65

习题 66

参考文献 67

第4章 回归 69

4.1回归概述 69

4.1.1回归分析的定义 69

4.1.2回归分析步骤 70

4.1.3回归分析要注意的问题 70

4.2一元回归分析 71

4.2.1一元回归分析的模型设定 71

4.2.2一元线性回归模型的参数估计 73

4.2.3基本假设下OLS估计的统计性质 74

4.2.4误差方差估计 75

4.2.5回归系数检验（t检验） 76

4.2.6拟合优度和模型检验（F检验） 77

4.3多元线性回归分析 78

4.3.1多元线性回归模型 78

4.3.2多元线性回归模型的假定 79

4.3.3多元线性回归模型的参数估计 80

4.3.4显著性检验 82

4.3.5回归变量的选择与逐步回归 84

4.4逻辑回归分析 86

4.4.1逻辑回归模型 86

4.4.2 logit变换 87

4.4.3 Logistic分布 88

4.4.4列联表的Logistic回归模型 88

4.5其他回归分析 89

4.5.1多项式回归 89

4.5.2逐步回归 90

4.5.3岭回归 90

4.5.4套索回归 91

4.5.5弹性网络 92

4.6实战：用回归分析方法给自己的房子定价 92

4.6.1为Weka构建数据集 92

4.6.2将数据载入Weka 93

4.6.3用Weka创建一个回归模型 94

4.6.4结果分析 95

习题 96

参考文献 97

第5章 聚类 98

5.1聚类概述 98

5.2划分方法 100

5.2.1 k均值算法 101

5.2.2 k中心点算法 103

5.3层次方法 106

5.3.1层次方法的分类 106

5.3.2 BIRCH算法 109

5.4基于密度的方法 112

5.5实战：聚类分析 115

5.5.1背景与聚类目的 115

5.5.2聚类过程 116

5.5.3聚类结果分析 120

习题 122

参考文献 123

第6章 关联规则 124

6.1概述 124

6.1.1购物篮分析：啤酒与尿布的经典案例 124

6.1.2关联规则的概念 124

6.1.3频繁项集的产生 128

6.2 Apriori算法：通过限制候选项集产生发现频繁项集 128

6.2.1 Apriori算法的频繁项集产生 128

6.2.2 Apriori算法描述 131

6.3 FP-growth算法 134

6.3.1构造FP树 134

6.3.2挖掘FP树 136

6.3.3 FP-Tree算法 138

6.4其他关联规则算法 139

6.4.1约束性关联规则算法 139

6.4.2增量式关联规则算法 140

6.4.3多层关联规则算法 141

6.5实战：个人信用关联规则挖掘 143

6.5.1背景与挖掘目标 143

6.5.2分析方法与过程 144

6.5.3总结 148

习题 148

参考文献 149

第7章 常用大数据挖掘算法优化改进 151

7.1分类算法 151

7.1.1分类算法的并行化 151

7.1.2并行化的决策树算法优化 154

7.1.3一种新的朴素贝叶斯改进方法 158

7.1.4支持向量机并行优化改进 160

7.2聚类算法 161

7.2.1聚类分析研究的主要内容及算法应用 162

7.2.2并行聚类相关技术及算法体系结构和模型 163

7.2.3 k-means聚类算法的一种改进方法 164

7.2.4基于Spark的k-means算法并行化设计与实现 166

7.2.5基于Spark的k-means改进算法的并行化 168

7.2.6基于MapReduce的聚类算法并行化 170

7.2.7谱聚类算法并行化方法 171

7.3关联规则 173

7.3.1 Apriori算法的一种改进方法 173

7.3.2 Apriori算法基于Spark的分布式实现 176

7.3.3并行FP-growth关联规则算法研究 177

7.3.4基于Spark的FP-growth算法的并行化实现 179

习题 183

参考文献 183

第8章 推荐系统 186

8.1推荐系统概述 186

8.1.1基本概念 186

8.1.2发展历史 187

8.1.3推荐系统评测指标 188

8.2基于内容的推荐 192

8.2.1物品表示 193

8.2.2物品相似度 196

8.2.3用户对物品的评分 197

8.2.4基于向量空间模型的推荐 198

8.3协同过滤 201

8.3.1协同过滤基本概念 201

8.3.2基于用户的协同过滤 205

8.3.3基于物品的协同过滤 207

8.3.4隐语义模型和矩阵因子分解模型 209

8.4其他推荐技术 217

8.5实战：基于协同过滤算法推荐电影 220

8.5.1数据准备与导入 221

8.5.2建立矩阵因子分解模型 223

8.5.3推荐预测及验证 225

习题 227

参考文献 228

第9章 互联网数据挖掘 232

9.1链接分析与网页排序 232

9.1.1 PageRank 232

9.1.2 PageRank的快速计算 238

9.1.3面向主题的PageRank 239

9.1.4时间序列分析 239

9.2互联网信息抽取 241

9.2.1概述 241

9.2.2典型应用模型构建 242

9.2.3挖掘、存储与网络技术分析 243

9.2.4数据采集管理 243

9.2.5信息抽取方法与知识发现 244

9.2.6行业案例研究 247

9.3日志挖掘与查询分析 248

9.3.1概述 248

9.3.2挖掘分析常用方法与工具比较 249

9.3.3海量数据挖掘过程展现与分析 250

9.3.4行业应用举例 251

习题 252

参考文献 253

附录A数据挖掘工具Weka 255

A.1 Weka简介 255

A.1.1概述 255

A.1.2 Weka数据格式 256

A.2 Explorer界面 259

A.2.1数据准备 260

A.2.2数据载入 260

A.2.3训练与模型评估 261

A.2.4属性选择或过滤 264

A.2.5可视化 271

A.3 Knowledge Flow界面 273

A.3.1界面组件分析 273

A.3.2组件的配置与连接 273

A.3.3知识流界面实例 274

A.4 Experimenter界面 276

A.4.1实验者界面实例 276

A.4.2简单设置 278

A.4.3高级设置 280

A.4.4实验结果分析 281

习题 283

参考文献 284

附录B Spark机器学习库MLlib 285

B.1 Spark简介 285

B.1.1 Spark生态系统 285

B.1.2 Spark集群架构 287

B.1.3 Spark作业调度 287

B.2 Spark RDD 288

B.2.1 RDD设计思想 289

B.2.2 RDD编程接口 290

B.2.3 RDD操作 292

B.3 Spark MLlib简介 294

B.4 Spark MLlib数据类型 295

B.4.1本地向量 295

B.4.2标注点 296

B.4.3本地矩阵 297

B.5 Spark MLlib算法库 298

B.5.1机器学习管道 298

B.5.2特征提取与转换 303

B.5.3分类与回归 309

B.5.4聚类 312

B.5.5协同过滤 314

B.5.6模型选择与调优 316

习题 318

参考文献 319

附录C大数据和人工智能实验环境 320