数据挖掘概念与技术一

数据挖掘：概念与技术JiaweiHanandMichelineKamber著MonrganKaufmannPublishersInc.范明孟小峰等译机械工业出版社9/6/20231数据挖掘：概念与技术9/6/20232数据挖掘：概念与技术9/6/20233数据挖掘：概念与技术第1章引言英文幻灯片制作：JiaweiHan中文幻灯片编译：范明9/6/20234数据挖掘：概念与技术第一章引论动机：为什么要数据挖掘?什么是数据挖掘?数据挖掘：在什么数据上进行?数据挖掘功能所有的模式都是有趣的吗?数据挖掘系统分类数据挖掘的主要问题9/6/20235数据挖掘：概念与技术动机:需要是发明之母数据爆炸问题自动的数据收集工具和成熟的数据库技术导致大量数据存放在数据库,数据仓库,和其它信息存储中我们正被数据淹没,但却缺乏知识解决办法:数据仓库与数据挖掘数据仓库与联机分析处理(OLAP)从大型数据库的数据中提取有趣的知识(规则,规律性,模式,限制等)9/6/20236数据挖掘：概念与技术数据处理技术的演进1960s:数据收集,数据库创建,IMS和网状DBMS1970s:关系数据库模型,关系DBMS实现1980s:RDBMS,先进的数据模型(扩充关系的,OO,演绎的,等.)和面向应用的DBMS(空间的,科学的,工程的,等.)1990s—2000s:数据挖掘和数据仓库,多媒体数据库,和Web数据库9/6/20237数据挖掘：概念与技术什么是数据挖掘?数据挖掘(数据库中知识发现):从大型数据库中提取有趣的(非平凡的,

蕴涵的,先前未知的

并且是潜在有用的)

信息或模式其它叫法和“insidestories”:数据挖掘:用词不当?数据库中知识发现(挖掘)(Knowledgediscoveryindatabases,KDD),知识提取(knowledgeextraction),数据/模式分析(data/patternanalysis),数据考古(dataarcheology),数据捕捞(datadredging),信息收获(informationharvesting),商务智能(businessintelligence),等.什么不是数据挖掘?(演绎)查询处理.专家系统或小型机器学习(ML)/统计程序9/6/20238数据挖掘：概念与技术为什么要数据挖掘?—可能的应用数据库分析和决策支持市场分析和管理针对销售(targetmarketing),顾客关系管理,购物篮分析,交叉销售(crossselling),市场分割(marketsegmentation)风险分析与管理预测,顾客关系,改进保险,质量控制,竞争能力分析欺骗检测与管理其它应用文本挖掘(新闻组,email,文档资料)流数据挖掘(Streamdatamining)Web挖掘.DNA数据分析9/6/20239数据挖掘：概念与技术市场分析与管理(1)用于分析的数据源在哪?信用卡交易,会员卡,打折优惠卷,顾客投诉电话,(公共)生活时尚研究针对销售(Targetmarketing)找出顾客群,他们具有相同特征:兴趣,收入水平,消费习惯,等.确定顾客随时间变化的购买模式个人帐号到联合帐号的转变:结婚,等.交叉销售分析(Cross-marketanalysis)产品销售之间的关联/相关基于关联信息的预测9/6/202310数据挖掘：概念与技术市场分析与管理(2)顾客分类(Customerprofiling)数据挖掘能够告诉我们什么样的顾客买什么产品(聚类或分类)识别顾客需求对不同的顾客识别最好的产品使用预测发现什么因素影响新顾客提供汇总信息各种多维汇总报告统计的汇总信息(数据的中心趋势和方差)9/6/202311数据挖掘：概念与技术法人分析和风险管理财经规划和资产评估现金流分析和预测临时提出的资产评估交叉组合(cross-sectional)和时间序列分析(金融比率(financial-ratio),趋势分析,等.)资源规划:资源与开销的汇总与比较竞争:管理竞争者和市场指导对顾客分类和基于类的定价在高度竞争的市场调整价格策略9/6/202312数据挖掘：概念与技术欺骗检测和管理(1)应用广泛用于健康照料,零售,信用卡服务,电讯(电话卡欺骗),等.方法使用历史数据建立欺骗行为模型,使用数据挖掘帮助识别类似的实例例汽车保险:检测这样的人,他/她假造事故骗取保险赔偿洗钱:检测可疑的金钱交易(USTreasury'sFinancialCrimesEnforcementNetwork)医疗保险:检测职业病患者,医生和介绍人圈9/6/202313数据挖掘：概念与技术欺骗检测和管理(2)检测不适当的医疗处置澳大利亚健康保险会(AustralianHealthInsuranceCommission)发现许多全面的检查是请求做的,而不是实际需要的(每年节省100万澳元).检测电话欺骗电话呼叫模式:通话距离,通话时间,每天或每周通话次数.分析偏离期望的模式.英国电讯(BritishTelecom)识别频繁内部通话的呼叫者的离散群,特别是移动电话,超过数百万美元的欺骗.零售分析家估计,38%的零售业萎缩是由于不忠诚的雇员造成的.9/6/202314数据挖掘：概念与技术其它应用运动IBMAdvancedScout分析NBA的统计数据(阻挡投篮,助攻,和犯规)获得了对纽约小牛队(NewYorkKnicks)和迈艾米热队(MiamiHeat)的竞争优势天文借助于数据挖掘的帮助,JPL和PalomarObservatory发现了22颗类星体(quasars)InternetWebSurf-AidIBMSurf-Aid将数据挖掘算法用于有关交易的页面的Web访问日志,以发现顾客喜爱的页面,分析Web销售的效果,改进Web站点的组织,等.9/6/202315数据挖掘：概念与技术数据挖掘过程数据挖掘：KDD的核心.数据清理数据集成数据库数据仓库知识任务相关数据选择数据挖掘模式评估9/6/202316数据挖掘：概念与技术KDD过程的步骤学习应用领域:相关的先验知识和应用的目标创建目标数据集:数据选择数据清理和预处理:(可能占全部工作的60%!)数据归约与变换:发现有用的特征,维/变量归约,不变量的表示.选择数据挖掘函数汇总,分类,回归,关联,聚类.9/6/202317数据挖掘：概念与技术KDD过程的步骤(续)选择挖掘算法数据挖掘:搜索有趣的模式模式评估和知识表示可视化,变换,删除冗余模式,等.发现知识的使用9/6/202318数据挖掘：概念与技术数据挖掘和商务智能

提高支持商务决策的潜能最终用户商务分析人员数据分析人员DBA

制定决策数据表示可视化技术数据挖掘信息发现数据探查OLAP,MDA统计分析,查询和报告数据仓库/数据集市数据源文字记录,文件,信息提供者,数据库系统,OLTP系统9/6/202319数据挖掘：概念与技术典型的数据挖掘系统结构数据仓库数据清理数据集成过滤数据库数据库或数据仓库数据挖掘引擎模式评估图形用户界面知识库9/6/202320数据挖掘：概念与技术数据挖掘:在什么数据上进行?关系数据库数据仓库事务(交易)数据库先进的数据库和信息存储面向对象和对象-关系数据库空间和时间数据时间序列数据和流数据文本数据库和多媒体数据库异种数据库和遗产数据库WWW9/6/202321数据挖掘：概念与技术数据挖掘功能(1)概念描述:特征和区分概化,汇总,和比较数据特征,例如,干燥和潮湿的地区关联(相关和因果关系)多维和单维关联age(X,“20..29”)^income(X,“20..29K”)

buys(X,“PC”) [support=2%,confidence=60%]contains(T,“computer”)

contains(T,“software”) [support=1%,confidence=75%]9/6/202322数据挖掘：概念与技术数据挖掘功能(2)分类和预测找出描述和识别类或概念的模型(函数),用于将来的预测例如根据气候对国家分类,或根据单位里程的耗油量对汽车分类表示:判定树(decision-tree),分类规则,神经网络预测:预测某些未知或遗漏的数值值聚类分析类标号(Classlabel)未知:对数据分组,形成新的类.例如,对房屋分类,找出分布模式聚类原则:最大化类内的相似性,最小化类间的相似性9/6/202323数据挖掘：概念与技术数据挖掘功能(3)孤立点(Outlier)分析孤立点:一个数据对象,它与数据的一般行为不一致孤立点可以被视为例外,但对于欺骗检测和罕见事件分析,它是相当有用的趋势和演变分析趋势和偏离:回归分析序列模式挖掘,周期性分析基于相似的分析其它基于模式或统计的分析9/6/202324数据挖掘：概念与技术挖掘出的所有模式都是有趣的吗?一个数据挖掘系统/查询可以挖掘出数以千计的模式,并非所有的模式都是有趣的建议的方法:以人为中心,基于查询的,聚焦的挖掘兴趣度度量:一个模式是有趣的如果它是易于被人理解的,在某种程度上在新的或测试数据上是有效的,潜在有用的,新颖的,或验证了用户希望证实的某种假设客观与主观的兴趣度度量:客观:基于模式的统计和结构,例如,支持度,置信度,等.主观:基于用户对数据的确信,例如,出乎意料,新颖性,可行动性(actionability),等.9/6/202325数据挖掘：概念与技术能够只发现有趣的模式吗?发现所有有趣的模式:完全性数据挖掘系统能够发现所有有趣的模式吗?关联vs.分类vs.聚类仅搜索有趣的模式:优化数据挖掘系统能够仅发现有趣的模式吗?方法首先找出所有模式,然后过滤掉不是有趣的那些.仅产生有趣的模式—挖掘查询优化9/6/202326数据挖掘：概念与技术数据挖掘:多学科交叉

数据挖掘数据库技术统计学其它学科信息科学机器学习可视化9/6/202327数据挖掘：概念与技术数据挖掘分类一般功能描述式数据挖掘预测式数据挖掘不同的角度,不同的分类待挖掘的数据库类型待发现的知识类型所用的技术类型所适合的应用类型9/6/202328数据挖掘：概念与技术数据挖掘分类的多维视图待挖掘的数据库关系的,事务的,面向对象的,对象-关系的,主动的,空间的,时间序列的,文本的,多媒体的,异种的,遗产的,WWW,等.所挖掘的知识特征,区分,关联,分类,聚类,趋势,偏离和孤立点分析,等.多/集成的功能,和多层次上的挖掘所用技术面向数据库的,数据仓库(OLAP),机器学习,统计学,可视化,神经网络,等.适合的应用零售,电讯,银行,欺骗分析,DNA挖掘,股票市场分析,Web挖掘,Web日志分析,等9/6/202329数据挖掘：概念与技术OLAP挖掘:数据挖掘与数据仓库的集成数据挖掘系统,DBMS,数据仓库系统的耦合不耦合,松耦合,半紧密耦合,紧密耦合联机分析挖掘挖掘与OLAP技术的集成交互挖掘多层知识通过下钻,上卷,转轴,切片,切块等操作,在不同的抽象层挖掘知识和模式的必要性.多种挖掘功能的集成特征分类,先聚类在关联9/6/202330数据挖掘：概念与技术OLAM的结构数据仓库元数据MDDBOLAM引擎OLAP引擎用户GUIAPI数据立方体API数据库API数据清理数据集成第3层OLAP/OLAM第2层MDDB第1层数据存储第4层用户界面过滤和集成过滤Databases挖掘查询挖掘结果9/6/202331数据挖掘：概念与技术数据挖掘的主要问题(1)挖掘方法和用户交互在数据库中挖掘不同类型的知识在多个抽象层的交互式知识挖掘结合背景知识数据挖掘语言和启发式数据挖掘数据挖掘结果的表示和可视化处理噪音和不完全数据模式评估:兴趣度问题性能和可伸缩性(scalability)数据挖掘算法的性能和可伸缩性并行,分布和增量的挖掘方法9/6/202332数据挖掘：概念与技术数据挖掘的主要问题(2)数据类型的多样性问题处理关系的和复杂类型的数据从异种数据库和全球信息系统(WWW)挖掘信息应用和社会效果问题发现知识的应用特定领域的数据挖掘工具智能查询回答过程控制和决策制定发现知识与已有知识的集成:知识融合问题数据安全,完整和私有的保护9/6/202333数据挖掘：概念与技术小结数据挖掘:从大量数据中发现有趣的模式数据库技术的自然进化,具有巨大需求和广泛应用KDD过程包括数据清理,数据集成,数据选择,变换,数据挖掘,模式评估,和知识表示挖掘可以在各种数据存储上进行数据挖掘功能:特征,区分,关联,分类,聚类,孤立点和趋势分析,等.数据挖掘系统的分类数据挖掘的主要问题9/6/202334数据挖掘：概念与技术数据挖掘界简史1989IJCAIWorkshoponKnowledgeDiscoveryinDatabases(Piatetsky-Shapiro)KnowledgeDiscoveryinDatabases(G.Piatetsky-ShapiroandW.Frawley,1991)1991-1994WorkshopsonKnowledgeDiscoveryinDatabasesAdvancesinKnowledgeDiscoveryandDataMining(U.Fayyad,G.Piatetsky-Shapiro,P.Smyth,andR.Uthurusamy,1996)1995-1998InternationalConferencesonKnowledgeDiscoveryinDatabasesandDataMining(KDD’95-98)JournalofDataMiningandKnowledgeDiscovery(1997)1998ACMSIGKDD,SIGKDD’1999-2001conferences,andSIGKDDExplorationsMoreconferencesondataminingPAKDD,PKDD,SIAM-DataMining,(IEEE)ICDM,etc.9/6/202335数据挖掘：概念与技术参考文献源DataminingandKDD(SIGKDDmemberCDROM):Conferenceproceedings:KDD,andothers,suchasPKDD,PAKDD,etc.Journal:DataMiningandKnowledgeDiscoveryDatabasefield(SIGMODmemberCDROM):Conferenceproceedings:ACM-SIGMOD,ACM-PODS,VLDB,ICDE,EDBT,DASFAAJournals:ACM-TODS,J.ACM,IEEE-TKDE,JIIS,etc.AIandMachineLearning:Conferenceproceedings:Machinelearning,AAAI,IJCAI,etc.Journals:MachineLearning,ArtificialIntelligence,etc.Statistics:Conferenceproceedings:JointStat.Meeting,etc.Journals:Annalsofstatistics,etc.Visualization:Conferenceproceedings:CHI,etc.Journals:IEEETrans.visualizationandcomputergraphics,etc.9/6/202336数据挖掘：概念与技术参考文献U.M.Fayyad,G.Piatetsky-Shapiro,P.Smyth,andR.Uthurusamy.AdvancesinKnowledgeDiscoveryandDataMining.AAAI/MITPress,1996.J.HanandM.Kamber.DataMining:ConceptsandTechniques.MorganKaufmann,2000.T.ImielinskiandH.Mannila.Adatabaseperspectiveonknowledgediscovery.CommunicationsofACM,39:58-64,1996.G.Piatetsky-Shapiro,U.Fayyad,andP.Smith.Fromdataminingtoknowledgediscovery:Anoverview.InU.M.Fayyad,etal.(eds.),AdvancesinKnowledgeDiscoveryandDataMining,1-35.AAAI/MITPress,1996.G.Piatetsky-ShapiroandW.J.Frawley.KnowledgeDiscoveryinDatabases.AAAI/MITPress,1991.9/6/202337数据挖掘：概念与技术谢谢大家!

Email:mfan@

phone#:(371)7762002(H)

(371)7761542(O)9/6/202338数据挖掘：概念与技术第一节活塞式空压机的工作原理第二节活塞式空压机的结构和自动控制第三节活塞式空压机的管理复习思考题单击此处输入你的副标题，文字是您思想的提炼，为了最终演示发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor压缩空气在船舶上的应用：

1.主机的启动、换向；

2.辅机的启动；

3.为气动装置提供气源；

4.为气动工具提供气源；

5.吹洗零部件和滤器。

排气量:单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor空压机分类：按排气压力分：低压0.2～1.0MPa；中压1～10MPa；高压10～100MPa。按排气量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor第一节活塞式空压机的工作原理容积式压缩机按结构分为两大类：往复式与旋转式两级活塞式压缩机单级活塞压缩机活塞式压缩机膜片式压缩机旋转叶片式压缩机最长的使用寿命-

----低转速（1460RPM），动件少（轴承与滑片），润滑油在机件间形成保护膜，防止磨损及泄漏，使空压机能够安静有效运作；平时有按规定做例行保养的JAGUAR滑片式空压机，至今使用十万小时以上，依然完好如初，按十万小时相当于每日以十小时运作计算，可长达33年之久。因此，将滑片式空压机比喻为一部终身机器实不为过。滑(叶)片式空压机可以365天连续运转并保证60000小时以上安全运转的空气压缩机1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.凸凹转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。螺杆式气体压缩机是世界上最先进、紧凑型、坚实、运行平稳，噪音低，是值得信赖的气体压缩机。螺杆式压缩机气路系统：

A

进气过滤器

B

空气进气阀

C

压缩机主机

D

单向阀

E

空气/油分离器

F

最小压力阀

G

后冷却器

H

带自动疏水器的水分离器油路系统：

J

油箱

K

恒温旁通阀

L

油冷却器

M

油过滤器

N

回油阀

O

断油阀冷冻系统：

P

冷冻压缩机

Q

冷凝器

R

热交换器

S

旁通系统

T

空气出口过滤器螺杆式压缩机涡旋式压缩机

涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋式压缩机主要运动件涡卷付，只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。

由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为“超静压缩机”。

涡旋式压缩机零部件少，只有四个运动部件,压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔，当动涡卷作平动运动时，使镰形工作腔由大变小而达到压缩和排出压缩空气的目的。活塞式空气压缩机的外形第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）工作循环：4—1—2—34—1吸气过程

1—2压缩过程

2—3排气过程第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）

压缩分类：绝热压缩：1—2耗功最大等温压缩：1—2''耗功最小多变压缩：1—2'耗功居中功＝P×V（PV图上的面积）加强对气缸的冷却，省功、对气缸润滑有益。二、实际工作循环（单级压缩）1.不存在假设条件2.与理论循环不同的原因：1）余隙容积Vc的影响Vc不利的影响—残存的气体在活塞回行时，发生膨胀，使实际吸气行程（容积）减小。Vc有利的好处—

（1）形成气垫，利于活塞回行；（2）避免“液击”（空气结露）；（3）避免活塞、连杆热膨胀，松动发生相撞。第一节活塞式空压机的工作原理表征Vc的参数—相对容积C、容积系数λv合适的C：低压0.07-0.12

中压0.09-0.14

高压0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容积Vc的影响C越大或压力比越高，则λv越小。保证Vc正常的措施：余隙高度见表6-1压铅法—保证要求的气缸垫厚度2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理2）进排气阀及流道阻力的影响吸气过程压力损失使排气量减少程度，用压力系数λp表示：保证措施：合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。λp

（0.90-0.98）2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3）吸气预热的影响由于压缩过程中机件吸热，所以在吸气过程中，机件放热使吸入的气体温度升高，使吸气的比容减小，造成吸气量下降。预热损失用温度系数λt来衡量（0.90-0.95）。保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷却，防止水垢和油污的形成。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理4）漏泄的影响内漏：排气阀（回漏）；外漏：吸气阀、活塞环、气缸垫。漏泄损失用气密系数λl来衡量（0.90-0.98）。保证措施：气阀的严密闭合，气缸与活塞、气缸与缸盖等部件的严密配合。5）气体流动惯性的影响当吸气管中的气流惯性方向与活塞吸气行程相反时，造成气缸压力较低，气体比容增大，吸气量