کاربردهای داده کاوی در محیطهای واقعی

 
مقدمه
امروزه با گسترش سیستم های پایگاهی و حجم بالای داده ها ی ذخیره شده در این سیستم ها ، نیاز به ابزاری است تا بتوان داده های ذخیره شده پردازش کرد و اطلاعات حاصل از این پردازش را در اختیار کاربران قرار داد .

با استفاده ار پرسش های ساده در SQLو ابزارهای گوناگون گزارش گیری معمولی ، می توان اطلاعاتی را در اختیار کاربران قرار داد تا بتوانند به نتیجه گیری در مورد داده ها و روابط منطقی میان آنها بپردازند اما وقتی که حجم داده ها بالا باشد ، کاربران هر چند زبر دست و با تجربه باشند نمی توانند الگوهای مفید را در میان حجم انبوه داده ها تشخیص دهند و یا اگر قادر به این کار هم با شند ، هزینه عملیات از نظر نیروی انسانی و مادی بسیار بالا است .

از سوی دیگر کاربران معمولا فرضیه ای را مطرح می کنند و سپس بر اساس گزارشات مشاهده شده به اثبات یا رد فرضیه می پردازند ، در حالی که امروزه نیاز به روشهایی است که اصطلاحا به کشف دانش[1]بپردازند یعنی با کمترین دخالت کاربر و به صورت خودکار الگوها و رابطه های منطقی را بیان نمایند .

داده کاوی[2]یکی از مهمترین این روشها است که به وسیله آن الگوهای مفید در داده ها با حداقل دخالت کاربران شناخته می شوند و اطلاعاتی را در اختیار کاربران و تحلیل گران قرار می دهند تا براساس آنها تصمیمات مهم و حیاتی در سازمانها اتخاذ شوند .

در داده کاوی از بخشی از علم آمار به نام تحلیل اکتشافی داده ها[3]استفاده می شود که در آن بر کشف اطلاعات نهفته و ناشناخته از درون حجم انبوه داده ها تاکید می شود . علاوه بر این داده کاوی با هوش مصنوعی و یادگیری ماشین نیز ارتباط تنگاتنگی دارد ، بنابراین می توان گفت در داده کاوی تئوریهای پایگاه داده ها ، هوش مصنوعی ، یادگیری ماشین و علم آمار را در هم می آمیزند تا زمینه کاربردی فراهم شود .

باید توجه داشت که اصطلاح داده کاوی زمانی به کار برده می شود که با حجم بزرگی از داده ها ، در حد مگا یا ترابایت ، مواجه باشیم . در تمامی منابع داده کاوی بر این مطلب تاکید شده است .

هر چه حجم داده ها بیشتر و روابط میان آنها پیچیده تر باشد دسترسی به اطلاعات نهفته در میان داده ها مشکلتر می شود و نقش داده کاوی به عنوان یکی از روشهای کشف دانش ، روشن تر می گردد .

مفاهیم پایه در داده کاوی

در داده کاوی معمولا به کشف الگوهای مفید از میان داده ها اشاره می شود . منظور از الگوی مفید ، مدلی در داده ها است که ارتباط میان یک زیر مجموعه از داده ها را توصیف می کند و معتبر ، ساده ، قابل فهم و جدید است .

تعریف داده کاویدر متون آکادمیک تعاریف گوناگونی برای داده کاوی ارائه شده اند . در برخی از این تعاریف داده کاوی در حد ابزاری که کاربران را قادر به ارتباط مستقیم با حجم عظیم داده ها می سازد معرفی گردیده است و در برخی دیگر ، تعاریف دقیقتر که درآنها به کاوش در داده ها توجه می شود موجود است . برخی از این تعاریف عبارتند از :

    * داده کاوی عبارت است از فرایند استخراج اطلاعات معتبر ، از پیش ناشناخته ، قابل فهم و قابل اعتماد از پایگاه داده های بزرگ و استفاده از آن در تصمیم گیری در فعالیت های تجاری مهم.[1]
    * اصطلاح داده کاوی به فرایند نیم خودکار تجزیه و تحلیل پایگاه داده های بزرگ به منظور یافتن الگوهای مفید اطلاق می شود [2].
    * داده کاوی یعنی جستجو در یک پایگاه داده ها برای یافتن الگوهایی میان داده ها .[3]
    * داده کاوی یعنی استخراج دانش کلان ، قابل استناد و جدید از پایگاه داده ها ی بزرگ .
    * داده کاوی یعنی تجزیه و تحلیل مجموعه داده های قابل مشاهده برای یافتن روابط مطمئن بین داده ها .

همانگونه که در تعاریف گوناگون داده کاوی مشاهده می شود ، تقریبا در تمامی تعاریف به مفاهیمی چون استخراج دانش ، تحلیل و یافتن الگوی بین داده ها اشاره شده است .

تاریخچه داده کاویاخیرا داده کاوی موضوع بسیاری از مقالات ، کنفرانس ها و رساله ها ی عملی شده است ، اما این واژه تا اوایل دهه نود مفهومی نداشت وبه کار برده نمی شد .

در دهه شصت و پیش از آن زمینه هایی برای ایجاد سیستم ها ی جمع آوری و مدیریت داده ها ایجاد شد و تحقیقاتی در این زمینه انجام پذیرفت که منجر به معرفی و ایجاد سیستم های مدیریت پایگاه داده ها گردید .

ایجاد و توسعه مدلهای داده ای برای پایگاه سلسله مراتبی ، شبکه ای و بخصوص رابطه ای در دهه هفتاد ، منجر به معرفی مفاهیمی همچون شاخص گذاری و سازماندهی داده ها و در نهایت ایجاد زبان پرسش SQLدر اوایل دهه هشتاد گردید تا کاربران بتوانند گزارشات و فرمهای اطلاعاتی مورد نظر خود را ، از این طریق ایجاد نمایند .

توسعه سیستم های پایگاهی پیشرفته در دهه هشتاد و ایجاد پایگاه های شی گرا ، کاربرد گرا[4]و فعال[5]باعث توسعه همه جانبه و کاربردی شدن این سیستم ها در سراسر جهان گردید . بدین ترتیب DBMSهایی همچون DB2، Oracle، Sybase، ... ایجاد شدند و حجم زیادی از اطلاعات با استفاده از این سیستم ها مورد پردازش قرار گرفتند . شاید بتوان مهمترین جنبه در معرفی داده کاوی را مبحث کشف دانش از پایگاه داده ها ([6]KDD) دانست بطوری که در بسیاری موارد DMو KDDبصورت مترادف مورد استفاده قرار می گیرند .

همانطور که در تعریف داده کاوی ذکر شد ، هدف از جستجو و کشف الگوهایی در پایگاه داده ها و استفاده از آنها در اخذ تصمیمات حیاتی است ، بنابراین می توان گفت که DMبخشی از فرایند KDDاست که در نهایت به ایجاد سیستم های DSS[7]شکل 1-1 نقش داده کاوی در فرایند کشف دانش از پایگاه داده ها را نشان می دهد . [4]

برای اولین بار مفهوم داده کاوی در کارگاه[8]IJCAIدر زمینه KDDتوسط Shapirمطرح گردید . به دنبال آن در سالهای 1991 تا 1994 ، کارگاههای KDDمفاهیم جدیدی را در این شاخه از علم ارائه کردند بطوری که بسیاری از علوم و مفاهیم با آن مرتبط گردیدند.

برخی از کاربردهای داده کاوی در محیطهای واقعی عبارتند از :   1. خرده فروشی
   2. تعیین الگوهای خرید مشتریان
   3. تجزیه و تحلیل سبد خرید بازار
   4. پیشگویی میزان خرید مشتریان از طریق پست(فروش الکترونیکی)
   5. بانکداری
   6. پیش بینی الگوهای کلاهبرداری از طریق کارتهای اعتباری
   7. تشخیص مشتریان ثابت
   8. تعیین میزان استفاده از کارتهای اعتباری بر اساس گروههای اجتماعی
   9. بیمه
  10. تجزیه و تحلیل دعاوی
  11. پیشگویی میزان خرید بیمه نامه های جدید توسط مشتریان
  12. پزشکی
  13. تعیین نوع رفتار با بیماران و پیشگویی میزان موفقیت اعمال جراحی
  14. تعیین میزان موفقیت روشهای درمانی در برخورد با بیماریهای سخت

-----------------------------------------------------
[1]Knowledge Discovery

[2]Data Mining

[3]Exploratory Data Analysis

[4]Application Oriented

[5]Active DBMS

[6]Knowledge Discovery From Database

[7]Decision Support System

[8]Workshop 

تهیه کنندگان : یوحنا قدیمی،  علی عباسی، کاوه پاشایی