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1 v.1.0 Clase 5 Docente: Gustavo Valencia Zapata

2 Temas Clase 5: Conceptos de Minería de Datos Herramientas de DM Referencias Minería de datos Proceso de DM

3 Minería de datos La minería de datos o descubrimiento de conocimiento en bases de datos (KDD, knowledge discovery in databases ), es una poderosa herramienta informática de gran alcance con un gran potencial para la extracción de información previamente desconocida y potencialmente útil a partir de grandes bases de datos. La minería de datos automatiza el proceso de búsqueda de relaciones y patrones en los datos y proporciona resultados que pueden ser utilizados en un sistema de apoyo a las decisiones estratégicas del negocio [22]. Docente: Gustavo Valencia Zapata

4 Minería de datos Previamente a un proyecto en el que se someten los datos a técnicas de DM, conviene tener claro qué objetivo de negocio se persigue y también se deben considerar aspectos sobre la naturaleza de nuestros datos, entre los cuales se tienen [23]: Se tienen los datos disponibles? Los datos deben estar en un formato accesible. Es común encontrar los datos dispersos en diferentes ubicaciones y formatos (electrónicos y físicos), donde es necesario unirlos en un solo archivo electrónico. Los datos cubren los factores relevantes de análisis? Es crítico contar con los factores/variables relevantes del proyecto, aunque es propio de DM averiguar cuales son dichos factores relevantes. La experiencia y conocimiento de un experto en el tópico es útil al momento de seleccionar los factores. Tienen mucho «ruido» los datos? El término ruido se refiere a errores en los datos o valores perdidos. A mayor ruido, mayor será la dificultad de alcanzar resultados satisfactorios.

5 Minería de datos Hay suficientes datos? Depende da cada situación en particular. En las técnicas de análisis de datos, si se trata de detectar relaciones o patrones más complejos, será necesario contar con un mayor número de registros para encontrarlos. Hay conocimiento sobre los datos disponibles? Usualmente se cuenta con un experto que tiene conocimiento de sus datos y se encarga de aplicar las distintas técnicas de DM. Pero si el responsable del proyecto es indiferente al contexto del problema, es necesario contar con la ayuda de expertos que no solamente ayudarán a identificar factores relevantes e interpretar los resultados sino que también la orientación en la selección de la información relevante para los objetivos perseguidos. Docente: Gustavo Valencia Zapata

6 Herramientas de DM

7 Una metodología como CRISP-DM (Cross Industry Standard Process of data mininig) sugerida por SPSS, no solo garantizaría una adecuada planeación sino una mayor efectividad en los resultados de un proyecto de minería de datos. Se debe tener presente que a pesar de disponer de la tecnología o las herramientas más sofisticadas; un peso realmente importante del trabajo recaerá sobre alguien o un grupo con un conocimiento profundo del negocio. Bajo la metodología CRISP-DM, se deben responder las siguientes preguntas [24] Cuál es el principal objetivo que se persigue resolver? Qué datos se tendrán disponibles y cuales son relevantes en cuestión? Qué clase de depuración de datos es requerida? Qué técnica de minería de datos se empleará? Cómo se evaluarán los resultados? Docente: Gustavo Valencia Zapata

8 Un riguroso proyecto en minería de datos, contempla las anteriores preguntas para aumentar las posibilidades de éxito en los resultados obtenidos. El objetivo del presente artículo no es abordar en detalle cada uno de estos cuestionamientos, sino dar un acercamiento a los elementos más importante y de fácil comprensión por parte de la cabeza estratégica del área, equipo o compañía. Esta metodología fue concebida en 1996, por Comisión Europea SPSS / ISL, NCR, Daimler Chrysler, OHRA Alrededor de 200 miembros de CRISP-DM al nivel

9 CRISP-DM consiste fundamentalmente de 5 etapas: Comprensión del negocio Comprensión de los datos Preparación de los datos Modelado Evaluación Despliegue Fuente: CRISP-DM 1.0, Docente: Gustavo Valencia Zapata

10 Comprensión del negocio (Objetivos y requerimientos desde una perspectiva no técnica) Esta fase se enfoca en entender el objetivo del proyecto y requerimientos desde una perspectiva del negocio. Objetivos: Situación de la compañía (área) Necesidades Elaborar plan de trabajo: Etapas del proyecto Recursos requeridos Dependencias y herramientas adecuadas Requerimientos: Inventario de recursos Supuestos y restricciones Evaluación Costo/Beneficio Fuente: CRISP-DM 1.0,

11 Comprensión de los datos (Objetivos y requerimientos desde una perspectiva no técnica) Inicia con una recopilación de datos y procede con actividades para lograr familiarizarse con los datos identificando problemas de calidad y descubrir las primeras ideas sobre los datos o detectar subconjuntos de interés. Recolección inicial de datos: Consecución de los datos Listado y ubicación de la fuentes de datos Descripción de datos. Cantidad. Campos registros Formatos de los campos Tipos de variables Fuente: CRISP-DM 1.0, Docente: Gustavo Valencia Zapata

12 Comprensión de los datos Análisis Exploratorio de datos: Reportes de exploración Estadísticos descriptivos Gráficos Calidad de los datos: Evaluar el porcentaje de datos perdidos Explorar posibles técnicas de imputación Fuente: CRISP-DM 1.0,

13 Preparación de los datos (Actividades para construir la base de datos final que alimentara los modelos) Las tareas de preparación de datos probablemente se realiza múltiples veces y en cualquier orden. Estas tareas incluyen: tablas, registros, transformación y limpieza de los datos. Selección de datos: Tablas, archivos Campos y registros Limpieza de datos: Eliminar registros duplicados Eliminar registros inconsistentes Fuente: CRISP-DM 1.0, Docente: Gustavo Valencia Zapata

14 Preparación de los datos Construcción de data Derivar (crear) nuevas variables Recodificar variables Integración de datos Agregar registros variables Fuente: CRISP-DM 1.0,

15 Modelado (Aplicar las técnicas de minería de datos a los bases de datos) Varias técnicas de modelado son seleccionadas y aplicadas y sus parámetros son ajustados para un optimo funcionamiento. Existen múltiples técnicas para el mismo problema planteado en minería de datos. Algunas técnicas especifican requerimientos particulares en los datos. Entonces, la etapa de preparación de los datos y el conocimiento profundo de las tecnicas es fundamental. Seleccionar la técnica adecuada Construcción del modelo Cualidades de los modelos Revisión de parámetros Revisión de supuestos Fuente: CRISP-DM 1.0, Docente: Gustavo Valencia Zapata

16 Conceptos básicos Evaluación En esta etapa del proyecto se ha construido un modelo(s) que aparentemente tienen alta calidad desde una perspectiva de análisis de datos. Antes de proceder a la implementación del modelo, es importante evaluar a fondo el modelo y revisar los pasos ejecutados para su construcción y estar seguros que el modelo está propiamente cumpliendo los logros del objetivo del negocio. Determinar los pasos a seguir: Lista de acciones o planes a desarrollar

17 Conceptos básicos Despliegue (Explotar utilidad de los modelos, integrándolos en las tareas de toma de decisiones de la organización) La construcción de un modelo generalmente no es el fin del proyecto de DM. Incluso si el fin del proyecto es incrementar el conocimiento de los datos, el conocimiento ganado necesitará ser organizado y presentado de forma que los usuarios puedan usarlo. Docente: Gustavo Valencia Zapata

18 El acrónimo SEMMA sample (muestra), explore (explorar), modify (modificar), model (modelar) y assess (evaluar). Se refiere al corazón central del proceso de minería de datos [25] Inicia con una con un muestra estadística representativa de los datos, esto facilita aplicar análisis estadístico exploratorio y técnicas de visualización de información. Selecciona y transforma las más representativas variables predictivas, modelar las variables para predecir resultados y confirmar la precisión del modelo. Fuente: Applied Analytics Using SAS Enterprise Miner, 2010

19 Muestra Crear una o más tablas utilizando muestras de los datos contenidos en el Data Warehouse. Las muestras deberían ser lo suficientemente grandes como para contener información significativa, aunque lo suficientemente pequeñas como para poder procesarse con rapidez. Las técnicas de muestreo estadístico son necesarias para un correcto proceso de muestreo. Explorar Buscar por anticipado relaciones, tendencias no anticipadas y anomalías para ganar comprensión e ideas. Fuente: Applied Analytics Using SAS Enterprise Miner, 2010 Docente: Gustavo Valencia Zapata

20 Modificar Creación, selección y transformación de una o más variables para centrar el proceso de selección de modelos en una dirección particular o para aumentar los datos para obtener claridad o coherencia. Modelar Crear un modelo de datos implica la utilización de una solución de minería que busque automáticamente una combinación de datos que prevean de forma fiable un resultado deseado. Fuente: Applied Analytics Using SAS Enterprise Miner, 2010

21 Evaluar Estimar el modelo para su posterior evaluación. Un método común para evaluar un modelo es aplicarlo a la porción de los datos que se dejaron de lado durante la etapa de muestreo. Si el modelo es válido debería funcionar para esta muestra reservada, de igual modo que funciona para la muestra utilizada para construir el modelo. Fuente: Applied Analytics Using SAS Enterprise Miner, 2010 Docente: Gustavo Valencia Zapata

22 Referencias [22] Perner, Petra (2002). Data Mining on Multimedia Data. Springer [23] IBM SPSS, Introduction a IBM SPSS Modeler, [44] CRISP-DM 1.0 Chapman, Clinton, Kerber, Khabaza, Reinartz, Shearer & Wirth, [25] Applied Analytics Using SAS Enterprise Miner, 2010

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