Descoberta direta e eficiente de regras de associação ótimas

• Autor(a) principal: Assunção, Alinson Sousa de
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-29032012-090714/
• topic: Association rules; Data mining; Mineração de dados; Regras de associação

Um dos principais interesses na descoberta do conhecimento e mineração de dados é a indução de regras de associação. Regras de associação caracterizam as relações entre os dados a partir de um conjunto de dados estruturado com transações, onde cada transação contém um subconjunto de itens. Seja X e Y dois conjuntos de itens disjuntos, então a regra X → Y define um relacionamento, isto é, a dependência ou a co-ocorrência entre os conjuntos X e Y. Um dos algoritmos mais conhecidos para geração de regras de associação é o algoritmo Apriori. Ele explora regras de associação que respeitam o limiar suporte mínimo, ou seja, as regras devem aparecer em uma quantidade mínima de transações. Esse limiar tem a capacidade de controlar a quantidade de regras extraídas durante a mineração. Entretanto, a frequência ou suporte não consegue medir o nível de interesse de uma regra. Para medir a importância ou interesse de uma regra em relação a outras foram desenvolvidas medidas de interesse. Tais medidas são calculadas a partir das frequências dos conjuntos de itens X, Y e do par XY. Apesar das medidas de interesse realizarem uma filtragem das regras desinteressantes, elas não acarretam na diminuição no tempo de execução da mineração. Para vencer essa dificuldade, técnicas que exploram diretamente regras de associação ótimas foram desenvolvidas. Um conjunto de regras de associação ótimas é um conjunto de regras que otimiza uma determinada medida de interesse. Na literatura existem muitos trabalhos que buscam esse tipo de conjunto de regras de forma direta e eficiente. O trabalho corrente segue esta mesma direção e visou a melhoria dessa tarefa por descobrir uma quantidade arbitrária de regras de associação ótimas. As abordagens anteriores apresentam um entrave em especial, que é a utilização do algoritmo Apriori. Tal técnica realiza uma busca em largura sobre os conjuntos de itens. No entanto, as técnicas mais promissoras que descobrem regras ótimas realizam busca em profundidade sobre o espaço de busca de regras. Em virtude dessa característica, neste trabalho foi adotada a técnica FP-growth, que realiza uma busca em profundidade sobre os conjuntos de itens explorados. Além da adoção da técnica FP-growth, foram desenvolvidas novas estratégias de poda e uma nova estratégia de busca na travessia do espaço de regras. Todas essas inovações foram adicionadas aos algoritmos desenvolvidos no corrente trabalho e proporcionaram melhor eficiência (tempo de execução) em relação ao algoritmo baseline em todos os testes. Tais testes foram realizados sobre conjuntos de dados reais e artificiais.