Реферат по дисциплине Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях «Метод упругих карт и метод кластеризации»





Скачать 53.17 Kb.
НазваниеРеферат по дисциплине Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях «Метод упругих карт и метод кластеризации»
Дата публикации19.11.2014
Размер53.17 Kb.
ТипРеферат
100-bal.ru > Информатика > Реферат
Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский федеральный университет»

Институт фундаментальной биологии и биотехнологии

Кафедра биофизики
РЕФЕРАТ

по дисциплине Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях

«Метод упругих карт и метод кластеризации»


Преподаватель ___________ И.Е. Суковатая

подпись, дата

Студент БФ12-01М ___________ А.Ф. Штумпф

подпись, дата


Красноярск 2013

Оглавление


Метод упругих карт. 3

Кластерный анализ. 5

Список литературы. 8


Метод упругих карт.


Упругая карта служит для нелинейного сокращения размерности данных. В многомерном пространстве данных располагается поверхность, которая приближает имеющиеся точки данных и при этом является, по возможности, не слишком изогнутой. Данные проецируются на эту поверхность и потом могут отображаться на ней, как на карте. Ее можно представлять себе как упругую пластину, погруженную в пространство данных и прикрепленную к точкам данных пружинками. Служит обобщением метода главных компонент (в котором вместо упругой пластины используется абсолютно жесткая плоскость).

По построению, упругая карта представляет собой систему упругих пружин, вложенную в многомерное пространство данных1. Эта система апроксимирует двумерное многообразие. Изменение коэффициентов упругости системы позволяет пользователю переключаться от совершенно неструктурированной кластеризации методом K-средних (в пределе нулевой упругости) к многообразиям близким к линейным многообразиям главных компонент (в пределе очень больших модулей изгиба и малых модулей растяжения). В промежуточном диапазоне значений коэффициентов упругости, система эффективно аппроксимирует некоторое нелинейное многообразие. Данный подход основывается на аналогии с механикой: главное многообразие, проходящее через «середину» данных, может быть представлено как упругая мембрана или пластинка. Метод был разработан проф., д.ф.-м.н.А. Н. Горбанем, к.т.н. А. Зиновьевым и к.т.н А. Питенко в 1996—2001 гг.

Ниже приведён пример использования главной кривой, построенной методом упругих карт: Нелинейный индекс качества жизни2. Здесь точки представляют собой данные о 171 странах в 4-мерном пространстве сформированном значениями четырёх показателей: валовый доход на душу населения, ожидаемая продолжительность жизни,детская смертность, заболеваемось туберкулезом. Различные формы и цвета точек отображают разные географические местоположения. Толстая красная линия изображает «главную кривую», апроксимирующую набор данных.

file:slidequalitylife.png

Рис.1. Нелинейный индекс качества жизни.

Главные применения метод нашёл в биоинформатике3, для разведочного анализа и визуализации многомерных данных, для визуализации данных в экономике, социологии и политологии4, как вспомогательный метод для визуализации данных различной природы, привязанных к географической сетке. В последнее время метод был адаптирован как средство для систем поддержки принятия решений для отбора, оптимизации и организации биржевых корзин.

Кластерный анализ.


Кластерный анализ — задача разбиения заданной выборки объектов (ситуаций) на подмножества, называемые кластерами, так, чтобы каждый кластер состоял из схожих объектов, а объекты разных кластеров существенно отличались. Задача кластеризации относится к статистической обработке, а также к широкому классу задач обучения без учителя.

Большинство исследователей склоняются к тому, что впервые термин «кластерный анализ» был предложен математиком Р.Трионом. Впоследствии возник ряд терминов, которые в настоящее время принято считать синонимами термина «кластерный анализ»: автоматическая классификация; ботриология.

Кластерный анализ — это многомерная статистическая процедура, выполняющая сбор данных, содержащих информацию о выборке объектов, и затем упорядочивающая объекты в сравнительно однородные группы56 (кластеры)(Q-кластеризация, или Q-техника, собственно кластерный анализ). Кластер — группа элементов, характеризуемых общим свойством, главная цель кластерного анализа — нахождение групп схожих объектов в выборке. Спектр применения кластерного анализа очень широк: его используют в археологии, медицине, психологии, химии, биологии, государственном управлении, филологии, антропологии, маркетинге, социологии и других дисциплинах.

Кластерный анализ выполняет следующие основные задачи:

  • Разработка типологии или классификации.

  • Исследование полезных концептуальных схем группирования объектов.

  • Порождение гипотез на основе исследования данных.

  • Проверка гипотез или исследования для определения, действительно ли типы (группы), выделенные тем или иным способом, присутствуют в имеющихся данных.

Независимо от предмета изучения применение кластерного анализа предполагает следующие этапы:

  • Отбор выборки для кластеризации. Подразумевается, что имеет смысл кластеризовать только количественные данные.

  • Определение множества переменных, по которым будут оцениваться объекты в выборке, то есть признакового пространства.

  • Вычисление значений той или иной меры сходства (или различия) между объектами.

  • Применение метода кластерного анализа для создания групп сходных объектов.

Проверка достоверности результатов кластерного решения.

  • Кластерный анализ предъявляет следующие требования к данным]:

  • показатели не должны коррелировать между собой;

  • показатели не должны противоречить теории измерений;

  • распределение показателей должно быть близко к нормальному;

  • показатели должны отвечать требованию «устойчивости», под которой понимается отсутствие влияния на их значения случайных факторов;

  • выборка должна быть однородна, не содержать «выбросов».

Цели кластерного анализ:

  • Понимание данных путём выявления кластерной структуры. Разбиение выборки на группы схожих объектов позволяет упростить дальнейшую обработку данных и принятия решений, применяя к каждому кластеру свой метод анализа (стратегия «разделяй и властвуй»).

  • Сжатие данных. Если исходная выборка избыточно большая, то можно сократить её, оставив по одному наиболее типичному представителю от каждого кластера.

  • Обнаружение новизны. Выделяются нетипичные объекты, которые не удаётся присоединить ни к одному из кластеров.


Список литературы.


1 A. N. Gorban, A. Y. Zinovyev, Principal Graphs and Manifolds, Из: Handbook of Research on Machine Learning Applications and Trends: Algorithms, Methods and Techniques, Olivas E.S. et al Eds. Information Science Reference, IGI Global: Hershey, PA, USA, 2009. 28-59.

3  M. Chacón, M. Lévano, H. Allende, H. Nowak, Detection of Gene Expressions in Microarrays by Applying Iteratively Elastic Neural Net, In: B. Beliczynski et al. (Eds.), Lecture Notes in Computer Sciences, Vol. 4432, Springer: Berlin — Heidelberg 2007, 355—363.

4 A. Zinovyev, Data visualization in political and social sciences, In: SAGE «International Encyclopedia of Political Science», Badie, B., Berg-Schlosser, D., Morlino, L. A. (Eds.), 2011.

5 Айвазян С. А., Бухштабер В. М., Енюков И. С., Мешалкин Л. Д. Прикладная статистика: Классификация и снижение размерности. — М.: Финансы и статистика, 1989. — 607 с.

6  Хайдуков Д. С. Применение кластерного анализа в государственном управлении// Философия математики: актуальные проблемы. – М.: МАКС Пресс, 2009. — 287 с.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Реферат по дисциплине Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях «Метод упругих карт и метод кластеризации» icon«Информационно- коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях»
«Преобразование Фурье в исследовании распределения триплетов в геномах организмов»
Реферат по дисциплине Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях «Метод упругих карт и метод кластеризации» iconРабочая программа дисциплины дисциплина в. 1 «Информационно-коммуникационные...
Целью изучения дисциплины является подготовка специалистов, способных решать вопросы применения информационно-коммуникационных технологий...
Реферат по дисциплине Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях «Метод упругих карт и метод кластеризации» iconТексты лекций по дисциплине «Деловое общение» Ставрополь, 2014
Г. Тард; Б. Спиноза; Т. Гоббс; Дж. Локк; П. А. Гольбах; К. А. Гельвеция; ж-ж руссо; Вольтер; И. Кант; Л. Уорд; Ф. Г. Гиддингс; объект...
Реферат по дисциплине Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях «Метод упругих карт и метод кластеризации» iconЛабораторная работа
Учитель орагнизует деятельность и помогает в осуществлении задания. Так же используется частично-поисковый метод, метод проблемного...
Реферат по дисциплине Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях «Метод упругих карт и метод кластеризации» iconРеферат Записка с., 4 табл., 2 приложения, 5 источников
Алгебраическое уравнение, корни уравнения, число действительных корней уравнения, теорема штурма, метод лобачевского–греффе, метод...
Реферат по дисциплине Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях «Метод упругих карт и метод кластеризации» iconРеферат по дисциплине: «Современные информационно-коммуникационные...
Что такое ip-телефония?
Реферат по дисциплине Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях «Метод упругих карт и метод кластеризации» iconДистанционный конкурс методических идей учителей русского языка и...
Многие проблемы, источником которых являются когнитивные затруднения учащихся, могут быть решены, если сделать процессы мышления...
Реферат по дисциплине Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях «Метод упругих карт и метод кластеризации» iconТема: «Современные образовательные технологии в профильном обучении»
Ключевые слова: образовательные технологии в системе профильного обучения, кейс-метод, метод проектов
Реферат по дисциплине Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях «Метод упругих карт и метод кластеризации» iconРеферат по Информационно-коммуникационным технологиям в естественнонаучных...
Целью данного реферата является попытка раскрыть те механизмы, которые отвечают за сорбцию в различных ситуациях
Реферат по дисциплине Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях «Метод упругих карт и метод кластеризации» iconНовости образования: Реферат: Диалектический метод в философии Гегеля
Активизировать деятельность учащихся на разрешении проблемного вопроса с помощью интенсификации обучения на основе схем, карт
Реферат по дисциплине Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях «Метод упругих карт и метод кластеризации» iconПоложение об областном заочном конкурсе «Информационно-коммуникационные...
Положение определяет порядок организации и проведения областного заочного конкурса «Информационно-коммуникационные технологии в профессиональном...
Реферат по дисциплине Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях «Метод упругих карт и метод кластеризации» iconТема урока: «Моделирование лифа путем перевода нагрудной вытачки»
Методы обучения: метод мозговой атаки, метод контрольных вопросов, частично проблемно-поисковый, метод упражнений
Реферат по дисциплине Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях «Метод упругих карт и метод кластеризации» iconПрограмма учебной дисциплины информатика и информационно-коммуникационные...
Информатике и икт (базовый уровень) 2008г для специальностей 220703 «Автоматизация технологических процессов и производств» (химическая...
Реферат по дисциплине Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях «Метод упругих карт и метод кластеризации» iconПрограмма по формированию навыков безопасного поведения на дорогах...
Используется деятельностный метод обучения и элементы всех ведущих технологий, используемых в образовательном процессе в начальной...
Реферат по дисциплине Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях «Метод упругих карт и метод кластеризации» iconРеферат по Информационно-коммуникационным технологиям в естественнонаучных...
Глезер, 1993]. Поэтому в зрительной системе формируется зрительное восприятие, то есть наглядно-образное отражение реально существующего...
Реферат по дисциплине Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях «Метод упругих карт и метод кластеризации» iconМетод проектов на уроках иностранного языка
Мы рассматриваем в данном контексте технологии как совокупность приемов, позволяющих в определенной их последовательности, диктуемой...


Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск