- •Методичні вказівки
- •Ієрархічний алгоритм кластеризації ”
- •Теоретична частина
- •Алгоритм кластеризації з використанням критерію «ближнього сусіда»
- •2. Приклади реалізації ієрархічної кластеризації даних.
- •3. Порядок виконання роботи
- •Список рекомендованої літератури:
- •Доц. Ковівчак Ярослав Васильович
3. Порядок виконання роботи
Ознайомитися з теоретичною частиною.
Виконати реалізацію алгоритму ієрархічної кластеризації на основі свого індивідуального завдання.
Оформити звіт по результатах виконаної роботи.
Варіанти індивідуальних завдань
Частина №1
Створити ієрархічну кластеризацію відстаней в кілометрах між деякими містами України. Із заданих міст створити матрицю для подальшої кластеризації об’єктів. Застосувати метод «ближнього сусіда». Також побудувати кластерне дерево відстані для заданих міст. На карті зобразити послідовності сполучення кластерів (міст).
міста: Львів, Луцьк, Київ, Вінниця, Чернівці, Одеса.
міста: Хмельницький, Тернопіль, Миколаїв, Одеса, Ковель,Житомир.
міста: Харків, Полтава, Чернігів, Рівне, Луцьк, Броди.
міста: Керч, Севастополь, Житомир, Кривий Ріг, Київ, Алушта.
міста:Харків, Донецьк, Луганськ, Ялта, Броди, Рівне.
міста: Лубни, Миргород, Полтава, Вінниця, Чернівці, Житомир.
міста: Мукачево, Полтава, Тернопіль, Львів, Миколаїв, Чернівці.
міста: Моршин, Стрий, Самбір, Трускавець, Червоноград, Ковель.
міста: Херсон, Ялта, Дрогобич, Коломия, Львів, Полтава.
міста: Хмельницький, Ялта, Тернопіль, Львів, Самбір, Трускавець.
міста: Чернігів, Рівне, Дрогобич, Коломия, Полтава, Чернівці.
міста: Харків, Полтава, Самбір, Трускавець, Кривий Ріг, Київ
міста: Івано-Франківськ, Нововолинськ, Шацьк, Кам’янець Подільський, Умань, Дніпродзержинськ.
міста: Кременчук, Нікополь, Миколаїв, Кіровоград, Євпаторія, Севастополь
міста: Суми, Радивилів, Дубно, Броди, Біла Церква, Херсон.
Частина №2
Завдання полягає в тому, щоб перевірити коректність шуканої конфігурації об'єктів методом Joining (tree clustering) (ієрархічні агломеративні методи або деревоподібна кластеризація), проаналізуйте Vertical icicle plot, Amalgamation schedule, Graph of amalgamation schedule, матрицю відстаней. Використайте різні правила об'єднання кластерів (Amalgation (joing) rule) та метрику відстані (Distansemetric).
Завдання 16
У таблиці містяться дані про споживання продуктів на душу населення і показники - аргументи, які беруть участь у кластеризації.
Країни: |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
X5 |
X6 |
Росія |
55 |
3,9 |
30 |
5 |
28 |
124 |
Австралія |
100 |
2,6 |
47 |
8,2 |
121 |
87 |
Австрія |
93 |
5,3 |
37 |
12 |
146 |
74 |
Азербайдж. |
20 |
4,1 |
12,4 |
7,9 |
52 |
141 |
Вірменія |
20 |
3,7 |
4,3 |
6,5 |
72 |
134 |
Білорусь |
72 |
3,6 |
28 |
5,4 |
38 |
120 |
Бельгія |
85 |
6,9 |
48 |
11 |
83 |
72 |
Болгарія |
65 |
3 |
18 |
9,5 |
92 |
156 |
Великобританія |
67 |
3,5 |
39 |
8,8 |
91 |
91 |
Завдання 17
У таблиці містяться дані про економічні показники країн.
Країни: |
X5 |
X11 |
X6 |
X7 |
X10 |
Угорщина |
32,1 |
64,73 |
24,5 |
6 |
39,8 |
Німеччина |
38,1 |
36,63 |
76,2 |
8,6 |
56,9 |
Греція |
41,5 |
32,84 |
44,4 |
5,7 |
37,4 |
Грузія |
55 |
62,64 |
11,3 |
3,5 |
18,6 |
Данія |
36,7 |
34,07 |
79,2 |
6,7 |
54,4 |
Ірландія |
15,8 |
39,27 |
57 |
6,7 |
64,2 |
Іспанія |
40,9 |
28,46 |
54,8 |
7,3 |
22,6 |
Італія |
49,4 |
30,27 |
72,1 |
8,5 |
46 |
Казахстан |
38,1 |
69,04 |
13,4 |
3,3 |
7,9 |
Канада |
27,6 |
25,42 |
79,9 |
10,2 |
25,4 |
Киргизія |
33,2 |
53,13 |
11,2 |
3,4 |
17 |
Завдання 18
У таблиці містяться дані про хімічні речовини(стовпці) та їхні складові сполуки(рядки).
Сполуки: |
SiO2 |
TiO2 |
Al2O3 |
FeO |
MgO |
CaO |
a1 |
43.5 |
0.58 |
12.5 |
11.2 |
12.7 |
9.9 |
a2 |
53.6 |
1.2 |
13.2 |
10.5 |
12.4 |
8.5 |
a3 |
48.9 |
1.5 |
15.4 |
13.4 |
13.1 |
9.1 |
b1 |
41.7 |
2.1 |
16.2 |
10.5 |
14 |
8.6 |
b5 |
50.1 |
0.9 |
11.5 |
10.6 |
12.1 |
7.9 |
c6 |
40.2 |
1.5 |
14.2 |
10.4 |
11.9 |
8.1 |
d5 |
46.5 |
2.1 |
11.6 |
11.8 |
11.8 |
9.5 |
a7 |
51.6 |
1.8 |
10.3 |
12.5 |
12.4 |
8.9 |
Завдання 19
У таблиці містяться дані про рівень життя в українських містах.
Міста: |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
X5 |
X6 |
X7 |
Львів |
12 |
32 |
1 |
22 |
10 |
2 |
66 |
Луцьк |
21 |
11 |
32 |
66 |
4 |
45 |
39 |
Донецьк |
1 |
10 |
24 |
56 |
5 |
56 |
56 |
Київ |
51 |
25 |
33 |
56 |
11 |
5 |
56 |
Житомир |
1 |
280 |
22 |
54 |
24 |
22 |
25 |
Сімферополь |
22 |
12 |
32 |
39 |
4 |
10 |
36 |
Кривий Ріг |
1 |
12 |
11 |
19 |
9 |
20 |
30 |
Завдання 20
У таблиці містяться дані про міста Франції.
Міста: |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
X5 |
X6 |
X7 |
Париж |
9,5 |
15,6 |
123,1 |
11,2 |
32,9 |
565,4 |
7,4 |
Марсель |
8,9 |
9,5 |
122,1 |
25,5 |
23,2 |
456,6 |
6,9 |
Ліон |
7,1 |
9,9 |
112,6 |
14,9 |
11,6 |
543,2 |
6,4 |
Лілль |
6,6 |
9,1 |
100,9 |
12,5 |
22,1 |
445,5 |
5,9 |
Ніцца |
7,6 |
8,6 |
109,1 |
14,5 |
25,2 |
347,9 |
6,9 |
Тулуза |
6,9 |
10,5 |
121,6 |
21,5 |
18,9 |
483,6 |
5,4 |
Бордо |
5,1 |
11,9 |
119,1 |
17,1 |
25,5 |
451,2 |
5,9 |
Нант |
4,5 |
5,6 |
100,6 |
15,9 |
16,2 |
489,5 |
1,4 |
Тулон |
2,5 |
7,5 |
99,1 |
18,5 |
15,5 |
410,9 |
2,9 |
Завдання 21
У таблиці містяться дані про університети Європи.
Університет Х-ка |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
X5 |
X6 |
Гарвардський університет |
27000 |
1636 |
27500 |
1 |
22 |
567 |
Кембриджський університет |
21500 |
1209 |
18500 |
1 |
12 |
767 |
Оксфордський університет |
22500 |
1117 |
15400 |
1 |
2 |
654 |
Массачусетський технологічний інститут |
11500 |
1861 |
30400 |
0 |
23 |
999 |
Йельський університет |
19000 |
1701 |
29500 |
0 |
1 |
53 |
Стенфордський університет |
2000 |
1891 |
25602 |
0 |
1 |
31 |
Каліфорнійський технологічний інститут |
31000 |
1891 |
16200 |
0 |
12 |
12 |
Каліфорнійський університет |
31500 |
1868 |
20700 |
1 |
2 |
32 |
Імперський коледж Лондона |
12000 |
1868 |
21000 |
1 |
2 |
12 |
Принстонський університет |
7000 |
1746 |
29910 |
1 |
3 |
21 |
Завдання 22
У таблиці містяться дані про студентів.
Студент: |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
X5 |
X6 |
X7 |
X8 |
Іванов |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
Петров |
4 |
5 |
4 |
3 |
4 |
5 |
5 |
5 |
Штельмах |
4 |
5 |
4 |
3 |
4 |
5 |
4 |
4 |
Сидоров |
4 |
4 |
4 |
4 |
3 |
4 |
4 |
4 |
Федоров |
3 |
3 |
3 |
3 |
4 |
3 |
3 |
3 |
Максимов |
3 |
4 |
4 |
3 |
4 |
4 |
4 |
2 |
Вовков |
5 |
5 |
5 |
5 |
4 |
3 |
3 |
4 |
Завдання 23
У таблиці містяться дані про футбольні клуби.
Клуб: |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
X5 |
X6 |
X7 |
X8 |
X9 |
Челсі |
11,3 |
12,8 |
22,6 |
22,4 |
56,2 |
56,1 |
55,1 |
147,3 |
444,2 |
Реал |
12,8 |
14,2 |
25,32 |
22,3 |
25,21 |
25,31 |
54,11 |
454,2 |
541,2 |
Барселона |
11,4 |
10,3 |
22,21 |
22,6 |
11,2 |
63,2 |
25,2 |
555,2 |
200,3 |
Манчестер Сіті |
0,3 |
11,8 |
23,1 |
12,8 |
23 |
52 |
32,2 |
420,3 |
302 |
Манчестер Юнайтед |
2,8 |
13,8 |
52 |
23,2 |
25,3 |
12,9 |
51 |
320,2 |
120,2 |
ПСЖ |
11,5 |
11,1 |
41,2 |
22,5 |
62,6 |
42,6 |
41,2 |
329,2 |
256,2 |
Мілан |
9,7 |
14,3 |
11,8 |
12,2 |
55,6 |
56,3 |
52 |
245,2 |
230 |
Інтер |
2,8 |
13,7 |
23,1 |
22,2 |
22,6 |
23 |
68,82 |
200,5 |
145,4 |
Завдання 24
У таблиці містяться дані про ґрунти.
Х-ка Проба ґрунту |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
X5 |
X5 |
X6 |
1 |
15.21 |
70.6 |
467.1 |
1400 |
0.12 |
0.63 |
4.53 |
2 |
33.27 |
67.5 |
1059.8 |
460 |
0.15 |
1.19 |
4.9 |
3 |
68.09 |
1700.3 |
3309.7 |
1200 |
0.36 |
2.3 |
4.82 |
4 |
32.89 |
168.1 |
1392.9 |
2100 |
0.17 |
1.29 |
4.84 |
5 |
19.87 |
102.7 |
71.3 |
920 |
0.14 |
0.73 |
7.93 |
6 |
16.46 |
32.5 |
367 |
1100 |
0.06 |
0.52 |
3.78 |
7 |
10.56 |
192.9 |
352.4 |
1000 |
0.1 |
0.33 |
4.59 |
8 |
15.63 |
118.4 |
300.2 |
1900 |
0.11 |
0.61 |
4.16 |
9 |
11.15 |
101.4 |
308.4 |
1300 |
0.11 |
0.47 |
5.13 |
10 |
16.25 |
232.5 |
306.2 |
1600 |
0.12 |
0.66 |
4.43 |
11 |
9.94 |
51.4 |
212.3 |
1800 |
0.1 |
0.37 |
4.7 |
12 |
70.63 |
150.3 |
627.7 |
590 |
0.15 |
1.81 |
3.65 |
13 |
9 |
9.8 |
129.7 |
95 |
0.01 |
0.21 |
3.63 |
14 |
19.71 |
297.7 |
467.9 |
2200 |
0.08 |
0.63 |
4.04 |
15 |
26.02 |
83.9 |
618.5 |
2800 |
0.08 |
0.88 |
3.93 |
16 |
11.84 |
168.9 |
375.8 |
750 |
0.07 |
0.45 |
5.89 |
17 |
10.71 |
127.3 |
330.3 |
910 |
0.13 |
0.43 |
4.56 |
18 |
8.3 |
107.4 |
241.4 |
880 |
0.08 |
0.31 |
4.74 |
19 |
12.67 |
188.7 |
516.4 |
1300 |
0.05 |
0.33 |
4.4 |
20 |
15.92 |
203.6 |
336.9 |
1500 |
0.08 |
0.52 |
4.13 |
21 |
12.92 |
170.6 |
319.6 |
1600 |
0.06 |
0.44 |
4.05 |
22 |
7.54 |
53.8 |
315.7 |
890 |
0.05 |
0.28 |
4.7 |
23 |
21.96 |
104.3 |
578.8 |
1900 |
0.12 |
0.81 |
4.11 |
24 |
88.78 |
107.6 |
1156.8 |
290 |
0.06 |
0.99 |
3.19 |
25 |
72.19 |
174.7 |
1061.3 |
690 |
0.14 |
2.32 |
3.93 |
Завдання 25
У таблиці містяться дані про річки світу.
Річка: |
X1 |
X2 |
X3 |
X3 |
X4 |
X5 |
X6 |
Амазонка |
5421,3 |
22,43 |
65,32 |
21,4 |
123,32 |
32,42 |
123,4 |
Волга |
1233l,2 |
32,54 |
32,34 |
32,34 |
845,98 |
61,24 |
343,6 |
Урал |
5343,21 |
12,76 |
12,63 |
34,4 |
456,96 |
29,63 |
341,8 |
Дон |
2134,1 |
65,62 |
34,74 |
54,4 |
345,56 |
54,75 |
132,7 |
Хуанхе |
6542,2 |
43,43 |
54,85 |
76,3 |
356,73 |
37,45 |
143,9 |
Об |
2434,6 |
32,34 |
76,54 |
43,3 |
357,74 |
36,52 |
162,05 |
Конго |
2342,5 |
12,23 |
23,63 |
65,23 |
343,52 |
47,22 |
179,66 |
Міссісіпі |
4123,8 |
54,21 |
45,34 |
76,3 |
324,57 |
32,34 |
146,54 |
Одер |
2342,43 |
32,76 |
45,44 |
43,3 |
111,74 |
35,55 |
137,44 |
Завдання 26
У таблиці містяться дані про економічні центри Італії.
Місто: |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
X5 |
X6 |
X7 |
X8 |
Рим |
12,43 |
32,76 |
45,43 |
76,34 |
98,55 |
34,44 |
48,4 |
33,44 |
Турин |
34,41 |
41,65 |
31,33 |
43,4 |
84,45 |
34,23 |
22,5 |
34,54 |
Мілан |
41,22 |
32,54 |
83,5 |
23,5 |
56,34 |
45,23 |
84,76 |
43,54 |
Палермо |
21,12 |
21,23 |
24,8 |
12,4 |
55,78 |
11,12 |
33,76 |
22,75 |
Болонья |
31,32 |
11,33 |
26,32 |
38,77 |
43,43 |
21,65 |
45,882 |
11,98 |
Неаполь |
12,45 |
12,44 |
29,56 |
73,54 |
82,23 |
12,4 |
66,33 |
23,90 |
Завдання 27
У таблиці містяться дані про міста Іспанії.
Місто: |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
X5 |
X6 |
X7 |
X8 |
Мадрид |
234,44 |
654,6 |
888,44 |
455,98 |
455,1 |
452,4 |
121,6 |
3,88 |
Барселона |
235,34 |
236,21 |
568,32 |
632,76 |
256,2 |
254,33 |
635,55 |
5,44 |
Більбао |
236,23 |
256,32 |
756,54 |
256,67 |
356,5 |
563,11 |
256,5 |
8,3 |
Севілья |
123,55 |
456,31 |
745,12 |
241,56 |
245,4 |
258,87 |
254,8 |
7,4 |
Валенсія |
412,33 |
356,33 |
762,81 |
256,45 |
569,6 |
255,44 |
215,4 |
4,6 |
Сарагоса |
125,12 |
359,44 |
741,5 |
256,54 |
589,8 |
452,43 |
248,3 |
7,7 |
Малага |
149,45 |
354,44 |
621,65 |
254,44 |
514,9 |
145,5 |
524,30 |
7,3 |
Завдання 28
У таблиці містяться дані міста Англії.
Місто: |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
X5 |
X6 |
X7 |
X8 |
Лондон |
21,2 |
231,55 |
12,33 |
23,5 |
34,55 |
12,4 |
3,6 |
431,54 |
Манчестер |
43,34 |
432,4 |
12,23 |
12,3 |
14,45 |
23,6 |
4,5 |
129,34 |
Портсмут |
81,3 |
324,2 |
32,12 |
23,2 |
32,43 |
21,6 |
5,3 |
234,23 |
Ньюкасл |
75,21 |
546,5 |
45,11 |
32,45 |
23,33 |
32,4 |
3,5 |
453,56 |
Ліверпуль |
62,3 |
453,3 |
34,23 |
76,7 |
12,87 |
23,6 |
2,54 |
324,87 |
Бірмінгем |
53,5 |
323,4 |
65,6 |
45,5 |
12,44 |
12,4 |
5,22 |
233,54 |
Бристоль |
23,4 |
324,22 |
78,87 |
23,77 |
3,32 |
33,2 |
8,34 |
435,45 |
Завдання 29
У таблиці містяться дані про текстові документи.
Документ: |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
X5 |
X6 |
X7 |
X8 |
Соціологія |
2 |
3 |
2 |
2 |
1 |
2 |
2 |
1 |
Філософія |
3 |
2 |
3 |
2 |
1 |
2 |
3 |
2 |
Макроекономіка |
5 |
5 |
4 |
5 |
4 |
4 |
4 |
4 |
Історія економічних вчень |
5 |
4 |
5 |
6 |
6 |
6 |
6 |
5 |
Етика |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
Мікроекономіка |
4 |
4 |
4 |
3 |
4 |
3 |
3 |
5 |
Завдання 30
У таблиці містяться дані про інтернет ресурси.
Інтернет ресурс: |
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
X5 |
X6 |
X7 |
X8 |
http://www.champion.com.ua/ |
2,3 |
2,2 |
3,5 |
2,5 |
3,3 |
2,6 |
4,8 |
4,4 |
http://24tv.ua/ |
6,4 |
5,3 |
6,4 |
5,4 |
5,4 |
5,5 |
6,7 |
5,2 |
http://www.pravda.com.ua/ |
6,5 |
6,6 |
5,4 |
7,7 |
7,7 |
6,4 |
5,6 |
7,3 |
http://zik.ua/ |
6,5 |
5,5 |
7,3 |
6,5 |
5,6 |
7,4 |
7,5 |
7,2 |
http://techno.bigmir.net/ |
1,8 |
2,4 |
1,6 |
1,4 |
2,5 |
2,3 |
2,4 |
3,8 |
http://www.pslan.com/ |
5,4 |
8,8 |
6,8 |
6,4 |
7,8 |
7,2 |
8,3 |
6,1 |
http://www.lostfilm.tv/ |
5,8 |
8,6 |
7,3 |
6,9 |
6,3 |
8,2 |
8,9 |
6,07 |
Вимоги до звіту
Оформити звіт для захисту лабораторної роботи за зразком:
назва роботи;
мета роботи;
порядок роботи;
короткі теоретичні відомості;
аналіз отриманих результатів та висновок.
Оформлення звіту
Звіт повинен відповідати вимогам, перерахованим в розділі 3 – Вимоги до звіту. Звіт оформляється на листах формату А4 (також додається електронний варіант). Титульна сторінка повинна містити: назву предмету, такий заголовок:
Звіт
до лабораторної роботи № 4
“Кластеризація в Data Mining. Базові алгоритми кластеризації.
Ієрархічний алгоритм кластеризації”
ПІБ, номер групи студента і дату виконання лабораторної роботи. Звіт подається викладачу для перевірки на занятті, яке є наступними за даною лабораторною роботою.
Контрольні питання:
Що таке кластеризація?
Що таке характеристична функція?
Опишіть формальне завдання кластеризації.
Що таке міра близькості? Як вона обчислюється?
Класифікація алгоритмів кластеризації.
У чому полягає різниця між агломеративними та подільними алгоритмами?
Часова складність алгоритмів кластеризації.
Де застосовується кластеризація?