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1、第20卷第1期2000年1月计算机应用ComputerApplicationsVol.20,No.1Jan.2000可视化数据挖掘技术及其应用易东云国防科技大学系统工程与数学系湖南·长沙(410073)段晓君杜小勇摘要大型数据库信息管理和信息挖掘技术是国际热门问题之一。利用Mat2com技术将软件Matlab的矩阵计算功能内嵌到VB环境中,用友好的人机交互界面实现数据库操作与数据分析一体化,形成相关软件。进一步以高阶相关系数能刻画变量相关的特性为基础,简洁地实现数据挖掘的高阶关联分析所需要的矩阵运算和动态作图功能。关键词数
2、据挖掘,可视化,VBMatlab中图分类号TP311.138化开发工具实现数据读取、分析、人机交互等一系列功能。1引言在民用商业系统和经济系统中,大量的数据通常利用数据库管理。无论在时间还是空间意义上,传统的数据分析手段已经难以应付。这在需要对大量数据分析之后才能作出正确决策的领域中(如银行、商业、军事等)是普遍存在的问题。对大量的数据进行相关性信息挖掘,充分利用数据资源,找出有用的内在关联信息,可为领导层的决策提供科学而直观的依据。从数据库中去发现人们感兴趣且具有高回报率的关联知识,是国际上热门的开发技术,1993年已开
3、始进行基于大型数据库系统的数据挖掘、知识发现等方面的研究。然而,目前数据库分析的软件没有特定的高阶关联分析功能,且许多开发基于汇编等较底层的计算机语言。尤其在涉及大量矩阵运算和动态数据图形时,数学分析部分的基本程序非常繁琐,并且容易出错。虽然有很多现成的功能强大的数学软件,但却很难与数据库及人机智能交互系统联系起来。诸如Mathmatica、Matlab的数值计算功能非常强,但无法直接操作数据库,而且Matlab提供的人机交互界面设计平台的功能并不完善;对于统计软件SAS而言,可以作一般的相关性分析,也有与数据库的接口,但
4、不能提供可视化设计平台。如何基于现有成熟的数值计算软件及其强大的图形功能进行数据库管理和信息挖掘———包括发现各因素间的相关关系,我们尝试在不必进行底层重新设计的情况下,利用已有软件和转化技术及可视2方案设计提取数据库中的两列或若干列属性值进行数据分析后得到可视化结果,形成智能化软件形式,内容包括:a)利用VisualBasic对数据库中的数据进行读取和存放;b)利用数学软件Matlab实现数据分析和处理工作;c)运用Matcom4.0软件将Matlab中的算法程序转换为能直接被VB调用的动态链接库(DLL);d)在VB中
5、实现动态数据交换(DDE),并利用VB中的可视化功能将结果以图表方式动态展示。将VisualBasic作为总体控制部分,打开用户需分析的数据库,并通过Matcom工具软件将Matlab的数值计算功能内嵌于其中,并在VisualBasic平台上设计可视化的智能型人机交互界面。设计流程如图1所示:图1设计流程图收稿日期:1999209230(修改稿)基金项目:国家自然科学基金资助(69872039)作者简介:段晓君硕士研究生,主要研究方向:测量数据处理;杜小勇硕士研究生,主要研究方向:随机控制与统计预测;易东云副教授,博士研究
6、生,主要研究领域:数据挖掘与金融工程。定理设有随机变量X,Y,对于k,l=1,2,...,EXk,EYl,EXkYl均存在且有限,则X与Y相互独立当且仅当EXkYl=EXkEYl,k,l=1,2,...。该定理的证明详见文献5。例:设随机变量X～N(0,1),Y=X2,则E(XY)-EX·EY=E(X3)-0=0,即X与Y的线性相关系数为0;而E(X2-EX2)(Y-EY)=E(X2-EX2)2=Var(X2)>0,表明X与Y的高阶相关系数严格大于零。编程实现以上述定理为基础,实现了股票交易数据库的可视化数据挖掘技术,编写
7、了相应的软件。下面举例说明编程过程中的关键点:PrivateSubCommand1—Click()′选择数据库中的两列数据进行分析Dimi,n,mAsLongDimstrMSGAsStringDimtmp1,tmp2,tmp3AsLong′请求调用Matlab文件,初始化库函数CallmtInitM′读取选择的数据是数据库表中的字段号DataCol1=Int(Val(Text1.Text))DataCol2=Int(Val(Text2.Text))′将数据标记移到第一条记录并取得总的记录数Form1.Data1.Recor
8、dset.MoveFirstn=Form1.Data1.Recordset.RecordCount′创建矩阵句柄tmp1=mtCreateDoubleMatrix(1,n,0)tmp2=mtCreateDoubleMatrix(1,n,0)tmp3=mtCreateDoubleMatrix(1,1,0)
