Microsoft Decision Trees-Algorithmus

Der Microsoft Decision Trees-Algorithmus ist ein Klassifizierungs- und Regressionsalgorithmus, der von Microsoft SQL Server Analysis Services für die Vorhersagemodellierung sowohl diskreter als auch kontinuierlicher Attribute bereitgestellt wird.

Bei diskreten Attributen gründet der Algorithmus seine Vorhersagen auf die Beziehungen zwischen den Eingabespalten in einem Dataset Er verwendet die Werte oder Zustände aus diesen Spalten zur Vorhersage der Zustände einer von Ihnen als vorhersagbar bestimmten Spalte. Dabei identifiziert der Algorithmus die Eingabespalten, die von der vorhersagbaren Spalte abhängig sind. Wenn z. B. in einem Szenario zur Vorhersage der wahrscheinlichen Käufer eines Fahrrads neun von zehn jüngeren Kunden ein Fahrrad kaufen, dies jedoch nur bei zwei von zehn älteren Kunden zutrifft, folgert der Algorithmus daraus, dass das Alter ein gutes Vorhersagekriterium für den Fahrradkauf ist. Die von der Entscheidungsstruktur getroffenen Vorhersagen gründen auf dieser Tendenz hinsichtlich eines bestimmten Ergebnisses.

Bei kontinuierlichen Attributen bestimmt der Algorithmus anhand einer linearen Regression, wo sich die Entscheidungsstruktur teilt.

Wenn mehr als eine Spalte als vorhersagbar festgelegt ist, oder wenn die Eingabedaten eine als vorhersagbar festgelegte geschachtelte Tabelle enthalten, bildet der Algorithmus für jede vorhersagbare Spalte eine eigene Entscheidungsstruktur.

Beispiel

Die Marketingabteilung der Firma Adventure Works Cycles möchte die Merkmale früherer Kunden identifizieren, anhand derer sich die Wahrscheinlichkeit ermitteln lässt, mit der diese Kunden künftig als Käufer eines Produkts in Frage kommen. In der AdventureWorks2008R2-Datenbank sind die demografischen Daten zur Beschreibung früherer Kunden gespeichert. Mithilfe des Microsoft Decision Trees-Algorithmus zur Analyse dieser Informationen kann die Marketingabteilung ein Vorhersagemodell entwickeln. Dieses Modell besagt, ob ein bestimmter Kunde als künftiger Käufer von Produkten in Frage kommt, wobei sich das Modell auf die Zustände bekannter Spalten zu diesem Kunden, wie z. B. demografische Muster oder frühere Kaufverhaltensmuster, stützt.

Funktionsweise des Algorithmus

Der Microsoft Decision Trees-Algorithmus erstellt eine Reihe von Teilungen in der Entscheidungsstruktur, die zusammen ein Data Mining-Modell bilden. Diese Teilungen werden als Knoten dargestellt. Der Algorithmus fügt dem Modell jedes Mal einen Knoten hinzu, wenn eine Eingabespalte in erheblichem Ausmaß von der vorhersagbaren Spalte abhängig ist. Wie der Algorithmus eine Teilung bestimmt, unterscheidet sich danach, ob er eine Vorhersage zu einer kontinuierlichen Spalte oder zu einer diskreten Spalte trifft.

Der Microsoft Decision Trees-Algorithmus verwendet die Featureauswahl als Rahmen für die Auswahl der nützlichsten Attribute. Die Featureauswahl wird von allen Analysis Services Data Mining-Algorithmen zur Verbesserung der Leistung und der Analysequalität verwendet. Mit der Featureauswahl wird vermieden, dass unwichtige Attribute Prozessorzeit belegen. Wenn Sie beim Entwurf eines Data Mining-Modells zu viele Eingabe- und vorhersagbare Attribute verwenden, dauert die Verarbeitung des Modells u. U. sehr lange oder übersteigt sogar den vorhandenen Speicherplatz. Unter den Methoden zur Ermittlung, ob die Struktur geteilt werden sollte, gehören Metriken nach Industriestandard für Entropie- und Bayes-Netzwerke. Weitere Informationen zu den Methoden zur Auswahl nützlicher Attribute und zur Festlegung der Interessantheit und Rangfolge dieser finden Sie unter Funktionsauswahl beim Data Mining.

Ein häufiges Problem bei Data Mining-Modellen besteht darin, dass kleinen Unterschieden in den Trainingsdaten eine zu hohe Bedeutung zugewiesen wird. In diesem Fall wird das Modell als überangepasst oder überladen bezeichnet. Ein überangepasstes Modell kann nicht zu anderen Datasets verallgemeinert werden. Um die Überanpassung an ein bestimmtes Dataset zu vermeiden, verwendet der Microsoft Decision Trees-Algorithmus Techniken zur Steuerung des Strukturwachstums. Eine nähere Erläuterung zur Funktionsweise des Microsoft Decision Trees-Algorithmus finden Sie unter Technische Referenz für den Microsoft Decision Trees-Algorithmus.

Vorhersagen diskreter Spalten

Auf welche Weise Microsoft Decision Trees-Algorithmus eine Struktur für eine diskrete vorhersagbare Spalte erstellt, lässt sich anhand eines Histogramms verdeutlichen. Im folgenden Diagramm ist ein Histogramm abgebildet, in dem die vorhersagbare Spalte Bike Buyers (Fahrradkäufer) mit der Eingabespalte Age (Alter) abgeglichen wird. Aus dem Histogramm geht hervor, dass das Alter einer Person Rückschlüsse darauf zulässt, ob diese Person ein Fahrrad kaufen wird.

Die im Diagramm veranschaulichte Korrelation würde dazu führen, dass der Microsoft Decision Trees-Algorithmus einen neuen Knoten im Modell erstellt.

Durch das Hinzufügen neuer Knoten zu einem Modell bildet der Algorithmus eine Baumstruktur. Der oberste Knoten der Struktur beschreibt, wie sich die vorhersagbare Spalte für die Gesamtpopulation der Kunden unterteilt. Beim Anwachsen des Modells werden nach und nach alle Spalten vom Algorithmus einbezogen.

Vorhersagen kontinuierlicher Spalten

Bei Entscheidungsstrukturen, die der Microsoft Decision Trees-Algorithmus anhand einer kontinuierlichen vorhersagbaren Spalte erstellt, enthält jeder Knoten eine Regressionsformel. Teilungen finden an Stellen der Nichtlinearität in der Regressionsformel statt. Betrachten Sie beispielsweise das folgende Diagramm.

Das Diagramm enthält Daten, die sowohl durch eine einzelne Linie als auch durch zwei verbundene Linien dargestellt werden können. Eine einzelne Linie würde die Daten jedoch nur unzureichend wiedergeben. Wenn Sie stattdessen zwei Linien verwenden, lassen sich die Daten im Modell wesentlich besser darstellen. Die Stelle, an der die beiden Linien zusammentreffen, ist die Stelle der Nichtlinearität und damit die Stelle, an der sich ein Knoten im Entscheidungsstrukturmodell teilen würde. So könnte beispielsweise der Knoten, der der Stelle der Nichtlinearität im obigen Graphen entspricht, durch folgendes Diagramm dargestellt werden. Die beiden Gleichungen stellen die Regressionsgleichungen der beiden Linien dar.

Erforderliche Daten für Entscheidungsstrukturmodelle

Wenn Sie Daten für die Verwendung in einem Entscheidungsstrukturmodell aufbereiten, müssen Sie sich mit den Anforderungen des jeweiligen Algorithmus, dessen Anforderungen an die Daten und der Verwendung der Daten vertraut machen.

Für Entscheidungsstrukturmodelle gelten folgende Anforderungen:

• Eine einzelne key Spalte   Jedes Modell muss eine numerische Spalte oder Textspalte enthalten, die jeden Datensatz eindeutig identifiziert. Verbundschlüssel sind nicht zulässig.

• Eine vorhersagbare Spalte   Mindestens eine vorhersagbare Spalte ist erforderlich. Sie können mehrere vorhersagbare Attribute in ein Modell aufnehmen, die numerisch oder diskret sein müssen. Beachten Sie jedoch, dass sich mit steigender Anzahl an vorhersagbaren Attributen die Verarbeitungszeit erhöhen kann.

• Eingabespalten   Eingabespalten sind erforderlich und können diskret oder kontinuierlich sein. Auch hier gilt, dass sich bei steigender Anzahl an Attributen die Verarbeitungszeit erhöht.

Detaillierte Informationen zu den in Entscheidungsstrukturmodellen unterstützten Inhaltstypen und Datentypen finden Sie im Abschnitt "Anforderungen" unter Technische Referenz für den Microsoft Decision Trees-Algorithmus.

Anzeigen eines Entscheidungsstrukturmodells

Mit dem Microsoft Struktur-Viewer können Sie das Modell anzeigen. Wenn das Modell mehrere Strukturen generiert, wählen Sie eine Struktur aus. Daraufhin wird im Viewer eine Aufschlüsselung der Fallkategorien für jedes vorhersagbare Attribut angezeigt. Mit dem Abhängigkeitsnetzwerk-Viewer können Sie die Abhängigkeiten zwischen den Strukturen anzeigen. Weitere Informationen finden Sie unter Anzeigen eines Miningmodells mit dem Microsoft Struktur-Viewer.

Wenn Sie Näheres über die Verzweigungen bzw. Knoten in der Struktur in Erfahrung bringen möchten, können Sie das Modell im Microsoft Generic Content Tree Viewer durchsuchen. Der für das Modell gespeicherte Inhalt umfasst die Verteilung der Werte an jedem Knoten, die Wahrscheinlichkeiten auf jeder Strukturebene und die Regressionsformeln für kontinuierliche Attribute. Weitere Informationen finden Sie unter Miningmodellinhalt von Entscheidungsstrukturmodellen (Analysis Services – Data Mining).

Erstellen von Vorhersagen

Nachdem das Modell verarbeitet wurde, werden die Ergebnisse als Satz von Mustern und Statistiken gespeichert, die Sie zum Untersuchen von Beziehungen bzw. zum Erstellen von Vorhersagen verwenden können.

Beispiele zur Verwendung von Abfragen in Verbindung mit einem Entscheidungsstrukturmodell finden Sie unter Abfragen eines Entscheidungsstrukturmodells (Analysis Services – Data Mining).

Allgemeine Informationen zum Erstellen von Abfragen für Miningmodelle finden Sie unter Abfragen von Data Mining-Modellen (Analysis Services - Data Mining).

Hinweise

• Unterstützt die Verwendung von PMML (Predictive Model Markup Language) zum Erstellen von Miningmodellen.

• Unterstützt Drillthrough.

• Unterstützt die Verwendung von OLAP-Miningmodellen und die Erstellung von Data Mining-Dimensionen.

Siehe auch

Verweis

Technische Referenz für den Microsoft Decision Trees-Algorithmus

Miningmodellinhalt von Entscheidungsstrukturmodellen (Analysis Services – Data Mining)

Konzepte

Data Mining-Algorithmen (Analysis Services - Data Mining)

Abfragen eines Entscheidungsstrukturmodells (Analysis Services – Data Mining)