Инструменты Data Mining. Программные продукты Cognos и система STATISTICA Data Miner

Программные продукты Cognos (разработчик - компания Cognos [107]) - это инструменты интеллектуального или делового анализа данных (от англ. Business Intelligence Tools), или BI-инструменты. Представление о комплексе программных средств компании Cognos дает следующий рис. 25.1 [108].

Рис. 25.1. Комплекс программных средств компании Cognos

Ниже перечислены основные программные продукты Cognos, которые относятся к проблемным областям, указанным на рисунке.

1.Работа с запросами и отчетами. Решения в области работы с отчетами ориентированы на различные типы пользователей. Продукты отличаются требованиями к уровню сложности отчетов и уровню навыков конечных пользователей:

o Decision Stream - средство для создания витрин данных (data marts), оптимизированных на формирование запросов и построение отчетов;

o Impromptu - средство для работы с запросами, а также со статическими и настраиваемыми отчетами;

o PowerPlay - как средство построения многомерных отчетов;

o Impromptu Web Reports - средства для работы со статическими отчетами через Web;

o Cognos Query - средство для создания запросов, навигации и исследования данных

вт.ч. через Web;

280

oVisualizer - средство для работы с мощными визуальными отчетами.

2.Анализ данных. Средства анализа данных предназначены для анализа критической информации и выявления значимых факторов. Этот процесс охватывает полный набор аналитических задач и задач по построению отчетов, включая работу с отчетами бизнесуровня, возможность перехода к данным нижнего уровня, создание и просмотр представлений с целью выявления приоритетов. Интеграция средств позволяет удобно переходить от исследования и анализа данных при помощи отчетов бизнес-уровня к исследованию и анализу данных по отчетам нижнего уровня (функция drill through):

oPowerPlay - средство многомерного (OLAP) анализа и построения бизнес-отчетов;

oImpromptu - средство для просмотра отчетов с детальной информацией нижнего уровня (для Windows);

oImpromptu Web Reports - средство для просмотра отчетов с детальной информацией нижнего уровня (для Web);

oVisualizer - средство визуального представления данных.

3.Визуализация и выявление приоритетов. К разделу визуализации информации и выявлению приоритетов можно отнести целый спектр продуктов. С их помощью пользователю становится доступна визуализированная информация, представленная в удобном виде для выявления критических факторов на больших массивах данных. В этих продуктах за основу принимается возможность анализа ключевых факторов, влияющих на рассматриваемую область знаний (бизнеса) при помощи широких возможностей по визуализации данных. Правильно выявленные приоритеты являются основой для принятия эффективных решений:

oVisualizer - средство для представления информации в форме визуальных представлений с использованием визуальных элементов для выявления приоритетов;

oPowerPlay как средство многомерного представления информации;

oImpromptu как средство для работы с настраиваемыми отчетами;

oCognos Query - средство Web-пользователей для построения запросов.

4.Разведка данных (data mining). Средства разведки и добывания данных предлагают целый ряд возможностей по автоматизированному просмотру данных, позволяя вскрывать скрытые тенденции, выявлять приоритетные решения и действия путем отображения тех факторов, которые более других влияют на исследуемые показатели:

oScenario - средство сегментации и классификации;

o4Thought - средство прогнозирования;

oVisualazer как средство визуализации.

5.Защита информации. Защита информации достигается за счет использования единого для всех приложений компонента, называемого Access Manager и позволяющего описывать классы пользователей и управлять ими для всех типов аналитических приложений Cognos.

Вдополнение к Access Manager, могут быть использованы также обычные возможности обеспечения безопасности на уровне базы данных и операционной системы. На практике возможно одновременное использование всех трех уровней защиты информации;

6.Описание метаданных. В качестве средства описания метаданных может быть использован единый для всех Cognos BI продуктов компонент, называемый Cognos Architect. Достоинство использования единого для всех средств модуля заключается в возможности единообразного представления бизнес-информации. Единожды сформулированные метаданные становятся доступными в любом аналитическом приложении Cognos.

281

Особенности методологии моделирования с применением Cognos 4Thought

Инструментальное средство Cognos 4Thought (рис. 25.2) входит в состав семейства современных программных средств обработки, анализа и прогнозирования данных, разработанного компанией Cognos.

Рис. 25.2. Интерфейс инструментального средства Cognos 4Thought

В основу программного продукта Cognos 4Thought положена технология нейронных сетей. Использование нейронных сетей позволяет строить достаточно точные сложные нелинейные модели на основе неполной статистической выборки данных.

Cognos 4Thought предназначен для моделирования и прогнозирования. 4Thought может анализировать исторические данные во времени, затем продолжить эту временную линию в будущее, предсказывая тенденции.

На рис. 25.3 представлена типичная схема взаимодействия Cognos 4Thought с другими продуктами семейства, выполняющими подготовку данных для 4Thought.

282

Рис. 25.3. Взаимодействие систем Impromptu, PowerPlay, Scenario и 4Thought

Системы Impromptu, PowerPlay, Scenario и 4Thought представляют собой взаимосвязанные и дополняющие друг друга инструментальные средства, поддерживающие наиболее эффективные технологии обработки данных и обеспечивающие решение широкого круга задач в бизнес-приложениях, от доступа к информации в распределенных базах данных до вычислительной обработки и интеллектуального анализа.

Cognos PowerPlay - это инструментальное средство для оперативного анализа данных и формирования отчетов по OLAP-технологии. Оно позволяет аналитикам исследовать данные под любым углом зрения, обеспечивая реальное многоуровневое видение текущего состояния организации. Главная особенность инструмента заключается в исключительной автоматизации процесса создания аналитического приложения, что позволяет за очень короткий срок создавать полномасштабные аналитические приложения, в основу которых положена технология OLAP.

Кроме того, инструмент отличается удобством применения: от пользователя требуются лишь навыки работы в среде Windows.

PowerPlay обеспечивает эффективный доступ ко всей имеющейся в организации информации, хранящейся в форме реляционных или не реляционных данных, таких как базы данных (Databases), склады данных (Data Warehouses), витрины данных (Data Marts) и электронные таблицы (Spreadsheets).

Созданный с помощью PowerPlay гиперкуб можно открыть в 4Thought. Гиперкуб представляет собой файл многомерных данных с расширением .mdc. Данные в таком файле организованы специальным образом для обеспечения быстрого доступа и детализации.

OLAP-кубы Cognos можно использовать как источники данных для модулей Data Mining (4Thought и Scenario), таким образом в продукции Cognos реализована интеграция технологий OLAP и Data Mining.

283

Cognos Impromptu - это инструмент фирмы Cognos для построения запросов любой сложности и отчетов произвольного формата пользователями, от которых не требуется навыков программирования. Отличительная черта этого средства - простота в использовании, которая достигается благодаря продуманному и интуитивно понятному интерфейсу.

Impromptu обеспечивает пользователей оперативной и детальной информацией, необходимой для принятия решений. Одним из основных достоинств Impromptu является возможность быстрого построения широкого спектра различных отчетов в зависимости от того, какие данные необходимы для принятия решения. Это означает, что пользователи могут формировать отчеты любой нужной структуры гораздо оперативнее и проще, чем при использовании других построителей отчетов.

Отчеты Impromptu также могут быть использованы в качестве входных данных для построения модели в Cognos 4Thought.

Cognos Scenario - это интеллектуальное инструментальное средство поиска (разведки) данных (Data Mining), которое позволяет руководителям (даже не знакомым с методиками статистического анализа) выявлять скрытые тенденции и модели бизнеса и "извлекать на поверхность" его ранее неизвестные закономерности и корреляционные связи.

Система Scenario спроектирована для построения моделей, описывающих особенности бизнеса по данным, которые при использовании традиционных методов анализа могли бы быть незамеченными. Удобный интерфейс этого приложения позволяет пользователям легко визуализировать имеющиеся сведения о бизнесе. Он автоматизирует обнаружение и ранжирование наиболее важных факторов, влияющих на бизнес, и выявление скрытых связей между этими факторами. Обладая подобным интерфейсом, Scenario делает процесс анализа данных, традиционно трудоемкий и дорогостоящий, простым и оперативным.

Результаты работы Scenario (ключевые показатели и факторы) могут быть переданы в 4Thought для выполнения прогнозирования.

Cognos 4Thought использует технологии математического моделирования, которые позволяют изучить взаимную связь факторов, влияющих на выбранную сферу деятельности. Это программное средство дает возможность плановикам создавать точную модель бизнеса, используемую для сравнения, прогнозирования, интерпретации результатов измерений.

4Thought поддерживает анализ на всех этапах:

1.Сбор данных. Данные вводятся непосредственно или получаются из внешних источников, например, MS Excel. Данные могут быть взяты у других программных средств семейства Cognos (Impromptu, ReportNet, PowerPlay и Scenario) или прямо из хранилища. Введенные данные отображаются в 4Thought в виде электронных таблиц, что позволяет достаточно просто их просматривать и анализировать;

2.Преобразование данных. Прежде чем попасть в модуль 4Thought, данные обычно очищаются в модуле Impromptu, который делает запросы к источникам данных (реляционным базам данных), позволяет накладывать фильтры на выборки данных (например, исключать строки, в которых значение показателя - целевой функции равно нулю, либо превращать одинаковые строки в одну строку, либо отсеивать строки если значение показателя является аномальным - выходит за пределы двух

284

среднеквадратичных отклонений вверх и трех вниз, и т.п., правила очистки данных можно произвольно настраивать). Отчеты Impromptu могут быть использованы в качестве входных данных для построения модели в 4Thought.

В модуле 4Thought также есть возможность просматривать данные и исключать аномалии (задавая допустимые интервалы, в которых может изменяться значение показателя), а также заменить пустые значения показателей на конкретные значения. При этом создаются новые поля: коэффициенты, пропорции, процентные соотношения, дающие более полную картину проблемы.

3.Исследование данных. Данные визуализируются для просмотра в виде электронных таблиц, графиков и диаграмм различного вида. Фактически, этот этап представляет собой предварительный просмотр данных перед построением модели в 4Thought (выявление аномалий, работа с дубликатами и пропусками).

4.Создание модели. 4Thought создает модель автоматически, но позволяет детальную интерактивную настройку параметров модели; пользователь контролирует ряд параметров, включая выбор факторов (например исключение несущественных факторов), отсеивание аномальных значений и т.д.

5.Интерпретация. После загрузки данных в модель 4Thought создает ряд отчетов и дает возможность работы с разнообразными графиками. Таким образом модель просматривается, проверяется достоверность полученных результатов, выявляются взаимозависимости факторов.

6.Применение. Реализованная модель используется для прогнозирования и определения наиболее существенных факторов, задающих изменения ключевых показателей.

4Thought позволяет выполнить обучение модели на репрезентативной выборке значений входных и выходных параметров нейронной сети. Для обучения может быть использована вся выборка либо ее часть - в таком случае оставшаяся часть выборки применяется для контроля точности (качества) обучения: отклонения значений выходов обученной нейронной сети от реальных значений. Обучение сети на одном наборе данных выполняется несколько раз (перед каждым обучением начальные значения весовых коэффициентов устанавливаются автоматически случайным образом), чтобы выбрать наилучшую точность обученной сети.

Cognos 4Thought позволяет, варьируя параметры сценарных условий, автоматически получать различные прогнозы на заданный период, отвечая на вопрос: "А что будет, если?" Результаты прогнозирования по всем отраслям региональной экономики можно получать в виде текстов, графиков, диаграмм, а также отчетных документов установленного образца, которые можно хранить в электронном виде или передавать потребителям по электронной почте. Такие возможности освобождают аналитиков от рутинной вычислительной и оформительской работы и позволяют сосредоточиться на вопросах стратегии и тактики регионального развития.

Cognos 4Thought отображает степень влияния факторов (входных переменных) на целевую переменную, что позволяет использовать его в качестве инструмента факторного анализа. То есть после настройки сети можно оценить, какие факторы вносят какой вклад в конечный результат.

4Thought может оперировать с временными рядами. Это позволяет обнаруживать и анализировать тренды в динамике экономических величин, а также строить прогноз значений показателей на несколько лет вперед. 4Thought поддерживает несколько

285