基于Ａｇｅｎｔ技術(shù)的數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)

鄧　悅

[摘要]針對已有的數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)缺乏智能性，分析基于Agent的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的優(yōu)勢，提出基于Agent的智能數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)。把Agent本身的特點自然地引入到數(shù)據(jù)挖掘中，使整個挖掘過程具有智能性。

[關(guān)鍵詞]Agent 數(shù)據(jù)挖掘

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2009）01101062-01

一、引言

近幾年來，信息在社會發(fā)展中的關(guān)鍵地位得到越來越多的關(guān)注。而在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中蘊涵著巨大潛在價值的知識，為使人們獲取信息，一種從大量數(shù)據(jù)中自動獲取顯式知識的技術(shù) 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)日漸發(fā)展，并在很多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

二、基于Agent的數(shù)據(jù)挖掘的優(yōu)勢

WWW的規(guī)模越來越大，其增長并無組織秩序，使得數(shù)據(jù)趨向于分布在不同地域的、異構(gòu)異質(zhì)的數(shù)據(jù)庫和Web網(wǎng)頁中。要從不同地域、不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫中挖掘出有用信息（知識），如果只是簡單地把異構(gòu)異質(zhì)的數(shù)據(jù)庫進行集中挖掘是不妥當(dāng)?shù)模驗檫@種集中式的數(shù)據(jù)挖掘要求所有被挖掘的數(shù)據(jù)必須存放在一個單一的、集中的數(shù)據(jù)倉庫中。因此，即使是在數(shù)據(jù)分布式存儲的情況下，也要求把這些數(shù)據(jù)收集到一個集中的地方。這導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)無法負載大量的數(shù)據(jù)，而使網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時間延長，數(shù)據(jù)的私有性和安全性被破壞。Agent是由分布式人工智能發(fā)展而來的一種新型計算機模型，具有獨立的智能性，在構(gòu)造分布式系統(tǒng)方面具有獨特的，較常規(guī)的數(shù)據(jù)挖掘過程無法比擬的優(yōu)勢?？紤]到數(shù)據(jù)的安全性、私有性及自治性，如果將Agent（特別是移動多Agent）和分布式數(shù)據(jù)挖掘結(jié)合起來，則解決了一些常規(guī)數(shù)據(jù)挖掘的局限。

（一）Agent具有智能性和代理能力。智能性是指Agent對所接觸的對象能用推理、學(xué)習(xí)以及其他技術(shù)進行分析和解釋的能力；代理能力是Agent能感知外界發(fā)生的消息，并根據(jù)自己所具有的知識自動地做出反應(yīng)的能力。

（二）對網(wǎng)絡(luò)的依賴性小。移動Agent可以根據(jù)需要，動態(tài)地遷移到數(shù)據(jù)源處執(zhí)行而不是將數(shù)據(jù)移往主機，沒有了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘中數(shù)據(jù)的移動與復(fù)制，避免了大量原始數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的流動，節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)帶寬，減少了對網(wǎng)絡(luò)的信賴性，同時也降低了數(shù)據(jù)一致性維護的代價。

（三）具有與環(huán)境的交互能力。移動Agent能自動地監(jiān)測、感知環(huán)境。環(huán)境發(fā)生變化時能自動地做出反應(yīng)，并與外部環(huán)境交換信息或知識。如主動地通知用戶誰能夠提供其所需的信息，或主動地通知信息提供者誰目前需要其能提供的信息，也就是說可實現(xiàn)“信息找人”的功能，改變一貫地“人找信息”的局面。

（四）具有異步自主執(zhí)行的能力。移動Agent被創(chuàng)建之后，被派遣到網(wǎng)絡(luò)上，獨立于其創(chuàng)建進程，異步自主地完成所肩負的任務(wù)。移動Agent到達目的地工作時可以與網(wǎng)絡(luò)斷開，完成任務(wù)之后再與網(wǎng)絡(luò)相連。

（五）對異構(gòu)平臺的適應(yīng)性。由于數(shù)據(jù)的劇增，數(shù)據(jù)源趨向于分布在不同的計算環(huán)境，不同的硬件和軟件環(huán)境中，這也就造成了數(shù)據(jù)的異質(zhì)平臺環(huán)境。移動Agent獨立特定的主機和傳輸協(xié)議，只信賴于它們的執(zhí)行環(huán)境，不為平臺的異質(zhì)所影響。

（六）并行處理能力。在數(shù)據(jù)庫分布式的環(huán)境下，可以對異地獨立的數(shù)據(jù)進行并行挖掘，通過多Agent之間的協(xié)商與合作進行并行處理，這樣不僅可以提高數(shù)據(jù)挖掘的效率，而且可以增強知識發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的靈活性。

三、基于Agent的數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)的構(gòu)建

（一）系統(tǒng)構(gòu)建中Agent技術(shù)應(yīng)用原理。多Agent系統(tǒng)是由多個Agent組成的集合，在多Agent系統(tǒng)中，Agent之間以及與環(huán)境之間，通過通信、協(xié)商和協(xié)作來共同完成常規(guī)數(shù)據(jù)挖掘不能解決的問題。在分布式的數(shù)據(jù)源中進行知識的抽取，可以將整個分散的抽取對象看作是一個分布式的系統(tǒng)。而分布式系統(tǒng)的特點是待解決的問題分解為一些子任務(wù)，并為每一個子系統(tǒng)設(shè)計一個問題求解的任務(wù)執(zhí)行子系統(tǒng)。 通過交互作用策略，把系統(tǒng)設(shè)計集成為一個統(tǒng)一的整體，每一個子系統(tǒng)并不是在環(huán)境中單獨存在，而是要與其他子系統(tǒng)在同一環(huán)境下協(xié)同工作，協(xié)同的手段是互相通信。由于在從分布式的數(shù)據(jù)庫（源）中發(fā)現(xiàn)知識需要建立一個由多個信息發(fā)現(xiàn)子系統(tǒng)構(gòu)成的協(xié)作系統(tǒng)，各子系統(tǒng)之間協(xié)同工作。結(jié)合多Agent技術(shù)的特點，該技術(shù)用于數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)中，能夠解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘過程的不足，能較完美地從異構(gòu)、異質(zhì)、異地數(shù)據(jù)庫（源）進行知識抽取。

（二）基于Agent的數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)。基于Agent技術(shù)的智能數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)模型，其總體邏輯結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1．?dāng)?shù)據(jù)預(yù)處理Agent的功能是完成任務(wù)確定、模型設(shè)計、數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)變換。數(shù)據(jù)處理部分一般包括消除無用數(shù)據(jù)、推導(dǎo)缺值數(shù)據(jù)、消除重復(fù)記錄等清洗操作；數(shù)據(jù)變換過程一般包括特征選擇過程和與具體實現(xiàn)有關(guān)的數(shù)據(jù)格式變換過程。

2．人機界面Agent的功能是發(fā)揮人的智能Agent的作用，人為地參與數(shù)據(jù)挖掘過程，高速和加速數(shù)據(jù)挖掘的，而且強調(diào)人機之間的雙向友好交互，不只是人告訴機器去做什么，還要求機器與人通信，告訴人它知道了什么，幫助人去更好地決策。當(dāng)數(shù)據(jù)挖掘Agent發(fā)現(xiàn)了新的知識時，人機界面Agent就會以可視化或自然語言的方式通知人，這不僅要有概念來支持，而且還要有豐富的語法和語義來支持。

3．?dāng)?shù)據(jù)挖掘Agent。數(shù)據(jù)挖掘Agent的功能是完成數(shù)據(jù)模式的識別，即發(fā)現(xiàn)新的模式或規(guī)則。挖掘Agent使用各種挖掘方法分析數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，來為決策Agent提供決策所需的信息。

4．決策Agent。決策Agent利用挖掘 Agent獲得的各種信息進行評價和驗證，進而對證實的結(jié)論和模式進行應(yīng)用。

基于Agent的智能數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)，利用Agent實現(xiàn)信息的收集、預(yù)處理、查詢，知識的自動提取、挖掘等功能，使整個挖掘過程具有知識性、智能性。

參考文獻：

[1]范明、孟小峰等譯，數(shù)據(jù)挖掘概念與技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001.

[2]祝玉華、甑彤，基于Agent的分布式空間數(shù)據(jù)挖掘研究[J].微電子學(xué)與計算機，2005.22(6).

[3]王長纓、陳文偉，多Agent的分布協(xié)同強化學(xué)習(xí)算法SE-MACOL及其應(yīng)用[J].廣西師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2006.24(4).

作者簡介：

鄧悅，女，河北遵化人，遼工大職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師。