• 제목/요약/키워드: FP-Growth Algorithm

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분산형 FP트리를 활용한 병렬 데이터 마이닝 (Parallel Data Mining with Distributed Frequent Pattern Trees)

  • 조두산;김동승
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 V
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    • pp.2561-2564
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    • 2003
  • Data mining is an effective method of the discovery of useful information such as rules and previously unknown patterns existing in large databases. The discovery of association rules is an important data mining problem. We have developed a new parallel mining called Distributed Frequent Pattern Tree (abbreviated by DFPT) algorithm on a distributed shared nothing parallel system to detect association rules. DFPT algorithm is devised for parallel execution of the FP-growth algorithm. It needs only two full disk data scanning of the database by eliminating the need for generating the candidate items. We have achieved good workload balancing throughout the mining process by distributing the work equally to all processors. We implemented the algorithm on a PC cluster system, and observed that the algorithm outperformed the Improved Count Distribution scheme.

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A Data Mining Algorithm to Gaining Customer Loyalty to Ports Based on OD Data for Improving Port Competitiveness

  • Lin, Qianfeng;Son, Jooyoung
    • 한국항해항만학회지
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    • 제44권5호
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    • pp.391-399
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    • 2020
  • Every port is competing for attracting loyal customers from other ports to achieve more profits stably. This paper proposes a data-mining scheme to facilitate this process. For resolving the problem, the OD (Origination-Destination) data are gathered from the AIS (Automatic Identification System) data. The OD data are clustered according to the arrival dates and ports. The FP-growth algorithm is applied to mine the frequent patterns of ships arriving at ports. Maintaining a loyal customer list for port updates and accuracy is critical in establishing its usefulness. These lists are critical as they can be used to provide suggestions for new products and services to loyal customers. Finally, based on the frequent patterns of the ships and the mode of arrival times, a formula proposed in this paper to derive shipping companies' loyalty to ports was applied. The case of Kaohsiung port was shown as an example of our algorithm, and the OD data of ships in 2017-2018 were processed. Using the results of our algorithm, other rival ports, such as Shanghai or Busan, may attract customers no longer loyal to Kaohsiung ports in the last two years and attract them as new loyal customers.

민감한 빈발 항목집합 숨기기 위한 확장 빈발 패턴 트리 (An Extended Frequent Pattern Tree for Hiding Sensitive Frequent Itemsets)

  • 이단영;안형근;고재진
    • 정보처리학회논문지D
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    • 제18D권3호
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    • pp.169-178
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    • 2011
  • 최근 기업 간 또는 기관 사이의 데이터 공유는 업무 협력을 위해서 필요한 사안이 되고 있다. 이 과정에서 기업이 데이터베이스를 계열회사에 공개했을 때 민감한 정보가 유출되는 문제점이 발행할 수도 있다. 이런 문제를 해결하기 위해서 민감한 정보를 데이터베이스로부터 숨기는 일이 필요하게 되었다. 민감한 정보를 숨기는 이전 연구들은 결과 데이터베이스의 품질을 유지하기 위해 다른 휴리스틱 알고리즘을 적용했다. 그러나 민감한 정보를 숨기는 과정에서 변경되는 항목집합에 대한 영향을 평가하거나 숨겨지는 항목을 최소화하는 연구들은 미흡하였다. 본 논문에서는 민감한 빈발 항목집합을 숨기기 위하여 FP-Tree(Frequent Pattern Tree)기반의 확장 빈발 패턴트리(Extended Frequent Pattern Tree, eFP-Tree)를 제안한다. eFP-Tree의 노드 구성은 기존과는 다르게 빈발 항목집합 생성단계에서 트랜잭션 정보와 민감 정보, 경계 정보를 모두 구성하며, 숨기는 과정에서 비민감한 빈발 항목집합의 영향을 최소화하기 위하여 경계를 사용하였다. 본 논문의 예시 트랜잭션 데이터베이스에 eFP-Tree를 적용한 결과, 손실 항목을 평균 10%이하로 최소화하여 기존 방법들에 비해 효과적임을 증명하였고, 데이터베이스의 품질을 최적으로 유지할 수가 있었다.

I-Tree: A Frequent Patterns Mining Approach without Candidate Generation or Support Constraint

  • Tanbeer, Syed Khairuzzaman;Sarkar, Jehad;Jeong, Byeong-Soo;Lee, Young-Koo;Lee, Sung-Young
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2007년도 춘계학술발표대회
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    • pp.31-33
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    • 2007
  • Devising an efficient one-pass frequent pattern mining algorithm has been an issue in data mining research in recent past. Pattern growth algorithms like FP-Growth which are found more efficient than candidate generation and test algorithms still require two database scans. Moreover, FP-growth approach requires rebuilding the base-tree while mining with different support counts. In this paper we propose an item-based tree, called I-Tree that not only efficiently mines frequent patterns with single database scan but also provides multiple mining scopes with multiple support thresholds. The 'build-once-mine-many' property of I-Tree allows it to construct the tree only once and perform mining operation several times with the variation of support count values.

PPFP(Push and Pop Frequent Pattern Mining): 빅데이터 패턴 분석을 위한 새로운 빈발 패턴 마이닝 방법 (PPFP(Push and Pop Frequent Pattern Mining): A Novel Frequent Pattern Mining Method for Bigdata Frequent Pattern Mining)

  • 이정훈;민연아
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제5권12호
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    • pp.623-634
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    • 2016
  • 현존하는 빈발 패턴 마이닝 방법은 대부분 시간 효율성을 목표로 하고, 물리적 메모리 사용에 매우 의존적이다. 하지만 빅데이터 시대가 도래함에 따라 실제 세상의 데이터베이스는 급속도로 증가하고 있으며, 그에 따라 기존의 방법으로 현실적인 거대한 양의 데이터를 마이닝하기에 물리적 메모리 공간이 부족한 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 빈발 패턴 마이닝의 메모리 의존성을 줄이기 위한 보조저장장치 기반의 연구들이 진행되었으나, 메모리 기반의 방법들에 비해 처리 시간이 너무 많이 소비된다는 한계가 있었다. 따라서 확장성을 가지며, 기존의 디스크 기반의 방법들에 비해 시간효율성을 높인 새로운 빈발 패턴 마이닝이 필요하게 되었다. 본 논문에서는 빅데이터로부터 빈도 아이템 집합들을 마이닝하기 위해 메모리와 디스크를 함께 사용하는 스택 기반의 새로운 접근법인 PPFP 알고리즘을 제안하였다. PPFP는 빈발 패턴 마이닝 접근법 중 가장 인기 있고 효율적인 접근법 중 하나인 FP-growth를 기반으로 하고 있다. PPFP 마이닝 방법은 다음과 같이 두 단계로 진행된다. (1) IFP-tree 구축: FP-tree를 생성한 후, 새로운 인덱스 번호 부여 방법으로 FP-tree의 각 노드에 인덱스 번호를 부여하고, 이 인덱스 번호가 부여된 FP-tree(IFP-tree)를 테이블로 변환하여(IFP-table) 디스크에 저장한다. (2) PPFP 알고리즘을 이용한 빈발 패턴 마이닝: 스택 기반의 PUSH-POP 방식으로 패턴을 확장시켜 나가며 빈발 패턴을 마이닝한다. 이러한 방식을 통해 메모리 기반의 방법에 비해 반복적으로 많은 시간이 소모되는 연산에 매우 적은 양의 메모리를 활용하여 확장성과 함께 시간효율성 또한 향상시킬 수 있었다. 그리고 기존의 연구 방법들과 비교 실험을 통해 새로운 알고리즘의 성능을 증명하였다.

데이터베이스에서 빈발패턴의 추출을 위한 메모리 향상기법 (Memory Improvement Method for Extraction of Frequent Patterns in DataBase)

  • 박인규
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.127-133
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    • 2019
  • 지금까지의 빈발 항목 추출에서는 FP-Tree에 대한 순회와 패턴의 탐색이 필수적인 과정이기 때문에 마이닝 데이터를 트리에 저장하는데 공간이 필요하고 탐색하는데 CPU시간이 필요하기 마련이다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 본 논문에서는 조건부 FP-Tree의 의존하지 않고 트랜잭션 데이터의 각 항목들의 위치 정보를 부여하여 트랜잭션 데이터를 2차원의 위치정보 Look-Up테이블로 변환하여 시간과 공간적인 접근성을 용이하게 한다. 또한 항목과 항목의 위치에 대한 매핑배열을 병행하여 시간 복잡도를 줄이는 방법을 고려하는 알고리즘을 제안한다. 실험 결과를 통하여 제안된 방법은 FIMI 저장소 웹 사이트에서 얻은 데이터 세트를 기반으로 많은 실행 시간과 메모리 사용을 줄일 수 있음을 보였다.

L2-tree를 이용한 효율적인 빈발항목 집합 탐사 (An Efficient Algorithm for mining frequent itemsets using L2-tree)

  • 박인창;장중혁;이원석
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2002년도 가을 학술발표논문집 Vol.29 No.2 (1)
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    • pp.259-261
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    • 2002
  • 데이터마이닝 분야에서 빈발항목집합 탐사에 관한 연구는 활발히 진행되어 왔지만 여전히 많은 메모리 공간과 시간을 필요로 한다. 특히 apriori 알고리즘에 기반한 방법들은 긴 패턴이 생성될수록 지수적으로 시간과 공간이 증가한다. 최근에 발표된 fp-growth는 일반적인 데이터 집합에서 우수한 성능을 보이나 희소 데이터 집합에서 효율적인 성능을 보여주지 못한다. 본 논문에서는 길이가 2인 빈발항목집합 L2에 기반한 L2-tree 구조를 제안한다. 또한 L2-tree에서 빈발항목집합을 탐사하는 L2-traverse 알고리즘을 제안한다. L2-tree는 L2를 기반으로 하기 때문에 L2가 상대적으로 적은 희소 데이터 집합 환경에서 적은 메모리 공간을 사용하게 된다. L2-traverse 알고리즘은 별도의 추출 데이터베이스를 생성하는 FP-growth와 달리 단순히 L2-tree를 오직 한번의 깊이 우선 탐사를 통해 빈발항목집합을 찾는다. 최적화 기법으로써 길이가 3인 빈발항목집합 L3가 되지 않는 L2 패턴들을 미리 제거하는 방법으로 C3-traverse 알고리즘을 제안하며 실험을 통해 기존 알고리즘과 비교 검증한다.

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High Rate Denial-of-Service Attack Detection System for Cloud Environment Using Flume and Spark

  • Gutierrez, Janitza Punto;Lee, Kilhung
    • Journal of Information Processing Systems
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    • 제17권4호
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    • pp.675-689
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    • 2021
  • Nowadays, cloud computing is being adopted for more organizations. However, since cloud computing has a virtualized, volatile, scalable and multi-tenancy distributed nature, it is challenging task to perform attack detection in the cloud following conventional processes. This work proposes a solution which aims to collect web server logs by using Flume and filter them through Spark Streaming in order to only consider suspicious data or data related to denial-of-service attacks and reduce the data that will be stored in Hadoop Distributed File System for posterior analysis with the frequent pattern (FP)-Growth algorithm. With the proposed system, we can address some of the difficulties in security for cloud environment, facilitating the data collection, reducing detection time and consequently enabling an almost real-time attack detection.

빈발 유전자 발현 패턴과 연쇄 규칙을 이용한 유전자 조절 네트워크 구축 (Constructing Gene Regulatory Networks using Frequent Gene Expression Pattern and Chain Rules)

  • 이헌규;류근호;정두영
    • 정보처리학회논문지D
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    • 제14D권1호
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    • pp.9-20
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    • 2007
  • 유전자들의 그룹은 복잡한 상호작용들을 통해 세포의 기능이 조절되며 이러한 상호작용을 하는 유전자 그룹들을 유전자 조절 네트워크 (GRNs: Gene Regulatory Networks)라고 한다. 이전의 유전자 발현 분석 기법인 군집화와 분류는 단지 상동성에 의한 유전자들 사이의 소속을 결정하는 데에는 유용하나 분자 활동에서의 같은 클래스에서 발견되어지는 유전자들 사이의 조절 관계를 식별할 수 없다. 더욱이 유전자들이 어떻게 연관되는 지와 유전자들이 서로 어떻게 조절하는지에 대한 매커니즘의 이해가 필요하다. 따라서 이 논문에서는 시계열 마이크로어레이 데이터로부터의 유전자들의 조절 관계를 발견하기 위해서 빈발 패턴 마이닝과 연쇄 규칙을 이용한 새로운 접근법을 제안하였다. 이 기법에서는 먼저, 빈발 패턴 마이닝 적용을 위한 적절한 데이터 변환 방법을 제안하였고 FP-growth을 이용하여 유전자 발현 패턴들을 발견한다. 그런 다음, 연쇄 규칙을 이용하여 빈발한 유전자 패턴들로부터 유전자 조절 네트워크를 구축하였다. 마지막으로 제안된 기법의 검증은 공개된 유전자들의 조절 관계와 실험 결과의 일치함을 보임으로써 평가하였다.

Prefix-Tree를 이용한 높은 유틸리티 패턴 마이닝 기법 (High Utility Pattern Mining using a Prefix-Tree)

  • 정병수;아메드 파한;이인기;용환승
    • 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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    • 제36권5호
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    • pp.341-351
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    • 2009
  • 유틸리티 패턴 마이닝은 데이터 항목에 대한 다른 가중치를 고려할 수 있는 장점으로 인하여 비즈니스 데이터를 분석하는 환경에서 효율적으로 이용되고 있다. 그러나 기존의 빈발 패턴(Frequent Pattern) 마이닝에서의 Apriori 규칙을 그대로 적용하기 어려운 문제점으로 인하여 패턴 마이닝의 성능이 현저하게 떨어지고 있다. 본 연구는 Prefix-tree를 이용하여 지속적으로 증가하는 비즈니스 트랜잭션 데이터베이스에 대한 유틸리티 패턴 마이닝을 효과적으로 수행하기 위한 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 Prefix-tree의 각 항목 노드에 유틸리티 값을 저장하여 FP-Growth 알고리즘에서와 같이 트리의 상향 탐색을 통하여 높은 유틸리티 패턴을 빠르게 찾아낸다. 여러 형태의 실험을 통하여 이용할 수 있는 세가지 다른 Prefix-tree 구조들 간의 성능적 특징과 패턴 탐색의 방법들을 비교하였으며 실험 결과에 따라 제안하는 기법이 기존의 기법들에 비해 많은 성능 향상을 가져올 수 있는 것을 입증하였다.