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基于极大同位模式的同位规则挖掘算法研究的开题报告
一、背景和研究目的
数据挖掘是当前大数据时代的重要技术之一，它主要面向的是从大数据中发现有用的信息。其中，同位规则挖掘是一种有效的数据挖掘方法，其可以用于在大数据中发现项集之间的某种关联或相关性。极大同位模式（MaximalCo-OccurrencesPattern，MCPs）是同位规则挖掘中的一种重要模式，它描述的是在所有的事务数据中，某些项同时出现的最大频率。因此，MCPs求解问题是同位规则挖掘的核心难点之一。
本研究的主要目标是研究基于极大同位模式的同位规则挖掘算法，尤其是对MCPs的高效求解算法进行研究和设计。具体研究内容包括以下方面：
1.对MCPs的定义和求解方法进行深入研究，提出一种新的高效算法。
2.结合实际应用场景，设计并实现一个基于极大同位模式的同位规则挖掘系统，在真实数据集上进行实验和性能评估。
3.研究并实现相应的算法优化方法，进一步提高同位规则挖掘系统的效率和性能。
二、研究内容和关键问题
同位规则挖掘中的一个重要概念是支持度，它表示某个项集在所有事务数据中出现的频率。在此基础上，MCPs是指在所有的项集中，存在一种集合至少包含两个项，使得它同时出现在至少一半的事务数据中。根据这个定义，MCPs可以用于描述项集之间的强关联性，例如，某些疾病和药物的关系、拥有某种商品的用户间的关系等。
当前，已有一些算法可以求解MCPs，例如，PrefixSpan算法、CloSpan算法、TopKMC等。然而，这些算法都存在一些问题，例如，当事务数据较为稠密并且数据集较大时，算法效率会降低，甚至无法处理。因此，为了提高同位规则挖掘系统的性能和效率，需要研究并设计一种新的、高效的MCPs求解算法。
在研究和设计新的算法时，需要解决以下关键问题：
1.如何有效地计算出最大频率的项集集合，即MCPs？
2.如何设计一个高效的算法，使得在计算MCPs时，能够充分利用计算资源，缩短计算时间？
3.如何设计并实现一个基于极大同位模式的同位规则挖掘系统，使得用户能够方便地使用这个系统，并且该系统具有高效的性能和可扩展性？
4.如何研究并实现相应的算法优化方法，以进一步提高同位规则挖掘系统的效率和性能？
三、研究方法和技术路线
本研究主要采用以下研究方法：
1.文献研究法：对于同位规则挖掘、MCPs求解等方面的相关文献和研究成果进行分析和研究，掌握当前的研究进展和发展趋势。
2.算法设计和实现法：在前期的文献研究基础上，设计并实现一种基于极大同位模式的同位规则挖掘算法。具体内容包括MCPs求解算法的设计和实现、同位规则挖掘系统的设计和实现等。
3.数据集实验法：使用真实的数据集进行实验，测试算法的正确性和性能。其中，应针对不同的数据集进行实验，以考察算法的可扩展性和适应性。
技术路线如下：
1.首先，对于同位规则挖掘和MCPs求解方面的相关文献和研究成果进行系统的调研和分析。
2.在文献研究的基础上，提出一种新的MCPs求解算法，并对该算法进行详细设计和实现。
3.设计和实现一个基于极大同位模式的同位规则挖掘系统，并利用真实数据集进行测试和评估。
4.在实验评估的基础上，研究并实现一些算法优化方法，以进一步提高同位规则挖掘系统的效率和性能。
四、预期成果
预期成果包括：
1.研究完成基于极大同位模式的同位规则挖掘算法，并提出了一种新的MCPs求解算法。
2.完成一个基于极大同位模式的同位规则挖掘系统，并在真实数据集上进行测试和性能评估。
3.对于算法的性能和效率进行了深入研究和探讨，并提出了相应的算法优化方法。
4.发表论文数篇，其中包括至少一篇SCI/EI论文。
五、研究意义和应用前景
同位规则挖掘作为数据挖掘的一种重要方法，广泛应用于商业、医疗、金融、社交网络等领域，例如，根据消费者的购物信息，推荐相关商品、根据病人的病情，预测病情发展等。本研究旨在针对同位规则挖掘中的MCPs问题，提出一种新的、高效的算法，以进一步提高同位规则挖掘的效率和性能。
本研究的主要贡献包括：
1.提出了一种新的、高效的MCPs求解算法，可以减少计算时间和空间占用。
2.实现了一个基于极大同位模式的同位规则挖掘系统，具有良好的用户界面和高效的性能。
3.提出了一些算法优化方法，可以进一步提高同位规则挖掘系统的效率和性能。
该研究成果对于促进数据挖掘技术的发展，提高同位规则挖掘的效率和可用性，改善人们的生活和工作，具有重要意义。