Question

数据挖掘软件的历史并不长，甚至连“数据挖掘”这个术语也是在19世纪90年代中期才正式被提出。如今，商用数据挖掘软件和开源工具都已经非常成熟，不仅提供易用的可视化界面，还集成了数据处理、建模、评估等一整套功能。

部分开源的数据挖掘软件，采用可视化编程的设计思路。之所以这么做，是因为它能足够灵活和易用，更适合缺乏计算机科学知识的用户，如WEKA和RapidMiner。

当用户拥有较多特定的分析需求，或正在自行实现一个改进的机器学习算法时，脚本型语言如Python和R将更符合需要。同时，脚本型语言兼具运行效率和开发效率，支持敏捷型的迭代更新。

1.2.1 WEKA

用Java编写的WEKA是一款知名的数据挖掘工作平台，它因解决数据挖掘任务的实际需求而生，集成了大量能处理数据挖掘任务的机器学习算法，这些算法能被用户直接应用于数据集之上。同时，WEKA允许开发者使用Java语言，调用其分析组件，基于WEKA的架构进行二次开发，融入更多的数据挖掘算法，并嵌入到软件或者应用之中，自动完成数据挖掘任务，开发新的机器学习框架。

WEKA支持多种标准数据挖掘任务，包括数据预处理，分类、回归分析、聚类、关联规则等算法的应用，以及特征工程和可视化。其欢迎界面如图1-1所示。

图1-1 WEKA欢迎界面

1.2.2 RapidMiner

RapidMiner的目标是：“成为一个能将数据变成宝贵的战略资产的现代平台”，已被广泛使用于商业应用、学术研究、教育、敏捷开发等领域。

RapidMiner是一个支持数据挖掘、文本挖掘、机器学习、商业分析等任务的集成环境，如图1-2所示。其图形化界面采用了类似Windows资源管理器中的树状结构来组织分析组件，提供500多种分析组件作为计算单元（Operator），服务于数据挖掘的各个环节，如数据预处理、变换、探索、建模、评估及结果可视化。这些计算单元有详细的XML文件记录。

RapidMiner是基于WEKA二次开发的应用，这意味着它可以调用WEKA中的各种分析组件。

图1-2 RapidMiner Studio工作界面

1.2.3 Python

Python是一门编程语言。随着NumPy、SciPy、Matplotlib和Pandas等众多程序库的开发，Python在科学计算和数据分析领域占据着越来越重要的地位。在大多数数据任务上，Python的运行效率已经可以媲美C/C++语言。2016年2月11日，科学家宣布：人类在去年9月首次直接探测到了引力波！引力波高峰只持续了四分之一秒，同时仪器接收了大量干扰噪声，需要处理的数据量以TB计，如图1-3所示。其中，Python的GWPY模块提供专业的数据分析支持。

图1-3 利用公开引力波数据绘制波形图

1.2.4 R

R语言是一种为统计计算和图形显示而设计的语言环境，是贝尔实验室（Bell Laboratory）的Rick Becker、John Chambers和Allan Wilks开发的S语言的一种实现，包含一系列统计与图形显示工具，如图1-4所示。它是由一个庞大且活跃的全球性研究型社区维护，主要包括核心的标准包和各个专业领域的第三方包，提供丰富的统计分析和数据挖掘功能。

R语言至少拥有以下优势：①方便地从各种类型的数据源中获取数据；②高可拓展性；③出色的统计计算功能；④顶尖水准的制图功能；⑤不断贡献强大功能的开源社区。它与Python同属数据挖掘主流编程语言，而从功能与代码风格的角度来评价，R与MATLAB是最像的。

图1-4 R-Studio工作界面