Pécsi Tudományegyetem Pollack Mihály Műszaki Kar Műszaki Informatika Szak Data Mining

1. Pécsi TudományegyetemPollack Mihály Műszaki KarMűszaki Informatika SzakData Mining 2. Előadás Dr. Pauler Gábor, Egyetemi Docens PTE-PMMFK Villamos Intézet Számítástechnika Tanszék Iroda: Boszorkány u., B épület 101 Tel: 30/9015-488 E-mail: pauler@t-online.hu

2. Az előadás tartalma CANAL: (Computer Aided Notes And Learning) Számítógéppel támogatott jegyzetelés és tanulás: • Az emberek csoportosítása tanulás szerint (Vizuális, Audiális) • A tanulási problémák • Az emberi memória típusai (RTM, HTM) • Az RTM hosszának tesztelése • Mi a baj a hagyományos jegyzeteléssel? • A CANAL jegyzetelési módszer és számítógépes segédlete • Miért éppen számítógéppel? • A struktúráló olvasás alapelvei • Tankönyvírói bakik kiküszöbölése • Infó tömörítési technikák • Konklúzió, szakirodalom

3. Az emberek csoportosítása tanulás szerint Vizuális (látás után megértő) (Visual) típus: • A népesség 65-70%-a, a férfiak aránya magasabb • Könnyen jegyez meg képeket, jól tájékozódik térben, általában jobban rajzol, jobb a térlátása • Szívesen rendezi a dolgokat hierarchiákba, jobban megérti a hierarchikus szerkezeteket. • Nehezebben jegyez meg szövegeket, felsorolásokat, verseket Audiális (hallás után megértő) (Audial) típus: • A népesség 30-35%-a, a nők aránya magasabb • Könnyen jegyez meg hosszú felsorolásokat, szövegeket, jobb verseket ír, nagyobb az aktív szókincse • Nehezebben emlékszik képekre, rossz a térlátása, nehezen tájékozódik térben • „Átlátja a káoszt”, jobban eligazodik rendezetlen dolgok közti többszörös asszociációkban A két típus a gyakorlatban mindenkinél keveredik valamilyen arányban

4. Fontos, hogy azonosítsuk, melyik típusba tartozunk! A két típus más módszerekkel tud hatékonyan tanulni A típushoz nem illeszkedő tanulási módszer megszoktatása tragikus következményekkel jár: • Alacsony hatékonyságú, idő- és energiapazarló tanulás, • Állandó bukások, kudarcérzés, frusztráció, • Tanulástól való elidegenedés, a tanulás az önbüntetés egy formája lesz, • Kissebrendűségi érzés kialakulása, • Folyamatos karrier- és életvezetési válságok. Nagyon kevés helyen tanítanak meg helyesen, egyénre szabottan tanulni: • A tömegoktatási óvodák, általános iskolák lestrapált, idegösszeomló pedagógusai erre nem képesek • Még jó körülmények között élő, rendezett életvitelt folytató, gondos szülők is gyakran tragikusan szerencsétlen tanulási mintákat követnek és örökítenek át: • Pl. Lelkiismeretes, de szűk látókörű apuka durrogós pofonokkal próbálja rávenni masszivan vizuális gyermekét, hogy ismételgetéssel próbáljon megtanulni valamit. • Pl. Szélsőségesen audiális típusú, minden térlátást nélkülöző gyereket az építész anyuka építészi pályára kényszerít. Mi az oka két típus teljesen eltérő megértési folyamatainak?

5. Az emberi memória típusai

6. A saját RTM hosszának tesztelése • A táblázatban véletlen számok találhatók • Először vegyünk 11 oszlopot és 20 sorban keressük meg a lehető leggyorsabban a soronkénti maximumot. • Mérjük stopperrel az ehhez szükséges időt és jegyezzük fel. • Ismételjük meg a gyakorlatot hasonló jellegű 10, 9, 8, 6, 7, 5, 4, 3 oszlopos táblázatokkal. • A művelet időigénye nem egyenletesen fog csökkenni, hanem egy bizonyos oszlopszámnál hirtelen leesik, ez lesz az RTM mérete. • Ugyanis, ha a táblázat egy sora egyszerre befér az RTM-be, a soronkénti maximumkeresés nem igényel többé folytonos RTM-HTM közti lapozást, így jelentősen begyorsul. • Vizuális típusú emberek általában rövidebb (5-7) audiális típusú emberek általában hosszabb (9-11) RTM-el rendelkeznek. • Az RTM hosszának nincs köze az IQ-hoz. Etológiai kísérletek kimutatták, hogy néhány csimpánz RTM-je hosszabb és gyorsabban is működik, mint az átlagos emberi RTM, mert a természetes környezetük veszélyessége ezt megköveteli.

7. Számítógépes alkalmazás: Saját RTM hosszának tesztelése • Az RTMTeszt.exe program segít a tesztet elvégezni. Ctrl+S-el indítható a véletlen számok generálása, egérkattintással kell kiválasztani a maximumot. A kísérletek folyamán a program kiírja és diagrammolja a reakcióidő-statisztikákat:

8. Az előadás tartalma CANAL: (Computer Aided Notes And Learning) Számítógéppel támogatott jegyzetelés és tanulás: • Az emberek csoportosítása tanulás szerint (Vizuális, Audiális) • A tanulási problémák • Az emberi memória típusai (RTM, HTM) • Az RTM hosszának tesztelése • Mi a baj a hagyományos jegyzeteléssel? • A CANAL jegyzetelési módszer és számítógépes segédlete • Miért éppen számítógéppel? • A struktúráló olvasás alapelvei • Tankönyvírói bakik kiküszöbölése • Infó tömörítési technikák • Konklúzió, szakirodalom

9. Így írtok Ti. Avagy, mi a baj a hagyományos jegyzeteléssel? Az aljzatbetonok funkciója, hogy a feszített szerkezet és az alapozás közti terhelésátvitelt és a hőingadozások kiegyenlítését lehetővé tegyék. Az aljzatbetonok fajtái: • Gyorskötésű • Fagyálló • Könnyített gázbeton Az aljzatbetonok terhelésállóságát t/m2-ben mérjük. A terhelési ráta a saját fajsúly (t/m3) és a terhelésállóság aránya. A könnyített gázbeton fajsúlya a legalacsonyabb, de ez csak fagymentes környezetben alkalmazható. • A sorok túl szélesek, hosszabbak, mint az RTM, minden sor áttekintéséhez energiaigényes RTM-HTM lapozásra van szükség • A listák nem kompaktak, sok helyet pazarolnak, ez rontja az áttekinthetőséget • A már leírt dolgok nem rendezhetők át, így a jegyzet struktúrálatlan, toldozott maradhat

10. Számítógéppel támogatott jegyzetelés és tanulás (Computer Aided Notes And Learning, CANAL) Alkalmazási feltételek: • Csak vizuális tipusok számára alkalmazható. Működése: • A jegyzet sorainak szélessége korlátozott: 1 sorba csak 1 gondolatot írunk, vagy egyszerű felsorolást, amelyek EGY DARABBAN!!! beférnek az RTM-be. • A jegyzet „lefele” terjeszkedhet csak, a sorok számának növelésével, „oldalra” nem. • A jegyzet sorai hierarchikus szintekbe szerveződnek, amelyek: • Programkódhoz hasonló tabulátoros beljebb léptetéssel, • Más színekben, • Szint összekötő vonalakkal, • Decimális, hierarchikus sorszámozással jelennek meg, hogy a hierarchia áttekinthető legyen. • Egy hirerarchikus szinten nem lehet több sor, mint az RTM elemszáma, az ennél hosszabb felsorolásokat több hierarchikus szintre bontjuk. • A jegyzetelés szövegszerkesztővel történik, egy dokumentumsablon segítségével, ahol a hierarchikus szintekhez tartozó ÖSSZES FORMÁZÁS!!! automatikusan, forró gombok segítségével állíthatók be: JegyzetMinta.doc

11. Hogy néz ki egy ilyen jegyzet? Példa: Oracle Reports Jegyzet

12. Miért éppen számítógéppel 1 Megkérdezheti valaki: • Nincs elég bajom a tanulással, még szenvedjek közben a szövegszerkesztő kezelésével? • Nem fogja elvonni, megosztani a figyelmemet? • Nem fogja-e lelassítani a munkát az, hogy lassabban gépelek, mint ahogy írok? • Mikor kerülök én gép közelébe, nem lesz nagyon elérhetetlen? A válaszok: • A sebesség: • A lassú gépelés itt inkább előny, mint hátrány. • Rákényszerít, hogy átgondold, és csak a lényeget írd le. • Azok akik papíron könnyen és gyorsan írnak, ha elfáradnak, automatikusan elkezdik másolgatni az anyagot, ez nem jegyzetelés! • A grafikai minőség: • A dokumentumsablonban az összes formázás forrógombokkal elérhető, • Hasonlóan áttekinthető, színezett, tagolt jegyzet előállítása színes tollakkal, vonalzóval jóval lassabb lenne.

13. Miért éppen számítógéppel 2 • A struktúrálhatóság • Ritkán lehet elsőre eltalálni egy jegyzet helyes struktúráját elsőre. • Főleg ha alacsony színvonalú a tananyag! • Papíron az egészet újraírhatnád, de erre úgysincs idő. • Beleragadsz egy érthetetlen, tanulhatatlan struktúrába. • Szövegszerkesztőben a vágólappal és stílus forrógombokkal sokszor és villámgyorsan újra lehet struktúrálni a jegyzetet, ezen bőven bejön minden más, a gép miatt elvesztett idő! • Olvashatóság, replikáció: • A gépi jegyzet mindig tökéletesen olvasható, • Minőségromlás nélkül korlátlanul sokszorosítható • Újrafelhasználható saját tanulmány írásánál, újbóli begépelés nélkül • Elérhetőségének viszont jelentős eszközigénye van, de ezek egyre hozzáférhetőbbek: • Kinyomtatni csak színes nyomtatón van értelme (kb.100$) • Nézegetni lehet handheld gépen: a Mobile Office (Microsoft Pocket PC), illetve DocumentsToGo6 (Palm OS) elég jól megjelenítik már 320×320 felbontás mellett is. (kb.500$) • Azonnal gépbe jegyzetelni, ami némi gyakorlat mellett a leghatékonyabb, igazából laptopon lehet csak (kb.750$)

14. Az előadás tartalma CANAL: (Computer Aided Notes And Learning) Számítógéppel támogatott jegyzetelés és tanulás: • Az emberek csoportosítása tanulás szerint (Vizuális, Audiális) • A tanulási problémák • Az emberi memória típusai (RTM, HTM) • Az RTM hosszának tesztelése • Mi a baj a hagyományos jegyzeteléssel? • A CANAL jegyzetelési módszer és számítógépes segédlete • Miért éppen számítógéppel? • A struktúráló olvasás alapelvei • Tankönyvírói bakik kiküszöbölése • Infó tömörítési technikák • Konklúzió, szakirodalom

15. A struktúráló olvasás alapelvei „Ha olvasod, és nem érted, az nem biztos, hogy azért van, mert hülye vagy, hanem mert érthetetlen.” (Yoda mester, Luke-hoz, az X-szárnyú használati utasítását tanulmányozván) • Egy tananyagot nem „sorfolytonosan” olvasunk, hanem előre- és hátratekintve. • Folyamatosan egy hierarchikus struktúrát keresünk benne, igyekszünk tagolni. • Nem fogadjuk el automatikusan a tankönyv struktúráját! Mi van, ha rosszul struktúrált, vagy egyáltalán nincs benne? • Nem vesszük át a struktúrális hibákat a tananyagból, mert rendkívül megnehezítik a tanulást, hanem kijavítjuk őket, újrastruktúrálva az anyagot!

16. Tankönyvírói bakik: hierachia építési hibák A tankönyvben: 7. Fejezet A járművek 7A. Személygépkocsik: A személygépkocsi 2-9 személy szállítására alkalmas géperejű jármű, aminek össztömege... 7B. Mikrobuszok A mikrobusz 9 személynél több szállítására alkalmas géperejú jármű, aminek hossza... 7C. Kisteherautók Könnyű, vagy közepes méretű teher (4t-ig) szállítására alkalmas... 8. Fejezet A segédmotor-kerékpárok 8A. Segédmotorkerékpárok 355mm kerékátmérő alatti... 9. Fejezet A motorkerékpárok 9A. Gyorsmotorkerékpárok: 180km/h végsebeség feletti... 9B. Chopperek: • Törés (Hierachy Break): Logikailag összetartozó kategóriákat más szintre rak • Egyensúlytalanság (Unbalanced Hierarchy): Nem azonos mélységig fejti ki az egyes kategóriákhoz tartozó ágakat • Felesleges szint (Redundant Hierarchic Level): Csak egy alkategóriát tartalmaz

17. A tankönyvben: A Teve A teve négylábú állat, természetes élőhelyei sivatagos területen találhatók, ezért rendkívül szomjúságtűrő. Egy itatással 40-50 liter vizet képes tárolni, amivel 80-100km-t képes megtenni sivatagi viszonyok közt. A teve lehet egy púpú vagy két púpú. Az egy púpú tevét dromedárnak nevezzük a két púpút két púpú tevének. Ha lenne három púpú változata, azt három púpú tevének neveznénk, folytatólagosan az N púppal rendelkező állatot N púpú tevének nevezhetjük, ahol N = a púpok számával. A tevék púpjainak száma alapvetően azonban felülről 2 (azaz kettő) púpban korlátozódik (Pf felső korlát = 2, míg az alsó púp-korlát, Pa értéke = 1. Tankönyvírói bakik: semmitmondó szövegek • Néha a tankönyvírókat is oldalszámra fizetik! Fontos, hogy azonosítsuk azokat a részeket, amelyek semilyen új infót nem hordoznak: • Nincsenek bennük definíciók (Definition) • Nem tesznek új alapfeltételezéseket (Assumption) • Nem írnak le új eljárásokat (Method, Procedure) • Kihagyjuk őket!

18. Tankönyvírói bakik: túl hosszú felsorolások A tankönyvben: Fontos, hogy vállalkozásunk működése összhangban legyen: • A tervszerű hulladékgazdálkodást előirányzó 1994/4 kormányhatározattal • A munkaegészségügyi előírásokkal • A hatályos magyar jogszabályokkal • A Magyar Szabványügyi Hivatal (MSZ) előírásaival • Az EU hatályos jogszabályanyagával • Az adott területen műkődő áramszolgáltató érintésvédelmi szabályaival • Az adott régió nemzetiségeinek tradicionális etnikai alapelveivel • A területileg illetékes tűzoltó-parancsnokság tűzvédelmi utasításaival • A Környezetvédelmi Hivatal kiegészítő előírásaival • A közerkölcs szabályaival • A biztosítók által előírt balesetvédelmi rendszabályokkal • Az RTM hosszát meghaladó felsorolások tanulása az állandó RTM-HTM lapozás miatt energiaigényes, és nagy a felejtés veszélye • Logikusan csoportosítsuk a felsorolást kategórákba, egy hierarchikus szerkezetbe, ahol az elemek száma egy szinten nem haladja meg az RTM hosszát

19. Tankönyvírói bakik: ismétlődések A tankönyvben: A munka első fázisa az alapozás elkészítése. Az alapozás kivitelezési folyamata a következő lépésekből áll: • Az alapozás megvalósíthatósági tanulmánya • Az alapozás költségvetési terve • Az alapozás részletes technológiai terve • Az alapozási munkák végrehajtása • Az alapozás műszaki átvétele A munka második fázisa a felépítmény elkészítése. A felépítmény kivitelezési folyamata a következő lépésekből áll: • A felépítmény megvalósíthatósági tanulmánya • A felépítmény költségvetési terve • A felépítmény részletes technológiai terve • A felépítményi munkák végrehajtása • A felépítmény műszaki átvétele • Az anyagban nagyon sokszor megismétlődhet kis változtatásokkal ugyanaz. • Ha nem veszed észre, megtöbbszöröződhet a tanulnivaló!!! • Az ismétlődéseket vonjuk össze, definiáljuk egyszer az elején, és később mindenhol erre hivatkozhatunk

20. Infó tömörítési technikák: halmazok Az olyan rövid listák, amelyek elemszáma nem hosszabb, mint az RTM, és meglehetősen triviálisak (például elemeik ordinális sorba rendezhetők) az általános szabállyal szemben egy sorban, kapcsos zárójelben egy halmaz (Set) elemeiként is rögzíthetők. A tankönyvben: A vizsgálatot nemek szerint megbontva végezzük: • Férfi • Nő Ezenkívül, korkategóriák szerint megosztott elemzést is végzünk: • Fiatalok: 16-32 év • Alsó középkorúak: 33-40 év • Felső középkorúak: 41-48 év • Idősebbek: 48-64 év Az elemzést településtípusok szerint is végezhetjük: • Budapest • Nagyváros • Kisváros • Község A lekérdezés módja szerint is megbonthatjuk a mintát: • Mélyinterjú • Fókuszcsoport

21. Infó tömörítési technikák: halmazok szorzata Ha több halmaz minden elemét mindegyikkel kell kombinálni, de ezekhez nem tartozik semmi extra információ, értelmetlen az összes kombinációt egy igen hosszú listában felsorolni. Ehelyett csak azt jelezzük, hogy az érintett halmazok Descartes szorzatát (Cartesian Product) vesszük. A tankönyvben: A következő vizsgálatokat végeztük: • Budapesti fiatal férfiak, • Budapesti fiatal nők, • Budapesti alsó középkorú férfiak, • Budapesti alsó középkorú nők, • Budapesti felső középkorú férfiak, • Budapesti felső középkorú nők, • Budapesti idősebb férfiak, • Budapesti idősebb nők, • Nagyvárosi fiatal férfiak, • Nagyvárosi fiatal nők, • Nagyvárosi alsó középkorú férfiak, • Nagyvárosi alsó középkorú nők,...

22. Infó tömörítési technikák: mátrixok (Matrix) A tankönyvben: A vizsgálatok eredményei a következők: • A budapesti fiatal férfiak körében az alkoholizmus stagnált, a droghasználat növekedett • A budapesti fiatal nők körében az alkoholizmus nőtt, a droghasználat stagnált • A budapesti alsó középkorú férfiak körében az alkoholizmus nőtt, a droghasználat csökkent... • Ha nagyvárosiakról van szó: • Ha fiatalok: • Ha férfiak: több alkohol, több drog • Ha nők: stagnáló alkohol, több drog • Ha alsó középkorúak • Ha férfiak: kevesebb alkohol és drog • Ha nők: kevesebb alkohol és drog • Ha felső középkorúak • Ha férfiak: több alkohol, kevesebb drog • Ha nők: több alkohol, kevesebb drog • Ha idősek • Ha férfiak: kevesebb alkohol és drog • Ha nők: kevesebb alkohol és drog • Ha több halmaz minden elemét mindegyikkel kell kombinálni, és ezekhez plusz információ tartozik. • Vagy, ha többszörösen egymásba ágyazott feltételes szerkezethez tartoznak információk.

23. Észreveszed Tetszik? n Tovább keres i Szemezel vele Összefonódik a tekintetetek? n i Egyedül van? n Barátnői- vel van? i Odamész hozzá és megszólítod n Pasival van? n i i Martinit ren- delsz nekik A haverod itatni kezdi a pasit Infó tömörítési technikák: Algoritmusok A folyamatábrák (Flow-Chart) értékelése: • Egész kicsi algorimusoknál jobban áttekinthető, mint más ábrázolási technikák • De nagy méretű algoritmusoknál áttekinthetetlenné válik • Grafikailag nem kompakt, tördelése, bővítése nehézkes • Egymásba ágyazott ciklusokat, szubrutinokat nehézkesen tud megjeleníteni • Összevisza ugrásokkal már kis méretben is követhetetlenné tehető.

24. Infó tömörítési technikák: Algoritmusok Jackson-módszer: • Minden algoritmus leírható három építőelem kombinációjaként: • Szekvenciális folyamatlépések, (Sequence) jelölése PROC: • Szelekció (selection), alternatívák közti választás, jelölése ALT: • Iteráció (Iteration), ciklikus végrehajtás, jelölése CYC: • Az építőelemek tetszőleges módon egymásba ágyazhatók, és a belőlük épített eljárások is egymásba ágyazhatók • Egy egyszer definiált eljárást többször is meghívhatok egy algoritmuson belül Értékelése: • Kompakt, könnyen bővíthető és tördelhető, hierarchikus szerkezetű leírás • A strukturált, objektum orientált programozási technikákhoz jobban illeszkedő

25. Infó tömörítési technikák: Bonyolult képletek A tankönyvben: (12.1) ahol: l – hőátbocsátási koefficiens, KJ/m2/sec x – falvastagság, m a – sugárzás-reflexiós együttható, % a – a fűtőtest távolsága a faltól, m c – a fűtőtest hőleadása KJ/m2/sec w – a fal hővezetési együtthatója, % e – Euler-féle konstans m – a fűtőtest fallal bezárt szöge, rad k – a fűtőtest felülete, m2 • Megpróbáljuk a képletet részenként értelmezni • Nevezzük el a részeit külön neveken, és állapítsuk meg a mértékegységeiket! • Matekatikai műveletekkel összekapcsolva a részeket, hierarchikus, beágyazott szerkezetté alakítjuk, • Ahol egy szinten az ágak száma nem nagyobb az RTM hosszánál

26. Infó tömörítési technikák: módszerek, modellek összehasonlítása A tankönyvben: • A DuPont-féle síkágyas gázbetonozásnál feltételezzük, hogy nem keverünk fagyálló adalékot az alapot képező Portland cementbe, ezért a végleges kötési szilárdság 12-18 órán belül kialakul. • Ezzel szemben a fagypont alatti alapbetonozásokhoz használatos DeJong eljárás szerint acetil-foszfát 82:1 arányú keverékét képezzük az alapot képező Portland cementbe, így átlagosan 36 órára nő a kötési szilárdság kialakulási ideje, viszont az alapbetonozás -15 fokig elvégezhető • Sokszor önmagukban is bonyolult módszerek, elméletek, modellek közti különbségeket, az összehasonlításukat kell megtanulni. • Mindegyiket egy szabványos szerkezetben igyekszünk leírni, amely hasonlít az objektum orientált programozás objektumaira: • Definíció (Definition), jelölése DEF: - a modell kapcsolódása a külvilághoz • Tulajdonságok (Property), jelölése TULD: - a modell változói • Alapfeltételezések (Assumption), jelölése FELT: - a modell alapvető feltételezései • Eljárások (Method), jelölése PROC: - a modell működése • Ezután az egyes modelleket részeik szerint már könnyen összehasonlíthatjuk

27. Az előadás tartalma CANAL: (Computer Aided Notes And Learning) Számítógéppel támogatott jegyzetelés és tanulás: • Az emberek csoportosítása tanulás szerint (Vizuális, Audiális) • A tanulási problémák • Az emberi memória típusai (RTM, HTM) • Az RTM hosszának tesztelése • Mi a baj a hagyományos jegyzeteléssel? • A CANAL jegyzetelési módszer és számítógépes segédlete • Miért éppen számítógéppel? • A struktúráló olvasás alapelvei • Tankönyvírói bakik kiküszöbölése • Infó tömörítési technikák • Konklúzió, szakirodalom

28. Konklúziók Előnyök: • A jó jegyzet az anyag programkódszerűen tömör logikai vázát tartalmazza. • Módszerünkkel töményebb tankönyvekből 1:10 oldalhoz tömörítés, lazább, rizsásabb tankönyvekből 1:50 oldalhoz!!! tömörítés érhető el. • A tanulás nem lesz könnyebb, de jóval rövidebb ideig fog tartani és előre tervezhető lesz. Csapdák: • Minél gyorsabban történik a tanulás, annál rövidebb ideig rögzülnek az anyag tanuló számára érdektelen részei. 36 óra múltán már 65-70%-os felejtés léphet fel, így ha a vizsgát elhalasztják, kezdheted újra! • Más jegyzetéből itt sem igazán jól lehet tanulni: • A jegyzet nem teljes szövegű, így sokszor csak az érti teljesen, aki írta. • A tanulás 80%-a az anyag elemzése és a jegyzet írása közben megy végbe, 20% csak az utólagos átnézéskor.

29. Szakirodalom Tanulási technikák: • Borich, G.: Effective teaching methods. 2. ed. New York, 1992. • Benda J.: Lépések egy humanisztikus iskola felé. UPSzle, 1993. 9. 70–92. • Horváth, A.: Kooperatív technikák. Bp. 1994. • Jr. Slavin, R. E.: Cooperativ learning: Theory, research and practice. New Jersey, 1989. • Sziklai, L. P.: A humanisztikus kooperatív tanulás. UPSzle, 1993. 12. 73–84. Hasznos linkek: • http://tanulas.lap.hu/