数据分析的方法范文

导语：想要提升您的写作水平，创作出令人难忘的文章？我们精心为您整理的5篇数据分析的方法范例，将为您的写作提供有力的支持和灵感！

篇1

企业数据分析编写过程中，常用的分析方法有对比分析法、趋势分析法、结构分析法和综合分析法等。本文结合工作实际，对如何运用这四种基本分析方法谈点想法。

对比分析法

所谓对比分析法，是指将两个或两组以上的数据进行比较，分析它们的差异性，从而揭示这些数据所代表的事物的发展变化情况和规律性。对比分析法是比较研究的一种方法，在企业数据分析中的应用十分普遍。它的特点是，通过比较分析，可以非常直观地看出企业某方面工作的变化或差距，并且可以准确、量化地表示出这种变化或差距是多少。

在实际应用中，企业数据的对比分析，一般有以下几种具体情况：

一是将企业当年的数据与历年（去年或前几年）的数据进行对比分析，目的是为了搞清楚与去年或前几年相比，企业某一方面或某些方面的发展变化情况。比如，某公司2006年利润100万元，2007年利润115万元，年增长率为15%。通过这种对比，我们就可以公司利润的变化情况有一个更直观、更清楚的认识。当然，在许多时候，这种对比分析不会局限在某一个数据，而是一组数据。比如，在对企业当年的利润与去年利润进行对比分析的同时，还可以将产量、销售量、销售额、成本、税金、市场占有量、占有率等指标进行对比分析，从而更全面了解掌握企业的发展现状。

二是将本单位数据与同行业（外单位、同行业平均水平）的数据进行对比分析，目的是为了搞清楚与外单位、同行业平均水平，本单位某一方面或各方面的发展水平处于什么样的位置，明确哪些指标是领先的，哪些指标是落后的，进而找出下一步发展的方向和目标。比如，2005年，某发电厂供电煤耗为340克/千瓦时，当年全国火电行业平均煤耗指标为310克/千瓦时，该发电厂的实际煤耗指标比全国火电行业平均煤耗多了30克/千瓦时。通过这样的对比分析，我们可以看出，该发电厂在能耗方面存在着比较突出问题，如何节能降耗应该成为企业下一步重点关注的一个工作内容，也是提高企业经济效益的一条重要途径。

为了一目了然地看出数据对比的直观效果，对比分析一般可用柱式图表表示。

趋势分析法

所谓趋势分析法，是指通过对某一个或几个数据在一定阶段的变化情况进行分析，从而发现该数据所代表事物的发展趋势和规律，并可进一步分析形成这种趋势的原因，为企业领导决策提供依据和参考。趋势分析法实际上是一种历史研究的方法，在企业数据分析的编写中，主要用来表示企业某一方面或某些方面的工作在一定时期内的发展趋势和规律。其特点是对某一时期的某一数据进行持续性考察，进而得出趋势性的结论。

一般说来，对数据进行趋势分析的结果不外乎以下四种情况：

一是某项数据的变化呈逐年加大的趋势，称为上升趋势。比如某企业利润额：2001年为150万元、2002年173万元、2003年220万元、2004年360万元、2005年500万元。从对这组数据的分析中可以得出结论：该企业的利润呈逐年上升的趋势。

二是某项数据的变化呈逐年减小的趋势，称为下降趋势。例某企业产品的市场占有率：2001年为30%、2002年24%、2003年15%、2004年9%、2005年6%。从对这组数据的分析中可以得出结论：该企业产品的市场占有率呈逐年下降的趋势，说明该产品的市场竞争力正在下降，企业应该对该产品进行升级换代，或者开发生产新的产品。

三是某项数据或上升或下降，每年都有较大变化，称为震荡趋势。比如某企业的经营成本：2001年为50万元、2002年83万元、2003年61万元、2004年46万元、2005年103万元。从对这组数据的分析中可以得出结论：该企业每年的经营成本变化较大，呈震荡趋势，说明企业在控制经营成本方面还要进一步采取措施。

四是某项数据几年来基本不变，或变化很小，称为稳定趋势。例如某企业的人均产值：2001年为60万元、2002年63万元、2003年61万元、2004年62万元、2005年63万元。从对这组数据的分析中可以得出结论：该企业的人均产值每年变化不大，呈稳定趋势。

为了更形象地看出数据在一定时期内的变化轨迹，对数据的趋势分析一般可以用曲线图表表示。

结构分析法

所谓结构分析法，就是通过分析数据的构成情况，即分析构成某一数据的各子数据的情况和权重，从而揭示构成某一事物的各方面因素在其中的作用大小和变化情况。结构分析法也是常用的企业数据分析方法，通过这一分析方法，有利于我们发现和把握事物的主要矛盾和矛盾的主要方面，对企业而言，可以据此确定工作重点或经营的主攻方向。

在实际工作中，当我们需要对企业的某一数据作深入分析时，常常需要用到结构分析法。例如我们分析某供电局利润的结构情况：2007年，企业利润为1000万元，其中主业占80%、三产占20%。这就是结构分析的方法，从中我们就可以清楚地知道，主业和三产对企业利润的贡献比例。在这个基础上，我们还可以作进一步的分析，在200万元的三产利润中：火电建设公司占35%、电力设计院占30%、电缆厂占15%、电表厂占10%、电杆厂占5%、宾馆占5%。从而我们可以看出火电建设公司和电力设计院两家对三产利润的贡献率达到了65%，是发展三产的主力军。从供电局的角度而言，抓好三产工作，重点是要抓好火电建设公司和电力设计院的工作。

为了直观地反映某一数据的构成情况，结构分析法一般采用圆饼图表来表示分析的结果。

综合分析法

在编写企业数据分析时，往往不是单一地使用一种数据分析方法，为了使数据分析更透彻、更深入，更多时候我们都需要采用综合分析的方法。所谓综合分析法，就是将以上两种或两种以上的分析方法结合起来使用，从而多角度、多层次地分析揭示数据的变化、趋势和结构情况，以增加数据分析的深度。

综合分析法在具体应用中，有以下几种情况：

一是对比分析与趋势分析相结合的方法。就是通过对两个或两组以上的数据在一定阶段的变化情况进行比较分析，从而发现数据所代表事物的发展趋势、差别和关系，并可进一步分析原因，为企业领导决策提供依据和参考。比如，我们可以使用这一方法来分析一定阶段企业利润和成本的变化和相互关系。再如，我们将“十五”期间本企业的利润指标与其他企业的利润指标进行比较分析，所应用的也就是对比分析与趋势分析相结合的方法。

二是对比分析与结构分析相结合的方法。就是对两个或两组以上的数据的构成情况进行分析比较，从而可以看出构成这两个或两组以上的数据的各种因素的差异性，以此剖析产生这种差异的原因，并提出相应的对策措施。比如，2006年，A供电局利润500万元，B供电局利润700万元。如果只采取对比分析的方法，我们获得的结论就是：“B供电局利润比A供电局多200万元”。结合结构分析：A供电局利润500万元中，主业为450万元，三产为50万元；B供电局利润700万元中，主业为560万元，三产为140万元。由此看出，A、B供电局在主业利润差距并不大，差距主要在三产上。因此，发展三产应成为A供电局利润增长的主要着力点。

篇2

中图分类号：F276．1

文献标识码：A

文章编号：1002―2848―2007(01)－0108―06

一、前　言

在经济数据的传统定量分析中，所分析的数据对象具有这样的特征，即数据要么是时间序列数据，要么是横截面数据。而实际中获得的许多经济数据，往往是在时间序列上取多个截面，再在这些截面上同时选取样本观测值所构成的样本数据。计量经济学中称这样的数据为“平行数据”(Panel Da―ta)，也被翻译成“面板数据”，或“纵向数据”(longitudinal data)。20多年来，许多学者研究分析了面板数据。事实上，关于面板数据的研究是计量经济学理论方法的重要发展之一，它在解决数据样本容量不足、估计难以度量的因素对经济指标的影响，以及区分经济变量的作用等方面，具有突出优点。但是，研究面板数据的计量模型，以线性结构描述变量之间的因果关系，且模型太过于依赖诸多的假设条件，使得方法的应用具有一定的局限性。为了弥补面板数据的计量模型分析方法及其它统计分析方法的缺陷，本文基于经济数据的函数性特征，介绍一种从函数视角对经济数据进行分析的全新方法一函数性数据分析(Functional Data Analysis，FDA)。

函数性数据分析的概念，始见于加拿大统计学家J．O．Ramsay和C．J．Dalzell于1991年发表的论文《函数性数据分析的一些工具》。6年后，J．O．Ramsay和B．w．Silverman(1997)将对函数性数据进行统计分析的已有理论和方法，总结在《函数性数据分析》一书中。但这本书偏重方法的理论介绍和数学推导，不利于统计基础薄弱者使用。经过5年的努力，J．O．Ramsay和B．w．Silverman研究了一些函数性数据案例，并将其具体的分析过程编入他们于2002年出版的专著中。虽然国外在这方面已经做了许多研究，也取得了许多有价值的结果，但是有关函数性数据的研究依然处于起步阶段，还有很多问题需要研究或进一步完善。另外，从方法应用的具体领域来看，很少涉及对经济函数性数据的分析。就目前研究文献来看，我国在此方面的研究尚是一片空白。

为填补我国在这方面研究的空白，本文从思想、方法等方面，对函数性数据分析进行系统介绍，并通过编写计算机程序，率先利用该方法分析实际的经济函数性数据。本文共分六部分，以下内容的安排为：数据的函数性特征及经济函数性数据实例、从数据的函数性视角研究数据的意义、函数性数据分析的目标和步骤、函数性数据分析方法的经济应用，最后一部分是本文的结论。

二、数据的函数性特征及经济函数性数据实例

一般地说，多元数据分析(Multivariate Data A-nalysis，MDA)处理的对象，是刻画所研究问题的多个统计指标(变量)在多次观察中呈现出的数据，样本数据具有离散且有限的特征。但是，现代的数据收集技术所收集的信息，不但包括传统统计方法所处理的数据，还包括具有函数形式的过程所产生的数据，例如，数据自动收集系统等，称具有这种特征的数据为函数性数据。

函数性数据的表现形式多种多样，但就其本质来说，它们由函数构成。这些函数的几何图形可能是光滑的曲线(如人体在成年前的身体高度变化等)，也可能是不光滑的曲线(如股票综合指数等)。许多研究领域的样本资料往往表现为函数形式，如考古学家挖掘的骨块的形状、按时间记录的经济数据、手写时笔尖的运动轨迹、温度的变化等。函数性数据分析(Functional Data Analysis，FDA)的基本原理是把观测到的数据函数看作一个整体，而不仅仅是一串数字。函数指的是数据的内在结构，而不是它们直观的外在表现形式。

实际中，之所以要从函数的视角对数据进行分析，是因为：(1)实际中，获得数据的方式和技术日新月异、多种多样，例如，越来越多的研究者可以通过数据的自动收集系统获得大量的数据信息。更重要的是，原本用于工程技术分析的修匀(smoothing)和插值(interpolation)技术，可以由有限组的观测数据产生出相应的函数表示。(2)尽管只有有限次的观测数据可供利用，但有一些建模问题，将其纳入到函数版本下进行考虑，会使分析更加全面、深刻。(3)在有些情况下，如果想利用有限组的数据估计函数或其导数，则分析从本质上来看就具有函数性的特征。(4)将平滑性引入到一个函数过程所产生的多元数据的处理中，对分析具有重要的意义。

在经济分析中，融合时间序列和横截面两者的数据很常见，例如，多个国家、地区、行业或企业的多年的年度经济总量、多家商业银行历年的资本结构、能源(如电力、煤炭、石油等)多年按月的消耗量、不同时间上多个省市的失业数据等。这些经济数据往往呈现函数性特征，即每个个体对应着一个函数或曲线。在对经济函数性数据进行分析时，将观测到的数据(函数)看作一个整体，而不是个体观测值的顺序排列，这是函数性数据分析不同于传统统计分析之根本所在。例如，表1是工商银行、农业银行、中国银行、建设银行1995年到2004年期间的资产收益率(ROA)数据。

利用基于MATLAB编写的程序，对数据进行平滑处理(smoothing)，并绘出四家国有银行的资产收益率(ROA)的修匀曲线(见图1)。由曲线图可以看出，每个个体(银行)对应着一条曲线(其数学表达式为函数)，这是将多家银行的历年ROA数据记录看作函数的根本理由，也是函数性数据分析的出发点。

三、从数据的函数性视角研究数据的意义

从函数的视角，对具有函数特征的经济数据进行研究，会挖掘出更多的信息。例如，对函数性数据的平滑曲线展示，不但能够诊断出拟合数据的可能数学模型，还能够通过对光滑曲线求一阶、或更高阶的导数，来进一步探索数据的个体(横截面)差异和动态变化规律。

图2是四家银行资产收益率的速度(一阶导数)曲线，观察发现：在1995年至2004年期间，农业

银行、中国银行及建设银行的资产收益率的变化率，呈现出较强的周期性，其中尤以建设银行的表现最为突出。加速度曲线图显示，四家银行资产收益率的变化率的波动状况不相同，转折变化的时间差异也较大。这些情况一定程度表明，各家银行的内部管理与经营机制，对市场信息的反应快慢程度各不相同。

四、函数性数据分析的目标和步骤

函数性数据分析的目标与传统统计学分析的目标基本一样，具体情况如下：

(一)以对进一步分析有利的方法来描述数据；

(二)为突出不同特征而对数据进行展示；

(三)研究数据类型的重要来源和数据之间的变化；

(四)利用输入(自变量信息)来解释输出(因变量)的变化情况；

(五)对两组或更多的某种类型的变量数据进行比较分析。

典型的FDA主要包括以下步骤：

第一步，原始数据的收集、整理和组织。假设我们考虑的自变量是一维的，记为t，一个的函数仅在离散抽样值　处被观测，而且这些ti可能等间隔分布，也可能不是。在函数性数据分析中，将这些离散的观测值看作一个整体。

第二步，将离散数据转换为函数形式。这是利用各次观察的原始数据定义出一个函数x(t)，它在某一区间上所有t处的值都被估算了出来。解决这个问题的基本方法是选定一组基函数 (t)，k=O，…，K，并用基函数的线性组合给出函数x(t)的估计

第三步，多种形式的初步展示与概括统计量。概括统计量包括均值和方差函数、协方差与相关函数、交叉协方差(cross―covafiance)与交叉相关(cross―correlation)函数等。

第四步，为了使每一条曲线的显著特征都在大体相同的自变量处(如月份、年份等)显现出来，可能需要对函数进行排齐(regigtration)，其目的是能够区别对待垂直方向的振幅变化与水平方向的相变化。

第五步，对排齐后的函数数据进行探索性分析，如函数性主成份分析(FPCA)、函数性典型相关份析(FCCA)等。

第六步，建立模型。建立的模型可能是函数性线性模型，也可能是微分方程。

第七步，模型估计。

五、函数性数据分析方法的经济应用

为了说明函数性数据分析方法的具体应用，同时出于使所绘图形简单明了，本文再次利用四家国有银行的数据，对资产收益率进行更深入的分析。虽然此实例中个体数少，但并不妨碍对方法应用的系统描述与理解。

在对实际问题的经济数据进行分析时，通常需要依照研究的目标编写计算机程序。就目前的研究现状来看，基于MATLAB或SPLUS等编写的程序，如绘图或综合计算函数等，完全可以满足分析的需要。本文首先基于MATLAB编写程序，然后对四家国有银行的资产收益率数据进行分析。

关于四家银行资产收益率数据的函数(曲线)展示与初步分析，本文在前面已进行了描述，具体结果见图1和图2。概括资产收益率特征的统计量(均值函数和标准差函数)的曲线见图3。

为了进一步探讨典型函数所呈现的特征，本文利用函数性主成份分析，对四家银行的资产收益率数据进行分析。一般来说，在函数性数据分析中，与多元统计中的某个主成份的权向量相对应的是主成份权函数(principal component weight function)，记为　，其中t在一个区间 中变化。第i个样品(个体) 的主成份得分值为 ，第一主成份就是在 的约束条件下，寻求使主成份得分 的方差达到最大的权函数 ，即它是下面数学模型的最优解： 类似地，可以求得第j个主成份，其权函数毛(t)是下面数学模型的解：

为了得到光滑的主成份，一种方法是对由上述方法求出的主成份进行修匀，另一种方法是将修匀处理过程，融入到主成份的求解过程中。具体作法是将描述主成份曲线波动程度的粗糙因子纳入到约柬条件中，形成带惩罚的约束条件。利用粗糙惩罚法求第j个主成份的数学模型是其中　称为修匀参数，用它可对粗糙惩罚项进行调整。

利用上述方法和基于MATLAB编写的程序，对四家银行进行函数性主成份分析(FPCA)。具体结果见图4。第一个主成份(PCI)的解释能力为85．5％，第二个主成份(Pc2)的解释能力为13．1％，前两个主成份的综合解释能力为98．6％。

为了清晰地显示主成份，并进行有意义的解释，在同一图中绘出三条曲线，一条是整体均值曲线，另两条是对均值曲线分别加上和减去主成份的一个适当倍数而形成的曲线，具体结果见图5(本文所选的倍数是0．12)。以上所述的三条曲线分别对应着图5中的实心曲线、‘+’曲线和‘*’曲线。第一个主成份反映了资产收益率(ROA)的一般变化，尤其反映了资产收益率的“两头”变化情况(1999年以前和2003年以后)。第二个主成份反映了资产收益率(ROA)的中段变化。

六、结论

在经济实践中，越来越多的领域所得到的样本观察资料是曲线或图像，即函数性数据。因此，对这种类型的经济数据进行统计分析和描述，具有重要的现实意义。因篇幅所限，还有一些函数性数据的分析方法未予以介绍，如函数性方差分析、函数线性模型、函数性典型相关分析以及描述动态性的微分方程等。由于本文的主要目的，是通过对函数性数据分析方法和具体应用的介绍，传述对数据进行分析的新思想，而不只是方法技术本身。因此，缺少的方法并不影响对思想的阐述。

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中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）03-0104-02

1 综述

1.1 简介

在数字化时代，需要新一代系统架构提升业务创新能力。在新一代系统架构中，大数据是核心要素。业务应用能否自主发现与自助获得高质量的大数据，就成为业务创新成败的关键。这就要在搭建大数据平台时，就着手大数据治理相关建设。

1.2 需求和意义

从某种意义上说大数据治理架构需要以元数据为核心、提高大数据质量、透明化大数据资产、自助化数据开发、自动化数据、智能化数据安全，提升大数据平台服务能力，让大数据平台变得易使用、易获得、高质量。

但是，目前很多技术解决方案存在诸多安全和效率隐患：业务系统多，监管力度大；数据量庞大且呈碎片化分布，急需提升大数据质量；数据格式不规范、难以在短时间内找到所需数据；数据在各阶段的应用角度不同，需要降低系统间的集成复杂度。

2 功能设计

2.1 总体架构

本文讲述的数据分析方法及实现技术是建立在Hadoop/Spark技术生态圈的基础之上，以实现用户集成处理、、清理、分析的一个统一的数据处理平台；按数据类别分为线数据、归档数据；按数据格式分为非结构化数据、结构化数据；按数据模型分类为范式化模型数据、维度模型数据；按数据采集频度分为非实时数据、准实时数据处理架构；并提供数据中心平台与安全管理方案，为企业级用户建立一个通用数据处理和分析中心。如图1所示。

2.2 在线数据

在线数据在线通过接口去获得的数据，一般要求为秒级或速度更快。首先应当将数据进行区分：在线数据、或归档数据。本平台中采用：Storm或Spark Streaming框架进行实现。Spark Streaming将数据切分成片段，变成小批量时间间隔处理，Spark抽象一个持续的数据流称为DStream（离散流），一个DStream是RDD弹性分布式数据集的micro-batch微批次，RDD是分布式集合能够并行地被任何函数操作，也可以通过一个滑动窗口的数据进行变换。

2.3 归档数据

归档数据是在线存储周期超过数据生命周期规划的数据，处理的要求一般在分钟级或速度更慢。通常归档数据的计算量、数据量、数据复杂度均超过试试数据处理。本平台中采用：Hadoop、Spark技术生态体系内的框架进行计算，这里不详细阐述。

2.4 非结构化数据

通常非结构化的数据不一定具备字段，即使具备字段其长度也不固定，并且字段的又可是由可不可重复和重复的子字段组成，不仅可以包含结构化数据，更适合处理非结构化数据。常见的非结构化数据包括XML、文本、图象、声音、影音、各类应用软件产生的文件。

针对包含文字、数据的为结构化数据应当先利用数据清洗、数据治理工具进行提取，这项工作目前仍依赖技术员进行操作，由于格式的复杂性所以难以使用自动化方式进行较为高效的批处理。在治理数据的过程中，需要根据情况对数据本身额外建立描述数据结构的元数据、以及检索数据的索引服务，以便后续更佳深度利用数据。

2.5 结构化数据

结构化数据具备特定的数据结构，通常可以转换后最终用二维的结构的数据，并且其字段的含义明确，是挖掘数据价值的主要对象。

本平台中主要使用Hadoop Impala和Spark SQL来进行结构化数据的处理。Impale底层采用C++实现，而非Hadoop的基于Java的Map-Reduce机制，将性能提高了1-2个数量级。而Spark SQL提供很好的性能并且与Shark、Hive兼容。提供了对结构化数据的简便的narrow-waist操作，为高级的数据分析统一了SQL结构化查询语言与命令式语言的混合使用。

结构化数据根据采集频度可以继续分类为：非实时数据、准实时数据。

2.6 准实时数据

通常准实时数据是指数据存储在平台本身，但更新频率接近于接口调用数据源的数据。适合用于支持数据和信息的查询，但数据的再处理度不高，具有计算并发度高、数据规模大、结果可靠性较高的特点。通常使用分布式数据处理提高数据规模、使用内存数据进行计算过程缓冲和优化。本平台主要采用Spark SQL结合高速缓存Redis的技术来实现。Spark SQL作为大数据的基本查询框架，Redis作为高速缓存去缓存数据热区，减小高并发下的系统负载。

2.7 非实时数据

非实时数据主要应用于支持分析型应用，时效性较低。通常用于数据的深度利用和挖掘，例如：因素分析、信息分类、语义网络、图计算、数值拟合等。

非实时数据根据数据模型可继续分类为：范式化模型数据、维度模型数据。

2.8 范式化模型

范式化模型主要是针对关系型数据库设计范式，通常稻菔遣捎玫谌范式3NF或更高范式。面向近源数据查询、数据主题的整合。范式化模型数据的数据存储区，建议使用并行MPP数据库集群，既具备关系型数据库的优点，又兼顾了大数据下的处理。

2.9 基于维度模型

维度模型数据主要应用于业务系统的数据挖掘和分析。过去多维度数据处理主要依赖OLAP、BI等中间件技术，而在大数据和开源框架的时代下，本技术平台采用Hadoop Impala来进行实现。Impala并没有使用MapReduce这种不太适合做SQL查询的范式，而是参考了MPP并行数据库的思想另起炉灶，省掉不必要的shuffle、sort等开销，使运算得到优化。

3 应用效果

本系统在不同的业务领域上都可以应用，以2016年在某银行的应用案例为例：该银行已完成数据仓库建设，但众多数据质量问题严重影响了数据应用的效果，以不同的数据存储方式，以更高的要求去进行数据的统一管理。通过组织、制度、流程三个方面的实施，以元数据、数据标准、数据质量平台为支撑，实现了数据管控在50多个分支，60个局，1000余处的全面推广，实现了全行的覆盖；管理了120个系统和数据仓库，显著提升了新系统的快速接入能力；通过14个数据规范和流程明确了数据管控的分工；数据考核机制的实施，使其在数据质量评比中名列前茅。

4 结语

本文介绍了大数据下数据分析方法及实现技术的大体设计和思路，从需求分析、总体架构和数据处理以及数据分析这几个方面来介绍。文章在最后介绍出了这种平台的应用效果。笔者相信这些思路和技术能够在业务中能得到很好的应用。

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中图分类号：TP274文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)15-20ppp-

The Research Content And Data Analysis Methods On the Gene Regulatory Networks

GUO Zhi-long1,2,JI Zhao-hua1,3,TU Hua-wei1,LIANG Yan-chun1

(1.College of Computer Science and Technology,Jilin University,Changchun 130012,China;2.Dalian Huaxin Software Corporation,DaLian 116000,China; 3.Inner Mongolia Xing'an Vocational and Technical College,Wulanhaote 137400,China)

Abstract:Gene regulatory networks,which reveals the complex phenomena of life from the view of the complex interactions of genes,is very important to understand the functional genomics for researchers.The article focuses on the research content and data analysis methods about gene regulatory networks.

Key words:gene regulatory networks;Self-organizing Map;machine learning

基因调控网络是计算机科学、数学、信息学向分子生物学渗透形成的交叉点，是运用生物信息学的方法和技术通过数据采集、分析、建模、模拟和推断等手段研究复杂的基因网络关系。作为一种系统的、定量的研究方法建立在包括分子生物学，非线性数学和程序算法设计等知识等基础上，运用生物信息学的方法和技术通过数据采集、分析、建模、模拟和推断等手段，整合已有的实验数据和知识，构建生物基因调控网络，从整体的层次，了解细胞的功能；从整体的角度，阐述基因参与的生物调控过程，在全基因组水平上以系统的、全局的观点研究生命现象及其本质，是后基因组时代研究的重要内容。

1 基因调控网络概念

基因调控网络本质上是一个连续而复杂的动态系统，即复杂的动力系统网络。

1.1 基因调控网络的定义

生物体任何细胞的遗传信息、基因都是同样的，但同一个基因在不同组织、不同细胞中的表现并不一样。一个基因的表达既影响其它的基因，又受其它基因的影响，基因之间相互促进、相互抑制，在特定的细胞内和时间下综合环境等因素这样的大环境中呈现活化状态，构成一个复杂的基因调控网络。

1.2 基因调控网络的特性:

基因调控网络是连续的多层次动力系统模型，具有稳定姓、层次性、复杂性、动态性等。

1.2.1 复杂性

生物具有大量的基因，诸多基因组成各个模块，不同的基因网络模块可以在不同层次上发生相互作用，同一个基因可能参与各种不同的分子机理，使得基因网络有着高度的复杂性。

1.2.2 层次性

基因调控网络具有一定层次结构，按照调控元件、motif、模块和整个网络的四层结构，将各个节点有规律的来接在一起。调控元件分为顺式(cis-)和反式(trans-)两种类型, 分别表示受调控基因的结合位点DNA 序列和结合在该序列上对基因起激活或者抑制作用的转录因子。Motif 和模块都是由基因集合构成的调控模式, 是分析网络局部特征和网络构成以及研究调控机理的重要结构。

1.2.3 动态性

生物过程是动态的，用来理解生物过程意义的基因调控网络自然就动态存在。基因调控网络是随着生物过程的动态发生而具有动态的特性，不同条件、不同时间的基因调控网络是不同的。

1.2.4 稳定性

基因调控网络的稳定性体现在生物体缓解突变的影响方面，功能上无关基因之间的相互作用可以抵抗系统突变；一个基因在突变中丧失的功能，有另外一个或更多具有相似功能的基因所补偿，以减弱该突变对表型造成的影响，保持生物进化中的稳定性。

1.2.5 功能模块性

基因调控相关的生物功能主要是通过网络模块来实现的，有适当尺度下的动力学特征和生物学功能解释的模块是由多个motif 构成的，实现相同功能的基因或蛋白质存在拓扑结构上是相关的。

1.3 基因调控网络研究的目的

通过对基因调控网络的研究，识别和推断基因网络的结构、特性和调控关系，认识复杂的分子调控过程，理解支配基因表达和功能的基本规则，揭示基因表达过程中的信息传输规律，清楚整体的框架下研究基因的功能。

2 基因调控网络研究内容

基因调控网络的研究是假设两个基因列谱相似，则这两个基因协作调控，并可能功能相近，有同样表达模式的基因可能有同样的表达过程。基因调控网络主要在三个水平上进行：DNA水平、转录水平、翻译水平。DNA水平主要是研究基因在空间上的关系影响基因的表达；转录水平主要研究代谢或者是信号转导过程决定转录因子浓度的调控过程；翻译水平主要研究蛋白质翻译后修饰，从而影响基因产物的活性和种类的过程。基因转录调控信息隐藏在基因组序列中，基因表达数据代表基因转录调控的结果，是转录调控信息的实际体现。

基因调控网络试图从DNA微阵列等海量数据中推断基因之间的调控关系，对某一物种或组织中全部基因的表达关系进行整体性研究。采用带有反馈回路的基因网络，首先是按照同步或反同步表达，以及表达强度的变化，系统地识别各基因的特点，再用聚类的方法将各基因归类，在此基础上构建基因调控网络，分析相关控制参数．利用其本身或调节位点或拓扑结构进行不同的研究。

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其实我想告诉他们的是，数据挖掘分析领域最重要的能力是：能够将数据转化为非专业人士也能够清楚理解的有意义的见解。

使用一些工具来帮助大家更好的理解数据分析在挖掘数据价值方面的重要性，是十分有必要的。其中的一个工具，叫做四维分析法。

简单地来说，分析可被划分为4种关键方法。

下面会详细介绍这四种方法。

1.描述型分析：发生了什么?

这是最常见的分析方法。在业务中，这种方法向数据分析师提供了重要指标和业务的衡量方法。

例如，每月的营收和损失账单。数据分析师可以通过这些账单，获取大量的客户数据。了解客户的地理信息，就是“描述型分析”方法之一。利用可视化工具，能够有效的增强描述型分析所提供的信息。

2.诊断型分析：为什么会发生?

描述性数据分析的下一步就是诊断型数据分析。通过评估描述型数据，诊断分析工具能够让数据分析师深入地分析数据，钻取到数据的核心。

良好设计的BI dashboard能够整合：按照时间序列进行数据读入、特征过滤和钻取数据等功能，以便更好的分析数据。

3.预测型分析：可能发生什么?

预测型分析主要用于进行预测。事件未来发生的可能性、预测一个可量化的值，或者是预估事情发生的时间点，这些都可以通过预测模型来完成。

预测模型通常会使用各种可变数据来实现预测。数据成员的多样化与预测结果密切相关。

在充满不确定性的环境下，预测能够帮助做出更好的决定。预测模型也是很多领域正在使用的重要方法。

4.指令型分析：需要做什么?

数据价值和复杂度分析的下一步就是指令型分析。指令模型基于对“发生了什么”、“为什么会发生”和“可能发生什么”的分析，来帮助用户决定应该采取什么措施。通常情况下，指令型分析不是单独使用的方法，而是前面的所有方法都完成之后，最后需要完成的分析方法。