Hello, dear friend, you can consult us at any time if you have any questions, add WeChat: daixieit

COMP809: Data Mining & Machine Learning

Assignment 1 (weight: 40%)

Semester 2 2022

Data Mining Data Exploration and Analysis

AIMS

This assignment provides an opportunity to solve two real-world data mining problems using the machine learning workbench. In the two questions given below justification of your answers carries a high proportion of the marks awarded. You are required to conduct experiments for both case studies and report them according to the specified requirements.  Your  answers  below  need  to  be  supported  by  suitable  evidencewherever  appropriate.   Some  examples  of  suitable  evidence  are  the  Confusion

Matrices, Model Visualizations and Summary Statistics.

Study Area I (bank.csv  use the Bank.zip)

This application is concerned with predicting the outcome of direct bank marketing campaigns (phone calls) of Portuguese banking. The dataset contains 17 attributes for which outcomes of subscribing to a term deposit (yes/no) on a term deposit are known.

You are required to build a model using the Decision Tree Classifier and answer the following questions based on the model built. Use the data segment on the subscriptions whose outcomes are known. In building the model, use the 10-fold cross-validation option for testing.

a)  Describe the pre-processing steps you have performed to prepare your data and perform initial data exploration by analysing the summary statistics of the dataset attributes.                                                                                            [5 marks]

b)  Using  an  appropriate  method  to  identify  the  most  influential  features  in classifying  this  dataset.  Explain  the  process  of the  chosen  feature  selection method  and  use  the  top  four  features  for  building  your  model.  Use  a ‘breakdown’  analysis  for  selected  features  by  the  class  and  describe  their distribution using appropriate plot(s).                                                [10 marks]

c)  Now build a model using the Decision Tree algorithm. By adjusting two suitable parameters (one at a time) reduce the size of the tree to not more than 15 nodes to improve the interpretability of the model generated.   Analyse your findings and discuss the results. Visualise the final generated decision tree and describe it.

[10 marks]

d)  Describe the role of the two parameters in the model building that you used in

c) above. Do you expect that manipulating the parameter, in the same way, will improve accuracy for other types of datasets? Justify your answer.  [5 marks]

e)  Provide and carefully examine the confusion matrix. Generate and provide a classification  report,  showing  precision,  recall,  F1  and  overall  accuracy,  to evaluate  your  model  performance.   Describe  your   findings,   is  there   any significant finding?                                                                             [5 marks]

Study Area II (Autism-Child-Data)

This application is from the medical domain and is concerned with the diagnosis of childhood Autistic Spectrum Disorder Screening (ASDS) for a collection of individuals from  whom  relevant  medical  data  has  been  obtained.  The  dataset  contains   10 behavioural  features  (AQ- 10-Child),  10  individual  characteristics,  and  the  outcome (effectiveness of detection). The objective is to predict whether the given individual characteristics  are  effective  in  detecting  ASD  cases.  The  effectiveness  of  ASDS detection is labelled as Yes’ or No’ in this dataset.

For this dataset, you are required to use both the Naïve Bayes (NB) and Decision Tree classifier algorithms to build a predictive model for the ASDS.

a)  Describe what is an autism spectrum disorder (ASD) and discuss the significance of the early diagnosis of ASD. Briefly describe the Autism-Spectrum Quotient (AQ) and include two recent references to support your answer (no more than one page).                                                                                           [5 Marks]

b)  Describe the pre-processing steps and perform initial data exploration. Use an appropriate  method  of feature  selection  to  identify  the  top  five  significant features. State the method used and list the features produced and explain why this feature selection method was used. Use a breakdown’ analysis for selected features by the class and describe their distribution using appropriate plot(s).

[15 marks]

c)  Discuss the independence assumption between the features in Naïve Bayes (NB) algorithm and support your answer concerning the selected features.

[5 marks]

d)  Run the Naïve Bayes algorithm with the GaussianNB implementation for the selected features. Provide the evaluation metrics including the confusion matrix showing the performance of the NB model. Discuss the results.       [10 marks]

e)  Run the Decision Tree Classifier algorithm and compare the top five features produced by the Decision Tree model with the list selected in part (b). Identify similarities and differences. Discuss any differences.                        [10 marks]

f)   Provide  the  evaluation  metrics  including  the  confusion  matrix  showing  the performance  of the  Decision  Tree  model.  Compare  the performance  of your models (NB and Decision Tree) and discuss your findings.             [5 marks]

 

There will be 5 marks for the presentation of the assignment including spelling and grammar, layout, formatting, and readability of the figures.