数据分析-业务理解篇指标设计篇

《数据分析师养成宝典》

第0章
写在前面的话

0.1 大数据分析案例

裸数据->业务数据化->指标设计->数据建模->分析报告

Eg：全国官员信息表和官员社会关系表（裸数据），再对他们的行为进行监控（业务数据化），如可以监控官员及其社会关系的存取款、信用卡消费、股票基金、信托投资、出入境记录（指标设计）等，并建立分析系统（建立模型），从而发现官员贪腐的蛛丝马迹（分析报告）。

数据分析指的是将数据转化为价值的一个完整过程。（定义：数据分析是指用适当的统计分析方法对收集来的大量数据进行分析，提取有用信息和形成结论而对数据加以详细研究和概括总结的过程）

数据分析与统计分析：数据分析（统计加机器学习）获得数据的价值，执行完后还需用数据监测是否达到既定目标，达到的话关键因素是什么，若未达到，问题出在哪；统计分析（纯统计）获得数据的信息，做完即结束，没有反馈。

数据分析与数据挖掘：数据挖掘是指从大量不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中，提取隐含在其中的、有用的信息和知识的过程。挖掘的结果是数据分析报告的素材。

数据分析是一种系统化分析问题的方式，商业智能则是一种产品/服务。

数据分析的内容：描述性分析、优化业务和战略规划。

PV：page view页面浏览量

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数据分析师需要对参与的项目承担进度、质量和成本的控制。

数据分析的过程：业务理解->指标设计->数据建模->分析报告

数据分析的最关键一步是特征工程，决定着数据的价值。

数据分析的第一步不是分析数据，而是梳理业务目标（Y和X是否定义清晰）。

第1章
正确的思维观（将数据转化为价值的能力）

1.1
数据思维

CEO：首席执行官

CFO：首席财务官

BD：商务拓展

数据分析思维的两个方面：分析问题的思想和处理问题时的态度。

1.2
统计思维

1.2.1
统计学

从思维科学角度看统计思维可归类为描述、概括和分析。

1.2.2 描述：对事物或对象的直接描写，是对事物的客观印象。（确定指标，得到数据的细节）

（1）水平的度量（数据的“位置”）

1）均值：观测值的重心 mean()
2）中位数：观测值的中心 median()
3）众数：观测值的重点 which(table(x)==max(table(x)))
4）分位数：quantile()
5）最大值：max()
6）最小值：min()
7）描述统计量：summary()

（2）差异的度量（数据的“尺度”）

1）方差：var() s^2=1/(n-1)…
2）标准差：sd()方差开根号
3）变异系数：CV=100sd()/mean()变异系数是对数据相对离散程度的测度；消除了数据水平高低和计量单位的影响；用于对不同组别数据离散程度的比较。
4）样本矫正平方和：CSS<-sum((x-mean(x))^2)
5）样本未矫正平方和：USS<-sum(x^2),USS
6）极差：range=max(x)-min(x)
7）标准误差：SE.mean<-sd(x)/n^0.5
8）异常（离群）值

（3）频数

1）离散值数据
2）定性或分类数据
3）连续值数据分组

1.2.3 概括：在描述的基础上抽象出来的概念（得到数据的结构）。

1）偏度系数：skewness()，SK
2）峰度系数：kurtosis(),K
多维数据的特征分析：
3）样本协方差矩阵：cov()
4）数据的中心化：scale(x,center=T)
5）数据的中心化和标准化:scale(x,center=T,scale=T)

1.2.4 分析：发现隐藏在数据中的“模式”和“规则”（得到想要的结论，以目标为前提，以结果为导向）

1.3 逻辑思维
1.3.1 上取/下钻思维（宏观和微观）
1.3.2 求同/求异思维
1.3.3 抽离/联合思维
1.3.4 离开/接近思维
1.3.5 层次思维

第2章理解数据
2.1 数据是什么
2.2 数据所依存的背景
2.3 数据维度
1）结构化程度
2）数据的加工程度
裸数据、专家数据（裸数据经过特征工程得到）、信息、价值
3）数据的抽象程度
2.4 数据敏感
数据敏感度是一个人对数据的主观感觉，能帮助你从众多数据中挑选出自己想要的数据，甄别出不一样的数据点。
统计学工具：控制图与控制线
2.5 数据质量
质量数据分析的6个阶段：
1）只依靠经验，不考虑数据
2）单看数字
3）整合数据，使用图表解释数据
4）加入统计调查的数据，采用描述性的统计量来刻画数据
5）通过具体取样数据
6）利用统计推断，使用置信区间等统计方法来量化质量的好坏
2.6 理解数据要注意的问题
2.6.1 不要对完美数据的盲目执着
2.6.2 小样本数据也能做数据分析
观察性研究：“消失的弹孔”（给引擎加上装甲）
实验性研究：研发运动鞋的新材料（给孩子一只脚上穿旧材料，一只脚上穿新材料，完全随机区组设计），来测试新材料是否比旧材料耐磨损

第3章理解业务
3.1 全局了解-业务模型
3.2 动态了解-流程模型
3.3 静态了解-数据模型
3.4 动静结合-关键业务分析
3.5 数据业务化
参加数据建模比赛：kaggle
1）数据业务定义
数据可以助力核心业务发展：业务问题->数据可分析问题
2）数据分析与建模
3）数据业务实施

第4章理解用户
4.1 由粗到细，从宏观到微观
4.2 由少到多，收集不同层次的需求
4.3 数据分析师对理解用户需求的思考
4.3.1 如何用需求分析明确产品目标
4.3.2 数据分析师理解用户需求应该具备的基本素养
（1）自我驱动力及主观能动性
（2）发现并解决问题的能力
（3）沟通和理解能力
（4）学习能力
（5）有追求，并且有坚持
4.3.3 如何根据用户行为去驱动产品

第5章数据准备
数据准备的任务就是把裸数据转化为专家数据。
挖掘建模：分类、聚类、关联规则、时序模式、智能推荐。
数据挖掘建模过程：定义挖掘目标、数据取样、数据探索、数据预处理、挖掘建模、模型评价。
5.1 数据探索
主要任务是检验原始数据中是否存在“脏”数据：
1）缺失值
2）异常值
3）不一致值
4）重复数据
5）含特殊符号的数据
5.1.1 缺失值分析与处理
1）“用最接近的数据来替换它”
2）针对数值型数据，可以使用该列平均值（可能的话先使用众数或中位数）来进行替换
3）合理推断（回归关系等）
（1）缺失值表示
NA（缺失状态），NULL（未知状态）
（2）识别缺失值NA

> data（sleep,package="VIM"）#R语言读取VIM包中的sleep数据> dim(sleep)  #查看它的样本数和变量数

[1] 20 3

> sum(complete.cases(sleep)) #查看完整样本个数

[1] 20

> head(is.na(sleep))  #查看前6个样本空值情况**extra   group      ID*

[1,] FALSE FALSE FALSE
[2,] FALSE FALSE FALSE
[3,] FALSE FALSE FALSE
[4,] FALSE FALSE FALSE
[5,] FALSE FALSE FALSE
[6,] FALSE FALSE FALSE*

> sum(is.na(sleep)[1:15,])#查看前15个样本的缺失值个数

[1] 0

> library(VIM)  #打开程序包VIM，首先需要安装该程序包
>aggr(sleep)#可视化缺失值情况

左图显示各变量缺失数据比例，右图显示各种缺失模式和对应的样本数目，显示Non和Dream经常同时出现缺失值。

（3）缺失数据分布分析
判断缺失数据分布是否随机，R语言中是利用mice包中的md.pattern函数。
记住常用的程序包和常用函数，调用安装包和函数。

> library(mice)
> md.pattern(sleep)

(4) 缺失数据处理
1）当缺失数据较少时直接删除相应样本
2）对缺失数据进行插补（变量众数、中位数、平均值或多重插补法）
3）使用对缺失数据不敏感的分析方法，例如决策树
缺失值处理流程是首先判断其模式是否随机，然后找出缺失原因，最后对缺失值进行处理。

> library(mice)
> imp=mice(sleep,seed=1234)#mice函数生成多个完整数据集存在imp中
> fit=with(imp,lm(Dream~Span+Gest))#对imp进行线性回归
> pooled=pool(fit)#用pool函数对回归结果进行汇总
> summary(pooled)

5.1.2 异常值分析与处理
异常值（离群点），是指测量数据中的随机错误或偏差，包括错误值或偏离均值的孤立点值。
（1）箱线图检验离群点
（2）使用局部异常因子法（LOF法）检测异常值
也可通过散点图矩阵显示异常值。
（3）用聚类方法检测异常值
基于密度的聚类DBSCAN：如果对象在稠密区域紧密相连，则被分到一类，那些不会被分到任何一类的对象就是异常值。
K-means：将数据分为k组，再把它们分配到最近的聚类中心，然后计算每个对象到聚类中心的距离（或相似性），再选择最大的距离作为异常值。

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