Original Title: A Comparative Study of Recursive Partitioning Algorithms (ID3, CART, C5.0) for Classification
Source: doi-ds.org
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការសិក្សាប្រៀបធៀបនៃក្បួនដោះស្រាយ Recursive Partitioning (ID3, CART, C5.0) សម្រាប់ការធ្វើចំណាត់ថ្នាក់

ចំណងជើងដើម៖ A Comparative Study of Recursive Partitioning Algorithms (ID3, CART, C5.0) for Classification

អ្នកនិពន្ធ៖ Abhijeet D. Mankar (Tuljaram Chaturchand College), Dr. Sudhakar D. Bhoite (Chhatrapati Shahu Institute)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2023 (International Research Journal of Humanities and Interdisciplinary Studies)

វិស័យសិក្សា៖ Computer Science / Machine Learning

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការសិក្សានេះដោះស្រាយបញ្ហានៃការជ្រើសរើសក្បួនដោះស្រាយ (Algorithm) ដើមឈើសម្រេចចិត្ត (Decision Tree) ដែលមានប្រសិទ្ធភាពបំផុតសម្រាប់ការធ្វើចំណាត់ថ្នាក់ទិន្នន័យ ដោយប្រៀបធៀបលើល្បឿន ភាពត្រឹមត្រូវ និងរចនាសម្ព័ន្ធស្មុគស្មាញនៃម៉ូដែល។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកស្រាវជ្រាវបានធ្វើការពិសោធន៍ប្រៀបធៀបដោយអនុវត្តក្បួនដោះស្រាយចំនួនបីផ្សេងគ្នាទៅលើសំណុំទិន្នន័យដែលមានទំហំតូច មធ្យម និងធំ ដើម្បីវាយតម្លៃប្រសិទ្ធភាព។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
C5.0 Algorithm
ក្បួនដោះស្រាយ C5.0 (ប្រើ Entropy)
ផ្តល់នូវកម្រិតភាពត្រឹមត្រូវ (Accuracy) ខ្ពស់បំផុតក្នុងការពិសោធន៍ និងអាចដោះស្រាយទិន្នន័យដែលមានភាពស្មុគស្មាញបានល្អ។ ចំណាយពេលយូរជាងគេក្នុងការបង្កើតម៉ូដែល និងបង្កើតដើមឈើដែលមានទំហំធំ (ជម្រៅជ្រៅ និងទទឹងធំ) ដែលអាចពិបាកក្នុងការបកស្រាយដោយភ្នែកទទេ។ សម្រេចបានភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់បំផុត (ឧទាហរណ៍ ១០០% លើ Mushroom dataset) ប៉ុន្តែបង្កើតចំនួនថ្នាំង (Nodes) ច្រើនជាងគេ (រហូតដល់ ៥៥៩ ថ្នាំងសម្រាប់ Bank Marketing)។
CART (Classification and Regression Trees)
ក្បួនដោះស្រាយ CART (ប្រើ Gini Index)
មានល្បឿនលឿនក្នុងការបង្កើតម៉ូដែល និងបង្កើតដើមឈើដែលមានទំហំតូចជាង (Compact Tree) ដែលងាយស្រួលមើលនិងបកស្រាយ។ មានកម្រិតភាពត្រឹមត្រូវទាបជាង C5.0 បន្តិចបន្តួចនៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យភាគច្រើន។ ប្រើពេលតិចបំផុតក្នុងការសាងសង់ម៉ូដែល (ឧទាហរណ៍ ០.០៤ វិនាទីសម្រាប់ Obesity dataset) និងមានប្រសិទ្ធភាពល្អលើទិន្នន័យទូទៅ។
ID3 (Iterative Dichotomiser 3)
ក្បួនដោះស្រាយ ID3 (ប្រើ Information Gain)
ជាក្បួនដោះស្រាយមូលដ្ឋានដែលងាយស្រួលយល់ និងមានល្បឿនលឿនសមរម្យ។ មិនអាចដោះស្រាយទិន្នន័យជាលេខ (Continuous data) បានល្អដូច CART ទេ ហើយងាយរងគ្រោះដោយសារការលំអៀងទៅរកអថេរដែលមានតម្លៃច្រើន។ ផ្តល់លទ្ធផលប្រហាក់ប្រហែលនឹង CART ដែរប៉ុន្តែបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធដើមឈើខុសគ្នាបន្តិចបន្តួច។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះបង្ហាញថាការពិសោធន៍អាចធ្វើទៅបានដោយប្រើធនធានកុំព្យូទ័រធម្មតា ដោយមិនតម្រូវឱ្យមានកុំព្យូទ័រដែលមានកម្លាំងខ្លាំង (High-Performance Computing) នោះទេ។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះប្រើប្រាស់ទិន្នន័យពី UCI Repository ដែលភាគច្រើនជាទិន្នន័យពីបស្ចិមប្រទេស (ដូចជាទិន្នន័យឥណទានរបស់អាល្លឺម៉ង់ German Credit ឬទិន្នន័យជំរឿនអាមេរិក Adult dataset)។ ការណ៍នេះអាចធ្វើឱ្យម៉ូដែលដែលបានបង្កើតមិនអាចយកមកអនុវត្តផ្ទាល់នៅក្នុងបរិបទសង្គម និងសេដ្ឋកិច្ចរបស់កម្ពុជាបានទេ ប្រសិនបើគ្មានការបង្ហាត់ម៉ូដែលឡើងវិញជាមួយទិន្នន័យក្នុងស្រុក។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

បច្ចេកទេស Decision Tree នេះមានប្រយោជន៍យ៉ាងខ្លាំងសម្រាប់កម្ពុជា ដោយសារវាជាម៉ូដែលដែលអាចបកស្រាយបាន (Explainable AI) ដែលសាកសមសម្រាប់វិស័យដែលត្រូវការតម្លាភាព។

ការប្រើប្រាស់ C5.0 ហាក់មានសក្តានុពលខ្ពស់បំផុតសម្រាប់ស្ថាប័ននៅកម្ពុជាដែលផ្តល់អាទិភាពលើភាពត្រឹមត្រូវ (Accuracy) ប៉ុន្តែប្រសិនបើត្រូវការការពន្យល់សាមញ្ញ CART គឺជាជម្រើសល្អជាង។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. រៀបចំឧបករណ៍សិក្សា: ដំឡើងកម្មវិធី RStudio និងដំឡើង libraries ចាំបាច់ដូចជា rpart, rpart.plot, និង C50។
  2. ការជ្រើសរើសទិន្នន័យ: ចាប់ផ្តើមអនុវត្តជាមួយទិន្នន័យដែលមានស្រាប់នៅក្នុង R (ដូចជា iris dataset) មុននឹងឈានទៅប្រើប្រាស់ទិន្នន័យជាក់ស្តែងរបស់កម្ពុជា (ឧទាហរណ៍ ទិន្នន័យជំរឿនសេដ្ឋកិច្ចពី NIS)។
  3. ការពិសោធន៍ប្រៀបធៀប: សរសេរកូដដើម្បីបំបែកទិន្នន័យជា Training និង Testing sets (ឧទាហរណ៍ 70/30) រួចដំណើរការ algorithms ទាំងបី ដើម្បីមើលលទ្ធផលជាក់ស្តែង។
  4. ការវិភាគលទ្ធផល និងរចនាសម្ព័ន្ធដើមឈើ: កុំគ្រាន់តែមើលលើ Accuracy។ ត្រូវប្រើ plot() ដើម្បីមើលរូបរាងដើមឈើសម្រេចចិត្ត។ សម្រាប់កម្ពុជា ម៉ូដែលដែលសាមញ្ញ (ដើមឈើតូច) អាចនឹងមានប្រយោជន៍ជាងម៉ូដែលដែលស្មុគស្មាញពេក។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Recursive partitioning នេះគឺជាដំណើរការស្នូលនៃក្បួនដោះស្រាយ Decision Tree ដែលធ្វើការបំបែកទិន្នន័យធំៗឱ្យទៅជាផ្នែកតូចៗជាបន្តបន្ទាប់ ដោយផ្អែកលើលក្ខខណ្ឌជាក់លាក់ រហូតទាល់តែទិន្នន័យទាំងនោះត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ច្បាស់លាស់។ ដូចជាការតម្រៀបសន្លឹកបៀ ដោយដំបូងបំបែកតាមពណ៌ (ក្រហម ឬខ្មៅ) បន្ទាប់មកបំបែកតាមប្រភេទ (បេះដូង ឬការ៉ូ) រហូតដល់យើងអាចកំណត់អត្តសញ្ញាណសន្លឹកបៀនីមួយៗបាន។
Supervised learning គឺជាប្រភេទនៃការរៀនរបស់ម៉ាស៊ីន (Machine Learning) ដែលកុំព្យូទ័រត្រូវបានបង្រៀនដោយប្រើទិន្នន័យដែលមានចម្លើយ (Labels) ត្រឹមត្រូវរួចស្រេច ដើម្បីឱ្យវាអាចបង្កើតគំរូសម្រាប់ទស្សន៍ទាយចម្លើយនៃទិន្នន័យថ្មីៗនៅពេលអនាគត។ ដូចជាគ្រូបង្រៀនសិស្សដោយបង្ហាញរូបភាពសត្វ និងប្រាប់ឈ្មោះសត្វនោះ ដើម្បីឱ្យសិស្សចងចាំ និងអាចប្រាប់ឈ្មោះសត្វបានត្រឹមត្រូវនៅពេលឃើញរូបភាពនោះនៅពេលក្រោយ។
Pruning ជាបច្ចេកទេសដែលប្រើក្នុងក្បួនដោះស្រាយ CART និង C5.0 ដើម្បីកាត់បន្ថយភាពស្មុគស្មាញនៃ Decision Tree ដោយកាត់ចោលនូវផ្នែក (មែក) ដែលមិនសូវសំខាន់ ឬលម្អិតពេក ដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាព និងការពារកុំឱ្យម៉ាស៊ីនរៀនលម្អិតពេក (Overfitting)។ ដូចជាការកាត់មែកឈើដែលស្ងួត ឬមិនចាំបាច់ចេញពីដើមឈើ ដើម្បីឱ្យដើមឈើនោះលូតលាស់បានល្អ មានរូបរាងស្អាត និងមិនស្មុគស្មាញ។
Greedy search approach គឺជាយុទ្ធសាស្ត្រដោះស្រាយបញ្ហាដោយជ្រើសរើសជម្រើសដែលល្អបំផុតនៅចំពោះមុខភ្លាមៗនៅជំហាននីមួយៗ ដោយមិនខ្វល់ថាវានឹងប៉ះពាល់ដល់លទ្ធផលចុងក្រោយ ឬជំហានបន្ទាប់យ៉ាងណានោះទេ (ប្រើក្នុង CART)។ ដូចជាការដើរឡើងភ្នំដោយជ្រើសរើសផ្លូវដែលខ្ពស់ជាងគេនៅចំពោះមុខជានិច្ច ដោយមិនបានគិតគូរថាផ្លូវនោះអាចនឹងទាល់នៅខាងមុខឬអត់នោះទេ។
Categorical dependent variables សំដៅលើលទ្ធផលគោលដៅដែលម៉ាស៊ីនត្រូវទស្សន៍ទាយ ដែលមិនមែនជាលេខ (Continuous) ប៉ុន្តែជាប្រភេទ ឬក្រុម (Categories) ដូចជា 'Yes/No' ឬ 'High/Medium/Low' ជាដើម។ ដូចជាការបែងចែកផ្លែឈើដាក់ក្នុងកន្ត្រកផ្សេងគ្នា (កន្ត្រកស្វាយ កន្ត្រកក្រូច) ជាជាងការវាស់ទម្ងន់ជាលេខរបស់ផ្លែឈើនីមួយៗ។
Entropy នៅក្នុងបរិបទ ID3 និង C5.0 វាគឺជាការវាស់វែងភាពមិនច្បាស់លាស់ ឬភាពច្របូកច្របល់នៃទិន្នន័យ។ ក្បួនដោះស្រាយប្រើវាដើម្បីគណនាថាតើគួរកាត់បំបែកទិន្នន័យត្រង់ណា ដើម្បីឱ្យក្រុមទិន្នន័យថ្មីមានភាពសុក្រិតបំផុត។ ដូចជាការវាស់កម្រិតនៃភាពរញ៉េរញ៉ៃនៅក្នុងបន្ទប់មួយ ប្រសិនបើរបស់របរនៅរាយប៉ាយគឺមាន Entropy ខ្ពស់ តែបើរបស់របរត្រូវបានរៀបចំតាមក្រុមត្រឹមត្រូវ នោះ Entropy នឹងទាប។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖