Escrito por estudiantes que aprobaron Inmediatamente disponible después del pago Leer en línea o como PDF ¿Documento equivocado? Cámbialo gratis 4,6 TrustPilot
logo-home
Resumen

Summary Introduction to Analytics D0H61a

Puntuación
-
Vendido
6
Páginas
82
Subido en
15-06-2025
Escrito en
2024/2025

Course by prof. Jochen de Weerdt. Very comprehensive summary comprising all of the theory required to make the exam. If something is not included in the document (which will be rare), I always refer to the slides. Many subjects that may be confusing at first when going through the slides are described intuitively in this summary. Almost every link (url) that was used in the slides as examples or clarifications are included as well. 82 pages may look like much, but it includes a lot of tables and figures, which make the summary very easy and untuitive to go through.

Mostrar más Leer menos
Institución
Grado

Vista previa del contenido

Introduction to Analytics

2024-2025 Finn Germe



Contents

1 The Data Analytics Process 4
1.1 What is it all about? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2 Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3 Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.3.1 Supervised Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.2 Unsupervised algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.4 Purpose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.5 The Data Analytics Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.5.1 MLOps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.5.2 Involved Parties and Roles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.6 Challenges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.7 Big Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.8 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2 Data Preprocessing 12
2.1 Data Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.1.1 Data Leakage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2 Data Cleaning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.3 Data Transformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.3.1 Standardization, Normalization & Categorization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.3.2 Dummy Variables and Encodings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.3.3 Feature Engineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.3.4 Feature Reduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.3.5 Feature Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3 Exploratory Data Analysis EDA 18
3.1 Data Visualization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.1.1 The Essence: Human Perception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.1.2 Human limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.1.3 What makes a good visualization? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.2 An example EDA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

4 Predictive Analytics – Decision Trees 23
4.1 Supervised Learning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.2 Decision Trees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.3 The ID3 Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.3.1 Entropy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.3.2 Information Gain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.3.3 Impurity Measures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.4 C4.5 Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.5 Countering Overfitting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.5.1 Possible Fixes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.5.2 Non-Linearity and Decision Boundaries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.6 Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.7 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

,5 Predictive Analytics – Model Evaluation 30
5.1 Classification Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
5.1.1 Threshold Dependency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.2 Cost-Sensitive Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.2.1 Inverse Class Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
5.2.2 Classifying Using Costs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5.3 Threshold-Independent Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5.3.1 Receiver Operating Characteristic ROC Curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5.3.2 Precision-Recall Curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
5.4 Cross-Validation and Tuning Analytical Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
5.5 Model Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
5.6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

6 Predicitve Analytics – Regression 39
6.1 Linear Regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6.2 Logistic Regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
6.3 Regularization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.3.1 Stepwise Regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.3.2 Elastic Net . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.4 Regression Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6.4.1 Confidence intervals for β . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6.5 Regression Trees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6.5.1 Splitting Criterion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
6.6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

7 Predictive Analytics – Other 46
7.1 k-Nearest Neighbours – kNN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
7.1.1 Weighted Voting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
7.1.2 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
7.2 Support Vector Machines – SVM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
7.2.1 The Dual Problem and Kernels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
7.2.2 Prediction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
7.2.3 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
7.3 Naïve Bayes and Bayesian Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
7.3.1 Bayesian Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
7.4 Others: RF, XGB, Deep Learning? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
7.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

8 Descriptive Analytics I – Clustering 51
8.1 Hierarchical Clustering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
8.2 Partitional Clustering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
8.2.1 K-means . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
8.2.2 Choosing the number of clusters K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
8.2.3 K-means++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
8.3 Other Clustering Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
8.4 Cluster Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
8.4.1 Internal Cluster Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
8.4.2 External Cluster Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
8.4.3 Domain Knowledge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
8.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59




0

Finn Germe 2/82

,9 Descriptive Analytics II – Association Rules 59
9.1 Association Rule Mining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
9.1.1 Support and Confidence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
9.1.2 Mining Association Rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
9.1.3 Extensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
9.2 Sequential Pattern Mining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
9.2.1 Temporal Data Mining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
9.2.2 Sequential Pattern Mining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
9.2.3 Algorithms for sequential pattern mining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
9.2.4 Timing Constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
9.3 Conclusion – ARM and Seq. Mining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

10 Fraud Analytics 67
10.1 Predicitve Analytics for Fraud Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
10.1.1 Synthetic Minority Oversampling TEchnique SMOTE . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
10.1.2 Descriptive Analytics for Fraud Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
10.1.3 Outlier Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
10.1.4 Local Outlier Factor LOF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
10.1.5 Isolation Forests IF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
10.2 Benford’s Law . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
10.2.1 First-two digits? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
10.3 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

11 Business Applications 75
11.1 Credit Risk Modelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
11.1.1 Retail Credit Risk Modelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
11.1.2 Corporate Credit Risk Modelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
11.2 Marketing Analytics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
11.2.1 Customer churn prediction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
11.2.2 Customer lifetime value modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
11.2.3 Response modelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
11.2.4 Uplift modeling – prescriptive analytics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
11.3 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82




0

Finn Germe 3/82

,1 The Data Analytics Process




Figure 1: Using data analytics to create real business value

Data contains value and knowledge. Some claim data is the new oil, professor does not agree. To
extract this knowledge you have to be able to:
∗ Store it

∗ Manage it
∗ Analyze it

1.1 What is it all about?
What is AI?

AI is a field of computer science dedicated to solving problems which otherwise require human intelli-
gence—for example, pattern recognition, learning, and generalization
Machine Learning ML is the scientific study of algorithms and statistical models that computer sys-
tems use to perform a specific task without using explicit instructions, relying on patterns and
inference instead

∗ ML is seen as a subset of AI
∗ ML algorithms build a mathematical model based on training data, to make predictions or
decisions without being explicitly programmed to perform the task




1.1

Finn Germe 4/82

, ∗ Describing data (average, sd. . . )

∗ Quantitative modeling of distributions and re-
STATISTICS lationships between variables
∗ Models often parametric and meant for human
understanding



∗ Algorithms for pattern extraction and model-
ing

ML ∗ Many of which use statistical (↑) underpinning
∗ Models often non-parametric and black box
∗ Meant to optimize predictive power


∗ At first (1960-): programming paradigms to
make machines appear intelligent
∗ Later NN and SVM based approaches. True
AI intelligence in reach, then lost
∗ Now: Deep Learning. These are ML algo-
rithms as well but often applied in difficult
non-traditional settings where simpler statis-
tical approaches failed


Ð→ We will focus on analytics from a business perspective. Extracting useful patterns and
models from data.
Using
1. Data
2. An algorithm
3. A purpose

1.2 Data
Structured vs Unstructured Data
2 main approaches for dealing with non-tabular data
1.2.0

Finn Germe 5/82

, 1. Making it tabular → featurization
2. Using models that can directly utilize data as-is (Deep learning models)




Figure 2: Datasets, attributes, instances

A tabular data set (structured data) has
∗ Instances (examples, rows, observations, customers. . . )
∗ Features (attributes, fields, variables, predictors, explanatory variables, regressors. . . ). These can
be
– Numeric (continuous)
– Categorical (discrete, factor) and either
∗ Nominal
∗ Ordinal
∗ The target variable is most of the time present as well

1.3 Algorithms
“An algorithm is a set of step-by-step instructions designed to solve a problem or accomplish a specific
task. It defines a sequence of actions to be performed in a particular order to process inputs and produce
desired outputs. Algorithms are foundational in computer science and programming, where they serve as
the logic behind software and systems.”




Figure 3: The data analysis spectrum

1.3.1

Finn Germe 6/82

, 1.3.1 Supervised Algorithms
→ for which you will need a target/label
Categorical target Numerical target

∗ Binary classification → regression

∗ Multiclass classification ∗ Absolute values

∗ Ordinal classification ∗ Delta values

∗ Multilable classification ∗ Quantiles regression
ML is about generalizable correlation → not causation per se!. ML can find correlation between
variables who have absolutely nothing to do with each other
Examples:
∗ Tanks
∗ RL agent in Udacity self-driving car rewarded for speed learns to spin in circles
∗ NASA Mars mission planning, optimizing food/water/electricity consumption for total man-days
survival, yields an optimal plan of killing 2/3 crew & keep survivor alive as long as possible

1.3.2 Unsupervised algorithms
→ Extract patterns from the data as is
Clustering construct groups over the data set
Association/sequence/rule. . . mining find rules of antecedents and consequents that describe the
data
Anomaly detection find outliers
Dimensionality reduction from many variables to fewer




Figure 4: Clustering & association rules


1.4 Purpose
Unsupervised learning techniques for descriptive analytics and supervised learning techniques for predic-
tive analytics
Yes. . . but why?

Exploratory plots, distributions, quick charts, basic correlations – very visual
1.4

Finn Germe 7/82

Escuela, estudio y materia

Institución
Estudio
Grado

Información del documento

Subido en
15 de junio de 2025
Número de páginas
82
Escrito en
2024/2025
Tipo
RESUMEN

Temas

$11.74
Accede al documento completo:

¿Documento equivocado? Cámbialo gratis Dentro de los 14 días posteriores a la compra y antes de descargarlo, puedes elegir otro documento. Puedes gastar el importe de nuevo.
Escrito por estudiantes que aprobaron
Inmediatamente disponible después del pago
Leer en línea o como PDF

Conoce al vendedor

Seller avatar
Los indicadores de reputación están sujetos a la cantidad de artículos vendidos por una tarifa y las reseñas que ha recibido por esos documentos. Hay tres niveles: Bronce, Plata y Oro. Cuanto mayor reputación, más podrás confiar en la calidad del trabajo del vendedor.
SmwBoy123 Katholieke Universiteit Leuven
Seguir Necesitas iniciar sesión para seguir a otros usuarios o asignaturas
Vendido
86
Miembro desde
4 año
Número de seguidores
26
Documentos
11
Última venta
2 semanas hace

4.5

6 reseñas

5
3
4
3
3
0
2
0
1
0

Por qué los estudiantes eligen Stuvia

Creado por compañeros estudiantes, verificado por reseñas

Calidad en la que puedes confiar: escrito por estudiantes que aprobaron y evaluado por otros que han usado estos resúmenes.

¿No estás satisfecho? Elige otro documento

¡No te preocupes! Puedes elegir directamente otro documento que se ajuste mejor a lo que buscas.

Paga como quieras, empieza a estudiar al instante

Sin suscripción, sin compromisos. Paga como estés acostumbrado con tarjeta de crédito y descarga tu documento PDF inmediatamente.

Student with book image

“Comprado, descargado y aprobado. Así de fácil puede ser.”

Alisha Student

Preguntas frecuentes