Merge pull request 'zavrazhnova_svetlana_lab3 is ready' (#16) from zavrazhnova_svetlana_lab_3 into main

Reviewed-on: http://student.git.athene.tech/Alexey/IIS_2023_1/pulls/16

.idea/workspace.xml

@@ -0,0 +1,135 @@
+<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
+<project version="4">
+  <component name="ChangeListManager">
+    <list default="true" id="0ceb130e-88da-4a20-aad6-17f5ab4226ac" name="Changes" comment="" />
+    <option name="SHOW_DIALOG" value="false" />
+    <option name="HIGHLIGHT_CONFLICTS" value="true" />
+    <option name="HIGHLIGHT_NON_ACTIVE_CHANGELIST" value="false" />
+    <option name="LAST_RESOLUTION" value="IGNORE" />
+  </component>
+  <component name="FileTemplateManagerImpl">
+    <option name="RECENT_TEMPLATES">
+      <list>
+        <option value="Python Script" />
+      </list>
+    </option>
+  </component>
+  <component name="Git.Settings">
+    <option name="RECENT_GIT_ROOT_PATH" value="$PROJECT_DIR$" />
+  </component>
+  <component name="MarkdownSettingsMigration">
+    <option name="stateVersion" value="1" />
+  </component>
+  <component name="ProjectId" id="2VlZqWiOX68aCf0o2y0AtYJWURS" />
+  <component name="ProjectViewState">
+    <option name="hideEmptyMiddlePackages" value="true" />
+    <option name="showLibraryContents" value="true" />
+  </component>
+  <component name="PropertiesComponent"><![CDATA[{
+  "keyToString": {
+    "RunOnceActivity.OpenProjectViewOnStart": "true",
+    "RunOnceActivity.ShowReadmeOnStart": "true",
+    "last_opened_file_path": "D:/ulstukek/Course4/IIS/labs"
+  }
+}]]></component>
+  <component name="RecentsManager">
+    <key name="CopyFile.RECENT_KEYS">
+      <recent name="D:\ulstukek\Course4\IIS\IISLabs\IIS_2023_1\zavrazhnova_svetlana_lab_3" />
+      <recent name="D:\ulstukek\Course4\IIS\IISLabs\IIS_2023_1\zavrazhnova_svetlana_lab_1" />
+    </key>
+  </component>
+  <component name="RunManager" selected="Python.zavrazhnova_svetlana_lab3_2">
+    <configuration name="zavrazhnova_svetlana_lab3_2" type="PythonConfigurationType" factoryName="Python" temporary="true" nameIsGenerated="true">
+      <module name="IIS_2023_1" />
+      <option name="INTERPRETER_OPTIONS" value="" />
+      <option name="PARENT_ENVS" value="true" />
+      <envs>
+        <env name="PYTHONUNBUFFERED" value="1" />
+      </envs>
+      <option name="SDK_HOME" value="" />
+      <option name="WORKING_DIRECTORY" value="$PROJECT_DIR$/zavrazhnova_svetlana_lab_3" />
+      <option name="IS_MODULE_SDK" value="true" />
+      <option name="ADD_CONTENT_ROOTS" value="true" />
+      <option name="ADD_SOURCE_ROOTS" value="true" />
+      <option name="SCRIPT_NAME" value="$PROJECT_DIR$/zavrazhnova_svetlana_lab_3/zavrazhnova_svetlana_lab3_2.py" />
+      <option name="PARAMETERS" value="" />
+      <option name="SHOW_COMMAND_LINE" value="false" />
+      <option name="EMULATE_TERMINAL" value="false" />
+      <option name="MODULE_MODE" value="false" />
+      <option name="REDIRECT_INPUT" value="false" />
+      <option name="INPUT_FILE" value="" />
+      <method v="2" />
+    </configuration>
+    <configuration name="zavrazhnova_svetlana_lab_2" type="PythonConfigurationType" factoryName="Python" temporary="true" nameIsGenerated="true">
+      <module name="IIS_2023_1" />
+      <option name="INTERPRETER_OPTIONS" value="" />
+      <option name="PARENT_ENVS" value="true" />
+      <envs>
+        <env name="PYTHONUNBUFFERED" value="1" />
+      </envs>
+      <option name="SDK_HOME" value="" />
+      <option name="WORKING_DIRECTORY" value="$PROJECT_DIR$/zavrazhnova_svetlana_lab_2" />
+      <option name="IS_MODULE_SDK" value="true" />
+      <option name="ADD_CONTENT_ROOTS" value="true" />
+      <option name="ADD_SOURCE_ROOTS" value="true" />
+      <option name="SCRIPT_NAME" value="$PROJECT_DIR$/zavrazhnova_svetlana_lab_2/zavrazhnova_svetlana_lab_2.py" />
+      <option name="PARAMETERS" value="" />
+      <option name="SHOW_COMMAND_LINE" value="false" />
+      <option name="EMULATE_TERMINAL" value="false" />
+      <option name="MODULE_MODE" value="false" />
+      <option name="REDIRECT_INPUT" value="false" />
+      <option name="INPUT_FILE" value="" />
+      <method v="2" />
+    </configuration>
+    <configuration name="zavrazhnova_svetlana_lab_3_1" type="PythonConfigurationType" factoryName="Python" temporary="true" nameIsGenerated="true">
+      <module name="IIS_2023_1" />
+      <option name="INTERPRETER_OPTIONS" value="" />
+      <option name="PARENT_ENVS" value="true" />
+      <envs>
+        <env name="PYTHONUNBUFFERED" value="1" />
+      </envs>
+      <option name="SDK_HOME" value="" />
+      <option name="WORKING_DIRECTORY" value="$PROJECT_DIR$/zavrazhnova_svetlana_lab_3" />
+      <option name="IS_MODULE_SDK" value="true" />
+      <option name="ADD_CONTENT_ROOTS" value="true" />
+      <option name="ADD_SOURCE_ROOTS" value="true" />
+      <option name="SCRIPT_NAME" value="$PROJECT_DIR$/zavrazhnova_svetlana_lab_3/zavrazhnova_svetlana_lab_3_1.py" />
+      <option name="PARAMETERS" value="" />
+      <option name="SHOW_COMMAND_LINE" value="false" />
+      <option name="EMULATE_TERMINAL" value="false" />
+      <option name="MODULE_MODE" value="false" />
+      <option name="REDIRECT_INPUT" value="false" />
+      <option name="INPUT_FILE" value="" />
+      <method v="2" />
+    </configuration>
+    <recent_temporary>
+      <list>
+        <item itemvalue="Python.zavrazhnova_svetlana_lab3_2" />
+        <item itemvalue="Python.zavrazhnova_svetlana_lab_3_1" />
+        <item itemvalue="Python.zavrazhnova_svetlana_lab_2" />
+      </list>
+    </recent_temporary>
+  </component>
+  <component name="SpellCheckerSettings" RuntimeDictionaries="0" Folders="0" CustomDictionaries="0" DefaultDictionary="application-level" UseSingleDictionary="true" transferred="true" />
+  <component name="TaskManager">
+    <task active="true" id="Default" summary="Default task">
+      <changelist id="0ceb130e-88da-4a20-aad6-17f5ab4226ac" name="Changes" comment="" />
+      <created>1695412818437</created>
+      <option name="number" value="Default" />
+      <option name="presentableId" value="Default" />
+      <updated>1695412818437</updated>
+    </task>
+    <servers />
+  </component>
+  <component name="Vcs.Log.Tabs.Properties">
+    <option name="TAB_STATES">
+      <map>
+        <entry key="MAIN">
+          <value>
+            <State />
+          </value>
+        </entry>
+      </map>
+    </option>
+  </component>
+</project>

zavrazhnova_svetlana_lab_3/README.md

@@ -0,0 +1,58 @@
+# Задание
+- Часть 1. По данным о пассажирах Титаника решите задачу классификации (с помощью дерева решений), в которой по различным характеристикам пассажиров требуется найти у выживших пассажиров два наиболее важных признака из трех рассматриваемых (по варианту).
+  Вариант: Pclass, Sex, Embarked
+- Часть 2. Решите с помощью библиотечной реализации дерева решений задачу: Запрограммировать дерево решений как минимум на 99% ваших данных для задачи: Зависимость Мошенничества (fraud_label) от возраста (Age) и пола (gender) . Проверьте работу модели на оставшемся проценте, сделайте вывод.
+
+
+### Как запустить лабораторную работу:
+1 часть ЛР запускается в файле `zavrazhnova_svetlana_lab_3_1.py` через Run, в консоли должны появится вычисления.
+
+2 часть ЛР запускается в файле `zavrazhnova_svetlana_lab_3_2.py` через Run, в консоли должны появится вычисления.
+
+### Технологии
+В библиотеке scikit-learn решающие деревья реализованы
+в классах sklearn.tree.DecisionTreeСlassifier (для классификации)
+и sklearn.tree.DecisionTreeRegressor (для регрессии).
+
+### Что делает лабораторная:
+Часть 1: 
+- Загружается выборка из файла titanic.csv с помощью пакета
+Pandas
+- Отбирается в выборку 3 признака: класс пассажира
+(Pclass), его пол (Sex) и Embarked.
+- Определяется целевая переменная (2urvived)
+- Обучается решающее дерево с параметром random_state=241
+и остальными параметрами по умолчанию (речь идет
+о параметрах конструктора DecisionTreeСlassifier)
+- Выводятся важности признаков
+
+Часть 2:
+- Загружается выборка из файла fraud_dataset.csv с помощью пакета
+Pandas
+- Отбирается в выборку 2 признака: возраст жертвы мошенничества
+(age) и его пол (gender).
+- Определяется целевая переменная (fraud_label)
+- Резделяются данные на обучающую и тестовую
+- Обучается решающее дерево классификацией DecisionTreeСlassifier и регрессией DecisionTreeRegressor
+- Выводятся важности признаков,  предсказание значений на тестовой выборке и оценка производительности модели
+
+### Пример выходных значений:
+Часть 1: Выводится список из первых 5 записей в таблице с нужными столбцами и важности признаков по каждому классу
+
+![res_lab3_1](res_lab3_1.png)
+
+Часть 2:
+
+![list_lab3_2](list_lab3_2.png)
+![res_lab3_2](res_lab3_2.png)
+
+### Вывод по 2 части ЛР:
+Исходя из этих результатов, можно сделать вывод, что для задачи предсказания мошенничества (fraud_label) на основе возраста (age) и пола (gender) лучше подходит модель дерева классификации. Она показала 100% точность на тестовой выборке, а также позволяет определить важности признаков.
+
+С другой стороны, дерево регрессии показало неопределенный R^2 score и имеет значительно большую среднеквадратичную ошибку, что говорит о том, что эта модель не подходит для данной задачи.
+
+Результат regression score = nan происходит из-за того, что при test_size=0.01 выделенная тестовая выборка содержит меньше двух образцов. Это приводит к неопределенности значения коэффициента детерминации R^2, который вычисляется в случае регрессии. Таким образом, значение score regression становится "nan".
+
+Однако, в случае классификации, где используется DecisionTreeClassifier, в test_size=0.01 попадает достаточное количество образцов для оценки производительности модели. Поэтому значение score classifier равно 1.0.
+
+`Таким образом`, для задачи классификации мошенничества на основе возраста и пола более предпочтительна модель дерева классификации.

zavrazhnova_svetlana_lab_3/fraud_dataset.csv

@@ -0,0 +1,87 @@
+transaction_id,transaction_amount,location,merchant,age,gender,fraud_label
+1,1000.00,New York,ABC Corp,35,M,0
+2,500.00,Chicago,XYZ Inc,45,F,0
+3,2000.00,Los Angeles,ABC Corp,28,M,1
+4,1500.00,San Francisco,XYZ Inc,30,F,0
+5,800.00,Chicago,ABC Corp,50,F,0
+6,3000.00,New York,XYZ Inc,42,M,1
+7,1200.00,San Francisco,ABC Corp,55,F,0
+8,900.00,Los Angeles,XYZ Inc,37,M,0
+9,2500.00,Chicago,ABC Corp,33,F,1
+10,1800.00,New York,XYZ Inc,48,M,0
+11,750.00,San Francisco,ABC Corp,29,F,0
+12,2200.00,Chicago,XYZ Inc,51,M,0
+13,900.00,New York,ABC Corp,40,F,0
+14,1600.00,Los Angeles,XYZ Inc,26,M,0
+15,3000.00,San Francisco,ABC Corp,45,F,1
+16,1200.00,Chicago,XYZ Inc,34,M,0
+17,800.00,New York,ABC Corp,47,F,0
+18,1900.00,Los Angeles,XYZ Inc,32,M,0
+19,1100.00,San Francisco,ABC Corp,52,F,0
+20,4000.00,Chicago,XYZ Inc,38,M,1
+21,900.00,New York,ABC Corp,31,F,0
+22,1700.00,Los Angeles,XYZ Inc,49,M,0
+23,1000.00,San Francisco,ABC Corp,36,F,0
+24,2300.00,Chicago,XYZ Inc,27,M,1
+25,950.00,New York,ABC Corp,41,F,0
+26,1400.00,Los Angeles,XYZ Inc,54,M,0
+27,2800.00,San Francisco,ABC Corp,39,F,1
+28,1100.00,Chicago,XYZ Inc,44,M,0
+29,750.00,New York,ABC Corp,30,F,0
+30,2000.00,Los Angeles,XYZ Inc,46,M,0
+31,1250.00,San Francisco,ABC Corp,35,F,0
+32,2100.00,Chicago,XYZ Inc,43,M,0
+33,950.00,New York,ABC Corp,56,F,0
+34,1800.00,Los Angeles,XYZ Inc,29,M,0
+35,3200.00,San Francisco,ABC Corp,48,F,1
+36,1300.00,Chicago,XYZ Inc,37,M,0
+37,900.00,New York,ABC Corp,51,F,0
+38,2000.00,Los Angeles,XYZ Inc,33,M,0
+39,1050.00,San Francisco,ABC Corp,42,F,0
+40,2400.00,Chicago,XYZ Inc,26,M,0
+41,800.00,New York,ABC Corp,45,F,0
+42,1500.00,Los Angeles,XYZ Inc,31,M,0
+43,2800.00,San Francisco,ABC Corp,50,F,1
+44,1350.00,Chicago,XYZ Inc,28,M,0
+45,920.00,New York,ABC Corp,47,F,0
+46,2000.00,Los Angeles,XYZ Inc,36,M,0
+47,1125.00,San Francisco,ABC Corp,52,F,0
+48,1900.00,Chicago,XYZ Inc,38,M,1
+49,850.00,New York,ABC Corp,32,F,0
+50,1750.00,Los Angeles,XYZ Inc,49,M,0
+51,950.00,San Francisco,ABC Corp,27,F,0
+52,2300.00,Chicago,XYZ Inc,41,M,0
+53,850.00,New York,ABC Corp,54,F,0
+54,1600.00,Los Angeles,XYZ Inc,39,M,0
+55,3000.00,San Francisco,ABC Corp,46,F,1
+56,1250.00,Chicago,XYZ Inc,35,M,0
+57,800.00,New York,ABC Corp,56,F,0
+58,2200.00,Los Angeles,XYZ Inc,29,M,0
+59,1050.00,San Francisco,ABC Corp,48,F,0
+60,4000.00,Chicago,XYZ Inc,37,M,1
+61,950.00,New York,ABC Corp,30,F,0
+62,1700.00,Los Angeles,XYZ Inc,49,M,0
+63,1000.00,San Francisco,ABC Corp,36,F,0
+64,2800.00,Chicago,XYZ Inc,27,M,1
+65,900.00,New York,ABC Corp,41,F,0
+66,1400.00,Los Angeles,XYZ Inc,54,M,0
+67,3200.00,San Francisco,ABC Corp,39,F,1
+68,1100.00,Chicago,XYZ Inc,44,M,0
+69,750.00,New York,ABC Corp,30,F,0
+70,2000.00,Los Angeles,XYZ Inc,46,M,0
+71,1250.00,San Francisco,ABC Corp,35,F,0
+72,2100.00,Chicago,XYZ Inc,43,M,0
+73,950.00,New York,ABC Corp,56,F,0
+74,1800.00,Los Angeles,XYZ Inc,29,M,0
+75,3200.00,San Francisco,ABC Corp,48,F,1
+76,1300.00,Chicago,XYZ Inc,37,M,0
+77,900.00,New York,ABC Corp,51,F,0
+78,2000.00,Los Angeles,XYZ Inc,33,M,0
+79,1050.00,San Francisco,ABC Corp,42,F,0
+80,2400.00,Chicago,XYZ Inc,26,M,0
+81,800.00,New York,ABC Corp,45,F,0
+82,1500.00,Los Angeles,XYZ Inc,31,M,0
+83,2800.00,San Francisco,ABC Corp,50,F,1
+84,1350.00,Chicago,XYZ Inc,28,M,0
+85,920.00,New York,ABC Corp,47,F,0
+86,2000.00,Los Angeles,XYZ Inc,36,M,0

zavrazhnova_svetlana_lab_3/zavrazhnova_svetlana_lab3_2.py

@@ -0,0 +1,49 @@
+import pandas as pd
+from sklearn.model_selection import train_test_split
+from sklearn.tree import DecisionTreeRegressor, DecisionTreeClassifier
+from sklearn.metrics import mean_squared_error
+from sklearn.metrics import accuracy_score
+
+# Загрузка данных из csv-файла
+data = pd.read_csv('fraud_dataset.csv', index_col='transaction_id')
+
+# Приведение пола к числовому виду
+data['gender'] = data['gender'].map({'M': 0, 'F': 1})
+
+# Разделение данных на признаки (X) и целевую переменную (y)
+X = data[['age', 'gender']]
+#респечатка первых 5 строк данных
+print (X.head())
+y = data['fraud_label']
+
+# Разделение данных на обучающую и тестовую выборки
+X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.01, random_state=42)
+
+#Решение с помощью дерева регрессии
+regression_tree = DecisionTreeRegressor()
+regression_tree.fit(X_train, y_train)
+test_score_reg = regression_tree.score(X_test, y_test)
+# Получение важности признаков
+feature_importances_reg = regression_tree.feature_importances_
+# Предсказание значений на тестовой выборке regression
+y_pred_reg = regression_tree.predict(X_test)
+# Оценка производительности модели regression
+mse = mean_squared_error(y_test, y_pred_reg)
+
+#Решение с помощью дерева классификации
+classifier_tree = DecisionTreeClassifier()
+classifier_tree.fit(X_train, y_train)
+test_score_class = classifier_tree.score(X_test, y_test)
+feature_importances_class = classifier_tree.feature_importances_
+y_pred_class = classifier_tree.predict(X_test)
+accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred_class)
+
+print("Решением с помощью дерева регрессии:")
+print("score regression", test_score_reg)
+print("feature_importances_reg", feature_importances_reg)
+print("Mean Squared Error regression: {:.2f}".format(mse))
+print("")
+print("Решением с помощью дерева классификации:")
+print("score classifier", test_score_class)
+print("feature_importances_class", feature_importances_class)
+print("Accuracy classifier: {:.2f}%".format(accuracy * 100))

zavrazhnova_svetlana_lab_3/zavrazhnova_svetlana_lab_3_1.py

@@ -0,0 +1,21 @@
+import pandas
+from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier
+import numpy as np
+data = pandas.read_csv('titanic.csv', index_col='Passengerid')
+
+#выгрузка непустых данных
+data=data.loc[(np.isnan(data['Pclass'])==False) & (np.isnan(data['Sex'])==False)
+&(np.isnan(data['Embarked'])==False) &
+(np.isnan(data['2urvived'])==False)]
+#отбор нужных столбцов
+corr = data[['Pclass', 'Sex', 'Embarked']]
+#респечатка первых 5 строк данных
+print (corr.head())
+#определение целевой переменной
+y = data['2urvived']
+#создание и обучение дерева решений
+clf = DecisionTreeClassifier(random_state=241)
+clf.fit(corr, y)
+#получение и распечатка важностей признаков
+importances=clf.feature_importances_
+print (importances)