مقدمه مفهومی درباره واژه میانگین (Mean) که به آن میانگین حسابی نیز گفته می شود، یکی از مهم ترین معیارهای مرکزی در آمار و تحلیل داده است. این مفهوم در علوم کامپیوتر به ویژه در حوزه های داده کاوی، یادگیری ماشین و تحلیل عملکرد سیستم ها کاربرد فراوانی دارد. میانگین به عنوان معیاری برای یافتن مرکز توزیع داده ها استفاده می شود و پایه بسیاری از محاسبات و تحلیل های آماری پیشرفته را تشکیل می دهد. درک عمیق این مفهوم و کاربردهای آن برای هر متخصص داده ای ضروری است. انواع میانگین 1) میانگین حسابی (Arithmetic Mean) 2) میانگین هندسی (Geometric Mean) 3) میانگین هارمونیک (Harmonic Mean) 4) میانگین وزنی (Weighted Mean) 5) میانگین قطع شده (Trimmed Mean) 6) میانگین فاصله ای (Interval Mean) کاربردها در علوم کامپیوتر در یادگیری ماشین، میانگین برای عادی سازی داده ها استفاده می شود. در گرافیک کامپیوتری، میانگین رنگ های پیکسل ها برای effects مختلف کاربرد دارد. در شبکه های کامپیوتری، میانگین زمان پاسخگویی سیستم اندازه گیری می شود. در پایگاه داده، میانگین مقادیر ستون ها محاسبه می شود. در سیستم های توزیع شده، میانگین زمان اجرای وظایف کنترل می شود. در رمزنگاری، میانگین های آماری برای تحلیل الگوریتم ها استفاده می شوند. محاسبات پیشرفته 1) میانگین متحرک (Moving Average) برای داده های سری زمانی 2) میانگین فصلی (Seasonal Mean) در تحلیل های دوره ای 3) میانگین سلسله مراتبی (Hierarchical Mean) برای داده های گروه بندی شده 4) میانگین بازگشتی (Recursive Mean) برای داده های جریانی 5) میانگین فضایی (Spatial Mean) در پردازش تصویر 6) میانگین توابع (Functional Mean) در تحلیل های پیشرفته پیاده سازی در Python از کتابخانه هایی مانند NumPy و Pandas استفاده می شود. در SQL از تابع AVG() استفاده می کنیم. در R از تابع mean() استفاده می شود. در ++C می توان از الگوریتم های STL برای محاسبه میانگین استفاده کرد. در سیستم های توزیع شده از الگوریتم های MapReduce برای محاسبه میانگین موازی استفاده می شود. چالش ها و محدودیت ها حساسیت به نقاط پرت (outliers)، مشکل محاسبه برای داده های بسیار بزرگ، خطاهای عددی در محاسبات ممیز شناور، نیاز به حافظه زیاد برای داده های حجیم، و چالش های محاسبات توزیع شده از جمله محدودیت های مهم هستند.
مقدمه مفهومی درباره واژه میانگین (Mean) که به آن میانگین حسابی نیز گفته می شود، یکی از مهم ترین معیارهای مرکزی در آمار و تحلیل داده است. این مفهوم در علوم کامپیوتر به ویژه در حوزه های داده کاوی، یادگیری ماشین و تحلیل عملکرد سیستم ها کاربرد فراوانی دارد. میانگین به عنوان معیاری برای یافتن مرکز توزیع داده ها استفاده می شود و پایه بسیاری از محاسبات و تحلیل های آماری پیشرفته را تشکیل می دهد. درک عمیق این مفهوم و کاربردهای آن برای هر متخصص داده ای ضروری است. انواع میانگین 1) میانگین حسابی (Arithmetic Mean) 2) میانگین هندسی (Geometric Mean) 3) میانگین هارمونیک (Harmonic Mean) 4) میانگین وزنی (Weighted Mean) 5) میانگین قطع شده (Trimmed Mean) 6) میانگین فاصله ای (Interval Mean) کاربردها در علوم کامپیوتر در یادگیری ماشین، میانگین برای عادی سازی داده ها استفاده می شود. در گرافیک کامپیوتری، میانگین رنگ های پیکسل ها برای effects مختلف کاربرد دارد. در شبکه های کامپیوتری، میانگین زمان پاسخگویی سیستم اندازه گیری می شود. در پایگاه داده، میانگین مقادیر ستون ها محاسبه می شود. در سیستم های توزیع شده، میانگین زمان اجرای وظایف کنترل می شود. در رمزنگاری، میانگین های آماری برای تحلیل الگوریتم ها استفاده می شوند. محاسبات پیشرفته 1) میانگین متحرک (Moving Average) برای داده های سری زمانی 2) میانگین فصلی (Seasonal Mean) در تحلیل های دوره ای 3) میانگین سلسله مراتبی (Hierarchical Mean) برای داده های گروه بندی شده 4) میانگین بازگشتی (Recursive Mean) برای داده های جریانی 5) میانگین فضایی (Spatial Mean) در پردازش تصویر 6) میانگین توابع (Functional Mean) در تحلیل های پیشرفته پیاده سازی در Python از کتابخانه هایی مانند NumPy و Pandas استفاده می شود. در SQL از تابع AVG() استفاده می کنیم. در R از تابع mean() استفاده می شود. در ++C می توان از الگوریتم های STL برای محاسبه میانگین استفاده کرد. در سیستم های توزیع شده از الگوریتم های MapReduce برای محاسبه میانگین موازی استفاده می شود. چالش ها و محدودیت ها حساسیت به نقاط پرت (outliers)، مشکل محاسبه برای داده های بسیار بزرگ، خطاهای عددی در محاسبات ممیز شناور، نیاز به حافظه زیاد برای داده های حجیم، و چالش های محاسبات توزیع شده از جمله محدودیت های مهم هستند.
مقدمه مفهومی در ساختارهای سلسله مراتبی مانند درختان داده، برگ (leaf) به گره هایی اطلاق می شود که فاقد فرزند هستند و در پایین ترین سطح سلسله مراتب قرار می گیرند. این مفهوم در بسیاری از حوزه های علوم کامپیوتر از جمله ساختار داده ها، سیستم های فایل و مدل سازی اطلاعات کاربرد دارد. کاربردها درختان جستجو، سیستم های فایل سلسله مراتبی، مدل سازی اشیاء، ساختارهای XML/JSON، درختان تصمیم. در هر مورد، برگ ها حاوی داده های واقعی هستند. ویژگی ها فاقد فرزند، حاوی داده (برخلاف گره های داخلی)، معمولاً در پایین ترین سطح ساختار، ممکن است حاوی متادیتا باشند. پیاده سازی در زبان های برنامه نویسی، برگ ها معمولاً به صورت اشیایی پیاده سازی می شوند که اشاره گرهای فرزندشان null هستند. در الگوی طراحی Composite، برگ ها و گره های مرکب از یک رابط مشترک پیروی می کنند. بهینه سازی تکنیک هایی مانند leaf packing (بهینه سازی ذخیره سازی برگ ها)، leaf pruning (حذف برگ های غیرضروری) و ساخت درختان متوازن برای بهبود عملکرد. نتیجه گیری برگ ها به عنوان عناصر پایانی ساختارهای سلسله مراتبی، نقش مهمی در سازماندهی داده ها ایفا می کنند. درک رفتار و ویژگی های آنها برای کار با این ساختارها ضروری است.
مقدمه مفهومی در ساختارهای سلسله مراتبی مانند درختان داده، برگ (leaf) به گره هایی اطلاق می شود که فاقد فرزند هستند و در پایین ترین سطح سلسله مراتب قرار می گیرند. این مفهوم در بسیاری از حوزه های علوم کامپیوتر از جمله ساختار داده ها، سیستم های فایل و مدل سازی اطلاعات کاربرد دارد. کاربردها درختان جستجو، سیستم های فایل سلسله مراتبی، مدل سازی اشیاء، ساختارهای XML/JSON، درختان تصمیم. در هر مورد، برگ ها حاوی داده های واقعی هستند. ویژگی ها فاقد فرزند، حاوی داده (برخلاف گره های داخلی)، معمولاً در پایین ترین سطح ساختار، ممکن است حاوی متادیتا باشند. پیاده سازی در زبان های برنامه نویسی، برگ ها معمولاً به صورت اشیایی پیاده سازی می شوند که اشاره گرهای فرزندشان null هستند. در الگوی طراحی Composite، برگ ها و گره های مرکب از یک رابط مشترک پیروی می کنند. بهینه سازی تکنیک هایی مانند leaf packing (بهینه سازی ذخیره سازی برگ ها)، leaf pruning (حذف برگ های غیرضروری) و ساخت درختان متوازن برای بهبود عملکرد. نتیجه گیری برگ ها به عنوان عناصر پایانی ساختارهای سلسله مراتبی، نقش مهمی در سازماندهی داده ها ایفا می کنند. درک رفتار و ویژگی های آنها برای کار با این ساختارها ضروری است.