du-CBA: Veriden habersiz ve artırımlı sınıflandırmaya dayalı birliktelik kuralları çıkarma mimarisi
du-CBA: Veriden habersiz ve artırımlı sınıflandırmaya dayalı birliktelik kuralları çıkarma mimarisi
Yazar: Büyüktanır, Büşra; Yıldız, Kazım; Ülkü, Eyüp Emre; Büyüktanır, Tolga
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 38 No. 3, 2022
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; •Federated learning,•Data-unaware machine learning,•Data privacy,•CBA,•Associative classification ; Federe öğrenme,veriden habersiz makine öğrenmesi,veri mahremiyeti,CBA,ilişkisel sınıflandırma

İstemci sunucu sistemlerinde makine öğrenmesi modeli kullanılması bir ihtiyaçtır. Ancak istemcilerden verilerin toplanması, sunucuya aktarılması, makine öğrenmesi modeli eğitilmesi ve bu modelin istemcilerde çalışan cihazlara entegre edilmesi bir çok problemi beraberinde getirmektedir. Verilerin istemcilerden sunucuya transferi ağ trafiğine sebep olmakta, fazla enerji gerektirmekte ve veri mahremiyetini istismar edilebilmektedir. Çalışma kapsamında, bahsedilen problemlere çözüm için federe öğrenme mimarisi kullanılmaktadır. Mimariye göre, her bir istemcide istemcinin kendi verilerinden makine öğrenmesi modeli eğitilmektedir. Her bir istemcide eğitilen modeller sunucuya gönderilmekte ve sunucuda bu modeller birleştirilerek yeni bir model oluşturulmaktadır. Oluşturulan nihai model tekrar istemcilere dağıtılmaktadır. Bu çalışmada Veriden Habersiz İlişkili Kurallara Dayalı Sınıflandırma (Data Unaware Classification Based on Association, du-CBA) olarak adlandırılan ilişkisel sınıflandırma algoritması geliştirilmiştir. Federe öğrenme ile klasik öğrenme mimarilerini karşılaştırıp başarılarını ölçmek için çalışma kapsamında benzetim ortamı oluşturulmuştur. Benzetim ortamında du-CBA ve CBA algoritmaları kullanılarak modeller eğitilmiş ve sonuçlar kıyaslanmıştır. Modellerin eğitiminde University of California Irvine (UCI) veri havuzundan alınan beş veri seti kullanılmıştır. Deneysel sonuçlar, her bir veri seti için federe öğrenme ile eğitilen modellerin, klasik öğrenme ile eğitilen modellerle neredeyse aynı doğruluğu elde ettiğini ama eğitim sürelerinin yaklaşık %70 oranında azaldığını göstermiştir. Sonuçlar geliştirilen algoritmanın başarıya ulaştığını ortaya koymaktadır.

İstemci sunucu sistemlerinde makine öğrenmesi modeli kullanılması bir ihtiyaçtır. Ancak istemcilerden verilerin toplanması, sunucuya aktarılması, makine öğrenmesi modeli eğitilmesi ve bu modelin istemcilerde çalışan cihazlara entegre edilmesi bir çok problemi beraberinde getirmektedir. Verilerin istemcilerden sunucuya transferi ağ trafiğine sebep olmakta, fazla enerji gerektirmekte ve veri mahremiyetini istismar edilebilmektedir. Çalışma kapsamında, bahsedilen problemlere çözüm için federe öğrenme mimarisi kullanılmaktadır. Mimariye göre, her bir istemcide istemcinin kendi verilerinden makine öğrenmesi modeli eğitilmektedir. Her bir istemcide eğitilen modeller sunucuya gönderilmekte ve sunucuda bu modeller birleştirilerek yeni bir model oluşturulmaktadır. Oluşturulan nihai model tekrar istemcilere dağıtılmaktadır. Bu çalışmada Veriden Habersiz İlişkili Kurallara Dayalı Sınıflandırma (Data Unaware Classification Based on Association, du-CBA) olarak adlandırılan ilişkisel sınıflandırma algoritması geliştirilmiştir. Federe öğrenme ile klasik öğrenme mimarilerini karşılaştırıp başarılarını ölçmek için çalışma kapsamında benzetim ortamı oluşturulmuştur. Benzetim ortamında du-CBA ve CBA algoritmaları kullanılarak modeller eğitilmiş ve sonuçlar kıyaslanmıştır. Modellerin eğitiminde University of California Irvine (UCI) veri havuzundan alınan beş veri seti kullanılmıştır. Deneysel sonuçlar, her bir veri seti için federe öğrenme ile eğitilen modellerin, klasik öğrenme ile eğitilen modellerle neredeyse aynı doğruluğu elde ettiğini ama eğitim sürelerinin yaklaşık %70 oranında azaldığını göstermiştir. Sonuçlar geliştirilen algoritmanın başarıya ulaştığını ortaya koymaktadır.