معرفی نرم افزار داده کاوی اورنج Orange و کاربرد آن

داده کاوی یک علم نسبتا جدید است که کاربرد فراوانی در حوزه تجزیه و تحلیل داده‌ها دارد، از این رو ابزار و نرم افزارهای زیادی جهت ایجاد سهولت در به کارگیری آن ایجاد شده است. این ابزار به ویژه برای افرادی مفید هستند که مهارت کافی در زمینه برنامه نویسی ندارند. نرم افزار داده کاوی اورنج یکی از بهترین ابزار داده کاوی و یادگیری ماشین که جهت اجرای عملیات مختلف کار با داده‌ها نیاز به کدنویسی ندارد. از این رو، در ادامه قصد داریم آن را معرفی کنیم و ویژگی‌ها و امکاناتش را بررسی کنیم.

ابزار داده کاوی اورنج چیست؟

اورنج (Orange) یک نرم افزار داده کاوی است که توسط دانشگاه لیوبلیانا (قدیمی‌ترین و بزرگترین دانشگاه در کشور اسلوونی) ساخته شده است. نرم افزار داده کاوی اورنج یک ابزار منبع باز برای توسعه و آزمایش مدل‌های یادگیری ماشین، تجزیه و تحلیل داده‌ها و مصورسازی (Visualization) است که در آن داده کاوی از طریق زبان برنامه‌ نویسی تصویری (ویژوال) یا اسکریپت به زبان پایتون انجام می‌شود.این ابزار دارای افزونه‌ها و مولفه‌هایی برای یادگیری ماشین، بیوانفورماتیک و متن کاوی می‌باشد و همچنین امکاناتی برای تجزیه و تحلیل داده‌ها دارد.

اجزای مختلف نرم افزار اورنج به شکل کامپوننت (Component) ارائه شده است که با عنوان ویجت (Widget) نیز شناخته می‌شوند.فعالیت‌های مختلف مربوط به داده کاوی مانند مصورسازی، مدل سازی، پیش پردازش و غیره با استفاده از این ویجت‌ها انجام می‌شود.

بیشتر بخوانید: معرفی نرم افزار داده کاوی Weka و کاربرد آن

مهم‌ترین ویژگی‌های نرم افزار داده کاوی اورنج چیست؟

نرم افزار داده کاوی اورنج یک ابزار داده کاوی بر پایه زبان برنامه ‌نویسی پایتون توسعه یافته است. در این نرم افزار فرآیندهای داده کاوی به صورت تصویری و بدون نیاز به کدنویسی قابل انجام است. این نرم افزار بر روی سیستم عامل‌های ویندوز، لینوکس و Mac قابل اجراست.

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های نرم افزار داده کاوی اورنج، سادگی و سهولت استفاده از آن است. این موضوع به این دلیل است که مولفه‌های موجود در نرم افزار اورنج مبتنی بر کشیدن و رها کردن (Drag and drop) و ویجت (Widget) یا ابزارک هستند. این بدان معناست که به عنوان مثال، به جای نیاز به نوشتن کد پایتون برای وارد کردن یک فایل داده و انتقال آن از طریق یک الگوریتم، این کار را می‌توان تنها با اتصال دو ویجت انجام داد.

ویژگی دیگر ابزار داده کاوی اورنج وجود ویجت‌های خاص برای مواردی چون بیوانفورماتیک و طیف ‌سنجی (Spectroscopy) است. این نرم افزار دارای ماژول‌های پیش ساخته برای طیف گسترده‌ای از حوزه‌ها می‌باشد که کار با انواع داده مربوط به کاربردهای مختلف را آسان می‌کند.
به صورت کلی برخی از مهم‌ترین مزایای نرم افزار Orange شامل امکانات فراوان برای تصویرسازی، مدل‌های تعاملی و سرعت است.

از چه منابع داده‌ای می‌توان در اورنج استفاده کرد؟

نرم افزار پایه اورنج از فایل‌های اکسل و فرمت‌های xlsx ، csv و tab پشتیبانی می‌کند و همچنین می‌تواند داده‌های آنلاین مانند گوگل شیت (Google Sheets) را بخواند. ویجتSQL از فایل‌‌های پایگاه داده پستگرس‌کیوال (PostgreSQL) و پایگاه داده SQL Server پشتیبانی می‌کند.

علاوه بر این، با نصب افزونه‌ها (Add-ons) می‌توانید فایل‌ با فرمت‌های دیگر را در این نرم افزار بارگذاری نمایید. به عنوان مثال، افزونه Orange3-ImageAnalytics از فایل‌های تصویری با پیشوند jpg ، png وtiff و افزونه Orange3-Text از فایل‌های متنی با پیشوند txt ،docx و pdf پشتیبانی می‌کند.

نرم افزار اورنج چه امکاناتی دارد؟

نرم افزار اورنج دارای یک رابط گرافیکی است که کاربر می‌تواند ویجت‌ها و دیگر ابزار مورد نیار خود را روی آن قرار دهد و گردش کار (Workflow) تجزیه و تحلیل داده‌ها را ایجاد کند.
به کمک ویجت‌های آن می‌توان فرآیند‌های مختلف شامل خواندن داده‌ها، نمایش جدول داده‌ها، انتخاب ویژگی‌ها‌، پیش بینی، آموزش، مقایسه الگوریتم‌های یادگیری‌، مصورسازی داده‌ها و غیره را انجام داد. کاربر می‌تواند به صورت تعاملی در ابزارها و ویجت‌های مختلف داده کاوی کاوش کند و دیتاست انتخابی را به ویجت مورد نظر خود وارد کند.
در این ابزار داده کاوی امکان ترسیم نمودار‌های میله‌ای، درختی، پراکندگی، هیستوگرام، نقشه گرمایی یا نقشه رنگی (Heat Map) و غیره وجود دارد.

چه کارهایی می‌توان با اورنج انجام داد؟

اورنج یک بسته نرم افزاری برنامه نویسی تصویری مبتنی بر مولفه برای تصویرسازی داده‌ها، یادگیری ماشین، داده کاوی و تجزیه و تحلیل داده‌ها می‌باشد.
به کمک نرم افزار اورنج، فعالیت‌های مختلف حوزه داده کاوی شامل مصورسازی داده ها، ارزیابی الگوریتم‌ها، مدل سازی، ارزیابی و اعتبار سنجی، نمونه برداری، پیش پردازش و غیره را می‌توان انجام داد و انواع الگوریتم‌ دسته بندی، خوشه بندی، رگرسیون، تجزیه و تحلیل سری‌های زمانی، قواعد انجمنی و دیگر موارد را از طریق آن پیاده سازی کرد. همچنین، این نرم افزار در حوزه‌های مختلف یادگیری ماشین مانند پردازش زبان طبیعی و متن کاوی کاربرد دارد.

دانشمندان و کارشناسان علم داده می‌توانند از ابزارهای تجزیه و تحلیل موجود در نرم افزار Orange جهت کشف الگوهای نهفته در داده‌ها و دستیابی به بینش پنهان در آنها بهره ببرند.

کاربردها:

با استفاده از این ابزار داده کاوی می‌توان عملکرد یک مدل در حال توسعه را تنها با چند کلیک و بدون نیاز به برنامه نویسی بررسی کرد، این ویژگی حتی به برنامه نویس‌ها کمک می‌کند تا بدون اینکه لازم باشد وقت زیادی را به کد نویسی بپردازند، در کوتاه‌ترین زمان ممکن به نتایج تجزیه و تحلیل داده‌های مورد نظر خود دسترسی پیدا کنند.

با این حال، یکی از اشکالات این نرم افزار که برخی به آن اشاره کرده‌اند عدم کارایی مناسب در کار با دیتاست یا مجموعه داد‌های بسیار بزرگ است.
دیتاست‌هایی که ممکن است در دیگر ابزار داده کاوی مانند زبان برنامه نویسی پایتون به خوبی کار کنند اما در نرم افزار اورنج با مشکل مواجه شوند.
به همین دلیل به نظر می‌رسد این ابزار داده کاوی برای پروژه‌های کوچکتر، اهداف آموزشی و یا تجزیه و تحلیل داده‌های اکتشافی یک انتخاب بسیار مناسب است.