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Co n t e n t s

A UT HOR DECL A RA T ION

BIOD A T A OF A UT HOR

A CKNOW L EDGEM ENT

A BST RA K

Pa ge

A B ST RA CT

M UL A K H K H A S A L BA HT H

CONT ENT PA GE

V 11

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L IST OF T A BL ESx i i i

L IST OF F IGURES x v i

A B BREV I A T ION x x i i

CH A PT E R I : I NT RO D UCT I ON

1 0 I n t r o du c t io n

1 1 Pr o b le m s ta t e m e n t

1 2 Re se a r c h qu e s t io n s 1 1

1 3 Obje c t iv e s

1 4 M o t i v a t i o n s

1 5 Sc o pe o f the r e se a r c h 12

1 6 Sign i f ic a n c e o f the r e se a r c h 13

1 7 O rga n iz a t io n o f the r e s e a r c h 14

1 8 Su m m a r y

C H A PT E R I I : L I T ERA T UR E REV I EW

2 0 I n t r o du c t io n17

2 1 A n o v e r v ie w o f da ta m in in g 172 2 D a t a m i n i n g m e tho ds

202 2 1 C la s s i f ic a t io n

20

2 2 I I C la s s if ic a t i o n A lgo r i thm s 20

2 2 2 Re g r e s s io n 23

2 2 3 C l u s te r in g 23

2 2 3 1 C l u s t e r i n g A lgo r i thm s 24

Vi i i

2 3 Da ta m in in g appl ic a t io n 25

2 3 ] M ed ic a l 26

2 3 2 En gin e e Dn g 27

2 3 3 Bu s i n e ss an d n n a n e c 29

2 3 4 Edu c a t io n a l 33

2 4 V is u a l iz a t io n 36

2 5 V is u a l iz a t io n tec hn iqu e s 38

2 6 V is u a l da ta m in in g 46

2 7 T r e e 49

2 7 1 So m e Te r m i n o lo g ie s abo u t the t r e e s 50

2 7 2 Bi n a r y Se a r c h T re e (B ST ) 5 1

2 7 2 I Ope r a t io n s o n B in a ry Se a r c h T r æ (B SD 52

2 7 2 I I Se a r c h in g 52

2 7 2 1 2 The M a x im u m a n d the M i n im u m 53

2 7 2 1 3 In se r t io n 54

2 7 2 1 4 The Su c c e ss o r a n d the Pr e de c e s so r 54

2 7 2 1 5 D e le t io n

2 7 3 T r a v e r s a i 56

2 7 4 Se l f - ba la n c in g bin a r y s e a r c h t r e e 57

2 7 4 1 A V L t r e e 57

2 7 4 1 1 Ope r a t io n s o n A V L tr e e 58

2 7 4 I 1 1 I n se r t io n 58

2 7 4 1 1 2 D e le t io n 6 ]

2 7 4 1 2 Ru n n in g T i m e s fo r A V L T r ee s 62

2 8 T r e e v is u a l iz a t io n 62

2 9 Su m m a ry 64

CH A PT ER 【11 : H I ERA RC H I CA L CL UST E RI NG A L GO RI T H M

3 0 In t r o du c t io n 65

3 1 C lu s te r in g a lgo r i thm s 66

3 2 H ie r a r c hic a l Clu s te r in g A lgo r i thm s 67

3 2 ] De v e lo pm e n t o f hie r ar c hic a l c lu s t e Dn g a lgo r i thm s 79

3 2 1 1 A gglo m e r a t i v e N e s t in g (A GNES) 80

M

3 2 1 2 Dv h ; vc A 11Ny s hi (D I A N A ) 80

3 2 1 3 Bn l : 1i1c c [ l hc m t i v c Rc du c in g i u l d C1u Stc > in g

u s in g l l ie i a r c hic s (B IRC I I) 8 ]

3 2 I 4 C l u s te r in g Us in g REp r e se n t : t t iv c s (C U RE) 83

3 2 I 5 C l IA M E I EO N 84

3 2 I 6 RObu s t C lu s tc t in g u s in g l in K s (ROC K ) 84

3 2 I 7 p c l IDr n l : i n e c gu a r a n t e e s o > h ic 1 : : i r c hic l l l cl ust erng 84

3 3 Co mple x i ty o r h ie l a >c hic a l c l u s te r in g 85

3 4 Su n i n i m y 89

C H A PT E R 1v : R ESE A RC I I M 1 (T 11O I ) O L O G Y

4 0 I n tm du c t io n 9 1

4 I Re s e a r c h p r o c e s s f r a m e w o r k

4 1 1 Pr o c e s s s t e ps o f r e s e a r c h pr o c e s s f r a m e w o r k 95

4 1 1 1 U n de r s ta n din g the pr o b le m 95

4 1 1 2 B id i r e c t io n a l a gg l o m e r a t iv e hie r a r c hic a l

c l u s te r in g a lgo r i thm 96

4 1 1 3 D a t a se t 96

4 1 1 4 D a t a m i n in g a lgo r i thm 97

4 1 1 5 Ev a l u a t io n 97

4 1 1 6 K n o w le dge 98

4 1 I 7 V i s u a l iz e the k n o w le dge 98

4 1 1 8 E v a l u a te the i n te g r a te d 98

4 2 Pr o po s e d c o n c e pt u a l f r a m e w o r k 99

4 3 O v e r a l l pha s e s a n d o bje c t i v e s w i th c o n c e p t u a l f r a m e w o r k 10 ]

4 4 Su m m a r y 103

C H A PT E R v : D E V EL O PM E NT O F B I D I R ECT I O N A L

A GG L O M E R A T I V E H I ER A RC H I C A L CL UST E R I N G A L G O R I T H M

5 0 I n tr o du c t io n 104

5 1 A gg lo m e r a t i v e hie r a r c h ic a l c l u s te r i n g u s i n g s in g l e l in k m e t ho d 104

5 1 1 A gg l o m e r a t i v e h ie r a r c hic a l c l u s t e r i n g u s in g s i n gl e l i n k m e tho d :

T he A lgo r i t hm 105

5 I 2 C o m ple x i ty o f a gg l o m c r a t i v c hic > a r c h ic a l c lu s te r i n g u s i n g s in g le

l in k m e tho d 106

5 I 2 I A n c x a n i p lc 107

5 2 B idi r e c t io n a l a gg lo m c r a t i v e hie r a r c hic a l c lu s te r in g u s in g s in g le l i n k

1Tre tho d 125

5 2 I B idi r c c t io n a l a gg lo m c r a t i v e h ie r a r c h ic a l c l u s te r in g u s i n g s i n g le

l i n k n l e tho d : t11c a lgo r i t hn i 126

5 2 2 Co m p le x i ty o f a gg lo m c r a t iv e hic e a r c h ic a l c lu s te r i n g u s in g s i n g le

l i n k m c tho d 127

5 2 2 I A n e x a m p le 129

5 3 D is c u s s i o n 137

5 4 Su m m a r y 138

C H A PT E R V 1 : 1AI D 1R E C T I O N A L A G G L O M E R A T I V E

H 1E R A R C I l l C A L C L UST E R 1N G A L G O R 1T H M P E R F O R M A N C E

E V A L I *A T I O N

6 0 I n t r o du c t io n 139

6 1 B idi r e c t io n a l o f A gg lo m e r a t i v e H ie r a r c hi c a l

C lu s te r in g A 1go r i th m Si m u l a t io n 139

6 1 1 M a i n Pr o to t ype Pa ge 140

6 1 2 L o a d D a t a Pa ge 14 1

6 1 3 Si m i l a r i ty M e a s u r e a n d C l u s te r i n g M e tho d Pa ge 143

6 1 4 E x e c u t io n o f A gg lo m e r a t i v e H ie r a r c h ic a l C l u s te r in g A lgo r i t hm

a n d B id i r e c t io n a l A gg l o m e r a t i v e H ie r a r c hic a l C l u s te r i n g A lgo r. It hm 145

6 2 B id i r e c t io n a ] A gglo m e r a t i v e H ie r a r c hic a l C l u s t e r i n g A lgo r i t hm

E v a l u a t io n 145

6 2 1 E x pe r i m e n ta l D a t a a n d E n v i r o n m e n t 146

6 2 2 E x pe r im e n t a l v a l ida t io n 149

6 2 2 1 Pe r f o r m a n c e Pa r a m e te r 149

6 2 2 I I E x e c u t io n T im e 150

6 2 2 1 2 N u m be r o f C l u s t e r 158

6 3 D i sc u s s i o n ] 72

6 4 Su m m a r y 180

x i

C H A PT E R V I I : EV A L UA T E V ISU A L B 1D I R E C T 1O N A L

A G G L O \ 1E R T I V E H I E R A RC H I C A L C L UST E R I NG A L G O R I T H M

W I T H A V L T R E E

7 0 I n tr o du c t io n 18 1

7 1 V i s u a l i z a t io n B id i r e c t io n a l o f A gg lo m e r a t i v e H ie r a r c hic a l C l u s te r i n g

A lgo r i thm 182

7 2 R e s u l t o f V i s u a l iz a t io n Pr o to ty pe E v a l u a t io n 188

7 2 1 Re s po n de n t Pr o f i le 189

7 2 2 U s ab i l i ty t e s t f o r V i s u a l iz a t i o n P r o t o ty pe o f B id i r e c t io n a l o f

A gg l o m e r a t i v e H ie r a r c hic a l Cl ust e i n g A lgo r i th m (B A H CA ) 189

7 2 3 D a t a a n a ly s i s 190

7 2 3 1 D e s c r i p t i v e a n a l y s i s 190

7 2 3 1 1 O v e r a l l Sa t i s f a c t io n 193

7 2 3 1 1 1 Pe r c e i v e d o f U s e f u l n e s s 193

7 2 3 1 1 2 Pe r c e i v e d Ea s e o f U s e 200

7 2 3 1 1 3 U s e r Sa ti s f a c t i o n 204

7 2 3 1 1 4 A t t r ibu t e o f U s a b i l i ty 209

7 3 D is c u s s i o n 2 13

7 4 Su m m a r y 2 14

C H A PT E R V I I I : C O N C L U SI O N

8 1 In t r o d u c t i o n 2 16

8 2 T he a c hie v e m e n t s o f the s t u dy'

s o bje c t i v e s 2 16

8 3 Co n s t r a i n ts a n d l im i t a t i o n s 2 18

8 4 C o n t r ibu t io n o f s t u dy 2 19

8 5 R e c o m m e n da t io n s f o r f u t u r e w o r k 2 19

8 5 1 A gg l o m e r a t i v e hie r a r c hi c a l c l u s t e r in g d a t a m i n i n g a l go r i th m 220

8 5 2 V i s u a l iz a t i o n 220

8 5 3 M e t ho do lo gy 22 ]

8 6 Su m m a r y 22 ]