CONTENTS ii
2.3 Multivariate Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2.4 Data Normalization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.5 Normal Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
2.5.1 Univariate Normal Dis tribution . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
2.5.2 Multivariate Normal Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2.6 Further Reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.7 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
3 Categorical Attributes 71
3.1 Univariate Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.1.1 Bernoulli Variable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.1.2 Multivariate Bernoulli Variable . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
3.2 Bivariate Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.2.1 Attribute Dependence: Contingency Analysis . . . . . . . . . 88
3.3 Multivariate Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
3.3.1 Multi-way Contingency Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . 95
3.4 Distance and Angle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
3.5 Discretization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
3.6 Further Reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
3.7 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
4 Graph Data 105
4.1 Graph Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
4.2 Topological Attributes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
4.3 Centrality Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
4.3.1 Basic Centralities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
4.3.2 Web Centralities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
4.4 Graph Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
4.4.1 Erdös-Rényi Random Graph Model . . . . . . . . . . . . . . . 129
4.4.2 Watts-Strogatz Small-world Graph Model . . . . . . . . . . . 133
4.4.3 Barabási-Albert Scale-free Model . . . . . . . . . . . . . . . . 139
4.5 Further Reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
4.6 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
5 Kernel Methods 150
5.1 Kernel Matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
5.1.1 Reproducing Kernel Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
5.1.2 Mercer Kernel Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
5.2 Vector Kernels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
5.3 Basic Kernel Operations in Feature Space . . . . . . . . . . . . . . . 166
5.4 Kernels for Complex Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
5.4.1 Spectrum Kernel for Strings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
5.4.2 Diffusion Kernels on Graph Nodes . . . . . . . . . . . . . . . 175
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