ortalama değer bir veri kümesindeki sayıların toplamının eleman sayısına bölümü olarak hesaplanır.

bunu yapacak bir fonksiyon yazalım.

def ortalama_bul(veri_kumesi):
    toplam = sum(veri_kumesi)
    eleman_sayisi = len(veri_kumesi)
    ortalama = toplam / eleman_sayisi
    return ortalama

bu yöntem düşük boyutlu veri kümeleri ile çalışırken yeterli olacaktır ancak veri kümesi büyüdükçe dahah hızlı bir yöntem gerekecektir. bu durumu yapacağımız örnekle inceleyelim.

numpy ile belirli boyutta bir veri kümeisi oluşturalım. yazdığımız fonkisyon ve alternatif olarak numpy nin mean metodu ile ortalama değeri hesaplamasını yapabilecek bir kod yazalım. hesaplamanın ne kadar sürede yapıldığını öğrenmek adına basit bir time yöntemi eklemeyi unutmayalım.

import numpy as np
import time

# Veri kümesinin ortalamasını bulan fonksiyon
def ortalama_bul(veri_kumesi):
    toplam = sum(veri_kumesi)
    eleman_sayisi = len(veri_kumesi)
    ortalama = toplam / eleman_sayisi
    return ortalama

# veri kümesi oluştur
veri_kumesi = np.random.rand(10000)

# numpy ile ortalama bulma
np_baslangic_zamani = time.time()
np_ortalama = np.mean(veri_kumesi)
np_bitis_zamani = time.time()
print(f"Numpy ile Ortalama hesaplama süresi: {np_bitis_zamani - np_baslangic_zamani} saniye")
print(f"Numpy ile Veri kümesinin ortalaması: {np_ortalama}")


# ortalama_bul fonksiyonunu kullanarak ortalama bulma
fonk_baslangic_zamani = time.time()
fonk_ortalama = ortalama_bul(veri_kumesi)
fonk_bitis_zamani = time.time()
print(f"Fonksiyon Ortalama hesaplama süresi: {fonk_bitis_zamani - fonk_baslangic_zamani} saniye")
print(f"Fonksiyon ile Veri kümesinin ortalaması: {fonk_ortalama}")

yukarıdaki kodda 10.000 adet veri için ortalama hesapları yapılmaktadır. kodu çalıştırdığımda elde ettiğim sonuç aşagıdaki gibidir.

Numpy ile Ortalama hesaplama süresi: 0.0 saniye
Numpy ile Veri kümesinin ortalaması: 0.5017341979294518
Fonksiyon Ortalama hesaplama süresi: 0.0 saniye
Fonksiyon ile Veri kümesinin ortalaması: 0.5017341979294502

veri boytunu katlayarak sonuçları kıyaslayalım. 100.000 değer için.

Numpy ile Ortalama hesaplama süresi: 0.0 saniye
Numpy ile Veri kümesinin ortalaması: 0.5008137222243555
Fonksiyon Ortalama hesaplama süresi: 0.0 saniye
Fonksiyon ile Veri kümesinin ortalaması: 0.5008137222243564

1.000.000 değer için

Numpy ile Ortalama hesaplama süresi: 0.0 saniye
Numpy ile Veri kümesinin ortalaması: 0.5000936635960163
Fonksiyon Ortalama hesaplama süresi: 0.046967267990112305 saniye
Fonksiyon ile Veri kümesinin ortalaması: 0.5000936635960234

hesaplamalarda ufak farklar görülmeye başladı. 10.000.000 için

Numpy ile Ortalama hesaplama süresi: 0.014102935791015625 saniye
Numpy ile Veri kümesinin ortalaması: 0.5002303952512933
Fonksiyon Ortalama hesaplama süresi: 0.5047390460968018 saniye
Fonksiyon ile Veri kümesinin ortalaması: 0.5002303952512889

aradaki fark artıyor. verimizi arttırmaya devam. 100.000.000 için

Numpy ile Ortalama hesaplama süresi: 0.09502911567687988 saniye
Numpy ile Veri kümesinin ortalaması: 0.49998983843975686
Fonksiyon Ortalama hesaplama süresi: 5.2369115352630615 saniye
Fonksiyon ile Veri kümesinin ortalaması: 0.4999898384397282

olarak bir çıktı elde ediyoruz. artık hesaplama süresini hissetmeye başladık. durmak yok veriyi büyütmeye devam

Traceback (most recent call last):
  File "D:\python\ortalama.py", line 13, in <module>
    veri_kumesi = np.random.rand(1000000000)
  File "numpy\\random\\mtrand.pyx", line 1218, in numpy.random.mtrand.RandomState.rand
  File "numpy\\random\\mtrand.pyx", line 436, in numpy.random.mtrand.RandomState.random_sample
  File "_common.pyx", line 307, in numpy.random._common.double_fill
numpy.core._exceptions._ArrayMemoryError: Unable to allocate 7.45 GiB for an array with shape (1000000000,) and data type float64

1 Milyar için hesaplama yapmak istediğimde ise numpy için kırılma noktasına gelmiş olduğumuz görüyoruz. numpy ile devam etmek istiyorsak veri kümesini bölerek işlem yapmalıyız. buna uygun basit bir kod yazalım.

import numpy as np
import time

# Veri kümesinin boyutu ve parça boyutu
veri_boyutu = 1000000000
parca_boyutu = 100000

# Ortalamaları saklamak için bir liste oluştur
ortalama_listesi = []

np_baslangic_zamani = time.time()

# Veri kümesini parçalara böl ve her parçanın ortalamasını hesapla
for _ in range(veri_boyutu // parca_boyutu):
    veri_kumesi = np.random.rand(parca_boyutu)
    ortalama = np.mean(veri_kumesi)
    ortalama_listesi.append(ortalama)

# Tüm parçaların ortalamasını hesapla
genel_ortalama = np.mean(ortalama_listesi)
np_bitis_zamani = time.time()

print(f"Veri kümesinin genel ortalaması: {genel_ortalama}")
print(f"Ortalama hesaplama süresi: {np_bitis_zamani - np_baslangic_zamani} saniye")

bu kod içinde parca_boyutu artııkça toplam hesaplama süresinin uzadığı görülmektedir.

işleri daha karmaşık hale getirmek istemiyorsak dask modulünü kullanmak farklı çözüm olacaktır.

import dask.array as da
import dask
import time

dask_baslangic_zamani = time.time()

# örnek veri kümesi oluştur
veri_kumesi = da.random.random(size=(1000000000,), chunks=1000000)

# Ortalama hesaplama
ortalama = da.mean(veri_kumesi)

# Dask hesaplamasını başlatma
with dask.config.set(scheduler='threads'):
    sonuc = ortalama.compute()

dask_bitis_zamani = time.time()

# Hesaplanan ortalama değeri ekrana yazdırma
print(f"Veri kümesinin ortalaması: {sonuc}")
print(f"Dask ile Ortalama hesaplama süresi: {dask_bitis_zamani - dask_baslangic_zamani} saniye")

dask ile çalışırkenden chunks değeri hesaplama sürenizi eklieyecektir. 1 milyar değer için 100 bin değeri bende en optimal sonucu veriyor.

1 milyar veri için dask ve numpy de en optimal parametreler ile elde edilen sonuçlar aşagıdaki gibi çıkmakta…

dask	numpy
1 milyar veri	1 milyar veri
2.631504535675049 saniye	5.981382369995117 saniye

buradaki kodlar en optimal kodlar olmayabilir ve daha hızlı yöntemler oluşturulabilir. ancak bu haliyle kişisel bigisayarımda 1 milyar ve üzeri veriler için dask kullanmak çok daha mantıklı geliyor.