数据科学

数据科学是研究处理大量数据并为预测、规范和规范分析模型提供数据的研究。它有助于使用各种科学方法、算法、工具和流程从大量数据集中区分有用的原始数据/见解。它包括从大量数据集中挖掘、捕获、分析和利用数据。它是各种领域的组合，例如计算机科学、机器学习、人工智能、数学、商业和统计学。

数据科学帮助我们将业务问题转化为研究项目，然后再次将其转化为实用的解决方案。数据科学一词是由于数理统计、数据分析和大数据的发展而出现的。

数据科学的整个工作流程包括：理解商业问题、数据收集、数据清洗和准备、模型构建、评估和部署、结果可视化。

数据科学所需的技能

如果希望在数据科学领域转行，那么必须对数学、统计学、编程和分析工具有深入的了解。以下是在进入该领域之前应该具备的一些重要技能。

·精通 Python、R、SAS 和 Scala编程语言等。

·SQL领域的强大实践知识。

·能够处理各种格式的数据，例如视频、文本、音频等。

·了解各种分析功能。

·机器学习和人工智能的基础知识。

大数据

大数据(big data)，或称巨量资料，指的是所涉及的资料量规模巨大到无法透过主流软件工具，在合理时间内达到撷取、管理、处理、并整理成为帮助企业经营决策更积极目的的资讯。

研究机构Gartner是这样定义的：“大数据”是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力来适应海量、高增长率和多样化的信息资产。

麦肯锡全球研究所给出的定义是：一种规模大到在获取、存储、管理、分析方面大大超出了传统数据库软件工具能力范围的数据集合。

大数据具有五大特点，称为5V。

1. 多样（Variety）

大数据的多样性是指数据的种类和来源是多样化的，数据可以是结构化的、半结构化的以及非结构化的，数据的呈现形式包括但不仅限于文本，图像，视频，HTML页面等等。

2. 大量（Volume）

大数据的大量性是指数据量的大小，采集、存储和计算的数据量都非常大。

3. 高速（Velocity）

大数据的高速性是指数据增长快速，处理快速，每一天，各行各业的数据都在呈现指数性爆炸增长。在许多场景下，数据都具有时效性，如搜索引擎要在几秒中内呈现出用户所需数据。企业或系统在面对快速增长的海量数据时，必须要高速处理，快速响应。

4. 低价值密度（Value）

大数据的低价值密度性是指在海量的数据源中，真正有价值的数据少之又少，许多数据可能是错误的，是不完整的，是无法利用的。总体而言，有价值的数据占据数据总量的密度极低，提炼数据好比浪里淘沙。

5. 真实性（Veracity）

大数据的真实性是指数据的准确度和可信赖度，代表数据的质量。

大数据技术是继物联网、云计算之后IT产业的有一次颠覆性的技术改革，它包含了几层含义：

①数据价值的利用，包括数据采集、数据储存、数据分析、数据传输、数据挖掘、数据安全等。

②对数据的“加工”能力，比如数据处理的速度。大数据的意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于对数据进行专业化处理，通过加工实现数据的价值和增值。

③大数据技术包括大规模并行处理数据库、数据挖掘电网、分布式文件系统、分布式数据库、云计算及平台、物联网和可扩展的存储系统。

大数据的意义不仅仅在于生产和掌握庞大的数据信息，更重要的是对有价值的数据进行专业化处理。

大数据所需的技能

·对机器学习概念有深入的了解

·了解数据库，如 SQL、NoSQL 等。

·深入了解各种编程语言，如Hadoop、Java、Python等。

·了解 Apache Kafka、Scala 和云计算

·熟悉 Hive 等数据库仓库。

人工智能

人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI，通俗来讲就是用机器去做在过去只有人能做的事。

人工智能是一门边缘学科，属于自然科学和社会科学的交叉。

研究范畴有自然语言处理，知识表现，智能搜索，推理，规划，机器学习，知识获取，组合调度问题，感知问题，模式识别，逻辑程序设计软计算，不精确和不确定的管理，人工生命，神经网络，复杂系统，遗传算法等。

人工智能所需的技能

·精通编程语言，如Python、C++、Java

·数据建模和评估

·概率和统计

·分布式计算

·机器学习算法

机器学习

机器学习的核心是“使用算法解析数据，从中学习，然后对新数据做出决定或预测”。

也就是说计算机利用以获取的数据得出某一模型，然后利用此模型进行预测的一种方法，这个过程跟人的学习过程有些类似，比如人获取一定的经验，可以对新问题进行预测。

机器学习领域知名学者Tom M.Mitchell曾给机器学习做如下定义：

如果计算机程序针对某类任务T的性能（用P来衡量）能通过经验E来自我改善，则认为关于T和P，程序对E进行了学习。

通俗来讲，计算机针对某一任务，从经验中学习，并且能越做越好，这一过程就是机器学习。

一般情况下，“经验”都是以数据的方式存在的，计算机程序从这些数据中学习。学习的关键是模型算法，它可以学习已有的经验数据，用以预测未知数据。

根据是否在人类的监督下进行学习这个问题，机器学习任务可以划分为：监督学习、半监督学习、无监督学习和强化学习。

机器学习（Machine Learning）是人工智能的一个分支，也是人工智能的一种实现方法。

大数据和数据科学的区别与联系

数据科学、人工智能、机器学习之间的关系

机器学习是连接数据科学和 AI 的纽带。这是因为机器学习是从数据中不断学习的过程。因此，AI 是帮助数据科学获得结果和解决用于特定问题的方案的工具。机器学习有助于实现这一目标。

因此确切地说，数据科学涵盖 AI，包括机器学习。机器学习有另一个子技术 ——深度学习。

深度学习是用于建立、模拟人脑进行分析学习的神经网络，并模仿人脑的机制来解释数据的一种机器学习技术，通过运用多层次的分析和计算手段来得到结果，最终目标是让机器能够像人一样具有分析学习能力，能够识别文字、图像和声音等数据。

总结：大数据产生方法，数据科学产生见解，机器学习产生预测，人工智能产生行为，大数据、数据科学、人工智能和机器学习相互重叠，但它们的具体功能不同，并且有各自的应用领域。