1.1 Overview of Data Science
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Big data is a big deal
ted.comted.com/talks/kenneth_cukier_big_data_is_better_data🟩 开场故事(00:00–01:16)
- 用“苹果派”例子引出“数据量的差异会改变我们看到的结果”,强调:更多数据让我们看到不同(not just more)。
🟨 中段展开(01:16–09:22)
- 引出“大数据”的定义和意义。
- 用“信息载体的演变”(石盘 → U盘)说明:信息的流动性(liquidity)提升了。
- 举例“位置数据”“坐姿数据”等,说明数据化(datafication)正在改变生活。
- 强调机器学习的重要性,讲述 IBM 的 Arthur Samuel 开发自学下棋程序的故事,引出:机器学习让计算机超越人类知识。
🟥 未来与风险(11:16–14:47)
- 预警一:预测惩罚(predictive policing)会侵犯自由意志。
- 预警二:大数据可能导致白领职业消失。
- 最后:我们要成为大数据的主人,而非仆人,呼吁对信息层的重视(重“information”,不只是“technology”)。
What is Data Science," by Mike Loukides
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1) 核心观点:数据科学与“数据产品”
- 数据科学的价值在于把数据直接做成“数据产品”(data products):应用的价值来自数据本身,并且用户在使用中不断产生数据、反过来提升产品(反馈回路)。Facebook/LinkedIn 利用关系网络做“可能认识的人”,Amazon 将用户搜索与他人行为相关联生成推荐,都是典型的数据产品。
用户贡献的数据反过来增强产品,这是数据科学起点。 - 经典案例 CDDB:把“音乐问题”转化为“数据问题”,通过曲目长度特征与元数据匹配,创造全新价值,这种从数据视角重构问题的方法具有革命性。
2) 数据从哪里来(Data Sources)
- 数据已无处不在:政府/网站日志/业务伙伴/身体传感等;Web 2.0 与移动应用使人们持续在线并留下更丰富的数据(带地理标注、音视频等),POS 与会员卡记录线下交易;摩尔定律在存储与算力上的跃升使这些数据得以保存与利用。
- 数据融合(Mashup)成为常态:例如利用公开止赎报告→地址→地理编码→地图→按社区与收入等要素分组,跨源整合产出新的洞见。
3) 数据整备(Data Conditioning)与质量
- 野生数据常脏乱且格式不一,需要抓取与清洗(如解析 HTML、处理多种格式),再进入后续分析流程。
- 数据缺失/冲突是常态:要决定忽略、插值还是把“异常”当作新信号(历史上臭氧空洞的低值曾被自动化流程忽略,提示了“异常数据”的风险与价值)。
- 自然语言歧义需借助 NLP 解决(如区分“Apple”语义)或通过 Mechanical Turk 以低成本人工标注、分类,快速获得训练/标注数据集。
4) 在规模上工作(Working with Data at Scale)
- 信息平台 / 数据空间:与传统数仓不同,强调开放 API、用于探索理解数据,能接纳“最乱”的数据并随理解演进模式(schema)。
- 传统关系型数据库在海量数据、碎片化与提前建模要求上受限;分析类问题并不总需要“强一致”,更关注“比较性”与量级趋势。于是出现
面向分布式、最终一致与灵活模式的非关系型(NoSQL)数据库。代表如 Cassandra、HBase(BigTable/Dynamo 思路),面向跨节点分布与自动复制。 - 计算框架:Google 推广的 MapReduce 用“分而治之”把特大任务拆为可并行的 map,再由 reduce 汇总;Hadoop 生态(文中提到)围绕这一思想支撑对超大数据集的处理。
5) 敏捷与近实时分析
- 借助大规模并行计算,可以更快完成实验、测试不同假设与算法,实现“敏捷”式数据分析迭代。对于趋势话题等场景,并不需要毫秒级硬实时,预计算结合实时 MapReduce 足以生成“当前到几分钟/一小时内”的可用结果。
6) 机器学习与统计:两大基石
- 机器学习:推荐系统、分类、错误检测、图像匹配/人脸检测等已成为 Web/移动应用常见能力;生态中有 PyBrain、Weka、Mahout(配合 Hadoop)等库与 Google Prediction API,计算机视觉常用 OpenCV。
- 统计学是“数据科学的语法”,用于检验显著性、避免把随机波动当成结论;统计并未被 ML 取代,而是与之互补。常用工具 R 与 CRAN 提供近乎“一站式”统计分析与可视化扩展。
7) 可视化:让数据“讲故事”
可视化能把“成千上万的数字”转化为“可读的图景”,既用于检查数据质量,也常是探索性分析的第一步;实践者强调先画大量散点图寻找线索,再深入建模。Tufte 的《The Visual Display of Quantitative Information》被视作领域经典。- 工具与资源示例:Gnuplot、R 图形、Processing、IBM Many Eyes;FlowingData 展示的沃尔玛扩张动画体现了“把数据讲成故事”的审美与洞见并重。
8) 数据科学家(角色与能力画像)
- 数据科学家需跨界:能写数据管道、做假设检验与回归(R)、在 Hadoop 上实现算法,并能把结果讲清楚(沟通)。Facebook 的团队经验表明,这是一种从工程到分析再到表达的全链路角色。
- 人才背景与方法论:LinkedIn 的 DJ Patil 指出,优秀的数据科学家常来自“硬科学”(如物理),强调在不完美数据中“逼出故事”的创造力与韧性,并以创业者心态、迭代式把大问题拆成可解的小问题,逐步做成数据产品。
- 面向未来的能力:能理解、处理、提炼、可视化并传播数据洞见的能力将在未来几十年尤为关键(Hal Varian 语)。
9) 就业与趋势
- 行业招聘与生态增长:O’Reilly 的数据表明与 Hadoop、Cassandra 相关职位逐年增长,反映了数据科学整体市场的扩张与技术栈的成熟。