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1、,全国高校标准教材云计算姊妹篇，剖析大数据核心技术和实战应用,大数据,刘鹏主编张燕张重生张志立 副主编,BIG DATA,刘 鹏,全国高校标准教材云计算姊妹篇，剖析大数据核心技术和实战应用,of,40,3,习题,1.1 大数据的概念与意义,第一章 大数据概念与应用,of,40,4,时至今日，“数据”变身“大数据”，“开启了一次重大的时代转型”。 “大数据”这一概念的形成，有三个标志性事件：,1从“数据”到“大数据”,4 V 特征,大数据与传统数据相比，数据来源广、维度多、类型杂，各种机器仪表在自动产生数据的同时，人自身的生活行为也在不断创造数据；不仅有企业组织内部的业务数据，还有海量相关的外部
2、数据。,随着现代感测、互联网、计算机技术的发展，数据生成、储存、分析、处理的速度远远超出人们的想象力，这是大数据区别于传统数据或小数据的显著特征。,大数据有巨大的潜在价值，但同其呈几何指数爆发式增长相比，某一对象或模块数据的价值密度较低，这无疑给我们开发海量数据增加了难度和成本。,第一章 大数据概念与应用,of,40,5,从2013年至2020年，人类的数据规模将扩大50倍，每年产生的数据量将增长到44万亿GB，相当于美国国家图书馆数据量的数百万倍，且每18个月翻一番。,1.1 大数据的概念与意义,第一章 大数据概念与应用,大数据,数据源整合进行存储、清洗、挖掘、分析后得出结果直到优化企业管理
3、提高效率,云计算、硬件性价比的提高以及软件技术的进步,智能设备、传感器的普及，推动物联网、人工智能的发展,计算 运行、计算速度越来越快,存储 存储成本下降,智能 实现信息对等解放脑力，机器拥有人的智慧,of,40,6,1.1 大数据的概念与意义,2大数据的技术支撑,第一章 大数据概念与应用,of,40,7,1.1 大数据的概念与意义,1）存储：存储成本的下降,云计算出现之前,云计算出现之后,在云计算出现之前，数据存储的成本是非常高的。 例如，公司要建设网站，需要购置和部署服务器，安排技术人员维护服务器，保证数据存储的安全性和数据传输的畅通性，还会定期清理数据，腾出空间以便存储新的数据，机房整体
4、的人力和管理成本都很高。,云计算出现后，数据存储服务衍生出了新的商业模式，数据中心的出现降低了公司的计算和存储成本。 例如，公司现在要建设网站，不需要去购买服务器，不需要去雇用技术人员维护服务器，可以通过租用硬件设备的方式解决问题。,存储成本的下降，也改变了大家对数据的看法，更加愿意把1年、2年甚至更久远的历史数据保存下来，有了历史数据的沉淀，才可以通过对比，发现数据之间的关联和价值。正是由于存储成本的下降，才能为大数据搭建最好的基础设施。,第一章 大数据概念与应用,of,40,8,1.1 大数据的概念与意义,2）计算：运算速度越来越快,分布式系统基础架构Hadoop的出现，为大数据带来了新的
5、曙光； HDFS为海量的数据提供了存储； MapReduce则为海量的数据提供了并行计算，从而大大提高了计算效率； Spark、Storm、Impala等各种各样的技术进入人们的视野。,海量数据从原始数据源到产生价值，期间会经过存储、清洗、挖掘、分析等多个环节，如果计算速度不够快，很多事情是无法实现的。所以，在大数据的发展过程中，计算速度是非常关键的因素。,第一章 大数据概念与应用,of,40,9,1.1 大数据的概念与意义,3）智能：机器拥有理解数据的能力 大数据带来的最大价值就是“智慧”，大数据让机器变得有智慧，同时人工智能进一步提升了处理和理解数据的能力。例如：,谷歌AlphaGo大胜世
6、界围棋冠军李世石,阿里云小Ai成功预测出我是歌手的总决赛歌王,1,2,iPhone上智能化语音机器人Siri,微信上与大家聊天的微软小冰,3,4,第一章 大数据概念与应用,of,40,10,美国著名管理学家爱德华戴明所言：“我们信靠上帝。除了上帝，任何人都必须用数据来说话。”,（1）有数据可说 在大数据时代，“万物皆数”，“量化一切”，“一切都将被数据化”。人类生活在一个海量、动态、多样的数据世界中，数据无处不在、无时不有、无人不用，数据就像阳光、空气、水分一样常见，好比放大镜、望远镜、显微镜那般重要。 （2）说数据可靠 大数据中的“数据”真实可靠，它实质上是表征事物现象的一种符号语言和逻辑关
7、系，其可靠性的数理哲学基础是世界同构原理。世界具有物质统一性，统一的世界中的一切事物都存在着时空一致性的同构关系。这意味着任何事物的属性和规律，只要通过适当编码，均可以通过统一的数字信号表达出来。,1.1 大数据的概念与意义,3大数据的意义,因此，“用数据说话”、“让数据发声”，已成为人类认知世界的一种全新方法。,1.1从“数据”到“大数据”,第一章 大数据概念与应用,of,40,11,风马牛可相及 在大数据背景下，因海量无限、包罗万象的数据存在，让许多看似毫不相干的现象之间发生一定的关联，使人们能够更简捷、更清晰地认知事物和把握局势。大数据的巨大潜能与作用现在难以进行估量，但揭示事物的相关关
8、系无疑是其真正的价值所在。,经典案例：,（1）啤酒与尿布,（2）谷歌与流感,全国高校标准教材云计算姊妹篇，剖析大数据核心技术和实战应用,of,40,12,习题,1.2 大数据的来源,第一章 大数据概念与应用,of,40,13,全球数据总量图,杰姆格雷（Jim Gray）提出著名的“新摩尔定律”，即人类有史以来的数据总量，每过18个月就会翻一番。,为什么全球数据量 增长如此之快？,1.2 大数据的来源,第一章 大数据概念与应用,of,40,15,互联网每天产生的全部内容可以刻满6.4亿张DVD,Google每天需要处理24PB的数据,网民每天在Facebook上要花费234亿分钟，被移动互联网使
9、用者发送和接收的数据高达44PB,全球每秒发送290万封电子邮件，一分钟读一篇的话，足够一个人昼夜不停地读5.5年,每天会有2.88万个小时的视频上传到YouTube，足够一个人昼夜不停地观看3.3年,Twitter上每天发布5000万条消息，假设10秒就浏览一条消息，足够一个人昼夜不停地浏览16年,大数据到底有多大？ 以上一组互联网数据,1.2 大数据的来源,第一章 大数据概念与应用,of,40,16,海量的数据的产生,随着人类活动的进一步扩展，数据规模会急剧膨胀，包括金融、汽车、零售、餐饮、电信、能源、政务、医疗、体育、娱乐等在内的各行业累积的数据量越来越大，数据类型也越来越多、越来越复杂
10、，已经超越了传统数据管理系统、处理模式的能力范围，于是“大数据”这样一个概念才会应运而生。,1.2 大数据的来源,第一章 大数据概念与应用,of,40,17,1.2 大数据的来源,第一章 大数据概念与应用,of,40,18,4）气象、地理、政务等领域 中国气象局保存的数据将近10PB，每年约增数百TB；各种地图和地理位置信息每年约数十PB；政务数据则涵盖了旅游、教育、交通、医疗等多个门类，且多为结构化数据。 5）制造业和其他传统行业 制造业的大数据类型以产品设计数据、企业生产环节的业务数据和生产监控数据为主。其中产品设计数据以文件为主，非结构化，共享要求较高，保存时间较长；企业生产环节的业务数
11、据主要是数据库结构化数据，而生产监控数据则数据量非常大。在其他传统行业，虽然线下商业销售、农林牧渔业、线下餐饮、食品、科研、物流运输等行业数据量剧增，但是数据量还处于积累期，整体体量都不算大，多则达到PB级别，少则数十TB或数百TB级别。,1.2 大数据的来源,第一章 大数据概念与应用,of,40,19,1.2 大数据的来源,第一章 大数据概念与应用,of,40,20,3）APP移动端数据采集 APP是获取用户移动端数据的一种有效方法，APP中的SDK插件可以将用户使用APP的信息汇总给指定服务器，即便用户在没有访问时，也能获知用户终端的相关信息，包括安装应用的数量和类型等。单个APP用户规模
12、有限，数据量有限；但数十万APP用户，获取的用户终端数据和部分行为数据也会达到数亿的量级。 4）与数据服务机构进行合作 数据服务机构通常具备规范的数据共享和交易渠道，人们可以在平台上快速、明确地获取自己所需要的数据。而对于企业生产经营数据或学科研究数据等保密性要求较高的数据，也可以通过与企业或研究机构合作，使用特定系统接口等相关方式采集数据。,2）互联网数据采集 通过网络爬虫或网站公开API等方式从网站上获取数据信息，该方法可以数据从网页中抽取出来，将其存储为统一的本地数据文件，它支持图片、音频、视频等文件或附件的采集，附件与正文可以自动关联。除了网站中包含的内容之外，还可以使用DPI或DFI
13、等带宽管理技术实现对网络流量的采集。,全国高校标准教材云计算姊妹篇，剖析大数据核心技术和实战应用,of,40,21,习题,1.3 大数据应用场景,第一章 大数据概念与应用,of,40,22,大数据7个应用场景,1.3 大数据应用场景,第一章 大数据概念与应用,of,40,23,零售行业大数据应用有两个层面，一个层面是零售行业可以了解客户的消费喜好和趋势，进行商品的精准营销，降低营销成本。另一个层面是依据客户购买的产品，为客户提供可能购买的其他产品，扩大销售额，也属于精准营销范畴。 未来考验零售企业的是如何挖掘消费者需求，以及高效整合供应链满足其需求的能力，因此，信息技术水平的高低成为获得竞争优
14、势的关键要素。,1）银行数据应用场景 利用数据挖掘来分析出一些交易数据背后的商业价值。 2）保险数据应用场景 用数据来提升保险产品的精算水平，提高利润水平和投资收益。 3）证券数据应用场景 对客户交易习惯和行为分析可以帮助证券公司获得更多的收益。,1.3 大数据应用场景,第一章 大数据概念与应用,of,40,24,医疗行业拥有大量的病例、病理报告、治愈方案、药物报告等，通过对这些数据进行整理和分析将会极大地辅助医生提出治疗方案，帮助病人早日康复。可以构建大数据平台来收集不同病例和治疗方案，以及病人的基本特征，建立针对疾病特点的数据库，帮助医生进行疾病诊断。 医疗行业的大数据应用一直在进行，但是
15、数据并没有完全打通，基本都是孤岛数据，没办法进行大规模的应用。未来可以将这些数据统一采集起来，纳入统一的大数据平台，为人类健康造福。,信息技术已在教育领域有了越来越广泛的应用，教学、考试、师生互动、校园安全、家校关系等，只要技术达到的地方，各个环节都被数据包裹。 通过大数据的分析来优化教育机制，也可以作出更科学的决策，这将带来潜在的教育革命，在不久的将来，个性化学习终端将会更多地融入学习资源云平台，根据每个学生的不同兴趣爱好和特长，推送相关领域的前沿技术、资讯、资源乃至未来职业发展方向。,1.3 大数据应用场景,第一章 大数据概念与应用,of,40,25,大数据技术可以了解经济发展情况、各产业
16、发展情况、消费支出和产品销售情况等，依据分析结果，科学地制定宏观政策，平衡各产业发展，避免产能过剩，有效利用自然资源和社会资源，提高社会生产效率。大数据技术也能帮助政府进行支出管理，透明合理的财政支出将有利于提高公信力和监督财政支出。,全国高校标准教材云计算姊妹篇，剖析大数据核心技术和实战应用,of,40,26,习题,1.4 大数据处理方法,第一章 大数据概念与应用,of,40,27,大数据正带来一场信息社会的变革。大量的结构化数据和非结构化数据的广泛应用，致使人们需要重新思考已有的IT模式；,与此同时，大数据将推动进行又一次基于信息革命的业务转型，使社会能够借助大数据获取更多的社会效益和发展机会；,庞大的数据需要我们进行剥离、整理、归类、建模、分析等操作，通过这些动作后，我们开始建立数据分析的维度，通过对不同的维度数据进行分析，最终才能得到想到的数据和信息
