從所周知,大數(shù)據(jù)已經(jīng)不簡簡單單是數(shù)據(jù)大的事實了,而最重要的現(xiàn)實是對大數(shù)據(jù)進行分析, 只有通過分析才能獲取很多智能的,深入的,有價值的信息。那么越來越多的應用涉及到大數(shù)據(jù),而這些大數(shù)據(jù)的屬性,包括數(shù)量,速度,多樣性等等都是呈現(xiàn)了大 數(shù)據(jù)不斷增長的復雜性,所以大數(shù)據(jù)的分析方法在大數(shù)據(jù)領域就顯得尤為重要,可以說是決定最終信息是否有價值的決定性因素;谌绱说恼J識,大數(shù)據(jù)分析普遍 存在的方法理論有哪些呢?
1. 可視化分析。大數(shù)據(jù)分析的使用者有大數(shù)據(jù)分析專家,同時還有普通用戶,但是他們二者對于大數(shù)據(jù)分析最基本的要求就是可視化分析,因為可視化分析能夠直觀的呈現(xiàn)大數(shù)據(jù)特點,同時能夠非常容易被讀者所接受,就如同看圖說話一樣簡單明了。
2. 數(shù)據(jù)挖掘算法。大 數(shù)據(jù)分析的理論核心就是數(shù)據(jù)挖掘算法,各種數(shù)據(jù)挖掘的算法基于不同的數(shù)據(jù)類型和格式才能更加科學的呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)本身具備的特點,也正是因為這些被全世界統(tǒng)計 學家所公認的各種統(tǒng)計方法(可以稱之為真理)才能深入數(shù)據(jù)內(nèi)部,挖掘出公認的價值。另外一個方面也是因為有這些數(shù)據(jù)挖掘的算法才能更快速的處理大數(shù)據(jù),如 果一個算法得花上好幾年才能得出結(jié)論,那大數(shù)據(jù)的價值也就無從說起了。
3. 預測性分析。大數(shù)據(jù)分析最終要的應用領域之一就是預測性分析,從大數(shù)據(jù)中挖掘出特點,通過科學的建立模型,之后便可以通過模型帶入新的數(shù)據(jù),從而預測未來的數(shù)據(jù)。
4. 語義引擎。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的多元化給數(shù)據(jù)分析帶來新的挑戰(zhàn),我們需要一套工具系統(tǒng)的去分析,提煉數(shù)據(jù)。語義引擎需要設計到有足夠的人工智能以足以從數(shù)據(jù)中主動地提取信息。
5.數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)管理。大數(shù)據(jù)分析離不開數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)管理,高質(zhì)量的數(shù)據(jù)和有效的數(shù)據(jù)管理,無論是在學術研究還是在商業(yè)應用領域,都能夠保證分析結(jié)果的真實和有價值。
大數(shù)據(jù)分析的基礎就是以上五個方面,當然更加深入大數(shù)據(jù)分析的話,還有很多很多更加有特點的、更加深入的、更加專業(yè)的大數(shù)據(jù)分析方法。
大數(shù)據(jù)的技術
數(shù)據(jù)采集:ETL工具負責將分布的、異構(gòu)數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)如關系數(shù)據(jù)、平面數(shù)據(jù)文件等抽取到臨時中間層后進行清洗、轉(zhuǎn)換、集成,最后加載到數(shù)據(jù)倉庫或數(shù)據(jù)集市中,成為聯(lián)機分析處理、數(shù)據(jù)挖掘的基礎。
數(shù)據(jù)存取:關系數(shù)據(jù)庫、NOSQL、SQL等。
基礎架構(gòu):云存儲、分布式文件存儲等。
數(shù)據(jù)處理:自然語言處理(NLP,Natural Language Processing)是研究人與計算機交互的語言問題的一門學科。處理自然語言的關鍵是要讓計算機”理解”自然語言,所以自然語言處理又叫做自然語言理 解(NLU,Natural Language Understanding),也稱為計算語言學(Computational Linguistics。一方面它是語言信息處理的一個分支,另一方面它是人工智能(AI, Artificial Intelligence)的核心課題之一。
統(tǒng)計分析:假設檢驗、顯著性檢驗、差異分析、相關分析、T檢驗、方差分析、 卡方分析、偏相關分析、距離分析、回歸分析、簡單回歸分析、多元回歸分析、逐步回歸、回歸預測與殘差分析、嶺回歸、logistic回歸分析、曲線估計、 因子分析、聚類分析、主成分分析、因子分析、快速聚類法與聚類法、判別分析、對應分析、多元對應分析(最優(yōu)尺度分析)、bootstrap技術等等。
數(shù)據(jù)挖掘:分類 (Classification)、估計(Estimation)、預測(Prediction)、相關性分組或關聯(lián)規(guī)則(Affinity grouping or association rules)、聚類(Clustering)、描述和可視化、Description and Visualization)、復雜數(shù)據(jù)類型挖掘(Text, Web ,圖形圖像,視頻,音頻等)
模型預測:預測模型、機器學習、建模仿真。
結(jié)果呈現(xiàn):云計算、標簽云、關系圖等。
大數(shù)據(jù)的處理
1. 大數(shù)據(jù)處理之一:采集
大數(shù)據(jù)的采集是指利用多個數(shù)據(jù)庫來接收發(fā)自客戶端(Web、App或者傳感器形式等)的 數(shù)據(jù),并且用戶可以通過這些數(shù)據(jù)庫來進行簡單的查詢和處理工作。比如,電商會使用傳統(tǒng)的關系型數(shù)據(jù)庫MySQL和Oracle等來存儲每一筆事務數(shù)據(jù),除 此之外,Redis和MongoDB這樣的NoSQL數(shù)據(jù)庫也常用于數(shù)據(jù)的采集。
在大數(shù)據(jù)的采集過程中,其主要特點和挑戰(zhàn)是并發(fā)數(shù)高,因為同時有可能會有成千上萬的用戶 來進行訪問和操作,比如火車票售票網(wǎng)站和淘寶,它們并發(fā)的訪問量在峰值時達到上百萬,所以需要在采集端部署大量數(shù)據(jù)庫才能支撐。并且如何在這些數(shù)據(jù)庫之間 進行負載均衡和分片的確是需要深入的思考和設計。
2. 大數(shù)據(jù)處理之二:導入/預處理
雖然采集端本身會有很多數(shù)據(jù)庫,但是如果要對這些海量數(shù)據(jù)進行有效的分析,還是應該將這 些來自前端的數(shù)據(jù)導入到一個集中的大型分布式數(shù)據(jù)庫,或者分布式存儲集群,并且可以在導入基礎上做一些簡單的清洗和預處理工作。也有一些用戶會在導入時使 用來自Twitter的Storm來對數(shù)據(jù)進行流式計算,來滿足部分業(yè)務的實時計算需求。
導入與預處理過程的特點和挑戰(zhàn)主要是導入的數(shù)據(jù)量大,每秒鐘的導入量經(jīng)常會達到百兆,甚至千兆級別。
3. 大數(shù)據(jù)處理之三:統(tǒng)計/分析
統(tǒng)計與分析主要利用分布式數(shù)據(jù)庫,或者分布式計算集群來對存儲于其內(nèi)的海量數(shù)據(jù)進行普通 的分析和分類匯總等,以滿足大多數(shù)常見的分析需求,在這方面,一些實時性需求會用到EMC的GreenPlum、Oracle的Exadata,以及基于 MySQL的列式存儲Infobright等,而一些批處理,或者基于半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的需求可以使用Hadoop。
統(tǒng)計與分析這部分的主要特點和挑戰(zhàn)是分析涉及的數(shù)據(jù)量大,其對系統(tǒng)資源,特別是I/O會有極大的占用。
4. 大數(shù)據(jù)處理之四:挖掘
與前面統(tǒng)計和分析過程不同的是,數(shù)據(jù)挖掘一般沒有什么預先設定好的主題,主要是在現(xiàn)有數(shù) 據(jù)上面進行基于各種算法的計算,從而起到預測(Predict)的效果,從而實現(xiàn)一些高級別數(shù)據(jù)分析的需求。比較典型算法有用于聚類的Kmeans、用于 統(tǒng)計學習的SVM和用于分類的NaiveBayes,主要使用的工具有Hadoop的Mahout等。該過程的特點和挑戰(zhàn)主要是用于挖掘的算法很復雜,并 且計算涉及的數(shù)據(jù)量和計算量都很大,常用數(shù)據(jù)挖掘算法都以單線程為主。
整個大數(shù)據(jù)處理的普遍流程至少應該滿足這四個方面的步驟,才能算得上是一個比較完整的大數(shù)據(jù)處理。
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