三大方向預測大數(shù)據(jù)技術發(fā)展未來趨勢

1、 研究 | 三大方向預測大數(shù)據(jù)技術發(fā)展未來趨勢 （一）社交網(wǎng)絡和物聯(lián)網(wǎng)技術拓展了數(shù)據(jù)采集技術渠道經(jīng)過行業(yè)信息化建設，醫(yī)療、交通、金融等領域已經(jīng)積累了許多內部數(shù)據(jù)，構成大數(shù)據(jù)資源的“存量”;而移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，大大豐富了大數(shù)據(jù)的采集渠道，來自外部社交網(wǎng)絡、可穿戴設備、車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)及政府公開信息平臺的數(shù)據(jù)將成為大數(shù)據(jù)增量數(shù)據(jù)資源的主體。當前，移動互聯(lián)網(wǎng)的深度普及，為大數(shù)據(jù)應用提供了豐富的數(shù)據(jù)源。另外，快速發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)，也將成為越來越重要的大數(shù)據(jù)資源提供者。相對于現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)雜亂無章和價值密度低的特點，通過可穿戴、車聯(lián)網(wǎng)等多種數(shù)據(jù)采集終端，定向采集的數(shù)據(jù)資源更具利用價值。例如，智能化的可

2、穿戴設備經(jīng)過幾年的發(fā)展，智能手環(huán)、腕帶、手表等可穿戴正在走向成熟，智能鑰匙扣、自行車、筷子等設備層出窮，國外 Intel、Google、Facebook，國內百度、京東、小米等有所布局。企業(yè)內部數(shù)據(jù)仍是大數(shù)據(jù)主要來源，但對外部數(shù)據(jù)的需求日益強烈。當前，有 32%的企業(yè)通過外部購買所獲得的數(shù)據(jù);只有18%的企業(yè)使用政府開放數(shù)據(jù)。如何促進大數(shù)據(jù)資源建設，提高數(shù)據(jù)質量，推動跨界融合流通，是推動大數(shù)據(jù)應用進一步發(fā)展的關鍵問題之一?？傮w來看，各行業(yè)都在致力于在用好存量資源的基礎之上，積極拓展新興數(shù)據(jù)收集的技術渠道，開發(fā)增量資源。社交媒體、物聯(lián)網(wǎng)等大大豐富了數(shù)據(jù)采集的潛在渠道，理論上，數(shù)據(jù)獲取將變得越來越

3、容易。（二） 分布式存儲和計算技術夯實了大數(shù)據(jù)處理的技術基礎大數(shù)據(jù)存儲和計算技術是整個大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的基礎。在存儲方面，2000 年左右谷歌等提出的文件系統(tǒng)（GFS）、以及隨后的 Hadoop 的分布式文件系統(tǒng) HDFS（Hadoop Distributed File System）奠定了大數(shù)據(jù)存儲技術的基礎。與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，GFS/HDFS 將計算和存儲節(jié)點在物理上結合在一起，從而避免在數(shù)據(jù)密集計算中易形成的 I/O吞吐量的制約，同時這類分布式存儲系統(tǒng)的文件系統(tǒng)也采用了分布式架構，能達到較高的并發(fā)訪問能力。在計算方面，谷歌在 2004 年公開的 MapReduce 分布式并行計算技術，是新型分布

4、式計算技術的代表。一個 MapReduce 系統(tǒng)由廉價的通用服務器構成，通過添加服務器節(jié)點可線性擴展系統(tǒng)的總處理能力（Scale Out），在成本和可擴展性上都有巨大的優(yōu)勢。（三） 深度神經(jīng)網(wǎng)絡等新興技術開辟大數(shù)據(jù)分析技術的新時代大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析技術，一般分為聯(lián)機分析處理（OLAP，OnlineAnalytical Processing）和數(shù)據(jù)挖掘（Data Mining）兩大類。OLAP技術，一般基于用戶的一系列假設，在多維數(shù)據(jù)集上進行交互式的數(shù)據(jù)集查詢、關聯(lián)等操作（一般使用 SQL 語句）來驗證這些假設，代表了演繹推理的思想方法。數(shù)據(jù)挖掘技術，一般是在海量數(shù)據(jù)中主動尋找模型，自動發(fā)展隱藏在數(shù)

5、據(jù)中的模式（Pattern），代表了歸納的思想方法。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘算法主要有：（1）聚類，又稱群分析，是研究（樣品或指標）分類問題的一種統(tǒng)計分析方法，針對數(shù)據(jù)的相似性和差異性將一組數(shù)據(jù)分為幾個類別。屬于同一類別的數(shù)據(jù)間的相似性很大，但不同類別之間數(shù)據(jù)的相似性很小，跨類的數(shù)據(jù)關聯(lián)性很低。企業(yè)通過使用聚類分析算法可以進行客戶分群，在不明確客戶群行為特征的情況下對客戶數(shù)據(jù)從不同維度進行分群，再對分群客戶進行特征提取和分析，從而抓住客戶特點推薦相應的產(chǎn)品和服務。（2）分類，類似于聚類，但是目的不同，分類可以使用聚類預先生成的模型，也可以通過經(jīng)驗數(shù)據(jù)找出一組數(shù)據(jù)對象的共同點，將數(shù)據(jù)劃分成不同的類，其目的

6、是通過分類模型將數(shù)據(jù)項映射到某個給定的類別中，代表算法是 CART（分類與回歸樹）。企業(yè)可以將用戶、產(chǎn)品、服務等各業(yè)務數(shù)據(jù)進行分類，構建分類模型，再對新的數(shù)據(jù)進行預測分析，使之歸于已有類中。分類算法比較成熟，分類準確率也比較高，對于客戶的精準定位、營銷和服務有著非常好的預測能力，幫助企業(yè)進行決策。（3）回歸，反映了數(shù)據(jù)的屬性值的特征，通過函數(shù)表達數(shù)據(jù)映射的關系來發(fā)現(xiàn)屬性值之間的一覽關系。它可以應用到對數(shù)據(jù)序列的預測和相關關系的研究中。企業(yè)可以利用回歸模型對市場銷售情況進行分析和預測，及時作出對應策略調整。在風險防范、反欺詐等方面也可以通過回歸模型進行預警。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)方法，不管是傳統(tǒng)的 OLAP

7、 技術還是數(shù)據(jù)挖掘技術，都難以應付大數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)。首先是執(zhí)行效率低。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘技術都是基于集中式的底層軟件架構開發(fā)，難以并行化，因而在處理 TB 級以上數(shù)據(jù)的效率低。其次是數(shù)據(jù)分析精度難以隨著數(shù)據(jù)量提升而得到改進，特別是難以應對非結構化數(shù)據(jù)。在人類全部數(shù)字化數(shù)據(jù)中，僅有非常小的一部分（約占總數(shù)據(jù)量的 1%）數(shù)值型數(shù)據(jù)得到了深入分析和挖掘（如回歸、分類、聚類），大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)對網(wǎng)頁索引、社交數(shù)據(jù)等半結構化數(shù)據(jù)進行了淺層分析（如排序），占總量近 60%的語音、圖片、視頻等非結構化數(shù)據(jù)還難以進行有效的分析。所以，大數(shù)據(jù)分析技術的發(fā)展需要在兩個方面取得突破，一是對體量龐大的結構化和半結構化數(shù)據(jù)進行高效

8、率的深度分析，挖掘隱性知識，如從自然語言構成的文本網(wǎng)頁中理解和識別語義、情感、意圖等;二是對非結構化數(shù)據(jù)進行分析，將海量復雜多源的語音、圖像和視頻數(shù)據(jù)轉化為機器可識別的、具有明確語義的信息，進而從中提取有用的知識。目前來看，以深度神經(jīng)網(wǎng)絡等新興技術為代表的大數(shù)據(jù)分析技術已經(jīng)得到一定發(fā)展。神經(jīng)網(wǎng)絡是一種先進的人工智能技術，具有自身自行處理、分布存儲和高度容錯等特性，非常適合處理非線性的以及那些以模糊、不完整、不嚴密的知識或數(shù)據(jù)，十分適合解決大數(shù)據(jù)挖掘的問題。典型的神經(jīng)網(wǎng)絡模型主要分為三大類：第一類是以用于分類預測和模式識別的前饋式神經(jīng)網(wǎng)絡模型，其主要代表為函數(shù)型網(wǎng)絡、感知機;第二類是用于聯(lián)想記憶

9、和優(yōu)化算法的反饋式神經(jīng)網(wǎng)絡模型，以 Hopfield的離散模型和連續(xù)模型為代表。第三類是用于聚類的自組織映射方法，以 ART 模型為代表。不過，雖然神經(jīng)網(wǎng)絡有多種模型及算法，但在特定領域的數(shù)據(jù)挖掘中使用何種模型及算法并沒有統(tǒng)一的規(guī)則，而且人們很難理解網(wǎng)絡的學習及決策過程。隨著互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)融合程度日益加深，對于 web 數(shù)據(jù)的挖掘和分析成為了需求分析和市場預測的重要段。Web 數(shù)據(jù)挖掘是一項綜合性的技術，可以從文檔結構和使用集合中發(fā)現(xiàn)隱藏的輸入到輸出的映射過程。目前研究和應用比較多的是 PageRank 算法。PageRank是Google算法的重要內容，于2001年9月被授予美國專利，以Google創(chuàng)始人之一拉里佩奇（Larry Page）命名。PageRank 根據(jù)網(wǎng)站的外部鏈接和內部鏈接的數(shù)量和質量衡量網(wǎng)站的價值。這個概念的靈感，來自于學術研究中的這樣一種現(xiàn)象，即一篇論文的被引述的頻度越