云计算是什么意思?四年级,我们生活中的哪些方面属于大数据范畴?
美国NASA如何能提前预知各种天文奇观?风力发电机和创业者开店如何选址?如何才能准确预测并对气象灾害进行预警?包括在未来的城镇化建设过程中,如何打造智能城市?等等,这一系列问题的背后,其实都隐藏着大数据的身影——不仅彰显着大数据的巨大价值,更直观地体现出大数据在各个行业的广阔应用。这些行业应用也都更直白地告诉人们,什么是大数据……
其实,大数据不是突然出现的,在过去的几十年间,数学分析就已经涉猎金融行业了,诺贝尔经济学奖获得者哈里.马克维茨、威廉.夏普、罗伯特.恩格尔就是利用计量经济学知识和金融市场数据来建立数学模型,预测金融市场产品收益同风险波动的关系。
大数据时代的出现简单的讲是海量数据同完美计算能力结合的结果,确切的说是移动互联网、物联网产生了海量的数据,大数据计算技术完美地解决了海量数据的收集、存储、计算、分析的问题。
当我们最初谈大数据的时候,谈的最多的可能是用户行为分析,即通过各种用户行为,包括浏览记录,消费记录,交往和购物娱乐,行动轨迹等各种用户行为产生的数据。由于这些数据本身符合海量,异构的特征,同时通过分析这些数据之间的关联性容易匹配某些结果现象。即有一堆的行为因子x,同时又有一堆的结果构成y,我们找寻到了某种相关性,有利于我们调整后续的各种策略。
为何Google能够做大数据?你思考过吗?因为搜索本身往往是用户行为的一个重要入口,即搜索引擎具备了实时采集多个用户行为的x因子的能力。搜索引擎做大数据的弱势在哪里?即前面谈到的用户和用户之间的关系较难建立,而更多是本身行为之间的相关性。从这个差异上也可以看到搜索引擎更加容易做交通,疾病,气象等方面的大数据分析和预测。
对于大数据的应用场景,包括各行各业对大数据处理和分析的应用,最核心的还是用户需求。接下来,本文通过梳理各个行业在大数据应用领域面临的挑战、如何寻找突破口来展示其潜在存在的大数据应用场景。
一、医疗大数据看病更高效
除了较早前就开始利用大数据的互联网公司,医疗行业是让大数据分析最先发扬光大的传统行业之一。医疗行业拥有大量的病例,病理报告,治愈方案,药物报告等等。如果这些数据可以被整理和应用将会极大地帮助医生和病人。我们面对的数目及种类众多的病菌、病毒,以及肿瘤细胞,其都处于不断的进化的过程中。在发现诊断疾病时,疾病的确诊和治疗方案的确定是最困难的。
在未来,借助于大数据平台我们可以收集不同病例和治疗方案,以及病人的基本特征,可以建立针对疾病特点的数据库。如果未来基因技术发展成熟,可以根据病人的基因序列特点进行分类,建立医疗行业的病人分类数据库。在医生诊断病人时可以参考病人的疾病特征、化验报告和检测报告,参考疾病数据库来快速帮助病人确诊,明确定位疾病。在制定治疗方案时,医生可以依据病人的基因特点,调取相似基因、年龄、人种、身体情况相同的有效治疗方案,制定出适合病人的治疗方案,帮助更多人及时进行治疗。同时这些数据也有利于医药行业开发出更加有效的药物和医疗器械。
医疗行业的数据应用一直在进行,但是数据没有打通,都是孤岛数据,没有办法进行大规模应用。未来需要将这些数据统一收集起来,纳入统一的大数据平台,为人类健康造福。政府和医疗行业是推动这一趋势的重要动力。
二、生物大数据改良基因
自人类基因组计划完成以来,以美国为代表,世界主要发达国家纷纷启动了生命科学基础研究计划,如国际千人基因组计划、DNA百科全书计划、英国十万人基因组计划等。这些计划引领生物数据呈爆炸式增长,目前每年全球产生的生物数据总量已达EB级,生命科学领域正在爆发一次数据革命,生命科学某种程度上已经成为大数据科学。
我们来看看今天的准妈妈们,除了要准备尿布、奶瓶和婴儿装,她们还会把基因测试列入计划单。基因测试能让未来的父母对于他们未出生的baby的健康有更多的了解。对基因携带者筛查和胚胎植入前诊断,使一个家庭孕育小孩的过程产生了巨大改变。
当下,我们所说的生物大数据技术主要是指大数据技术在基因分析上的应用,通过大数据平台人类可以将自身和生物体基因分析的结果进行记录和存储,利用建立基于大数据技术的基因数据库。大数据技术将会加速基因技术的研究,快速帮助科学家进行模型的建立和基因组合模拟计算。基因技术是人类未来战胜疾病的重要武器,借助于大数据技术的应用,人们将会加快自身基因和其它他生物的基因的研究进程。未来利用生物基因技术来改良农作物,利用基因技术来培养人类器官,利用基因技术来消灭害虫都即将实现。
与全球蒸蒸日上的生物大数据创新发展热潮相比,中国的研发及应用才拉开帷幕。我国有四大方面非常欠缺:其一,国内现有的生物大数据分析能力虽然与欧美相差不大,但是在数据分析构架、软件系统与先进的IT技术接轨上有待提升。其二,国外在生物大数据领域的领先人才多,尽管我们也有国际顶级刊物上发表的论文和成果,总体而言,国内高水准团队还是少。其三,欧美讲求成果应用,层出不穷的分析软件可被实验室、临床、产业多方应用。其四,在生物大数据理论研究、标准制定和广泛应用上,中国都亟待全面跟进。
三、金融大数据理财利器
金融行业的大数据面临的往往是同样的问题,但是情况可能要好点,类似企业和个人的一些信用记录现在有全国性质的统一数据库能够拿到部分数据。但是对于单个银行来说,同样是无法拿到用户在其他银行的行为记录数据的,其二银行本身在做很多信贷风险分析的时候,确实需要大量数据做相关性分析,但是很多数据来源于政府各个职能部门,包括工商税务,质量监督,检察院法院等,这些数据短期仍然是无法拿到。还有就是企业或个人本事日常产生的各种行为数据更难拿到,那么对客户的风险性评估还是得借用原来的老方法而已。
大数据在金融行业应用范围较广,典型的案例有花旗银行利用IBM沃森电脑为财富管理客户推荐产品;美国银行利用客户点击数据集为客户提供特色服务,如有竞争的信用额度;招商银行利用客户刷卡、存取款、电子银行转帐、微信评论等行为数据进行分析,每周给客户发送针对性广告信息,里面有顾客可能感兴趣的产品和优惠信息。
可见,大数据在金融行业的应用可以总结为以下五个方面:
精准营销:依据客户消费习惯、地理位置、消费时间进行推荐
风险管控:依据客户消费和现金流提供信用评级或融资支持,利用客户社交行为记录实施信用卡反欺诈
决策支持:利用抉策树技术进抵押贷款管理,利用数据分析报告实施产业信贷风险控制
效率提升:利用金融行业全局数据了解业务运营薄弱点,利用大数据技术加快内部数据处理速度
产品设计:利用大数据计算技术为财富客户推荐产品,利用客户行为数据设计满足客户需求的金融产品
四、零售大数据最懂消费者
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消费喜好和趋势,进行商品的精准营销,降低营销成本。另一层面是依据客户购买产品,为客户提供可能购买的其它产品,扩大销售额,也属于精准营销范畴。另外零售行业可以通过大数据掌握未来消费趋势,有利于热销商品的进货管理和过季商品的处理。零售行业的数据对于产品生产厂家是非常宝贵的,零售商的数据信息将会有助于资源的有效利用,降低产能过剩,厂商依据零售商的信息按实际需求进行生产,减少不必要的生产浪费。
未来考验零售企业的不再只是零供关系的好坏,而是要看挖掘消费者需求,以及高效整合供应链满足其需求的能力,因此信息科技技术水平的高低成为获得竞争优势的关键要素。不论是国际零售巨头,还是本土零售品牌,要想顶住日渐微薄的利润率带来的压力,在这片红海中立于不败之地,就必须思考如何拥抱新科技,并为顾客们带来更好的消费体验。
想象一下这样的场景,当顾客在地铁候车时,墙上有某一零售商的巨幅数字屏幕广告,可以自由浏览产品信息,对感兴趣的或需要购买的商品用手机扫描下单,约定在晚些时候送到家中。而在顾客浏览商品并最终选购商品后,商家已经了解顾客的喜好及个人详细信息,按要求配货并送达顾客家中。未来,甚至顾客都不需要有任何购买动作,利用之前购买行为产生的大数据,当你的沐浴露剩下最后一滴时,你中意的沐浴露就已送到你的手上,而虽然顾客和商家从未谋面,但已如朋友般熟识。
五、电商大数据精准营销法宝
电商是最早利用大数据进行精准营销的行业,除了精准营销,电商可以依据客户消费习惯来提前为客户备货,并利用便利店作为货物中转点,在客户下单15分钟内将货物送上门,提高客户体验。马云的菜鸟网络宣称的24小时完成在中国境内的送货,以及京的刘强东宣传未来京东将在15分钟完成送货上门都是基于客户消费习惯的大数据分析和预测。
电商可以利用其交易数据和现金流数据,为其生态圈内的商户提供基于现金流的小额贷款,电商业也可以将此数据提供给银行,同银行合作为中小企业提供信贷支持。由于电商的数据较为集中,数据量足够大,数据种类较多,因此未来电商数据应用将会有更多的想象空间,包括预测流行趋势,消费趋势、地域消费特点、客户消费习惯、各种消费行为的相关度、消费热点、影响消费的重要因素等。依托大数据分析,电商的消费报告将有利于品牌公司产品设计,生产企业的库存管理和计划生产,物流企业的资源配制,生产资料提供方产能安排等等,有利于精细化社会化大生产,有利于精细化社会的出现。
六、农牧大数据量化生产
大数据在农业应用主要是指依据未来商业需求的预测来进行农牧产品生产,降低菜贱伤农的概率。同时大数据的分析将会更见精确预测未来的天气气候,帮助农牧民做好自然灾害的预防工作。大数据同时也会帮助农民依据消费者消费习惯决定来增加哪些品种的种植,减少哪些品种农作物的生产,提高单位种植面积的产值,同时有助于快速销售农产品,完成资金回流。牧民可以通过大数据分析来安排放牧范围,有效利用牧场。渔民可以利用大数据安排休渔期、定位捕鱼范围等。
由于农产品不容易保存,因此合理种植和养殖农产品对十分重要。如果没有规划好,容易产生菜贱伤农的悲剧。过去出现的猪肉过剩、卷心菜过剩、香蕉过剩的原因就是农牧业没有规划好。借助于大数据提供的消费趋势报告和消费习惯报告,政府将为农牧业生产提供合理引导,建议依据需求进行生产,避免产能过剩,造成不必要的资源和社会财富浪费。农业关乎到国计民生,科学的规划将有助于社会整体效率提升。大数据技术可以帮助政府实现农业的精细化管理,实现科学决策。在数据驱动下,结合无人机技术,农民可以采集农产品生长信息,病虫害信息。相对于过去雇佣飞机成本将大大降低,同时精度也将大大提高。
七、交通大数据畅通出行
交通作为人类行为的重要组成和重要条件之一,对于大数据的感知也是最急迫的。近年来,我国的智能交通已实现了快速发展,许多技术手段都达到了国际领先水平。但是,问题和困境也非常突出,从各个城市的发展状况来看,智能交通的潜在价值还没有得到有效挖掘:对交通信息的感知和收集有限,对存在于各个管理系统中的海量的数据无法共享运用、有效分析,对交通态势的研判预测乏力,对公众的交通信息服务很难满足需求。这虽然有各地在建设理念、投入上的差异,但是整体上智能交通的现状是效率不高,智能化程度不够,使得很多先进技术设备发挥不了应有的作用,也造成了大量投入上的资金浪费。这其中很重要的问题是小数据时代带来的硬伤:从模拟时代带来的管理思想和技术设备只能进行一定范围的分析,而管理系统的那些关系型数据库只能刻板的分析特定的关系,对于海量数据尤其是半结构、非结构数据无能为力。
尽管现在已经基本实现了数字化,但是数字化和数据化还根本不是一回事,只是局部的提高了采集、存储和应用的效率,本质上并没有太大的改变。而大数据时代的到来必然带来破解难题的重大机遇。大数据必然要求我们改变小数据条件下一味的精确计算,而是更好的面对混杂,把握宏观态势;大数据必然要求我们不再热衷因果关系而是相关关系,使得处理海量非结构化数据成为可能,也必然促使我们努力把一切事物数据化,最终实现管理的便捷高效。
目前,交通的大数据应用主要在两个方面,一方面可以利用大数据传感器数据来了解车辆通行密度,合理进行道路规划包括单行线路规划。另一方面可以利用大活数据来实现即时信号灯调度,提高已有线路运行能力。科学的安排信号灯是一个复杂的系统工程,必须利用大数据计算平台才能计算出一个较为合理的方案。科学的信号灯安排将会提高30%左右已有道路的通行能力。在美国,政府依据某一路段的交通事故信息来增设信号灯,降低了50%以上的交通事故率。机场的航班起降依靠大数据将会提高航班管理的效率,航空公司利用大数据可以提高上座率,降低运行成本。铁路利用大数据可以有效安排客运和货运列车,提高效率、降低成本。
八、教育大数据因材施教
随着技术的发展,信息技术已在教育领域有了越来越广泛的应用。考试、课堂、师生互动、校园设备使用、家校关系……只要技术达到的地方,各个环节都被数据包裹。
在课堂上,数据不仅可以帮助改善教育教学,在重大教育决策制定和教育改革方面,大数据更有用武之地。美国利用数据来诊断处在辍学危险期的学生、探索教育开支与学生学习成绩提升的关系、探索学生缺课与成绩的关系。举一个比较有趣的例子,教师的高考成绩和所教学生的成绩有关吗?究竟如何,不妨借助数据来看。比如美国某州公立中小学的数据分析显示,在语文成绩上,教师高考分数和学生成绩呈现显著的正相关。也就是说,教师的高考成绩与他们现在所教语文课上的学生学习成绩有很明显的关系,教师的高考成绩越好,学生的语文成绩也越好。这个关系让我们进一步探讨其背后真正的原因。其实,教师高考成绩高低某种程度上是教师的某个特点在起作用,而正是这个特点对教好学生起着至关重要的作用,教师的高考分数可以作为挑选教师的一个指标。如果有了充分的数据,便可以发掘更多的教师特征和学生成绩之间的关系,从而为挑选教师提供更好的参考。
大数据还可以帮助家长和教师甄别出孩子的学习差距和有效的学习方法。比如,美国的麦格劳-希尔教育出版集团就开发出了一种预测评估工具,帮助学生评估他们已有的知识和达标测验所需程度的差距,进而指出学生有待提高的地方。评估工具可以让教师跟踪学生学习情况,从而找到学生的学习特点和方法。有些学生适合按部就班,有些则更适合图式信息和整合信息的非线性学习。这些都可以通过大数据搜集和分析很快识别出来,从而为教育教学提供坚实的依据。
在国内尤其是北京、上海、广东等城市,大数据在教育领域就已有了非常多的应用,譬如像慕课、在线课程、翻转课堂等,其中就应用了大量的大数据工具。
毫无疑问,在不远的将来,无论是针对教育管理部门,还是校长、教师,以及学生和家长,都可以得到针对不同应用的个性化分析报告。通过大数据的分析来优化教育机制,也可以做出更科学的决策,这将带来潜在的教育革命。不久的将来个性化学习终端,将会更多的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,等等,并贯穿每个人终身学习的全过程。
九、体育大数据夺冠精灵
从《点球成金》这部电影开始,体育界的有识之士们终于找到了向往已久的道路,那就是如何利用大数据来让团队发挥最佳水平。从足球到篮球,数据似乎成为赢得比赛甚至是奖杯的金钥匙。
大数据对于体育的改变可以说是方方面面,从运动员本身来讲,可穿戴设备收集的数据可以让自己更了解身体状况。媒体评论员,通过大数据提供的数据更好的解说比赛,分析比赛。数据已经通过大数据分析转化成了洞察力,为体育竞技中的胜利增加筹码,也为身处世界各地的体育爱好者随时随地观赏比赛提供了个性化的体验。
尽管鲜有职业网球选手愿意公开承认自己利用大数据来制定比赛策划和战术,但几乎每一个球员都会在比赛前后使用大数据服务。有教练表示:“在球场上,比赛的输赢取决于比赛策略和战术,以及赛场上连续对打期间的快速反应和决策,但这些细节转瞬即逝,所以数据分析成为一场比赛最关键的部分。对于那些拥护并利用大数据进行决策的选手而言,他们毋庸置疑地将赢得足够竞争优势。”
十、环保大数据对抗PM2.5
前年7月21日北京遭遇特大暴雨,在一天之内,平均降雨量达164毫米,也是北京市61年以来最大规模暴雨。此次暴雨因来势凶猛而给广大市民生活带来巨大影响。其实,摊上这种事儿,最主要的还是需要气象部门及时、准确地做出预警,并协同其他运营商部门,将这种预警信息第一时间下发到北京市民(包括在京旅行的人士)。也正是如此,前年的那场暴雨不仅暴露出了管理工作上的漏洞,也引起了业内人士关于一场“大数据”的探讨。
气象对社会的影响涉及到方方面面。传统上依赖气象的主要是农业、林业和水运等行业部门,而如今,气象俨然成为了二十一世纪社会发展的资源,并支持定制化服务满足各行各业用户需要。借助于大数据技术,天气预报的准确性和实效性将会大大提高,预报的及时性将会大大提升,同时对于重大自然灾害,例如龙卷风,通过大数据计算平台,人们将会更加精确地了解其运动轨迹和危害的等级,有利于帮助人们提高应对自然灾害的能力。天气预报的准确度的提升和预测周期的延长将会有利于农业生产的安排。
尤其是进入秋冬季以来,我国多个城市爆发雾霾天气,空气污染严重。随着PM2.5对于人体健康的危害日益被公众熟知,人们对于“雾霾假”的呼声也越来越高。有人调侃,重度污染天走在上班路上就是一台“人肉吸尘器”。
由此看来,依靠大数据分析北京或其他城市空气污染的形成及对策,任重道远。一是数据的来源。高耗能企业的生产规模、排放量这些数据是否层层上报,准确统计?掌握此数据的部门是否能向社会公开?北京500万辆汽车所加汽油到底有哪些成分,产生的尾气对空气污染指数的“贡献”率到底多大?二是要冲破数据挖掘分析应用的技术壁垒,当然前提就是数据公开。
在美国NOAA(国家海洋暨大气总署)其实早就在使用大数据业务。每天通过卫星、船只、飞机、浮标、传感器等收集超过35亿份观察数据。收集完毕后,NOAA会汇总大气数据,海洋数据,以及地质数据,进行直接测定,绘制出复杂的高保真预测模型,将其提供给NWS(国家气象局)做出气象预报的参考数据。目前,NOAA每年新增管理的数据量就高达30PB(1PB=1024TB)。由NWS生成的最终分析结果,就呈现在日常的天气预报和预警报道上。
十一、食品大数据舌尖上的安全
民以食为天,食品安全问题直是国家的重点关注问题,关系着人们的身体健康和国家安全。近几年,毒胶囊、镉大米、瘦肉精、洋奶粉等食品安全事件不断考验着消费者的承受力,让消费者对食品安全产生了担忧。
近几年外国旅游者减少了到中国旅游,进口食品大幅度增加,这其中一个主要原因就是食品安全问题。随着科学技术和生活水平的不断提高,食品添加剂及食品品种越来越多,传统手段难以满足当前复杂的食品监管需求,从不断出现的食品安全问题来看,食品监管成了食品安全的棘手问题。此刻,通过大数据管理将海量数据聚合在一起,将离散的数据需求聚合能形成数据长尾,从而满足传统中难以实现的需求。在数据驱动下,采集人们在互联网上提供的举报信息,国家可以掌握部分乡村和城市的死角信息,挖出不法加工点,提高执法透明度,降低执法成本。国家可以参考医院提供的就诊信息,分析出涉及食品安全的信息,及时进行监督检查,第一时间进行处理,降低已有不安全食品的危害。参考个体在互联网的搜索信息,掌握流行疾病在某些区域和季节的爆发趋势,及时进行干预,降低其流行危害。政府可以提供不安全食品厂商信息,不安全食品信息,帮助人们提高食品安全意识。
当然,有专业人士认为食品安全涉及到从田头到餐桌的每一个环节,需要覆盖全过程的动态监测才能保障食品安全,以稻米生产为例,产地、品种、土壤、水质、病虫害发生、农药种类与数量、化肥、收获、储藏、加工、运输、销售等环节,无一不影响稻米安全状况,通过收集、分析各环节的数据,可以预测某产地将收获的稻谷或生产的稻米是否存在安全隐患。
大数据不仅能带来商业价值,亦能产生社会价值。随着信息技术的发展,食品监管也面临着众多的各种类型的海量数据,如何从中提取有效数据成为关键所在。可见,大数据管理是一项巨大挑战,一方面要及时提取数据以满足食品安全监管需求;另一方面需在数据的潜在价值与个人隐私之间进行平衡。相信大数据管理在食品监管方面的应用,可以为食品安全撑起一把有力的保护伞。
十二、政府调控和财政支出大数据令其有条不紊
政府利用大数据技术可以了解各地区的经济发展情况,各产业发展情况,消费支出和产品销售情况,依据数据分析结果,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。大数据还还可以帮助政府进行监控自然资源的管理,无论是国土资源、水资源、矿产资源、能源等,大数据通过各种传感器来提高其管理的精准度。同时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。
大数据及大数据技术带给政府的不仅仅是效率提升、科学决策、精细管理,更重要的是数据治国、科学管理的意识改变,未来大数据将会从各个方面来帮助政府实施高效和精细化管理。政府运作效率的提升,决策的科学客观,财政支出合理透明都将大大提升国家整体实力,成为国家竞争优势。大数据带个国家和社会的益处将会具有极大的想象空间。
十三、舆情监控大数据名探柯南
《黑猫警长》大家都很熟悉,它讲述的是“黑猫警长”如何精明能干、对坏人穷追不舍、跌宕起伏的故事情节。拿到大数据时代背景下的话,虽然它也能体现“黑猫警长”的尽职尽责、聪明能干,但更多的会归结到一个问题:为何还是如此的被动、低效?疾病可以预防,难道犯罪不能预防么?
答案是肯定的。美国密歇根大学研究人员就设计出一种利用“超级计算机以及大量数据”来帮助警方定位那些最易受到不法份子侵扰片区的方法。具体做法是,研究人员通过大量的多类型数据(从人口统计数据到毒品犯罪数据到各区域所出售酒的种类、治安状况、流动人口数据等等),创建一张波士顿犯罪高发地区热点图。同时,还将相邻片区等各种因素加入到数据模型中,并根据历史犯罪记录和地点统计并不断修正所得出的预测数据。
国家正在将大数据技术用于舆情监控,其收集到的数据除了解民众诉求,降低群体事件之外,还可以用于犯罪管理。大量的社会行为正逐步走向互联网,人们更愿意借助于互联网平台来表述自己的想法和宣泄情绪。社交媒体和朋友圈正成为追踪人们社会行为的平台,正能量的东西有,负能量的东西也不少。一些好心人通过微博来帮助别人寻找走失的亲人或提供可能被拐卖人口的信息,这些都是社会群体互助的例子。国家可以利用社交媒体分享的图片和交流信息,来收集个体情绪信息,预防个体犯罪行为和反社会行为。最近警方通过微搏信息抓获了聚众吸毒的人,处罚了虐待小孩的家长。
大数据技术的发展带来企业经营决策模式的转变,驱动着行业变革,衍生出新的商机和发展契机。驾驭大数据的能力已被证实为领军企业的核心竞争力,这种能力能够帮助企业打破数据边界,绘制企业运营全景视图,做出最优的商业决策和发展战略。其实,不论是哪个行业的大数据分析和应用场景,可以看到一个典型的特点还是无法离开以人为中心所产生的各种用户行为数据,用户业务活动和交易记录,用户社交数据,这些核心数据的相关性再加上可感知设备的智能数据采集就构成一个完整的大数据生态环境。
网课算课吗?
网课必须算课。
虽然这是疫情之下的无奈选择,但是如果说网课不算课的话,就否定了所有人的努力。
毕竟这是全部老师、全部同学都参与的一个过程。
任课老师还是要跟以前一样,认真备课,认真上课,然后课后有批改作业,改试卷,跟家长保持沟通,老师一直都在工作,而且该有的测试,都没有少。
此之外老师还要掌握上网课的技巧,摸索新技能。
虽然不是全部的孩子都学到了知识,但是有一部分还是学到了的。
所以不能否认大家在这个过程中所做的努力。
教育部门要求补课,是因为在上网课的时候,有一部分孩子是因为家里没有手机,或者是用的老式手机,或者信号不好,没有学到知识。
当然也有一部分是自己在上课的过程中没有人监督,自己切出去玩游戏或者压根不在线的这种同学。
此外就是想要把这个前期的内容,再给孩子们做一次梳理和巩固,让让孩子们能够切实的掌握到这段时间的知识。
周六周天补课课是教育部门经过研究决定的,应该是从全局高度的一个考量,相信是科学的。
工业40指的是什么?
百度百科:工业4.0俗称第四次工业革命,利用信息化技术促进产业变革的时代。维基百科:工业4.0的核心词汇是智能集成感控系统,而且是高度自动化,可以主动排除生产障碍了解工业4.0前我们先了解一下工业革命的发展史
第一次工业革命(工业1.0):标志性代表发明就是蒸汽机的诞生,通过水和蒸汽动力机械化大规模生产,;
第二工业革命(工业2.0):标志性代表发明的磁生电的诞生,让工业发展进入电气化时代;
第三次工业革命(工业3.0):标准性代表发明就是第一代计算机的诞生,让设备进入信息化时代;
第四次工业革命(工业4.0):在第三个是基础开始采用计算机和自动化,再由自动化迈向智能化
工业4.0有哪些应用呢?物联网和云:在这里有个概念叫万物互联,特别是在今年大力发展5G技术的情况下,可以将所有的工业设备进行网络连接,所有设备的数据都可以采集起来,在云端进行操作,监控和运维。
工业大数据:大数据这个词已经火热几年了,采集连接机器运行的各种数据,然后进行可视化数据分析,可以通知维护、性能和其他问题,以及分析这些数据来识别模式和见解,对制造商行业4.0提供了机会来优化他们的操作快速、高效地了解需要注意的问题,还可以进行机器学习模型的训练,做到让机器自动识别设备故障和优化等问题。
优化物流和供应链:大量的数据分分析,可以对连接的供应链进行调整和适应,如果由于天气原因延误了发货,一个连接的系统可以主动调整以适应这一现实,并修改生产优先级。
自动设备和车辆:有一些船厂正在利用自动起重机和卡车来简化操作,因为他们接受来自船只的集装箱。
工业机器人:工业机器人的应用现在已经比较广泛了,最常见比如京东仓库的智能分仓和商品分拣配送,大疆的无人机等。工业4.0的未来和展望在我看来,现阶段的工业4.0还是在一个起步的阶段,但是已经有初见的成效,利用云端技术,大数据分析等构建的机械自动化生产大大提高了工业生产力,也节省很多人力成本,许多生产商也引入大量的智能化设备进行生产线的升级。
以本人的经历来说,本人目前的公司原本是一个大型的家电制造业公司,目前的已经全面的进入了数字化和智能化的发展,公司的工厂生产线大量引入自动化设备,同时设备数据保存到云端提供给大数据部门进行分析,然后反馈优化结果给工厂的操作人员。
在未来的几十年,工业4.0的使用场景会越来越丰富,同时智能制造化和数字化也会普及各行各业,人力操作的成本也会大大的降低,未来将进入机械智能自动化的时代。
数学专业国家重视吗?
首先感谢邀请!
国家对数学重不重视,我用一句话来回答:数学实力影响着国家实力,世界强国必然是数学强国。为什么这么说?
数学既是一种文化、一种“思想的体操”,更是现代理性文化的核心。
马克思说:“一门科学只有当它达到了能够成功地运用数学时,才算真正发展了。”在前几次科技革命中,数学大都起到先导和支柱作用。
我们不能要求决策者本人一定要懂得很多数学,但至少要经常想想工作中有没有数学问题需要请数学家来咨询。
因为数学是科技创新的一种资源,是一种普遍适用的并赋予人以能力的技术。
一、世界强国与数学强国
数学实力往往影响着国家实力,世界强国必然是数学强国。数学对于一个国家的发展至关重要,发达国家常常把保持数学领先地位作为他们的战略需求。17-19世纪英国、法国,后来德国,都是欧洲大国,也是数学强国。17世纪英国牛顿发明了微积分,用微积分研究了许多力学、天体运动的问题,在数学上这是一场革命,由此英国曾在数学上引领了潮流。
法国本来就有良好的数学文化传统,一直保持数学强国的地位。19世纪德、法争雄,在数学上的竞争也非常激烈,到了20世纪初德国哥廷根成为世界数学的中心。
俄罗斯数学从19世纪开始崛起,到了20世纪前苏联时期成为世界数学强国之一。特别是苏联于1958年成功发射了第一颗人造地球卫星,震撼了全世界。当时美国总统约翰?肯尼迪决心要在空间技术上赶超苏联。他了解到:苏联成功发射卫星的原因之一,是苏联在与此相关的数学领域处于世界的领先地位。此外,苏联重视基础科学教育(包含数学教育)也是它在基础科学研究中具有雄厚实力的一个重要原因,于是下令大力发展数学。
第二次世界大战前美国只是一个新兴国家,在数学上还落后于欧洲,但是今天他已经成为唯一的数学超级大国。战前德国纳粹排犹,大批欧洲的犹太裔数学家被迫移居美国,大大增强了美国的数学实力,为美国打胜二战、提升战后的经济实力做出了巨大贡献。苏联发射第一颗人造地球卫星后,美国加强了对数学研究和数学教育的投入,使得本来在科技界、工商界、军事部门等方面就有良好应用数学基础的美国,迅速成为一个数学强国。苏联、东欧解体后,美国又吸纳了其中大批的优秀数学家。
二、数学及其基本特征
数学是一门“研究数量关系与空间形式”(即“数”与“形”)的学科。 一般地说,根据问题的来源把数学分为纯粹数学与应用数学。研究其自身提出的问题的(如哥德巴赫猜想等)是纯粹数学(又称基础数学);研究来自现实世界中的数学问题的是应用数学。利用建立数学“模型”,使得数学研究的对象在“数”与“形”的基础之上又有扩充。各种“关系”,如“语言” “程序” “DNA排序” “选举”、“动物行为” 等都能作为数学研究的对象。数学成为一门形式科学。
纯粹数学与应用数学的界限有时也并不那么明显。一方面由于纯粹数学中的许多对象,追根溯源是来自解决外部问题(如天文学、力学、物理学等)时提出来的;另一方面,为了要研究从外部世界提出的数学问题(如分子运动、网络、动力系统、信息传输等)有时需要从更抽象、更纯粹的角度来考察才有可能解决。
数学的基本特征是:
一是高度的抽象性和严密的逻辑性。
二是应用的广泛性与描述的精确性。
它是各门科学和技术的语言和工具,数学的概念、公式和理论都已渗透在其他学科的教科书和研究文献中;许许多多数学方法都已被写成软件,有的数学软件作为商品在出售,有的则被制成芯片装置在几亿台电脑以及各种先进设备之中,成为产品高科技含量的核心。
三是研究对象的多样性与内部的统一性。
数学是一个“有机的”整体,它像一个庞大的、多层次的、不断生长的、无限延伸的网络。高层次的网络是由低层次网络和结点组成的,后者是各种概念、命题和定理。各层次的网络和结点之间是用严密的逻辑连接起来的。这种连接是客观事物内在逻辑的反映。
数学家,包括纯粹数学家和部分应用数学家,他们的工作就在于:建立新的结点,寻找新的连接,清理和整合众多的连接,并从客观世界吸取营养来丰富、延伸这个网络。在研究现实世界的问题当中,一旦建立的数学模型和我们已有的结点或者低层次的网络相关,所有建立起来的连接都可能发挥作用,为我们提供解决问题的思路、理论和方法。在现代社会,人们的生活愈来愈离不开数学,我们天天享受着数学的服务,但许多人可能根本不知道!这种例子俯拾皆是。人人都用手机,但并不是人人都知道其中许多关键技术是数学提供的。
三、数学与当代科学技术
(一)数学与科学革命和技术革命
第一次科学革命的标志是近代自然科学体系的形成。是以哥白尼的“日心说”为代表, 后经开普勒、伽利略, 特别是牛顿等一大批科学家的推动完成的。牛顿为了研究动力学,发明了微积分。他的著作《自然哲学的数学原理》影响遍布经典自然科学的所有领域。
被称为19世纪自然科学三大发现的能量守恒与转化定律、细胞学说和进化论是第二次科学革命的主要内容。19世纪末到20世纪初,X射线、电子、天然放射性、DNA双螺线结构等的发现,使人类对物质结构的认识由宏观进入微观,相对论和量子力学的诞生使物理学理论和整个自然科学体系以及自然观、世界观都发生了重大变革,成为第三次科学革命。在这次革命中,数学起了很大作用。建立相对论需要黎曼几何,爱因斯坦本人就承认,是几何学家走到前头去了,他不过学了几何学家的东西,才发明了相对论。在量子力学中用到的概率、算子、特征值、群论等基本概念和结论都是数学上预先准备好了的,所以数学对第三次科学革命起到了推动作用。
第一次技术革命是蒸汽机和机械的革命。
第二次技术革命是电气和运输的革命。
虽然我们很难说出其中哪一项发明直接来自数学,但19世纪和20世纪数学家们发展了常微分方程、偏微分方程、变分学和函数论等数学分支,并把它们用于研究力学—包括流体力学和弹性力学、热学、电磁学等中的物理问题和工程问题,推动了这些学科的发展。此外还值得一提的是:电磁波的发现是麦克斯韦先从数学推导中预见,然后由赫兹用实验验证的。
第三次技术革命以原子能技术、航天技术、电子计算机的应用为代表。
电子计算机从设想、理论设计、研制一直到程序存储等过程,数学家在其中起决定性的主导作用。从理论上哥德尔创建了可计算理论和递归理论,图灵第一个设计出通用数字计算机,他们都是数学家。冯·诺依曼是第一台电子计算机的研制、程序和存储的创建人,维纳和香农分别是控制论和信息论的创始人,他们也都是数学家。由此可见,数学差不多在历次科技革命中,都起过先导和支柱的作用。
(二)数学与自然科学
任何一门成熟的科学都需要用数学语言来描述,在数学模型的框架下来表达它们的思想和方法。当代数学不仅继续和传统的邻近学科保持紧密的联系,而且和一些过去不太紧密的领域的关联也得到发展,形成了数学化学、生物数学、数学地质学、数学心理学等众多交叉学科。数学在模拟智能和机器学习中也起了很重要的作用,包括:环境感知、计算机视觉、模式识别与理解以及知识推理等。
(三)数学与社会科学
数学在社会科学,如经济学、语言学、系统科学、管理科学中占居重要位置。现代经济理论的研究以数学为基本工具。通过建立数学模型和数学上的推演,来探求宏观经济和微观经济的规律。从1969年到2001年间,50名诺贝尔经济学奖得主中,有27人其主要贡献是运用数学方法解决经济问题。数学与金融科学的交叉—金融数学是当代十分活跃的研究领域。冯·诺依曼与摩根斯登的“对策论与经济行为”使“决策”成为一门科学。控制理论与运筹学,特别是线性规划、非线性规划、最优控制、组合优化等在交通运输、商业管理、政府决策等许多方面得到广泛的应用。在工业管理方面,统计质量管理起很大的作用。在运用数学理论之前,质量管理是通过事后检验把关来完成的,难以管控,而且成本也很高。根据概率分布的原理,可以将数理统计的方法应用到质量管理当中去,产生了统计质量管理的理论和方法。
(四)数学与数据科学
人们利用观察和试验手段获取数据,利用数据分析方法探索科学规律。数理统计学是一门研究如何有效地收集、分析数据的学科,它以概率论等数学理论为基础,是“定量分析”的关键学科,其理论与方法是当今自然科学、工程技术和人文社会科学等领域研究的重要手段之一。为了处理网络上的大量数据,挖掘、提取有用的知识,需要发展“数据科学”。近年来大家都从媒体上知道掌握“大数据”的重要性。美国启动了“大数据研究与发展计划”,欧盟实施了“开放数据战略”,举办了“欧盟数据论坛和大数据论坛”。大数据事实上已成为信息主权的一种表现形式,将成为继边防、海防、空防之后大国博弈的另一个空间。此外,大数据创业将成就新的经济增长点(电子商务—产品和个性化服务的大量定制成为可能,疾病诊断、推荐治疗措施,识别潜在罪犯等)。所以“大数据”已经成为各国政府管理人员、科技界和媒体十分关注的一个关键词。“大数据”的核心是将数学算法运用到海量数据上,预测事情发生的可能性。人们普遍认识到研究大数据的基础是:数学、计算机科学和统计科学。
(五)数学与技术科学
马克思说过:“一门科学只有当它达到了能够成功地运用数学时,才算真正发展了。”
今天的技术科学如信息、航天、医药、材料、能源、生物、环境等都成功地运用了数学。信息科学与数学的关系最为密切。信息安全、信息传输、计算机视觉、计算机听觉、图象处理、网络搜索、商业广告、反恐侦破、遥测遥感等都大量地运用了数学技术。高性能科学计算被认为是最重要的科学技术进步之一,也是21世纪发展和保持核心竞争力的必需科技手段。例如核武器、流体、星系演化、新材料、大工程等的计算机模拟都要求高性能的科学计算。但有了最快的计算机并不等于高性能科学计算就达到了国际先进水平。应用好高性能计算机解决科学问题,基础算法与可计算建模是关键。相对于计算机硬件,我国在基础算法与可计算建模研究方面的投入不足,不利于我国高性能计算机的持续发展。
药物分子设计已经成为发现新药的主要方向。其中计算机辅助设计扮演着不可替代的角色。用计算的方法从小分子库中搜索发现各种与酶可能的结合构象来筛选药物,或者采用基于受体结构的特征,以及受体和药物分子之间的相互作用方式来进行药物设计,已成为当前耗费计算资源最多的领域之一。
四、数学与国防
在二战中,数学家对于盟军取胜起到了什么作用?
冯·诺依曼是20世纪一位顶级数学家,也是第一台电子计算机程序和存储的研制构思者。他对美国原子弹的制造做了两大贡献:
一是帮助洛斯阿拉莫斯找到了数学化的途径。“数学化”是指用快速计算机去模拟计算原子弹的爆炸过程和爆炸威力。
二是研究爆聚炸弹,就是把一些炸弹、原子弹捆绑起来发出更大的威力。
乌拉姆是波兰数学家,他从欧洲逃到美国后参加了曼哈顿计划。为了模拟核实验,他发明了蒙特卡罗计算方法。
前苏联大数学家柯尔莫哥洛夫在二战中提出了平稳随机过程理论。美国数学家维纳提出了滤波理论,这些理论对于排除噪音的干扰,处理雷达所得的信息发挥了作用。
英国数学家图灵是设计出通用数字计算机的第一人。二战中,他与一些优秀数学家一起,最终破译了德军所用的密码体制Enigma。美国的密码分析学家也于1940年破译了日本的“紫密”密码。
1942年日本突袭中途岛海战失败,一个重要原因是美国破译了日本攻击中途岛的情报;1943年4月,利用所破译的情报,美国打下了山本五十六的座机,成为密码史上精彩的一页。
在现代化战争中,数学的作用更为突出。在武器方面有核武器、远程巡航导弹等先进武器的较量。在信息方面有保密、解密、干扰、反干扰的较量。对策方面有战略、策略、武器配制等方面的较量。每一项都和数学有紧密的关系。
核反应过程是在高温高压下进行的,核爆炸的巨大能量在微秒量级的时间内释放出来,很难在核试验中测量出核爆炸内部的细微过程,只能得到一些综合效应的数据。但通过核反应过程的数学模型,进行数值计算却可以给出爆炸过程中各个细节的图像、定量的数据以及各种因素与机制的相互作用。在参加全面禁止核试验条约后,通过数值计算模拟核试验就更重要了。
在巡航导弹方面,《解放军报》在一篇《数学的威力》报道中写道: “一个方程将卫星图像质量提高30%,一个公式改变了一个部队的知情模式。”信息的“加密”与“解密”是一种对抗,正如人们所说 “魔高一尺,道高一丈”。而这种对抗力量的表现全在所依靠的数学理论之上。例如,公开密钥算法大多基于计算复杂度很高的难题,要想求解,需要在高速计算机上耗费许多时日才能得到答案。这些方法通常来自于数论。例如,RSA源于整数因子分解问题,DSA源于离散对数问题,而近年发展快速的椭圆曲线密码学则基于与椭圆曲线相关的数学问题。
自从费曼提出量子计算机以来,人们希望设计出一种计算机,它能实现在冯?诺依曼计算机上不能实现的算法。如果一旦能把某种类型的计算速度大大增加,那么破解现有的密码就有可能。1994年数学家Shor已经对假想的量子计算机,提出了一种大合数的因子分解方法,其复杂度大大降低,使得在量子计算机上有可能破解许多现有的密码。从大的战役指挥,到小的作战方案,都需要了解敌我双方的实力,运筹帷幄,不打无准备之仗。这都需要进行定量化分析,建立模型,形成随机应变的作战指挥系统。其中概率统计、运筹学等数学分支发挥着重要作用。
五、数学与国民经济
数学与国民经济中的很多领域休戚相关。互联网、计算机软件、高清晰电视、手机、手提电脑、游戏机、动画、指纹扫描仪、汉字印刷、监测器等在国民经济中占有相当大的比重,成为世界经济的重要支柱产业。其中互联网、计算机核心算法、图像处理、语音识别、云计算、人工智能、3G等IT业主要研发领域都是以数学为基础的。所以信息产业可能是雇用数学家最多的产业之一。这里用到许多不同程度的数学工具,有的还有相当的深度,包括:编码、小波分析、图像处理、优化技术、随机分析、统计方法、数值方法、组合数学、图论等等。
上世纪70年代之后,计算机技术和计算流体力学的发展使数值模拟在大型客机的研制中发挥了巨大作用,计算流体力学与风洞试验、试飞一起并列成为获得气动数据的三种手段。
传统的大型工程,如水坝的设计需要对坝体和水工结构作静、动应力学分析。数学中的有限元方法是其中最基本的计算方法。
在石油勘探与开采中都大量运用数学方法,涉及到数字滤波、偏微分方程的理论和计算以及反问题等。数学模拟在化学工业中也起很大的作用。被称为现代化工之父的美国人埃莫森,把有些化工实验在“小试”阶段之后,通过成熟的数学建模手段取代“中试”,直接进入“大试”,缩短了实验周期,节省了经费。现代医疗诊断中常用的CT扫描技术,其原理是数学上的拉东变换。CT螺旋式的运动路线记录X光断层的信息。计算机将所有的扫描信息按数学原理进行整合,形成一个详细的人体影像。在更先进的生物光学成像技术的研究中也吸引了不少数学家的参与。
药物检验—要评估一种新药能否上市,需要经过新药疗效测试,这就要科学地设计试验,以排除各种随机性的干扰,真正评估出药物的效果和毒性。为此,人们设计出了双盲试验等试验手段。国外流行的SAS软件,是药物检验的必经之径。发达国家制药公司聘用大批拥有数理统计学位的雇员从事药检工作。
国际金融市场用“金融高技术”运作。“金融数学”是利用数学工具来研究金融,进行数学建模、理论分析、数值计算等定量分析的一种金融高技术。它是数学和计算技术在金融领域的应用。华尔街和一些发达国家大银行、证券公司高薪雇用大批高智商的数学、物理博士从事资本资产定价、套利、风险评估、期货定价等方面的工作。
发达国家的保险业中早已使用“精算”为金融决策提供依据。精算学是一门运用概率、统计等数学理论和多种金融工具,研究如何处理保险业及其他金融业中各种风险问题的定量方法和技术的学科,是现代保险业、金融投资业和社会保障事业发展的理论基础。灾害预测与风险评估关乎国计民生。
数值模拟是大气科学、地震预测等实验性科学中的重要实验手段。而要提高预测的准确性必须缩小计算网格 (提高分辨率)、复杂化物理过程,这些都导致计算量呈几何级数增加,解决的途径不仅要加大计算机、加快计算机的速度,还要改进数学方法。
有关的研究表明,我们国家计算软件工业相对落后,并不是因为我们缺少一般的程序人员,而是缺乏有较高数学修养的高水平的程序开发人员。与此相对照的是,比如贝尔实验室、朗讯、IBM、微软、谷歌、雅虎这类IT行业领袖,不但大量地招聘数学专业的博士、硕士到公司工作,而且还专门设有相当规模的数学研究部门,支持数学家开展纯粹数学理论研究,以确保长期的核心竞争力。IBM公司还为本公司五万名咨询人员建立了数学学历档案,以便能够针对每项工作任务,指派最合适的团队人员。
六、数学与文化教育
(一)数学是一种文化
数学作为现代理性文化的核心,提供了一种思维方式。这种思维方式包括:抽象化、运用符号、建立模型、逻辑分析、推理、计算,不断地改进、推广,更深入地洞察内在的联系,在更大范围内进行概括,建立更为一般的统一理论等一整套严谨的、行之有效的科学方法。按照这种思维方式,数学使得各门学科的理论知识更加系统化、逻辑化。
作为一种文化,它的特点在于:
追求一种完全确定的、完全可靠的知识。在数学上是非分明,没有模棱两可。即使对于“偶然”发生的随机现象,对于“不确定”的事件,也要提出精确的概念和研究方法,确切回答某个事件发生的概率是多少,在什么确切的范围以内等等。
追求更深层次的、更为简单的、超出人类感官的基本规律。数学家们是把原始的来自实际的问题,经过了层层抽象,在抽象的、仍然是客观事物真实反映的更深层次上来考察、研究其内在规律。
它不仅研究宇宙的规律,而且也研究它自己。特别是研究自身的局限性,并在不断否定自身中达到新的高度。
由此可见,数学文化是一种非常实事求是的文化,它体现了一种真正的探索精神,一种毫不保守的创新精神。
(二)数学教育的重要性
在知识社会,数学对于国民素质的影响至关重要。1984年美国国家研究委员会在《进一步繁荣美国数学》中提出:“在现今这个技术发达的社会里,扫除‘数学盲’的任务已经替代了昔日扫除文盲的任务,而成为当今教育的主要目标”。1993年美国国家研究委员会又发表了《人人关心数学教育的未来》的报告,提出:“除了经济以外,对数学无知的社会和政治后果给每个民主政治的生存提出了惊恐的信号。因为数学掌握着我们的基于信息的社会的领导能力的关键。”当年读了这后一段话,很不理解,发生“棱镜事件”之后才恍然大悟。
在我国有没有扫除“数学盲”的必要?答案是肯定的。
普及数学知识。信息社会对于公民的逻辑能力要求明显提高。中、小学数学教育最主要的目的之一,应当在于提高学生的逻辑能力。因此数学作为一种“思想的体操”,应该是中、小学义务教育最重要的组成部分。此外,多举办各种科学普及讲座,向公众普及数学知识,介绍数学在各个领域中的应用也是必要的。
数学开阔人的视野,增添人的智慧。一个人是否受过这种文化熏陶,在观察世界、思考问题时会有很大差别。数学修养不但对于一般科学工作者很重要,就是有了数学修养的经营者、决策者,在面临市场有多种可能的结果,技术路线有多种不同选择时,也有可能减少失误。亿万富翁詹姆斯·赛蒙斯就是一个最好的例证。在进入华尔街之前,赛蒙斯是个优秀的数学家,进入华尔街之后,他和巴菲特的“价值投资”理念不同,赛蒙斯依靠数学模型和电脑管理旗下的巨额基金,用数学模型捕捉市场机会,由电脑做出交易决策。他称自己为“模型先生”,认为建立好的数学模型可以有效地降低风险。
发达国家在大型公共设施建设,管道、网线铺设以及航班时刻表的编排等方面,早已普遍应用运筹学的理论和方法,既省钱、省力又提高效率。可惜,运筹学的应用在我国还不普遍。其实我们不能要求决策者本人一定要懂得很多数学,但至少要经常想想工作中有没有数学问题需要请数学家来咨询。
加强和改善高等数学教育,培养创新人才。在1988年召开的国际数学教育大会上,美国数学教育家在 “面向新世纪的数学的报告”中指出,“对于中学后数学教育,最重要的任务是使数学成为一门对于怀着各种各样不同兴趣的学生都有吸引力的学科,要使大学数学对于众多不同的前程都是一种必要的不可少的预备”。对于我们来说,就是改革“高等数学课”,使得它对于非数学专业的学生都有吸引力,而且也使他们学到的内容能在今后工作中发挥作用。因为数学是科技创新的一种资源,是一种普遍适用的并赋予人以能力的技术,改善高等数学教育,提高大学生的数学水平,定将促进这种资源的开发和科技的创新。
壮大应用数学队伍,重视纯粹数学的研究和人才。今天,数学几乎已经深入到我们能想到的一切方面。这么多有用处的数学,表面上看都属于应用数学,然而,纯粹数学与应用数学的关系如同一座冰山,浮在水面上的是应用数学,而埋在水下的是纯粹数学。没有埋于水下的深厚积累,这些“应用”是建立不起来的。数学是一个有机的整体,许多深刻的纯粹数学理论把看似毫不相关的概念和结论链接了起来,为研究现实世界中的问题提供强有力的思想和方法。无数事例证明:许多当时看不到有任何应用前景的纯粹数学理论,后来在现实世界应用中发挥了巨大作用。例如:数论与现代密码学,调和分析与模式识别,几何分析与图像处理,随机分析与金融等等不胜枚举。
人们认为:下一次科技革命将以人类三种新的“生存形式”为重要标志,即网络人(生活在网络空间的虚拟人)、仿生人(高仿真智能人)和再生人(具有自然人特征的“复制人”)。预计这次科技革命大约将在2020-2050年到来。回顾前几次科技革命,数学大都起到了先导和支柱的作用。因此有理由相信:数学必将成为下一次科技革命最重要的推动力之一。我们要以早日实现中国梦的强烈责任感和紧迫感,加速建设数学强国,为在下次科技革命中赢得主动、抢占先机,奠定坚实基础,提供强大动力!
大数据主要学习哪些内容?
前言要从事计算机行业的工作,不管是什么工作,开发、测试、还是算法等,都是要有一门自己比较熟练的编程语言,编程语言可以是C语言、Java、C++等,只要是和你后续工作所相关的就可以(后续用到其他语言的话,你有一门语言基础了,学起来就快了)。一般初学者入门语言大多都会选择Java、C语言、C++或者Python,而且现在网上有很多好的视频,可以供初学者学习使用。关于学习视频或者资料的选择,知乎或者百度等都有很多讲解了,也可以跟师兄师姐咨询,这样可以少走很多弯路,当然,有人说,走一些弯路总是有好处的,但是我这里说的弯路不是说不犯错误,不调bug,而是指学习资料以及一些知识点的偏重点,这样可以尽量节约一部分时间,刚开始时,总会有点迷,而且当你真正投入进去学习时,会发现时间总是不够用。
我前面是做的Java后端,后续才转的大数据,所以一些Java开发所需要的东西自己也有学习过,也都是按照正常的路线走的,JavaSE阶段,然后数据库,SSM框架,接着做了一些网上找的项目,之后发现对大数据比较感兴趣,就开始找大数据相关的资料学习,看视频,看博客,敲代码,前期大概花了3-4个月吧(公众号的这些资料就是我当时看过的),也是一步步艰难走过来的,刚刚开始接触大数据相关的东西时,一度怀疑这么多东西自己能否学得完,是不是能用得到,学完又忘了,忘了又回头看,不过还好,坚持过来了,还好没有放弃,工作也还ok,找的大数据开发岗,待遇也还不错吧。
下面就说一下我自己从Java开发到大数据开发的曲折学习之路(狗头保命.jpg)。因为我现在是做大数据相关的工作了,所以Java后端涉及到的一些SSM框架等知识点我就不介绍了,毕竟后续一段时间也没有做了。自己看过的大数据学习相关的视频+资料大概是200G-300G吧,从Linux->Hadoop->。。。->Spark->项目,还有就是一些面试文档,面经等。一些视频看了两遍或者更多,跟着学,跟着敲代码,做项目,准备面试。涉及到需要学习的东西包括:JavaSE,数据结构与算法(计算机行业必备),MySQL,Redis,ES(数据库这些可以看项目,也可以自己熟练一两个),Linux,Shell(这个可以后期补),Hadoop,Zookeeper,Hive,Flume,Kafka,HBase,Scala(Spark是Scala写的,会Scala做相关的项目会更容易入手),Spark,Flink(这个是找工作时有面试官问过几次liao不liao解,所以找完工作才开始接触学习),相关项目。
编程语言阶段学习如果是零基础的话,建议还是从视频开始入门比较好,毕竟一上来就看教材,这样有些代码的来龙去脉可能不是很了解。如果是有一些编程语言基础的话,从视频开始也会更简单,一些for、while循环你都知道了,学起来也会快很多。 JavaSE我是选择的某马刘意的为主,因为刚刚开始学Java看过一本从《Java从入门到精通》,没什么感觉,后续又在看了某课网的Java初级视频,还是没感觉出来啥(当时就有点怀疑自己了。。。),可能有点没进入状态。 还好后续找了某马刘意老师的JavaSE视频(我是看的2015年版本,那时候19版还没出),觉得他讲的真的是很好很详细,每个知识点都会有例子,也都会带你敲代码,做测试,可能前面有C语言基础,然后也看过Java的一些语法,所以学起来还是比较顺利,后面的IO流、多线程等知识点时,也有看书看博客,或者看看其他老师的课程,讲解的可能自己比较容易接受就可以,反正都是多尝试(下面会给出视频链接),尽量懂一些,后续可以回头来复习。JavaSE相关的视频,先看一遍,后续有时间建议再看一遍,而且这些经典的视频,看两遍真的是享受。 如果有一定基础了的,JavaSE前面七八天的视频可以加速看,但是不懂的一定要停下开仔细想想,零基础的还是尽量不要加速吧,慢慢来稳些。后面的视频建议还是跟着视频来,尽量不要加速,代码尽量都敲一敲,第一遍基本上一个月到一个半月可以结束。 JavaSE可以说是很基础也很重要的东西,主要重点包括面向对象、集合(List、Map等),IO流,String/StringBuilder/StringBuffer、反射、多线程,这些最好是都要熟悉一些,面试也是重点。 JavaSE之后,如果你是要走前端或后端开发路线的话,可以跟着一些网上的视频继续学习,这里我就不多做介绍了。
===========分割线,Scala可以后续Spark阶段再接触学习=============
Scala的学习,Scala是一门多范式 (multi-paradigm) 的编程语言,Scala支持面向对象和函数式编程,最主要的是后续Spark的内容需要用到Scala,所以前面学习了JavaSE,到Spark学习之前,再把Scala学习一波,美滋滋,而且Scala可以和Java进行无缝对接,混合使用,更是爽歪歪。后续Spark学习时基本都是用的Scala,也可能是和Java结合使用,所以Spark之前建议还是先学一波Scala,而且Scala用起来真是很舒服(wordcount一行代码搞定),适合迭代式计算,对数据处理有很大帮助,不过Scala看代码很容易看懂,但是学起来还是挺难的,比如样例类(case class)用起来真是nice,但是隐式转换学起来就相对比较难。学习Scala的建议:1. 学习scala 特有的语法,2. 搞清楚scala和java区别,3. 了解如何规范的使用scala。Scala对学习Spark是很重要的(后面Flink也是要用),虽然现在很多公司还是用Java开发比较多,而且Spark是Scala写的,如果要读源码,会Scala还是很重要的(至少要看得懂代码)。 Scala主要重点包括:隐式转换和隐式参数、模式匹配、函数式编程。这里我看的是某硅谷韩老师的Scala视频,韩老师讲的真的很不错,五星推荐,哈哈。 也许有人会觉得Python也是需要的,但是学习阶段,可能用Java还是比较多,面试也基本都是问Java相关的内容,所以Python后续工作会用到的话,再看看Python的内容吧。
大数据框架阶段学习大数据这方面的知识点自己可以说真的是从零开始的,刚刚开始学那会Linux基本都没用过,心里那个虚啊,而且时间也紧迫,想起来都是一把辛酸泪。 刚刚开始学的时候,看了厦门大学林子雨的《 大数据技术原理与应用》课程,可能这个课程是面对上课的,所以看了一些,感觉对自己帮助不是很大(并不是说课程不好,可能不太适合自己,如果是要了解理论知识,很透彻,但是俺时间紧迫啊),所以就继续在网上找视频,然后发现某硅谷的培训视频很多人去参加,而且知识点也很齐全,大数据相关组件都有讲课,还有一些项目比较好,所以就找了它相关的视频,当时看的是2018年的,所以视频不算旧。 来一张推荐系统架构的图,先看看
一般来说,Flume+Kafka对数据进行采集聚合传输,一方面Spark对实时数据进行处理,传输给相应的数据处理模块(比如实时数据处理的算法模块,Spark也有提供常见的机器学习算法的程序库),另一方面采集的数据也可以放入数据库(HBase、MongoDB等)中,后续MapReduce对离线数据进行离线处理,数据处理完毕用于后续的使用,数据采集处理的流程大概就是这样。如果是推荐系统,实时推荐会给用户产生实时的推荐结果,让用户进行查阅选择,比如你在界面浏览了或者看了新的物品,然后刷新下界面,可能给你展示的东西就有一些变成跟你刚刚浏览的相关了。离线推荐的话主要是对离线数据进行处理,为物品或种类做出相似的推荐,如果后续用户搜索相应的物品时,给用户展示相应的产品。
大数据学习路线:Linux -> Hadoop -> Zookeeper -> Hive -> Flume -> Kafka -> HBase -> Scala -> Spark -> 项目 - > Flink( 如果需要学习Storm,在Spark前面学习)
一、Linux(基本操作)一般我们使用的都是虚拟机来进行操作,所以要安装VM( Virtual Machine),我使用的是CentOS,所以VM和CentOS都要跟着安装好,跟着视频操作,一定要动手实践,将一些Linux基本命令熟练掌握,一些VIM编辑器的命令也要会用,做相应的一些配置,使用SecureCRT来做远程登录操作(也可以使用其他的,自己顺手就行)。再强调一遍,基本操作命令尽量熟练一点,如果一下记不住,打印一些常用的,自己看看,多用多实践,慢慢就会用了。还有一些软件包的下载安装卸载等,跟着操作一遍,熟悉下,后续都会使用,Shell编程可以后续补。
二、Hadoop(重点中的重点)Hadoop是一个分布式系统基础框架,用于主要解决海量数据的存储和海量数据的分析计算问题,也可以说Hadoop是后续整个集群环境的基础,很多框架的使用都是会依赖于Hadoop。主要是由HDFS、MapReduce、YARN组成。这个部分安装Hadoop,Hadoop的三个主要组成部分是重点,对他们的概念要理解出来,知道他们是做什么的,搭建集群环境,伪分布式模式和完全分布式模式的搭建,重要的是完全分布式的搭建,这些部分一定要自己动手实践,自己搭建集群,仔细仔细再仔细,Hadoop的NameNode,DataNode,YARN的启动关闭命令一定要知道,以及他们的启动关闭顺序要记住,不要搞混。后续视频会有一些案例操作,跟着写代码,做测试,把基本环境都配置好,后续这个集群(完全分布式需要三台虚拟机)要一直使用。
三、ZookeeperZookeeper是一个开源的分布式的,为分布式应用提供协调服务的Apache项目。分布式安装ZK,对ZK有一定的了解就可以了,了解它的应用场景,以及内部原理,跟着做一些操作,基本上有一些了解即可。
四、Hive(重点)Hive是基于Hadoop的数据仓库工具,可以将结构化的数据文件映射为一张表,并提供类SQL查询功能。Hive的安装,它的数据类型,以及它的数据定义、数据操作有较好的了解,怎么操作表(创建表、删除表,创建什么类型的表,他们有什么不同),怎么操作数据(加载数据,下载数据,对不同的表进行数据操作),对数据的查询一定要进行实践操作,以及对压缩方式和存储格式要有一些了解,用到时不懂也可以去查,最好是能理解清楚。这部分有什么面试可能会问,所以视频后续的面试讲解可以看看,理解清楚。
五、FlumeFlume是一个高可用的,高可靠的,分布式的海量日志采集、聚合和传输的系统。对于Flume,对它的组成架构,以及对Flume Agent的内部原理要理解清楚,Source、Channel、Sink一定要知道它们的各种类型以及作用,有哪些拓扑结构是常见常用的,例如一对一,单Source、多Channel、多Sink等,它们有什么作用,要理解清楚。还有一个重点,就是对Flume的配置文件一定要了解清楚,不懂的可以上官网查看案例,对于不同的情况,它的配置文件要做相应的修改,才能对数据进行采集处理,视频中的实践案例一定要跟着做。
六、Kafka(重点)Kafka是一个分布式消息队列,用来缓存数据的。比如说实时计算中可以通过Flume+Kafka对数据进行采集处理之后,Spark Streaming再使用Kafka相应的Topic中的数据,用于后续的计算使用。对于Kafka,要理解Kafka的架构,什么是Kafka,为什么需要Kafka,应用场景。基本的命令行操作要掌握,比如怎么创建删除Topic,怎么通过生产者生成数据,消费者怎么消费数据等基本操作,官网也是有一些案例可以查阅的。
七、HBase(重点)HBase是一个分布式的、基于列存储的开源数据库。HBase适合存储PB级别的海量数据,也可以说HBase是很适合大数据的存储的,它是基于列式存储数据的,列族下面可以有非常多的列,列族在创建表的时候就必须指定。所以对HBase的数据结构要有一定的理解,特别是RowKey的设计部分(因为面试被问到过,咳咳,所以点一下),对于它的原理要了解,一些基本操作也要都会,比如创建表,对表的操作,基本的API使用等。
八、Spark(重点中的重点)Spark是快速、易用、通用的大数据分析引擎。一说到Spark,就有一种哪哪都是重点感觉,哈哈。 Spark的组成可以看下图
Spark是基于内存计算的,对于数据的处理速度要比MapReduce快很多很多,而且数据挖掘这些都是要对数据做迭代式计算,MapReduce对数据的处理方式也不适合,而Spark是可以进行迭代式计算,很适合数据挖掘等场景。Spark的Spark SQL能够对结构化数据进行处理,Spark SQL的DataFrame或DataSet可以作为分布式SQL查询引擎的作用,可以直接使用Hive上的表,对数据进行处理。Spark Streaming主要用于对应用场景中的实时流数据进行处理,支持多种数据源,DStream是Spark Streaming的基础抽象,由一系列RDD组成,每个RDD中存放着一定时间段的数据,再对数据进行处理,而且是基于内存计算,速度快,所以很适合实时数据的处理。Spark MLlib提供常见的机器学习(ML)功能的程序库。包括分类、回归、聚类、协同过滤等,还提供了模型评估、数据 导入等额外的支持功能。对Spark的核心组件、部署模式(主要是Standalone模式和YARN模式)、通讯架构、任务调度要有一定了解(面试问到了可以说一波),Spark Shuffle要好好理解,还有内存管理要知道,对Spark的内核原理一定要好好理解,不仅面试可能要用,以后工作也是有帮助的。
九、Flink(重点中的重点)Flink是一个框架和分布式处理引擎,用于对无界(有开始无结束)和有界(有开始有结束)数据流进行有状态计算。现在主要是阿里系公司使用的比较多,很多公司使用的还是Spark居多,而且Flink基本上都是和Spark很多功能大体上一样的,但是以后Flink和Spark孰强孰弱还有待时间的考验,不过Flink近几年越来越火了这是事实,所以如果有时间有精力的话,可以学一学Flink相关的内容也是很不错的。Spark和Flink主要都是在数据处理方面应用,在数据处理方面的话,离线数据处理:Flink暂时比不上Spark,Spark SQL优点在于可以和Hive进行无缝连接,Spark SQL可以直接使用Hive中的表;Flink暂时做不到这一步,因为官方不支持这一操作,Flink只能将数据读取成自己的表,不能直接使用Hive中的表。对于实时数据的处理:Flink和Spark可以说是平分秋色吧,而且Flink是以事件为驱动对数据进行处理,而Spark是以时间为驱动对数据进行处理,在一些应用场景中,也许Flink的效果比Spark的效果还要好些,因为Flink对数据更加的敏感。比如一秒钟如果触发了成千上万个事件,那么时间驱动型就很难对数据做细致的计算,而事件驱动型可以以事件为单位,一个个事件进行处理,相比而言延迟更低,处理效果更好。现在使用Flink的公司越来越多,有时间学习下,也算是有个准备。
项目阶段其实某硅谷的视频里面有很多大数据相关的项目,而且都是文档配代码的,B站上也有视频,学习期间可以跟着视频做两到三个项目,自己理清思路,把项目理解透彻,还是可以学到很多东西的。 根据自己情况,选择两到三个项目重点跟着做,理解透彻一点
大数据项目实战某硅谷的视频里面有很多大数据相关的项目,而且都是文档配代码的,学习期间可以跟着视频做两到三个项目,自己理清思路,把项目理解透彻,还是可以学到很多东西的。根据自己情况,选择两到三个项目重点跟着做,理解透彻一点。相关项目文档资料我已经放到网盘,GongZhongHao回复相应关键字获取领取方式。 相关项目、涉及技术框架及其B站链接(B站链接主要是为了有些小伙伴网盘速度限制,这样就下载文档资料即可)
书籍书籍部分直接云盘链接保存即可,这里我放两张Java开发和大数据开发我自己的书单(很多,路漫漫,吾将上下而求索~) Java后端书架:
大数据书架:
大概就这些,看完就需要很久了,大部分我也是需要的时候看相应的部分,所以有时间可以好好看下,不然就需要哪一部分看哪一部分,有助于学习即可。
最后大数据开发也是需要编程基础的,并不是学会使用这些框架怎么样就可以了,所以对于编程语言,数据结构与算法,计算机网络这些基础也是要的,这些基础知识也有助于自己以后的发展,如果是应届生校招的话,面试基本上都是JavaSE和数据结构与算法等的知识点,还有大数据组件相关的知识点,以及对项目的理解,这些都是要自己面试前准备好的,多看面经,多找面试题看,面几次,心里有谱了,后续面试就好了。 不管是从事什么样的计算机相关的岗位,编程都是很重要的,数据结构与算法特别重要,还有就是leetcode等编程网站刷题,提升自己的编程思维,后续笔试面试都要要的。 要将一行行代码看做一叠叠rmb,但是一行行代码能不能转换成一叠叠rmb,自己就一定要:坚持,多敲代码;多敲代码,坚持;坚持。