大數(shù)據(jù)科學(xué)與工程專業(yè)設(shè)置探索

盧涵宇 張達(dá)敏 楊平

摘要：針對貴州大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際需情況，分析大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)及特點(diǎn)，結(jié)合貴州發(fā)展和打造大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的三大機(jī)遇和五大優(yōu)勢，對貴州大學(xué)設(shè)置大數(shù)據(jù)科學(xué)與工程專業(yè)的優(yōu)勢進(jìn)行了分析和展望，利用更好的培養(yǎng)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)人才。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；大數(shù)據(jù)科學(xué)與工程；人才培養(yǎng)

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）24-5715-02

Big Data Science and Engineering Research

LU Han-yu， ZHAGN Da-min， YANG Ping

（College of Big Data and Information Engineering， Guizhou University， Guiyang 550025， China）

Abstract： In view of the actual Guizhou data industry development needs， analysis of the key technology and the characteristics of large data， combined with the three big opportunities in Guizhou development and create large data industry and the five major advantages， the advantages of large data of Guizhou University science and engineering are analyzed and discussed， using the industry data better talents training.

Key words： Big data； Big data science and engineering； Personnel training

隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算的快速發(fā)展，大規(guī)模數(shù)據(jù)已經(jīng)融入我們工作和生活中。2011年5月，全球知名咨詢公司麥肯錫發(fā)布了《大數(shù)據(jù)：創(chuàng)新、競爭和生產(chǎn)力的下一個前沿領(lǐng)域》報告，首次提出了“大數(shù)據(jù)”的概念；2012 年世界經(jīng)濟(jì)論壇發(fā)布了《大數(shù)據(jù)、大影響》的報告； 2012年3月，美國總統(tǒng)奧巴馬宣布啟動“大數(shù)據(jù)研究與開發(fā)計劃”，提出將“大數(shù)據(jù)”研究上升到美國國家戰(zhàn)略的最高層；2012年5月，香山科學(xué)會議組織了以“大數(shù)據(jù)科學(xué)與工程：一門新興的交叉學(xué)科？”為主題的學(xué)術(shù)討論會，與會的學(xué)者、專家就大數(shù)據(jù)的理論與工程技術(shù)研究、應(yīng)用方向以及大數(shù)據(jù)研究的組織方式與資源支持形式等重要問題進(jìn)行了深入討論，值得我們進(jìn)一步的深入研究和探索。

1 大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)及特點(diǎn)

大數(shù)據(jù)技術(shù)是一系列收集、存儲、管理、處理、分析、共享和可視化技術(shù)的集合。適用于大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)：遺傳算法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)挖掘，回歸分析，分類分析，聚類分析，關(guān)聯(lián)規(guī)則學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)融合與集成，機(jī)器學(xué)習(xí)，自然語言處理，情感分析，網(wǎng)絡(luò)分析，空間分析，時間序列分析，分布式文件系統(tǒng)。分布式緩存，分布式數(shù)據(jù)庫。非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可視化技術(shù)。

大數(shù)據(jù)一般有四個主要特征，簡稱為4V特點(diǎn)：

1） 數(shù)據(jù)量大（Volume），隨著時間的推移，數(shù)據(jù)量級已從TB發(fā)展至PB乃至ZB，可以稱為海量、巨量乃至超量。

2） 數(shù)據(jù)種類多（Variety），互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)的發(fā)展，使數(shù)據(jù)類型變得更加復(fù)雜，不僅包括傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)類型，也包含為網(wǎng)頁、圖片、視頻、圖像與位置信息等半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息。

3） 處理速度快（Velocity），面對快速動態(tài)變化的流式數(shù)據(jù)，需要快速、持續(xù)的實時處理海量數(shù)據(jù)。

4） 價值高密度低（Value），數(shù)據(jù)量呈指數(shù)增長加大了獲取有用信息的難度，有重大價值者可能僅為一兩秒的數(shù)據(jù)流，如何快速高效發(fā)現(xiàn)隱藏在海量數(shù)據(jù)中的潛在有價值模式也給我們帶來了難度。

2 貴州發(fā)展大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢

2012年11月，《貴州省委省政府關(guān)于加快信息產(chǎn)業(yè)跨越發(fā)展的意見》出臺；2013年初， 《貴州“云計算”戰(zhàn)略規(guī)劃》發(fā)布；2014年2月，貴州省政府審議了《關(guān)于加快大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展及應(yīng)用若干政策的意見》、《貴州省大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)用規(guī)劃綱要2014-2020》；根據(jù)以上政策，貴州省將按市場機(jī)制組織和設(shè)立“貴州大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)投資基金”，分期募集，首期規(guī)模15億元，由財政投入引導(dǎo)資金5億元，其余資金采取市場募集。著力市場應(yīng)用培育、支持技術(shù)創(chuàng)新、強(qiáng)化信息安全保障。

貴州發(fā)展大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)有三大發(fā)展機(jī)遇和五大優(yōu)勢。三大發(fā)展機(jī)遇是：國家和貴州省全力支持為大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供政策保障、貴州省重視電子信息產(chǎn)業(yè)為大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、經(jīng)濟(jì)社會加速轉(zhuǎn)型升級為大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供市場需求。五大優(yōu)勢是：生態(tài)優(yōu)勢，氣候環(huán)境優(yōu)良，地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；能源優(yōu)勢，水煤資源豐富，電力價格低廉；區(qū)位優(yōu)勢：地理位置特殊，交通日趨便利；戰(zhàn)略優(yōu)勢，西部重要增長極，內(nèi)陸開放新高地；產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢：貴州歷史上是三大軍工基地，現(xiàn)在有三大運(yùn)營商開放運(yùn)營，將為大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)提供廣闊的市場空間。

2013年8月至2014年7月，不到一年的時間， 貴州全力推動電子信息產(chǎn)業(yè)高端化、集群化發(fā)展，富士康第四代綠色產(chǎn)業(yè)園、中關(guān)村貴陽科技園以及電信、移動、聯(lián)通三大運(yùn)營商數(shù)據(jù)中心等一批重大信息產(chǎn)業(yè)項目“云”集貴州，貴州有望成為全國最大的數(shù)據(jù)聚集地之一，大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)基地雛形初顯。

3 貴州大學(xué)設(shè)置大數(shù)據(jù)科學(xué)與工程專業(yè)探索

貴州省作為全國欠發(fā)達(dá)地區(qū)，發(fā)展大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)主要面臨三個急待解決的問題：第一，大數(shù)據(jù)是一門新型技術(shù)，技術(shù)領(lǐng)域涉及面廣，因此發(fā)展大數(shù)據(jù)，不可避免的需要技術(shù)創(chuàng)新；第二，伴隨著大數(shù)據(jù)與貴州省各行各業(yè)的深度融合，我們需要依據(jù)貴州省本地的發(fā)展特點(diǎn)，在充分理解各行業(yè)本地情況的前提下，既要量身定做具有貴州特色的大數(shù)據(jù)本地化應(yīng)用及技術(shù)人才，也要為全國培養(yǎng)和輸送大數(shù)據(jù)相關(guān)人才；第三，貴州省的大數(shù)據(jù)發(fā)展需要充沛的人才配給，然而，作為西部欠發(fā)達(dá)省份，貴州省在人才吸引上存在一定的難度，因此，貴州省需要大力在省內(nèi)培養(yǎng)具有大數(shù)據(jù)專業(yè)技術(shù)的人才，滿足大數(shù)據(jù)建設(shè)和大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。

以《貴州省大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)用規(guī)劃綱要2014-2020》為指導(dǎo)，在貴州省委、省政府的指導(dǎo)下，依托貴州大學(xué)電子信息學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)系、信息與通信工程系，整合貴州大學(xué)管理學(xué)院信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，組建貴州大學(xué)大數(shù)據(jù)與信息工程學(xué)院，新學(xué)院下設(shè)三個系：電子科學(xué)與技術(shù)系、信息與通信工程系、大數(shù)據(jù)科學(xué)與工程系。

3.1 貴州大學(xué)發(fā)展大數(shù)據(jù)科學(xué)與工程專業(yè)的探索

3.1.1 學(xué)院戰(zhàn)略定位

貴州大學(xué)大數(shù)據(jù)與信息工程學(xué)院的大數(shù)據(jù)科學(xué)與工程系的核心使命是為貴州乃至全國大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)中、高端人才，同時通過與優(yōu)質(zhì)企業(yè)合作，研發(fā)大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用，為地方經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展服務(wù)。其戰(zhàn)略定位是探索大數(shù)據(jù)人才的新型培養(yǎng)模式，結(jié)合貴州乃至全國大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展實際，面向中關(guān)村貴陽軟件產(chǎn)業(yè)園、貴陽國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)、貴安新區(qū)、貴州省、乃至全國的信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展，搶抓機(jī)遇，以大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)及應(yīng)用為突破口，量力而行，逐步推進(jìn)，為發(fā)展大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)提供智力支持和人才保障，推動我省信息產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。將學(xué)院建成在全國具有示范性和標(biāo)志性的大數(shù)據(jù)和電子信息產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)基地。

3.1.2 人才培養(yǎng)定位

學(xué)院將從人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、產(chǎn)學(xué)研合作等三方面開展工作，在深入研究大數(shù)據(jù)技術(shù)以及以云計算技術(shù)、并行計算技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)為代表的先進(jìn)計算技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分研究貴州本地和全國的大數(shù)據(jù)應(yīng)用需求以及國際應(yīng)用發(fā)展趨勢，把先進(jìn)的科研成果應(yīng)用于實際的大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)建設(shè)中，同時培養(yǎng)一批高素質(zhì)高水平的大數(shù)據(jù)技術(shù)人才。

以貴州大學(xué)現(xiàn)有基礎(chǔ)建設(shè)大數(shù)據(jù)與信息工程學(xué)院，可以構(gòu)建本科+碩士+博士+博士后一體化的人才培養(yǎng)基地，為貴州地方經(jīng)濟(jì)服務(wù)，為貴州省和全國大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展服務(wù)。

通過博士后與博士的培養(yǎng)，可以為貴州省和全國大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)高端人才和領(lǐng)軍人才。

通過碩士生的培養(yǎng)，可以為貴州省和全國大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供高級數(shù)據(jù)工程師、數(shù)據(jù)分析師以及基于大數(shù)據(jù)應(yīng)用的系統(tǒng)開發(fā)人員。

通過本科生的培養(yǎng)，可以為貴州省和全國大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供中級人才，服務(wù)于服務(wù)器架構(gòu)、服務(wù)器維護(hù)、系統(tǒng)開發(fā)、移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)等大數(shù)據(jù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)。

通過與省內(nèi)外有影響的信息技術(shù)企業(yè)聯(lián)合構(gòu)建大數(shù)據(jù)技術(shù)實訓(xùn)與培訓(xùn)基地，對貴州省現(xiàn)有企業(yè)進(jìn)行大數(shù)據(jù)技術(shù)培訓(xùn)。

通過學(xué)院的建設(shè)與發(fā)展，可以在未來為貴州省和全國大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的智力支持和人才保障。

3.1.3 學(xué)院發(fā)展階段定位

2014年5月，正式成立貴州大學(xué)大數(shù)據(jù)與信息工程學(xué)院，確定基于大數(shù)據(jù)科學(xué)與工程專業(yè)面向本科計劃招生100人，相關(guān)學(xué)科已錄取的研究生適量進(jìn)入大數(shù)據(jù)研究方向；

2015年，依托學(xué)科優(yōu)勢申請“大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用”軟件工程碩士專業(yè)，拓展研究生的招生與培養(yǎng)；與優(yōu)企聯(lián)合申請大數(shù)據(jù)技術(shù)工程實驗室或研發(fā)中心，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作和人才培養(yǎng)；

2016年，擴(kuò)展大數(shù)據(jù)技術(shù)相關(guān)招生專業(yè)及招生規(guī)模；與優(yōu)質(zhì)企業(yè)聯(lián)合申請基于大數(shù)據(jù)技術(shù)研究的博士后工作站，強(qiáng)化高端人才的引進(jìn)和培養(yǎng)；集合相關(guān)學(xué)科力量支持成立省級重點(diǎn)實驗室，加強(qiáng)和充實科研力量和科研梯隊建設(shè)；

2017年，配合貴州省大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，進(jìn)一步擴(kuò)展招生專業(yè)與招生規(guī)模，逐漸建立起博士后—博士—碩士—本科全方位人才培養(yǎng)體系；

3.2 貴州大學(xué)發(fā)展大數(shù)據(jù)科學(xué)與工程專業(yè)的建議

在大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)的收集、獲取和分析都更加快捷，這些海量的數(shù)據(jù)將對我們的思考方式產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響：（1） 分析數(shù)據(jù)時，要盡可能地利用所有數(shù)據(jù)，而不只是分析少量的樣本數(shù)據(jù)；（2） 相比于精確的數(shù)據(jù)，我們更樂于接受紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù)；（3） 我們應(yīng)該更為關(guān)注事物之間的相關(guān)關(guān)系，而不是探索因果關(guān)系；（4） 大數(shù)據(jù)的簡單算法比小數(shù)據(jù)的復(fù)雜算法更為有效；（5） 大數(shù)據(jù)的分析結(jié)果將減少決策中的草率和主觀因素，數(shù)據(jù)科學(xué)家將取代“專家”。

從教學(xué)、科研、人才培養(yǎng)方面，我們要從大數(shù)據(jù)中應(yīng)用提取價值的5種主要技術(shù)。

1） 預(yù)測：覺知預(yù)料中的事實的可能性。例如要具備知道一個學(xué)生在什么情況下盡管事實上有能力但卻有意回答錯誤的能力，

2） 聚類：發(fā)現(xiàn)自然集中起來的數(shù)據(jù)點(diǎn)。這對于把有相同學(xué)習(xí)興趣的學(xué)生分在一組很有用。

3） 相關(guān)性挖掘：發(fā)現(xiàn)各種變量之間的關(guān)系，并對其進(jìn)行解碼以便今后使用它們。這對探知學(xué)生在尋求幫助后是否能夠正確回答問題的可靠性很有幫助。

4） 升華人的判斷：建立可視的機(jī)器學(xué)習(xí)的模式。

5） 用模式進(jìn)行發(fā)現(xiàn)：使用通過大數(shù)據(jù)分析開發(fā)出的模式進(jìn)行“元學(xué)習(xí)”。

實施這些技術(shù)就能夠通過大數(shù)據(jù)來創(chuàng)建為提高學(xué)生成績提供支持的學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)。這些技術(shù)將幫助教育工作者更加有效地指導(dǎo)學(xué)生朝著更加個性化的學(xué)習(xí)進(jìn)程邁進(jìn)。

4 結(jié)束語

總之，我們應(yīng)該積極迎接大數(shù)據(jù)的新時代，通過大數(shù)據(jù)來分析學(xué)習(xí)，進(jìn)一步改善教學(xué)的方式與方法，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)成績的提高和培養(yǎng)大數(shù)據(jù)專業(yè)的創(chuàng)新型人才，高校工作者也應(yīng)當(dāng)從多個方面進(jìn)行創(chuàng)新，以適應(yīng)大數(shù)據(jù)環(huán)境下教學(xué)、科研人才培養(yǎng)的需要。

參考文獻(xiàn)：

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