數(shù)據(jù)科學(xué)與工程：大數(shù)據(jù)時(shí)代的新興交叉學(xué)科

劉珉睿

Pennsylvania State University - University Park Campus

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，“大數(shù)據(jù)”這一專業(yè)術(shù)語已經(jīng)不再是簡單的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系了，而是已經(jīng)發(fā)展成為未來科學(xué)與工程的潮流和趨勢(shì)，各行各業(yè)都在追求大數(shù)據(jù)，希望能通過大數(shù)據(jù)更加了解自身企業(yè)和市場(chǎng)需求。大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來象征著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一大進(jìn)步，是時(shí)代發(fā)展的必然結(jié)果，當(dāng)計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)取得長足的進(jìn)步之后，當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)足夠完善之后，對(duì)于數(shù)據(jù)的處理和整合技術(shù)自然而然就成為了社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。大數(shù)據(jù)概念的提出，意味著信息技術(shù)重點(diǎn)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)變，意味著由原本的“計(jì)算能力”轉(zhuǎn)變?yōu)槿缃竦摹皵?shù)據(jù)處理能力”。很多原本在IT領(lǐng)域頗有成就的著名專家學(xué)者也都紛紛轉(zhuǎn)身，向著大數(shù)據(jù)領(lǐng)域邁進(jìn)，這個(gè)現(xiàn)象不禁引起人們思考，相比于半個(gè)多世紀(jì)以前發(fā)展起來的“計(jì)算機(jī)科學(xué)”，如今時(shí)代變遷，應(yīng)該認(rèn)真考慮一下“數(shù)據(jù)科學(xué)”這樣一個(gè)新興的學(xué)科方向了。

所謂大數(shù)據(jù)時(shí)代，不能簡單的看成是信息技術(shù)的一個(gè)組成部分，它最大的不同之處就是對(duì)于數(shù)據(jù)信息的整合，然后能夠靈活地運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域中去。當(dāng)下，大數(shù)據(jù)的提出才是一個(gè)開始，尚屬于發(fā)展初期，在這個(gè)時(shí)期，也是大數(shù)據(jù)發(fā)展的重要時(shí)期，如果單純拋開實(shí)際應(yīng)用只談?wù)摯髷?shù)據(jù)的具體數(shù)據(jù)，只是空談?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展迅速，如今互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)滲透到我們生活學(xué)習(xí)的每一個(gè)角落，是人們生活生產(chǎn)中的不可缺少的重要的平臺(tái)和環(huán)境，然而大數(shù)據(jù)是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)生的一個(gè)新的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)概念，在商業(yè)領(lǐng)域取得的了巨大的成功，得到了社會(huì)各界的廣泛認(rèn)可，社會(huì)各界的不同領(lǐng)域的專業(yè)人才都在尋求大數(shù)據(jù)的幫助，希望能夠通過大數(shù)據(jù)來反映出本領(lǐng)域的未來發(fā)展方向以及市場(chǎng)的基本需求。這種結(jié)合多種領(lǐng)域的新興學(xué)科的出現(xiàn)和發(fā)展，對(duì)于大數(shù)據(jù)的更加精確的計(jì)算和更加成熟的使用極其重要，所以“數(shù)據(jù)科學(xué)與工程”將會(huì)是個(gè)更加符合時(shí)代發(fā)展的一個(gè)新興學(xué)科名稱。

1 數(shù)據(jù)科學(xué)與工程學(xué)科的發(fā)展背景和發(fā)展需求

1.1 我國創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的需求

我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顟B(tài)已經(jīng)逐漸改變，經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度也由以前的高速發(fā)展轉(zhuǎn)變?yōu)槿缃竦闹懈咚侔l(fā)展，生產(chǎn)制造業(yè)也從以前的中低端轉(zhuǎn)變?yōu)槿缃竦闹懈叨?。在新常態(tài)的經(jīng)濟(jì)模式下，對(duì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的調(diào)整，進(jìn)一步保障就業(yè)率和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，主要是對(duì)于信息化技術(shù)的依賴。在新的時(shí)代之下，信息化技術(shù)的快速發(fā)展對(duì)于我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量的提高具有重大的意義。相比較而言，新興的信息化是在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的大環(huán)境下滋生出來的，與云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等緊密結(jié)合，對(duì)于數(shù)據(jù)科學(xué)與工程這門學(xué)科的未來發(fā)展與壯大具有深遠(yuǎn)的影響和重要的指導(dǎo)意義。

現(xiàn)代社會(huì)中，世界各國都很重視網(wǎng)絡(luò)與信息的安全問題，注重國家信息機(jī)密的安全，防止本國機(jī)密被黑客竊取。所以，我國成立了國家網(wǎng)絡(luò)安全特別小組，主要是負(fù)責(zé)對(duì)任務(wù)的關(guān)鍵信息系統(tǒng)進(jìn)行組建和完善，以及對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)劃布局的指導(dǎo)和網(wǎng)絡(luò)安全的建設(shè)。尤其是在面對(duì)信息全球化的今天，國家的機(jī)密部署以及軍隊(duì)建設(shè)等高度機(jī)密的信息都存儲(chǔ)在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)端，網(wǎng)絡(luò)安全更是涉及到一個(gè)國家的最高機(jī)密，習(xí)近平總書記指出：沒有網(wǎng)絡(luò)安全就沒有國家安全，由此論斷可以看出國家對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全的重視程度。但是不容樂觀的是，目前我國的核心的信息系統(tǒng)還是運(yùn)行在來自美國的IT壟斷企業(yè)的基礎(chǔ)服務(wù)平臺(tái)之上，如何擺脫這種技術(shù)的依賴是直接關(guān)系到國家信息安全，擺脫技術(shù)依賴成為了相關(guān)IT行業(yè)迫在眉睫需要解決的難題。針對(duì)這種情況，結(jié)合我國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的歷史和經(jīng)驗(yàn)，我國的互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)綜合多方面知識(shí)進(jìn)行考慮，提出了“去IOE”的國家互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展口號(hào)，這對(duì)于國家網(wǎng)絡(luò)信息的安全技術(shù)來說，不能僅僅考慮到發(fā)展的成本問題，最重要的是國家的安全問題，所以，技術(shù)先進(jìn)、自主控制已經(jīng)成為我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息安全技術(shù)發(fā)展的基本戰(zhàn)略和措施。這一戰(zhàn)略的提出，對(duì)于從事IT行業(yè)的人員提出了更高的要求，未來符合時(shí)代發(fā)展的潮流和滿足時(shí)代發(fā)展的需要，IT領(lǐng)域的專業(yè)人員應(yīng)該選擇與時(shí)俱進(jìn)，運(yùn)用創(chuàng)新型思維積極思考來自各方面的因素，從新的學(xué)科角度對(duì)于即將面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇進(jìn)行綜合審視考慮，尋求新的突破，實(shí)現(xiàn)IT行業(yè)的跨越式發(fā)展以及后來居上的發(fā)展途徑和發(fā)展策略。

1.2 IT人才市場(chǎng)變化的需求

從近些年的發(fā)展情況來看，信息技術(shù)的領(lǐng)域發(fā)展相對(duì)來說較快，對(duì)于人才的需求也達(dá)到了一個(gè)頂峰，在這個(gè)過程中，尤其是2006年，出現(xiàn)了一個(gè)巨大的轉(zhuǎn)折，百度作為國內(nèi)有名的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，對(duì)于新興人才的招攬，第一次給出了比老牌跨國公司更加豐厚的薪酬待遇，在此之前，對(duì)于國內(nèi)的IT行業(yè)的畢業(yè)生來說，拿到老牌跨國公司的職位是他們的目標(biāo)和追求。究其原因，還是要深究于國內(nèi)的信息技術(shù)系統(tǒng)的架構(gòu)方式，由于我國的信息系統(tǒng)是在國外的信息基礎(chǔ)系統(tǒng)的平臺(tái)上操作的，所以我國的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)實(shí)際上只能算是系統(tǒng)的集成商或者是解決方案的提供商，對(duì)于這些技術(shù)的核心部門，國內(nèi)的企業(yè)并沒有完全掌控，我國的IT技術(shù)人才培養(yǎng)的方向主要是在這些壟斷平臺(tái)上進(jìn)行熟練的操作和使用，或者是在平臺(tái)之上進(jìn)行二次開發(fā)應(yīng)用，這樣的話，會(huì)很容易使得我國的優(yōu)秀人才進(jìn)一步枯竭，壟斷企業(yè)對(duì)于我國的IT技術(shù)的自主創(chuàng)新和發(fā)展具有非常不利的影響。

近些年來，以阿里巴巴、百度、騰訊為代表的中國互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在商業(yè)發(fā)展上取得了非常巨大的成功，它們的成功不僅是在互聯(lián)網(wǎng)信息領(lǐng)域，對(duì)于與互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)系的其他領(lǐng)域也是具有非常大的影響。互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)與IT行業(yè)具有不一樣的性質(zhì)，IT能力和技術(shù)就是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的核心競爭力，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的IT能力建設(shè)不依賴于傳統(tǒng)的IT企業(yè)，這一事實(shí)具有的意義重大，首先就是打破了IT行業(yè)以往的對(duì)于壟斷性企業(yè)的盲目崇拜性，使世界意識(shí)到我國的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也能研發(fā)出高端的技術(shù)和系統(tǒng)。再者就是在思想的解放上，使得其他行業(yè)也能夠進(jìn)行模仿互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，對(duì)于自身的需求進(jìn)行靈活的運(yùn)用，利用掌握的IT技術(shù)和開源性技術(shù)，建立符合自身企業(yè)發(fā)展的IT系統(tǒng)以及服務(wù)平臺(tái)。

2 數(shù)據(jù)科學(xué)與工程的學(xué)科特點(diǎn)

2.1 多學(xué)科交叉互相融合

大數(shù)據(jù)是我國當(dāng)前發(fā)展的熱門領(lǐng)域，因此，對(duì)于大數(shù)據(jù)的整合和運(yùn)用就顯得十分重要。數(shù)據(jù)科學(xué)與工程學(xué)科的產(chǎn)生就是對(duì)大數(shù)據(jù)的整合和運(yùn)用的進(jìn)一步深化，后來經(jīng)過不斷的積累和改善，逐漸發(fā)展起來的。數(shù)據(jù)工程是指利用工程學(xué)的觀點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的管理和分析以及對(duì)系統(tǒng)的開展和運(yùn)用進(jìn)行不斷的研究。

當(dāng)今時(shí)代發(fā)展下，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出爆炸性增長，數(shù)據(jù)的增加不僅改變了人們的生活學(xué)習(xí)方式，更改變了傳統(tǒng)的科學(xué)研究的模式；數(shù)據(jù)科學(xué)和工程可以作為支撐大數(shù)據(jù)研究于應(yīng)用的交叉型學(xué)科，它的基本知識(shí)理論來源于很多不同的學(xué)科專業(yè)與領(lǐng)域，數(shù)據(jù)科學(xué)與工程學(xué)科學(xué)習(xí)的主要目的是在于對(duì)大數(shù)據(jù)在社會(huì)中的具體應(yīng)用進(jìn)行深入仔細(xì)的探索，對(duì)于大數(shù)據(jù)在具體的使用過程中遇到的技術(shù)問題和科學(xué)問題進(jìn)行探索和解決。對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)和工程的高技術(shù)人才的培養(yǎng)是建設(shè)和推進(jìn)數(shù)據(jù)科學(xué)和工程學(xué)科發(fā)展的重要基礎(chǔ)，對(duì)各個(gè)行業(yè)在進(jìn)行大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和整合的過程中遇到的問題進(jìn)行科學(xué)的解決，因此，數(shù)據(jù)科學(xué)和工程學(xué)科的重要特點(diǎn)就是交叉融合了比較多的學(xué)科和領(lǐng)域。

2.2 學(xué)科的知識(shí)體系

數(shù)據(jù)科學(xué)與工程作為大數(shù)據(jù)時(shí)代的新興交叉學(xué)科，主要的知識(shí)結(jié)構(gòu)還是來源于計(jì)算機(jī)科學(xué)以及應(yīng)用數(shù)學(xué)和信息系統(tǒng)和信息管理這三個(gè)學(xué)科，但是其具體的細(xì)節(jié)和這三個(gè)學(xué)科具有很大的不同。大數(shù)據(jù)時(shí)代下，計(jì)算機(jī)軟件工程學(xué)科在人才培養(yǎng)和知識(shí)結(jié)構(gòu)體系方面過于老化，對(duì)于課堂上講解的材料和知識(shí)更是陳舊古板，這就導(dǎo)致有些學(xué)校對(duì)于計(jì)算機(jī)科學(xué)的教育放到市場(chǎng)上是不符合市場(chǎng)發(fā)展的規(guī)律和趨勢(shì)的，對(duì)于整個(gè)教育行業(yè)是不利的影響，“學(xué)生不想學(xué)、老師不想教”的現(xiàn)象更是層出不窮。數(shù)據(jù)科學(xué)和工程的一個(gè)重要的特點(diǎn)就是綜合性強(qiáng)，需要學(xué)生融會(huì)貫通的學(xué)習(xí)，構(gòu)建一個(gè)基本的系統(tǒng)框架，具備專業(yè)的知識(shí)和能力素養(yǎng)。數(shù)據(jù)科學(xué)與工程學(xué)科的知識(shí)體系的構(gòu)建的基本原則就是：對(duì)于不同級(jí)別的具體應(yīng)用，培養(yǎng)出能夠理解和熟悉運(yùn)用數(shù)據(jù)的優(yōu)秀人才，再運(yùn)用合適的工具和知識(shí)進(jìn)行合適的建模運(yùn)算，與此同時(shí)，也能夠根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境搭建計(jì)算環(huán)境和計(jì)算平臺(tái)，并對(duì)此進(jìn)行科學(xué)有效的算法實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)語

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)自從出現(xiàn)開始，經(jīng)過了并不是很長時(shí)間的發(fā)展，已經(jīng)完全改變了人們的生活習(xí)慣，改變了信息技術(shù)的發(fā)展方向，并且加快了信息技術(shù)的發(fā)展速度。當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的發(fā)展熱門就是大數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)且重要的意義，打破了傳統(tǒng)的壟斷性互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)封鎖，使得互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)取得更加長足的進(jìn)步。當(dāng)前我國的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)的發(fā)展處于重要時(shí)期，需要認(rèn)真分析相應(yīng)的局勢(shì)和機(jī)遇，大力發(fā)展數(shù)據(jù)科學(xué)和工程學(xué)科，大力培養(yǎng)專業(yè)人才，全面啟發(fā)大眾的創(chuàng)新發(fā)展?jié)摿Α?/p>