علم داده چیست و متخصصین علوم داده چه کاری انجام می‌دهند؟

مقدمه

علم داده چیست و چه نقشی در زندگی ما دارد؟ علم داده زمینه‌ های مختلفی از جمله آمار، روش ‌های علمی، هوش مصنوعی (Al)، تجزیه و تحلیل داده‌ ها را شامل می‌ شود و در دنیای امروز نقش بسیار مهمی ایفا می ‌کند. به کسانی که می‌ دانند علم داده‌ چیست متخصصین علم داده گفته می ‌شود. این افراد طیف وسیعی از داده‌ ها را از اینترنت، تلفن‌ های هوشمند، کاربران، حسگرها، و منابع دیگر برای داشتن بینش علمی باهم ترکیب می‌ کنند.
در ادامه برای پاسخ به سوال علم داده چیست؟ باید تعریفی مشخصی از آن ارائه کنیم. علم داده‌ شامل داده ‌ها برای تجزیه و تحلیل، پاکسازی، تجمیع و دستکاری داده‌ ها برای انجام تجزیه و تحلیل پیشرفته داده است. متخصصین داده‌ با نتایج به دست آمده، الگوها را کشف می ‌کنند و آن را در اختیار رهبران تجارت برای بینش آگاهانه قرار می ‌دهند.

چرا علم داده مهم است؟

در جهان امروز شرکت ‌ها بر روی گنجینه ‌ای از داده ‌ها نشسته ‌اند، و به همین دلیل علم داده اهمیت زیادی دارد. امروزه فناوری مدرن امکان ذخیرۀ مقادیر زیادی از اطلاعات را فراهم کرده است. تخمین زده می‌ شود که ۹۰ درصد اطلاعات ذخیره شده جهان در دو سال اخیر ایجاد شده است. به عنوان مثال: کاربران فیس بوک هر ساعت ۱۰ میلیون عکس بارگذاری می‌ کنند. اما اغلب این داده‌ ها در پایگاه داده‌ ها ثبت شده و دست نخورده باقی می ‌مانند. انبوهی از داده‎‌ های جمع آوری و ذخیره شده در صورت تفسیر آن ‌‌ها باعث تحول سازمان ‌ها و جوامع در سراسر جهان می ‌شود. این‌جاست که اهمیت علم داده مشخص می ‌گردد.

علم داده روندها و بینش ‌هایی را آشکار می ‌کند که مشاغل مختلف می‌ توانند به کمک آن محصولات و خدمات نوآورانه ‌ای مطابق نیاز مردم تهیه کنند. مهم‌تر از همه مدل ‌های یادگیری ماشینی (ML) می ‌توانند بدون نیاز به تحلیلگران کسب و کار، اطلاعات را از داده‌ ها به دست آورند. در واقع داده ‌ها بستر نوآوری و خلاقیت در کسب و کارها را فراهم می ‌کنند و صاحبان تجارت می‌ توانند با کمک گرفتن از متخصصین داده و کسانی که می ‌دانند علم داده چیست، عملکرد خود را بهبود ببخشند.

چه تفاوتی بین علم داده، هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی وجود دارد؟

برای اینکه درک بهتری از علم داده چیست داشته باشید لازم است که شما را با اصطلاحاتی که اغلب با علم داده اشتباه گرفته می‌ شوند آشنا کنیم. اغلب این اصطلاحات به جای همدیگر استفاده می‌ شوند ولی تفاوت‌ های ظریفی بین آن‌ ها وجود دارد.
در این قسمت تفاوت آن‌ها را بیان می‌کنیم:

هوش مصنوعی

هوش مصنوعی به تقلید رایانه ‎‌ها از رفتار انسانی گفته می ‌شود.

علم داده

علم داده زیر مجموعه هوش مصنوعی بوده و بیشتر به همپوشانی آمار، روش‌ های علمی و تجزیه و تحلیل داده ‌ها اشاره دارد. همه این اطلاعات برای استخراج معنای داده‌ ها استفاده می‌ شود.

یادگیری ماشینی

یادگیری ماشینی زیر مجموعۀ دیگری از هوش مصنوعی است که با تکنیک هایی به کامپیوتر امکان کشف اطلاعات از داده‌ ها را می ‌دهد.
برای درک بهتر تعریف دیگری را هم ارائه می‌دهیم:

یادگیری عمیق

یادگیری عمیق زیر مجموعه ‌ای از یادگیری ماشینی است که کامپیوترها به کمک آن مشکلات پیچیده‌ تری را حل می‌ کنند.

علم داده چگونه تجارت جهان را متحول می ‌کند؟

اکنون که به طور کامل با مفهوم علم داده چیست آشنا شدیم در ادامه به کاربرد علم داده در تجارت می ‌پردازیم. سازمان‌ ها با استفاده از علم داده‌ محصولات و خدمات خود را وارد صحنۀ رقابت می ‌کنند. موارد استفاده از
علم داده و یادگیری ماشین شامل موارد زیر می ‌شود:

• با تجزیه و تحلیل داده‌ های الگوی ترافیک می ‌توان شرایط آب و هوایی و سایر عوامل را بهبود بخشید. بنابراین شرکت ‌های تدارکی می ‌توانند با بهبود سرعت تحویل، هزینه ‌ها را کاهش دهند. با تجزیه و تحلیل داده‌ های پزشکی و علایم گزارش شده، تشخیص بیماری‌ ها بهبود می ‌یابد و پزشکان توسط آن بیماری ‌ها را زودتر تشخیص می ‌دهند و کمک مؤثری به درمان بیماری می‌کند. با پیش بینی خرابی تجهیزات، هزینه‌ها کاهش می‌یابد. با شناسایی رفتارهای مشکوک و اقدامات ناهنجار می ‌توان تقلب در خدمات مالی را کشف کرد.
• با توجه به خریدهای قبلی مشتریان، شرکت ‌ها می ‌توانند توصیه‌ هایی در اختیار آن ‌ها قرار دهند تا فروش بهتری داشته باشند. بسیاری از شرکت‌ ها علم داده را در اولویت کاری خود قرار داده و سرمایه گذاری کلانی در آن انجام می ‌دهند. در نظر سنجی اخیر گارتنر در بیش از ۳۰۰۰ CIO، افراد تجزیه و تحلیل هوش تجاری را به عنوان برترین فناوری، جهت تمایز سازمان‌های خود قرار داده‌‌ اند. CIOهای مورد بررسی نشان داد که شرکت‌ ها این فناوری را استراتژیک ‌ترین فناوری خود دانسته و بر اساس آن سرمایه گذاری می‌ کنند.

روند تجزیه تحلیل داده ‌ها

برای تجزیه و تحلیل داده ‌ها در یک پروژه ابتدا متخصصین داده که می‌ دانند علم داده چیست یک برنامه طراحی کرده و نتایج ممکن را پیش‌ بینی می ‌کنند. در قدم بعدی با توجه به داده ‌های استخراج شده یک مدل فرضی ارائه کرده و شروع به ارزیابی مدل پیشنهادی می ‌شود. در ارزیابی مدل، عملکرد مدل در برابر معیار‌های جامعی سنجیده شده و عملکرد مدل در طی مدت زمان مشخصی ثبت و رتبه بندی می ‌شود. ارزیابی مدل تا زمان اطمینان ازعملکرد مدل پیشنهادی ادامه پیدا می ‌کند. بعد از استقرار و انتخاب مدل مورد نظر در قدم آخر به کنترل و پیگیری مدل می ‌پردازیم. مدل پیشنهادی ممکن است در سال ‌های آینده مناسب و کافی نباشد و به همین دلیل مدل‌ های نهایی همواره باید تحت نظارت و کنترل باشند.

ناظران پروژۀ علم داده

پروژه‌ های علم داده اغلب به صورت گروهی هدایت شده و در بیشتر سازمان‌ ها توسط سه دسته از مدیران روند پروژه پیگیری می‌ شود:

• مدیران مشاغل: مدیران مشاغل برای تعریف مسئله و تدوین استراتژی ‌های مختلف با تیم علوم داده کار می ‌کنند. مدیران مشاغل مختلف ارتباط تنگاتنگی با تیم علوم داده دارند. و همواره در حال تبادل اطلاعات هستند.
• مدیران فناوری اطلاعات: مدیران ارشد فناوری به طور مداوم عملیات و میزان استفاده از منابع را کنترل کرده و بر روند پروژه نظارت می‌ کنند تا تیم داده با امنیت بیشتری کار کنند.
• مدیران علوم داده: مدیران علوم داده به صورت روزانه تیم را پشتیبانی و پیگیری می ‌کنند تا به توسعۀ گروه علوم داده کمک کنند. اما مهم‌ ترین نقش در این فرآیند مربوط به متخصصین علم داده‌ هاست که بخش مهمی از روند پروژه را متحمل می‌ شوند.

متخصصین علم داده چه کسانی هستند؟

علم داده از تجزیه تحلیل آماری و داده کاوی شروع شد و به سرعت رشد کرده اما هنوز هم به عنوان یک تخصص علم نوپا و جوان است. متخصصین علم داده کسانی هستند که می ‌دانند علم داده چیست و با علم خود به تدوین استراتژی، تجزیه و تحلیل داده ‌ها، آماده سازی داده ‌ها و ساخت مدل با داده ‌ها می‌ پردازند. معمولاً متخصصین داده‌ به صورت گروهی کار می ‌کنند چون بهترین نتیجه‌ ها از کارهای گروهی حاصل ‌می ‌شود. متخصصین علم داده کسانی هستند که در رشتۀ تجارت و فناوری اطلاعات سررشته دارند و با استفاده از تلفیق داده ‌های تحلیلی می‌ توانند استراتژی‌ های مناسبی را برای سازمان ‌های مختلف ارائه کنند.

کار متخصصین علم داده چیست ؟

در دنیای امروز که هر لحظه توسط داده‌ های انبوه بمباران اطلاعاتی می ‌شویم، برای استفاده از این داده ‌های انبوه نیاز به متخصصین علوم داده که بدانند علم داده چیست داریم. متخصصین علوم داده مقادیر زیادی از اطلاعات بی قاعده را تبدیل به اطلاعات قابل استفاده می ‌کنند و با حذف اطلاعات به درد نخور اطلاعات مفید را برای استفاده در اختیار سازمان‌ ها قرار می ‌دهند.
این متخصصین همچنین با استفاده از تکنیک‌ های داده محور، به حل مسائل و مشکلات تجاری می ‌پردازند و به صاحبان کسب و کار در راه رسیدن به موفقیت، مشاوره می ‌دهند. یکی دیگر از کارهای متخصصین علوم پایه آشنایی با انواع زبان ‌های برنامه نویسی از قبیل: پایتون، SAS و R و کار کردن با آن‌ هاست. داشتن یک درک جامع از آمار و از آزمون‌ های آماری و توزیعی برای موفقیت یک متخصص علوم داده لازم و ضروری است. در آخر دانشمدان علوم داده با استفاده از دانش خود در زمینه‌ های مختلف فناوری و آمار به کشف الگو‌ها می ‌پردازند و به روند برنامه ریزی و کاری یک تجارت کمک می ‌کنند.

جعبه ابزار متخصصین داده

جعبه ابزار شامل امکانات و تجهیزاتی است که در هر رشته به آسان ‌تر شدن فرآیند کاری کمک می ‌کند. در این قسمت نیز به برخی از فناوری ‌هایی که توسط متخصصین داده استفاده می ‌شود اشاره می‌ کنیم:
تجسم داده‌ ها: یکی از ابزار‌هایی که فرآیند تجزیه تحلیل را آسان ‌تر می ‌کند استفاده از تجسم داده ‌هاست. ارائه کردن داده‌ ها در قالب‌های تصویری و گرافیکی باعث می ‌شود درک بهتر و درست ‌تری از داده‌ های موجود داشته باشیم.
یادگیری ماشینی: یادگیری ماشینی شاخه ‌ای از هوش مصنوعی است که برپایۀ الگوریتم‌ های ریاضی طراحی شده است. با استفاده از یادگیری ماشینی داده‌ ها در یارانه‌ ها، تحلیل شده و نتیجه گیری می ‌شوند. این ابزار نیز متخصصین را در افزایش سرعت روند کاری یاری می‌ دهد.
تشخیص الگو: یکی دیگر از ابزار‌هایی که در علوم داده بسیار کاربرد دارد تشخیص الگو است. این فناوری الگو‌های متفاوت تشخیص می‌ دهد و استفاده از آن‌ ها را برای متخصصین علوم داده آسان ‌تر می ‌کند

چالش های اجرای پروژه های علوم داده

باتوجه به مطالب گفته شده با وجود میزان زیادی از داده ‌ها و متخصصین علوم داده،اجرای پروژه‌ های علوم داده با یک سری چالش ها روبرو است. بسیار از شرکت ‌ها درک کاملی ازاینکه علم داده چیست و پروژه‌ های علوم داده چگونه انجام می‌ شود، ندارند. معمولاً پروژه ‌های علوم داده به صورت گروهی انجام ‌می ‌شود. اما چون صاحبان کسب و کار ها اطلاعی از این موضوع ندارند، تنها بر روی استعدادهای درخشان سرمایه گذاری می‌ کنند. زمانی که افراد توانایی کار گروهی را نداشته باشند، ممکن است صاحبان کسب و کار سود کاملی از سرمایه گذاری‌ های خود نداشته باشند.

حرف آخر علم داده چیست؟

در جهان امروز چون امکان تولید و ذخیره داده ‌‍‌‌ها توسط افراد فراهم شده است، با میزان انبوهی از اطلاعات در حیطه‌ های مختلف روبرو هستیم. این داده‌ ها همان قدر که می ‌توانند برای ما سودمند باشند، می ‌توانند موجب سر در گم شدن ما نیز بشوند. در نتیجه لازم است که با علم داده آشنایی داشته باشیم و بدانیم که علم داده چیست و چه کمکی به ما می ‌کند. امروزه کسب کارهای زیادی در زمینۀ علم داده‌ سرمایه‌گذاری می‌ کنند. چون این داده‌ ها در زمینۀ تجارت تحولات عظیمی به پا کرده‌ اند . برخلاف گذشته که تجارت‌ ها متکی بر تحلیل‌ گران کسب و کار بودند ، اکنون دیگر صاحبان کسب و کار با کمک متخصصین علوم داده می‌ توانند حجم عظیمی از اطلاعات را تجزیه تحلیل کرده و استراتژی مناسب ‌تری را برای کسب و کار خود تدوین کنند. متخصصین علوم داده با استفاده از ابزا‌ر‌های مختلف برنامه‌ ریزی کرده و به کشف مدل ‌ها و آلگو ها می ‌پردازند