大数据导论-思维、技术与应用 第3章 大数据预处理
- 格式:pptx
- 大小:12.52 MB
- 文档页数:22
大数据导论:大数据的处理技术在当今数字化的时代,数据正以前所未有的速度增长和积累。
我们生活中的方方面面,从在线购物、社交媒体互动到医疗保健和金融交易,都在不断产生大量的数据。
这些海量的数据蕴含着丰富的信息和价值,但要从中提取有意义的洞察并非易事。
这就需要强大的大数据处理技术来应对。
大数据处理技术的出现是为了解决数据量大、数据类型多样、数据处理速度要求高以及数据价值密度低等挑战。
首先,让我们来谈谈数据量大这个问题。
想象一下,每天全球数十亿人在互联网上产生的各种信息,包括文本、图片、视频等等,这些数据的规模是极其庞大的。
传统的数据处理方法在面对如此海量的数据时往往会力不从心,因此需要采用分布式存储和计算技术,将数据分散存储在多个服务器上,并通过并行计算来提高处理速度。
数据类型的多样性也是一个关键挑战。
除了常见的结构化数据,如数据库中的表格数据,还有大量的半结构化和非结构化数据,如 XML文件、JSON 数据、网页内容以及各种文档。
为了处理这些不同类型的数据,需要使用不同的技术和工具。
例如,对于文本数据,可以运用自然语言处理技术进行分析和理解;对于图像和视频数据,则需要借助计算机视觉技术来提取特征和信息。
处理速度的要求也是至关重要的。
在许多应用场景中,如实时推荐系统、金融交易监控等,数据需要在极短的时间内被处理和分析,以便做出及时的决策。
这就需要采用流处理技术,能够实时地处理源源不断的数据流,而不是像传统的批处理那样等待一批数据积累完成后再进行处理。
此外,大数据的价值密度通常较低。
在海量的数据中,可能只有一小部分是真正有价值的信息。
因此,需要运用数据挖掘和机器学习算法来筛选和提取有价值的内容。
例如,通过聚类分析可以将相似的数据分组,发现潜在的模式;通过分类算法可以对数据进行分类和预测。
在大数据处理的过程中,数据采集是第一步。
这涉及从各种数据源获取数据,包括传感器、网络爬虫、数据库系统等。
采集到的数据需要进行清洗和预处理,以去除噪声、缺失值和重复数据,确保数据的质量和准确性。
大数据导论1.课程简介本课程的主要目的是让学生了解什么是大数据,大数据的特点,大数据思维,大数据的核心技术,大数据应用,大数据带来的变革,以及大数据面临的挑战,从而使学生对大数据技术和应用有一个初步的了解。
本课程重视演示和实战,以便使学生通过亲身体验来理解和掌握大数据的核心概念。
2.课程安排(74学时:42学时讲课,6学时演示,26学时实验)第一阶段:大数据概述(8+4+0)第一课:(理论:2学时)第一章大数据概述第二课:(理论:2学时)第二章大数据采集第三课:(理论:2学时)第三章大数据预处理第四课:(演示:2学时)演示一:大数据技术演示第五课:(理论:2学时)第四章大数据处理系统第六课:(演示:2学时)演示二:大数据应用演示第二阶段:大数据存储技术(8+0+8)第七课:(理论:2学时)第五章大数据文件系统HDFS第八课:(使用:2学时)实验一:分布式文件系统HDFS使用第九课:(理论:2学时)第六章 NoSQL数据库HBase第十课:(实验:2学时)实验二:列式数据库HBase使用第十一课:(理论:2学时)第七章数据仓库Hive第十二课:(理论:2学时)第七章数据仓库Hive第十三课:(实验:2学时)实验三:HiveQL 命令行的使用第十四课:(实验:2学时)实验四:使用JDBC程序操作数据库第三阶段:大数据处理技术(12+0+10)第十五课:(理论:2学时)第八章大数据批处理Hadoop MapReduce第十六课:(理论:2学时)第八章大数据批处理Hadoop MapReduce第十七课:(实验:2学时)实验五:批处理模式MapReduce应用第十八课:(理论:2学时)第九章大数据快速处理Spark第十九课:(实验:2学时)实验六:内存处理模式Spark应用第二十课:(理论:2学时)第十章大数据实时流计算 Spark Streaming第二十一课:(实验:2学时)实验七:流式处理模式Spark Streaming应用第二十二课:(理论:2学时)第十一章分布式图计算框架 Spark GraphX第二十三课:(实验:2学时)实验八:图处理模式Spark Graph应用第二十四课:(理论:2学时)第十二章大数据随机查询 Spark SQL第二十五课:(实验:2学时)实验九:大数据随机查询Spark SQL使用第四阶段:大数据挖掘技术(14+2+8)第二十六课:(理论:2学时)第十三章大数据挖掘概述第二十七课:(理论:2学时)第十三章大数据挖掘概述第二十八课:(理论:2学时)第十三章大数据挖掘概述第二十九课:(演示:2学时)演示三:数据挖掘应用体验第三十课:(理论:2学时)第十四章大数据挖掘系统 Spark MLlib第三十一课:(实验:2学时)实验十:聚类算法实验第三十二课:(实验:2学时)实验十一:分类算法实验第三十三课:(实验:2学时)实验十二:关联分析算法实验第三十四课:(实验:2学时)实验十三:协同过滤算法实验第三十五课:(理论:2学时)第十五章大数据可视化第三十六课:(理论:2学时)第十六章 Python数据可视化第三十七课:(理论:2学时)第十七章大数据的功能应用场景3.学时分配。
《大数据导论》课程期末复习资料《大数据导论》课程讲稿章节目录:第1章大数据概述(1)大数据的概念(2)大数据的特征(3)大数据的数据类型(4)大数据的技术(5)大数据的应用第2章大数据采集与预处理(1)大数据采集(2)大数据预处理概述(3)数据清洗(4)数据集成(5)数据变换(6)数据规约第3章大数据存储(1)大数据存储概述(2)数据存储介质(3)存储系统结构(4)云存储概述(5)云存储技术(6)新型数据存储系统(7)数据仓库第4章大数据计算平台(1)云计算概述(2)云计算平台(3)MapReduce平台(4)Hadoop平台(5)Spark平台第5章大数据分析与挖掘(1)大数据分析概述(2)大数据分析的类型及架构(3)大数据挖掘(4)大数据关联分析(5)大数据分类(6)大数据聚类(7)大数据分析工具第6章大数据可视化(1)大数据可视化概述(2)大数据可视化方法(3)大数据可视化工具第7章社交大数据(1)社交大数据(2)国内社交网络大数据的应用(3)国外社交网络大数据的应用第8章交通大数据(1)交通大数据概述(2)交通监测应用(3)预测人类移动行为应用第9章医疗大数据(1)医疗大数据简介(2)临床决策分析应用(3)医疗数据系统分析第10章大数据的挑战与发展趋势(1)大数据发展面临的挑战(2)大数据的发展趋势一、客观部分:(单项选择、多项选择)(一)、单项选择1.以下不是NoSQL数据库的是()A.MongoDBB.HBaseC.CassandraD.DB2★考核知识点:NoSQL与NewSQL主流系统参考讲稿章节:3.7附1.1.1(考核知识点解释):目前市场上主要的NoSQL数据存储工具有:BigTable、Dynamo 、Hbase、MongoDB、CouchDB、Hypertable还存在一些其他的开源的NoSQL数据库,Neo4j、Oracle Berkeley DB、Apache Cassandra等另外,NewSQL数据库。
大数据分析的数据预处理数据预处理是大数据分析的重要环节,它包括数据清洗、数据集成、数据变换和数据归约等步骤。
数据预处理的目的是通过减少噪声、处理缺失值和处理异常值等手段,提高数据质量,为后续的数据分析提供高质量的数据。
数据清洗是数据预处理的第一步,它主要是清除数据中的错误、不完整和重复的数据。
错误数据指的是不符合数据定义的数据,比如数据类型错误等;不完整数据指的是存在缺失值的数据;而重复数据则是同一数据记录出现了多次。
清洗数据的方法有手工清洗和自动清洗。
手工清洗需要人工逐条检查数据,而自动清洗则可以利用各种算法自动发现和修复错误、缺失和重复数据。
数据变换是将原始数据转换为适合数据分析的形式,主要是通过数据清洗、数据标准化、数据规范化和数据离散化等方法。
数据标准化是将不同量级的数据转换为相同的量级,便于比较和分析。
数据规范化是将数据转换为一定的范围,比如将数值型数据转换为0-1之间的数值。
而数据离散化是将连续型数据转换为离散型数据,方便进行分类和聚类分析。
数据归约是对数据进行压缩和抽样,以减少数据的存储和计算开销。
常见的数据归约方法有:维度归约、属性归约和数据抽样。
维度归约是将数据降维,消除冗余的维度信息;而属性归约是将数据集中的属性进行选择,选择最有代表性的属性保留。
数据抽样是从大数据集中抽取部分数据作为样本进行分析,以节约计算资源。
总之,数据预处理是大数据分析的关键环节,对于提高数据质量、加快数据分析的速度具有重要意义。
通过数据清洗、数据集成、数据变换和数据归约等步骤,可以获得适合进行后续分析的高质量数据集。
《大数据导论》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码:20110073课程名称:大数据导论英文名称:Introduction to Big-data课程类别:专业课学时:48学分:3适用对象:针对大数据管理及应用专业本科生。
考核方式:考查先修课程:无二、课程简介“大数据导论”是大数据管理及应用专业本科生的一门专业课程,也是该专业的导入课程,以引导学生对数据科学与大数据技术与应用有一个全面和概括性的了解。
该导论课程不仅应介绍与数据科学与大数据技术相关的内容,也应介绍一些与计算机科学与技术相关的内容。
主要包括数据科学与大数据本科专业知识体系,数据科学与大数据技术应用概况,大数据硬件环境,数据通信与计算机网络,程序、软件与系统,数据采集与存储,数据统计与分析,图形学、图像处理与可视化,人工智能,数据安全,大数据平台、框架及工具。
对该专业相关课程的主要内容进行简单介绍,适度介绍数据科学研究现状、大数据产业的未来及其在各领域的应用。
内容包括数据科学和大数据技术应用两个方面的内容,引导学生分别向数据科学家和数据工程师方向发展。
Introduction to big data is a professional course for undergraduates majoring in big data management and application, as well as an introduction course for the major, so as to guide students to have a comprehensive and general understanding of data science and big data technology and application. The introduction course should not only introduce the contents related to data science and big data technology, but also some contents related to computer science and technology. It mainly includes data science and big data undergraduate professional knowledge system, data science and big data technology application overview, big data hardware environment, data communication and computer network, program, software and system, data acquisition and storage, data statistics and analysis, graphics, image processing and visualization, artificial intelligence, data security, big data platform, framework and tools. This paper briefly introduces the main contents of relevant courses of this major, and moderately introduces the current situation of datascience research, the future of big data industry and its application in various fields. The content includes data science and big data technology application, which guides students to develop towards data scientists and data engineers respectively.三、课程性质与教学目的本课程的重点是要求学生了解数据科学与大数据技术的学科体系,主要课程结构,大致了解主要课程的内容,掌握相关课程中的一些基本概念,为其下步的学习做好准备。
《大数据导论》课程期末复习资料《大数据导论》课程讲稿章节目录:第1章大数据概述(1)大数据的概念(2)大数据的特征(3)大数据的数据类型(4)大数据的技术(5)大数据的应用第2章大数据采集与预处理(1)大数据采集(2)大数据预处理概述(3)数据清洗(4)数据集成(5)数据变换(6)数据规约第3章大数据存储(1)大数据存储概述(2)数据存储介质(3)存储系统结构(4)云存储概述(5)云存储技术(6)新型数据存储系统(7)数据仓库第4章大数据计算平台(1)云计算概述(2)云计算平台(3)MapReduce平台(4)Hadoop平台(5)Spark平台第5章大数据分析与挖掘(1)大数据分析概述(2)大数据分析的类型及架构(3)大数据挖掘(4)大数据关联分析(5)大数据分类(6)大数据聚类(7)大数据分析工具第6章大数据可视化(1)大数据可视化概述(2)大数据可视化方法(3)大数据可视化工具第7章社交大数据(1)社交大数据(2)国内社交网络大数据的应用(3)国外社交网络大数据的应用第8章交通大数据(1)交通大数据概述(2)交通监测应用(3)预测人类移动行为应用第9章医疗大数据(1)医疗大数据简介(2)临床决策分析应用(3)医疗数据系统分析第10章大数据的挑战与发展趋势(1)大数据发展面临的挑战(2)大数据的发展趋势一、客观部分:(单项选择、多项选择)(一)、单项选择1.以下不是NoSQL数据库的是()A.MongoDBB.HBaseC.CassandraD.DB2★考核知识点:NoSQL与NewSQL主流系统参考讲稿章节:3.7附1.1.1(考核知识点解释):目前市场上主要的NoSQL数据存储工具有:BigTable、Dynamo 、Hbase、MongoDB、CouchDB、Hypertable还存在一些其他的开源的NoSQL数据库,Neo4j、Oracle Berkeley DB、Apache Cassandra等另外,NewSQL数据库。
《大数据导论》课程期末复习资料《大数据导论》课程讲稿章节目录:第1章大数据概述(1)大数据的概念(2)大数据的特征(3)大数据的数据类型(4)大数据的技术(5)大数据的应用第2章大数据采集与预处理(1)大数据采集(2)大数据预处理概述(3)数据清洗(4)数据集成(5)数据变换(6)数据规约第3章大数据存储(1)大数据存储概述(2)数据存储介质(3)存储系统结构(4)云存储概述(5)云存储技术(6)新型数据存储系统(7)数据仓库第4章大数据计算平台(1)云计算概述(2)云计算平台(3)MapReduce平台(4)Hadoop平台(5)Spark平台第5章大数据分析与挖掘(1)大数据分析概述(2)大数据分析的类型及架构(3)大数据挖掘(4)大数据关联分析(5)大数据分类(6)大数据聚类(7)大数据分析工具第6章大数据可视化(1)大数据可视化概述(2)大数据可视化方法(3)大数据可视化工具第7章社交大数据(1)社交大数据(2)国内社交网络大数据的应用(3)国外社交网络大数据的应用第8章交通大数据(1)交通大数据概述(2)交通监测应用(3)预测人类移动行为应用第9章医疗大数据(1)医疗大数据简介(2)临床决策分析应用(3)医疗数据系统分析第10章大数据的挑战与发展趋势(1)大数据发展面临的挑战(2)大数据的发展趋势一、客观部分:(单项选择、多项选择)(一)、单项选择1.以下不是NoSQL数据库的是()A.MongoDBB。
HBaseC.CassandraD。
DB2★考核知识点:NoSQL与NewSQL主流系统参考讲稿章节:3.7附1.1。
1(考核知识点解释):目前市场上主要的NoSQL数据存储工具有:BigTable、Dynamo 、Hbase、MongoDB、CouchDB、Hypertable还存在一些其他的开源的NoSQL数据库,Neo4j、Oracle Berkeley DB、Apache Cassandra等另外,NewSQL数据库。
大数据分析中的预处理技术及其应用随着信息技术的快速发展,大数据分析已经成为了当今社会中的一个热门话题。
大数据分析是指通过对大规模数据集进行收集、处理和分析,从中发现有价值的信息和模式。
然而,在进行大数据分析之前,需要进行一系列的预处理工作,以确保数据的质量和可用性。
本文将探讨大数据分析中的预处理技术及其应用。
一、数据清洗数据清洗是大数据分析中最基本也是最重要的一步。
在大数据集中,常常会包含有缺失值、异常值、重复值等问题。
数据清洗的目的是通过删除或修复这些问题,使数据集更加完整和准确。
首先,对于缺失值的处理,可以采用删除或填充的方式。
删除缺失值可能会导致信息的丢失,因此填充缺失值是更为常见的做法。
常用的填充方法包括均值填充、中位数填充和插值法等。
其次,对于异常值的处理,可以采用删除、替换或变换的方式。
异常值可能会对分析结果产生较大的影响,因此需要对其进行处理。
常用的处理方法包括删除异常值、用邻近值替换异常值和使用离群点检测算法等。
最后,对于重复值的处理,可以采用删除或合并的方式。
重复值可能会导致分析结果的偏差,因此需要对其进行处理。
常用的处理方法包括删除重复值和合并重复值。
二、数据转换数据转换是指将原始数据转换为适合分析的形式。
在大数据分析中,常常需要对数据进行标准化、归一化和离散化等转换操作。
首先,标准化是将数据转换为均值为0、标准差为1的标准正态分布。
标准化可以消除数据之间的量纲差异,使得不同变量之间具有可比性。
其次,归一化是将数据转换为0到1之间的范围。
归一化可以将数据映射到统一的尺度,便于比较和分析。
最后,离散化是将连续变量转换为离散变量。
离散化可以简化数据分析的复杂度,提高算法的效率。
三、数据集成数据集成是将来自不同数据源的数据进行合并和整合。
在大数据分析中,常常需要从多个数据源中获取数据,并将其整合为一个统一的数据集。
数据集成的过程中需要解决数据格式不一致、数据冗余和数据一致性等问题。
大数据预处理的方法
大数据预处理方法包括以下几个方面:
1. 数据清洗:清洗数据是指从大数据集中删除无用、重复、不准确或不完整的数据,使其能够更准确地表现出数据的真实面貌。
数据清洗的具体步骤包括:去除重复数据、通过数据挖掘技术发现异常数据、填补数据缺失等。
2. 数据集成:数据集成是将不同数据源的数据整合在一起,形成一个统一的数据集合。
数据集成的具体步骤包括:数据提取、转换、加载等。
3. 数据变换:数据变换是指将原始数据按照需要的方式进行转换,以便更好地进行分析和处理。
例如,将数值型数据转换成分类数据、对文本数据进行分词等。
4. 数据规约:数据规约是将数据集中的所有数据元素压缩成更小的数据集,以便更方便地进行分析和处理。
数据规约的方法包括:属性规约、数值规约、概念分层规约等。
5. 数据归一化:数据归一化是将不同类型的数据进行转化,使它们有相同的尺度,以便进行比较和分析。
例如,将数值型数据按照最大最小值进行归一化、将文本数据进行编码等。
6. 数据降维:数据降维是通过一定的方法将数据集中的数据降至更低的维度,
以减少数据存储和处理的开销。
数据降维的方法包括:主成分分析、独立成分分析等。
大数据时代的大数据思维讲义大数据时代的大数据思维讲义简介:随着信息技术的飞速发展和数据量的不断增长,大数据已经成为了当代社会的重要组成部分。
在大数据时代,如何有效地处理、分析和利用海量的数据成为了一个重要的课题。
本讲义将介绍大数据思维的基本概念、原则和方法,帮助读者在大数据时代中运用大数据思维解决问题。
第一章:大数据思维概述1.1 什么是大数据思维1.2 大数据思维的重要性1.3 大数据思维的基本原则第二章:大数据采集与存储2.1 大数据采集的方法2.2 大数据采集的工具与技术2.3 大数据存储的架构2.4 大数据存储的技术第三章:大数据清洗与处理3.1 大数据清洗的目的3.2 大数据清洗的方法3.3 大数据处理的基本技术3.4 大数据处理的挑战与解决方法第四章:大数据分析与挖掘4.1 大数据分析的基本概念4.2 大数据分析的方法与技术4.3 大数据挖掘的基本过程4.4 大数据挖掘的应用案例第五章:大数据可视化与应用5.1 大数据可视化的意义和目的5.2 大数据可视化的方法和工具5.3 大数据应用的案例分析5.4 大数据应用的发展趋势附件:本文档涉及的附件包括相关案例分析、技术资料以及实际操作示例,可根据需要进行和使用。
法律名词及注释:1. 大数据:指数据量巨大、种类繁多、产生速度快的数据集合。
2. 数据采集:指通过各种手段获取大数据的过程。
3. 数据存储:指将大数据存储到合适的介质中以便后续使用的过程。
4. 数据清洗:指通过各种方法处理和过滤大数据中的噪音和错误。
5. 数据处理:指对大数据进行计算、转换和整理的过程。
6. 数据分析:指对大数据进行统计、分析和挖掘,获取有价值信息的过程。
7. 数据挖掘:指通过各种算法和技术从大数据中挖掘隐藏的模式和关联规则的过程。
8. 数据可视化:指通过图表、图形等方式将大数据呈现出来以便更好地理解和分析的过程。
9. 数据应用:指将大数据应用于实际问题解决和决策支持的过程。