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丛书名：中国科协新一代信息技术系列丛书
- 作者：张尧学，胡春明，中国电子学会 著
- 出版时间：2018/9/1
- ISBN：9787111607670
- 出 版 社：机械工业出版社
- 中图法分类：TP274
- 页码：
- 纸张：胶版纸
- 版次：1
- 开本：16K
- 字数：(单位：千字)
本书是中国科协新一代信息技术系列丛书之一。
本书重点阐述大数据的基本原理;技术;平台和不同领域的应用案例。全书共分13 章，第1 章为绪论；第2 ~ 7 章为技术章节，介绍了数据采集与治理;数据管理;数据分析;数据可视化;数据安全与隐私保护和大数据处理平台；第8 ~11 章为大数据在不同领域的应用案例，包括社会网络大数据;城市大数据;工业大数据和教育大数据；第12;13 章为数据管理章节，包括数据开放与共享和大数据的法律政策规范。
本书主要面向大学非计算机类的工科专业的高年级学生与研究生，亦可作为大数据爱好者的科普读物。
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前言
当前，新一代信息技术正在全球孕育兴起，科技创新;产业形态和应用格局正发生着重大变革。 随着数据获取和计算技术的进步，大数据已成为一种新的国家战略资源，引起了学术界;产业界;政府及行业用户等的高度关注。 世界主要发达国家已经相继制定了促进大数据产业发展的政策法规，积极构建大数据生态，实施大数据国家战略。
我国充分认识到大数据时代带来的重大机遇，部署落实了一系列与大数据密切相关的规划。 2015 年，国务院印发«促进大数据发展行动纲要»，系统部署大数据发展工作。
目前，多个省市已经出台大数据相关政策，一些地方政府专门设置大数据管理部门，为大数据基础设施;技术创新;产业发展营造了良好环境。 党的十九大报告在深化供给侧结构性改革中指出: “加快建设制造强国，加快发展先进制造业，推动互联网;大数据;人工智能和实体经济深度融合，在中高端消费;创新引领;绿色低碳;共享经济;现代供应链;人力资本服务等领域培育新增长点;形成新动能。” 更加明确大数据应与各个行业深度融合。
为落实国家战略，加速新一代信息技术人才培养，满足数字经济发展的人才需求，为实现经济高质量发展提供人才支撑，中国科学技术协会策划并组织编写以云计算;大数据;人工智能等为代表的新一代信息技术系列丛书，成立了中国科协新一代信息技术系列丛书编制委员会，聘请梅宏院士为编委会主任，李培根院士;李德毅院士;李伯虎院士;张尧学院士;李骏院士;谭铁牛院士;赵春江院士为编委会委员，统筹丛书编制工作。 本书是该系列丛书之一。
本书主要面向大学非计算机类的工科专业的高年级学生与研究生，目的是帮助学生掌握大数据的基本原理和基本知识，熟悉大数据技术在多个行业应用中“能与不能” 的边界，培养学生在本专业应用大数据的能力。 同时，对于计算机相关专业的学生，本书也可作为大数据专业课程的导论课教材。 本书注重知识结构的基础性与完整性，确保技术内容的通用性;普适性与先进性，遵循教育规律，加强能力培养，同时，精选行业真实案例，开阔学生视野，启发创新思维。 本书期望为跨学科研究者提供学科方法论和技术概述，满足新一代信息技术人才的要求。
本书可分为四部分。 基础篇(第1 章) 介绍大数据的发展历程;内涵和外延;价值与意义；技术篇(第2 ~7 章) 以数据采集与治理;数据管理;数据分析与可视化的典型大数据应用生命周期作为主线，对大数据关键技术进行讲解，进而阐述数据安全与大数据平台的关键技术，努力呈现技术的逻辑性和严密的科学思维；应用篇(第8 ~ 11 章) 使学生熟悉大数据的典型应用领域，从社会网络大数据;城市大数据;工业大数据和教育大数据方面进行案例剖析，满足多个学科的教学需求；数据管理篇(第12 ~13 章) 则让学生了解数据开放与共享和法律政策规范等方面的现状。 本书的具体结构如下图所示:
本书采用模块化教学思维进行编写，授课老师和学生可以根据专业和现有知识结构，选取不同的教学方案。 本书教学建议为32 ~48 学时，基础篇和技术篇建议16 ~20 学时，应用篇建议14 ~24 学时；数据管理篇建议2 ~ 4 个学时或由学生自学。 根据不同专业的实际情况，老师可以根据学时安排选择1 ~2 个不同行业应用进行重点讲解，满足教学需求。
本书的编写汇集了多位专家学者的智慧。 本书主编张尧学院士带领编写组全体成员，从教学理论和学术研究等多角度系统地进行顶层设计和撰写工作。 本书第1 章由胡春明编写，第2 章由王宏志编写，第3 章由王建民编写，第4 章和第8 章由唐杰编写，第5 章由袁晓如编写，第6 章由朱跃生编写，第7 章由吴中海编写，第9 章由吕金虎编写，第10 章由王晨编写，第11 章由陈恩红编写，第12 章由刘闯;王德庆编写，第13 章由马民虎编写。 全书由胡春明统稿。
本书邀请了李德毅院士;梅宏院士和百度公司王海峰博士担任顾问专家，他们对本书的学术观点;技术方向以及内容组织都提供了极具价值的意见和建议。 在此对各位领导和专家表示深深的敬意和感谢。
此外，中国科协领导多次协调，确保了丛书编制和推广工作的顺利进行。 中国科学技术协会学术部对丛书的撰写;出版;推广全过程提供了大力支持和具体指导。 中国科协智能制造学会联合体承担了丛书的前期调研;组织协调和推广宣传工作。 中国电子学会承担了本书编写的全部组织工作，学会副理事长兼秘书长徐晓兰对本书高度重视，布置相关工作。 中国电子学会的林润华副秘书长组织并指导了本书的编撰工作。 中国电子学会的宁慧聪博士以及团队王娟副主任;王海涛老师和张玲老师在本书写作过程中精心组织，扎实推进此项工作。机械工业出版社的全力支持和悉心编校，让这本书的付梓成为可能，感谢他们的辛勤工作。本书编写还得到了多个单位和专家的支持，他们是北京航空航天大学王磊副教授;王静远副教授;邓婷博士，清华大学宋韶旭老师;任艮全博士;韩矞博士;丁铭博士，北京大学刘宏志副教授;莫同副教授，洪帆博士;赖楚凡;张江;李国政;陈帅;岳成磊;韩云;蒋瑞珂;林丽静。 同时也感谢北京大学深圳研究生院“数据科学与智能计算” 学科负责人白志强教授，中国科学技术大学刘淇副教授，西安交通大学党家玉博士，中国社科院陈新欣研究员，人民大学陈跃国副教授，武汉大学彭煜玮副教授，百度大数据总监刘丽萍，科大讯飞大数据研究院执行院长谭昶，工程师于俊等多位专家学者。 感谢大数据专家委员会顾问李德毅院士;主任委员梅宏院士，副主任委员张尧学院士，秘书长林润华;副秘书长胡春明，委员朱跃生;吕金虎对本书的大力支持。 同时感谢本书被引用和作为参考文献的作者和机构。
大数据是一个新兴领域，处于飞速发展的阶段，且与多领域;多学科紧密结合，还有很大发展空间。 由于时间;精力;知识结构有限，书中难免存在错误和不妥之处，恳请广大读者批评指正，以便编写组对本书的进一步完善。
«大数据导论» 主编张尧学和编写组全体成员
2018 年8 月
大数据导论; 编写组
顾问:
李德毅 中国工程院院士
梅 宏 中国科学院院士
王海峰 百度高级副总裁
主编:
张尧学 中国工程院院士
执行主编:
胡春明 北京航空航天大学
参编:
王宏志 哈尔滨工业大学
唐 杰 清华大学
王建民 清华大学
袁晓如 北京大学
朱跃生 北京大学
吴中海 北京大学
吕金虎 北京航空航天大学
王 晨 清华大学
陈恩红 中国科学技术大学
刘 闯 中国科学院
王德庆 北京航空航天大学
马民虎 西安交通大学
前 言
基 础 篇
第1 章 绪论 3
1.1 概述 3
1.1.1 数据 4
1.1.2 数据中蕴含的价值 6
1.1.3 获取数据中蕴含的价值 8
1.2 大数据的内涵和外延 9
1.2.1 大数据时代的驱动力 9
1.2.2 大数据的概念和特征 10
1.2.3 大数据带来的思维模式改变 12
1.2.4 大数据的作用和意义 13
1.3 大数据的技术挑战和科学意义 15
1.3.1 数据处理的一般过程 16
1.3.2 大数据计算面临的挑战 17
1.3.3 大数据计算的特点 18
1.3.4 大数据计算平台 19
1.3.5 大数据与云计算;人工智能的关系 20
1.4 数据科学 22
1.4.1 数据科学的提出 23
1.4.2 数据科学的范畴 23
1.4.3 数据科学对学科发展的影响 24
习题 25
参考文献及扩展阅读资料 26
技 术 篇
第2 章 数据采集与治理 29
2.1 概述 30
2.2 大数据的来源与多源数据的采集方式 30
2.2.1 大数据的来源 30
2.2.2 多源数据的采集 31
2.2.3 数据离散化 33
2.3 数据集成和跨界应用的数据集成方法 34
2.3.1 数据集成的定义与形式 34
2.3.2 传统数据集成 35
2.3.3 跨界数据集成 38
2.4 数据的预处理 40
2.4.1 数据变换 40
2.4.2 数据质量的检验与提升 41
习题 44
参考文献及扩展阅读资料 44
第3 章 数据管理 46
3.1 概述 46
3.2 关系数据库 47
3.2.1 关系数据模型 48
3.2.2 结构化查询语言 51
3.2.3 数据库事务 52
3.2.4 关系数据库管理系统 53
3.3 分布式文件系统 54
3.3.1 Hadoop 55
3.3.2 Ceph 57
3.3.3 GlusterFS 59
3.3.4 分布式文件系统对比 60
3.4 新型数据管理与查询系统 61
3.4.1 NoSQL 数据库 61
3.4.2 SQL on Hadoop 系统 65
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