علم البيانات

يتم تطبيع البيانات هو نهج لتنظيم البيانات في قواعد بيانات متعددة ذات صلة،  حيث يوفر تحويل الجداول من أجل الابتعاد عن تكرار البيانات والخصائص غير المرغوب فيها مثل الحالات الشاذة في الإدراج والتحديث والحذف.

بدلاً من استخدام مقاييس واقعية أو عن بعد تميز الأساليب القائمة على انحراف الاستثناءات أو القيم المتطرفة في عملية التنقيب عن البيانات من خلال فحص الاختلافات في السمات الأساسية للعناصر في المجموعة.

يحتاج عالم البيانات إلى (SQL) من أجل التعامل مع البيانات المنظمة، ويتم تخزين هذه البيانات المنظمة في قواعد البيانات المترابطة، لذلك من أجل الاستعلام عن قواعد البيانات هذه يجب أن يكون لدى عالم البيانات معرفة جيدة بـ (SQL).

في عملية تحليل البيانات الضخمة يُعد "جمع البيانات" الخطوة الأولى قبل البدء في تحليل الأنماط أو المعلومات المفيدة في البيانات، حيث يجب جمع البيانات المراد تحليلها من مصادر صحيحة مختلفة.

يوجد مجالان مختلفان لعلوم الكمبيوتر مقابل علم البيانات ولكنهما يندرجان تحت نفس المظلة عند حثهما على التقدم بطلب لاستخدام التقنيات، وتعطي علوم الكمبيوتر وجهة لاستعمال التقنيات في حساب البيانات بينما يتيح (Data Science) العمل على البيانات الحالية لجعلها متاحة لأغراض مفيدة.

يُعد جمع البيانات والتنقيب عن البيانات من الإجراءات الهامة التي يمكن أن تساعد في التخطيط المسبق لبيانات العملاء وتنظيمها وإدارتها لمساعدة الفرق على التفوق في مساعدة العملاء بشكل جيد للغاية.

كان الذكاء الاصطناعي (AI) والتنقيب عن البيانات من الموضوعات المهمة في أخبار الصناعة اليوم مع العديد من الشركات والجامعات التي تسعى جاهدة لتحسين الحياة المهنية والشخصية من خلال استخدام هذه التقنيات. 

إنّ خوارزمية (FP-Growth) هذه طريقة فعالة وقابلة للتطوير لتنقي مجموعة كاملة من الأنماط المتكررة عن طريق تطور جزء النمط باستخدام بنية شجرة بادئة ممتدة؛ لتخزين المعلومات المضغوطة والحاسمة حول الأنماط المتسلسلة المسماة بشجرة النمط المتسلسل (شجرة FP). 

تزيد البيانات الضوضائية دون داع من مقدار مساحة التخزين المطلوبة ويمكن أن تؤثر سلبًا على أي نتائج لتحليل التنقيب عن البيانات، ويمكن للتحليل الإحصائي استخدام المعلومات من البيانات التاريخية للتخلص من البيانات الصاخبة وتسهيل التنقيب عن البيانات.

تقدم (BIRCH) مفهومين ميزة التجميع وشجرة ميزات التجميع (شجرة CF) والتي يتم استخدامها لتلخيص وصف المجموعة، كما تسهل هذه الهياكل طريقة التجميع لتحقيق أفضل سرعة وقابلية للتوسع في قواعد البيانات الضخمة، وكما أنّها تجعلها فعالة في التجميع المتزايد والديناميكي للكائنات الواردة.

يشتمل نظام التنقيب عن الصوت على كل ما يلزم لمعالجة كميات كبيرة من الوسائط السمعية البصرية من أرشيف الوسائط إلى مزامنة البيانات الوصفية بين الحالات والقدرة على مراقبة العمليات المختلفة الداخلية للنظام.

مع التقدم في مجالات علم البيانات والتعلم الهائل والتعلم الآلي والذكاء الاصطناعي، تُعتبر هذه البيانات من الأصول القيمة لمعظم الشركات في تعزيز أعمالها للأفضل.

سيكون لعالم البيانات الفعال أيضًا القدرة على التعلم والاكتشاف ويحتاج علماء البيانات إلى أن يكونوا قادرين على التواصل بشكل جيد، وكل واحدة هذه الخصائص لعلماء البيانات الفعالين تزيد من فرص الشخص في الاستمتاع بما يفعله والبراعة فيه.

ظهر مصطلح "علم البيانات" مؤخرًا فقط لتعيين مهنة جديدة على وجه التحديد من المتوقع أن تكون ذات معنى للمخازن الهائلة للبيانات الكبيرة، ولكن فهم البيانات له تاريخ طويل وقد تمت مناقشته من قبل العلماء والإحصائيين وأصحاب المكتبات وعلماء الكمبيوتر وغيرهم لسنوات.

غالبًا ما تُستخدم الشبكات العصبونية للتنقيب عن البيانات بشكل فعال وتحويل البيانات الخام إلى معلومات قابلة للتطبيق، حيث إنّهم يبحثون عن أنماط في مجموعات كبيرة من البيانات،

في حين أنّ تعريفات ذكاء الأعمال وعملية التنقيب عن البيانات مختلفة فإنّ العمليتين تعملان بشكل أفضل عند استخدامهما جنبًا إلى جنب، ويمكن اعتبار التنقيب في البيانات بمثابة مقدمة لذكاء الأعمال وعند الجمع غالبًا ما تكون البيانات أولية وغير منظمة ممّا يجعل من الصعب استخلاص النتائج.

يبدو (OLAP) وعملية التنقيب عن البيانات متشابهين نظرًا لأنهما يعملان على البيانات لاكتساب المعرفة ولكن الاختلاف الرئيسي هو كيفية عملهما على البيانات، حيث توفر أدوات (OLAP) تحليل بيانات متنوع الأبعاد وملخصًا للبيانات.

يشير التنقيب عن البيانات إلى عملية استخراج المعلومات والأساليب والاتجاهات المفيدة من كميات البيانات الضخمة، بينما يشير التنقيب على الويب إلى عملية استخراج المعلومات من مستندات الويب والخدمات والارتباطات التشعبية وسجلات الخادم.

أصبحت لغة البرمجة R أداة البرمجة التحليلية المفضلة لعلماء البيانات في كل صناعة، وفي حالة وجود تقنية إحصائية فمن المحتمل أن يكون لدى R حزمة تنفذها. 

إنّ لغة (R) هي واحدة من أحدث الأدوات المتطورة، واليوم يستخدمها الملايين من المحللين والباحثين والعلامات التجارية ولا تقتصر تطبيقات (R) على قطاع واحد فقط.

يقوم دور تحليل استكشاف البيانات على استخدام الأهداف التي تم تحقيقها، وبعد تنسيق البيانات يشير التحليل الذي تم إجراؤه إلى الأنماط والاتجاهات التي تساعد في اتخاذ الإجراءات المناسبة المطلوبة لتحقيق الأهداف.

يتم تطبيق تحليل البيانات الاستكشافية للتأكد من البيانات وتقليل الأفكار الرئيسية، ويمنح الفهم الأساسي للبيانات وكيفية توزيعها ويمكن إمّا استكشاف البيانات باعتماد الرسوم البيانية أو من خلال بعض وظائف البايثون.

إنّ معظم تقنيات (EDA) رسومية بطبيعتها ومفيدة جدًا للكشف عن البيانات الخفية لمجموعة البيانات، ويعتمد الكثير من هذه على التصورات التي يمكن إنشاؤها بسهولة باستخدام الأدوات.

يأخذ تحليل البيانات الاستكشافية في الاعتبار ما الذي تبحث عنه وكيفية البحث عنه وكيفية تفسير ما نكتشفه، حيث في جوهرها إنّ (EDA) هي أكثر من كونها عملية تدريجية.

يمكن أن تتضمن عملية تحليل البيانات الاستكشافية (EDA) تنفيذ مهام محددة لتفسير نتائج هذه المهام وهو المكان الذي تكمن فيه المهارة الحقيقية، حيث يتم اعتماد مهارات أساسية لإجراء تحليل البيانات الاستكشافية.

يعد تحليل البيانات الاستكشافية إحدى الخطوات الأولى في عملية تحليل البيانات، ولا تقدم الأساليب غير الرسومية خلفية شاملة للبيانات لذلك فإنّ الأساليب الرسومية لها أهمية كبيرة.

تُعد تحليلات البيانات اليوم أكثر تعقيدًا مما كانت عليه في الستينيات وهناك خوارزميات يمكنها أتمتة العديد من المهام، ولقد ثبت مرارًا وتكرارًا أنّ (EDA) الفعالة توفر رؤى لا تقدر بثمن لا تستطيع الخوارزمية القيام بها.

الهدف الرئيسي من تحليل البيانات الاستكشافية (EDA) هو القيام في فحص البيانات قبل إتاحة أي ظهور، كما يمكن أن يقوم على تخصيص الأخطاء الواضحة.

يعتمد عالم البيانات في كثير من الأحيان على عملية البيانات (EDA) لتجزئة كميات البيانات والتأكد منها وتلخيص خصائصها الأساسية وغالبًا ما تعتمد طرق تصور البيانات.

يُعد التمثيل الرقمي للبيانات بأنّه استنساخ البيانات عن طريق النماذج الرقمية التي تتيحها أجهزة الكمبيوتر، وإنّه التصور الرقمي لكائن أو منتج أو أصل في العالم الحقيقي.