Big Data — что такое системы больших данных? Развитие технологий Big Data. Что такое Big data: собрали всё самое важное о больших данных Большие данные в современном мире

Большие данные (или Big Data) - это совокупность методов работы с огромными объёмами структурированной или неструктурированной информации. Специалисты по работе с большими данными занимаются её обработкой и анализом для получения наглядных, воспринимаемых человеком результатов. Look At Me поговорил с профессионалами и выяснил, какова ситуация с обработкой больших данных в России, где и чему лучше учиться тем, кто хочет работать в этой сфере.

Алексей Рывкин об основных направлениях в сфере больших данных, общении с заказчиками и мире чисел

Я учился в Московском институте электронной техники. Главное, что мне удалось оттуда вынести, - это фундаментальные знания по физике и математике. Одновременно с учёбой я работал в R&D-центре, где занимался разработкой и внедрением алгоритмов помехоустойчивого кодирования для средств защищённой передачи данных. После окончания бакалавриата я поступил в магистратуру бизнес-информатики Высшей школы экономики. После этого я захотел работать в IBS. Мне повезло, что в то время в связи с большим количеством проектов шёл дополнительный набор стажёров, и после нескольких собеседований я начал работать в IBS, одной из крупнейших российских компаний этой области. За три года я прошёл путь от стажёра до архитектора корпоративных решений. Сейчас занимаюсь развитием экспертизы технологий Big Data для компаний-заказчиков из финансового и телекоммуникационного сектора.

Есть две основные специализации для людей, которые хотят работать с большими данными: аналитики и ИТ-консультанты, которые создают технологии для работы с большими данными. Кроме того, можно также говорить о профессии Big Data Analyst, т. е. людях, которые непосредственно работают с данными, с ИТ-платформой у заказчика. Раньше это были обычные аналитики-математики, которые знали статистику и математику и с помощью статистического ПО решали задачи по анализу данных. Сегодня, помимо знания статистики и математики, необходимо также понимание технологий и жизненного цикла данных. В этом, на мой взгляд, и заключается отличие современных Data Analyst от тех аналитиков, которые были прежде.

Моя специализация - ИТ-консалтинг, то есть я придумываю и предлагаю заказчикам способы решения бизнес-задач с помощью ИТ-технологий. В консалтинг приходят люди с различным опытом, но самые важные качества для этой профессии - это умение понимать потребности клиента, стремление помогать людям и организациям, хорошие коммуникационные и командные навыки (поскольку это всегда работа с клиентом и в команде), хорошие аналитические способности. Очень важна внутренняя мотивация: мы работаем в конкурентной среде, и заказчик ждёт необычных решений и заинтересованности в работе.

Большая часть времени у меня уходит на общение с заказчиками, формализацию их бизнес-потребностей и помощь в разработке наиболее подходящей технологической архитектуры. Критерии выбора здесь имеют свою особенность: помимо функциональных возможностей и ТСО (Total cost of ownership - общая стоимость владения) очень важны нефункциональные требования к системе, чаще всего это время отклика, время обработки информации. Чтобы убедить заказчика, мы часто используем подход proof of concept - предлагаем бесплатно «протестировать» технологию на какой-то задаче, на узком наборе данных, чтобы убедиться, что технология работает. Решение должно создавать для заказчика конкурентное преимущество за счёт получения дополнительных выгод (например, x-sell , кросс-продажи) или решать какую-то проблему в бизнесе, скажем, снизить высокий уровень мошенничества по кредитам.

Было бы гораздо проще, если бы клиенты приходили с готовой задачей, но пока они не понимают, что появилась революционная технология, которая может изменить рынок за пару лет

С какими проблемами приходится сталкиваться? Рынок пока не готов использовать технологии «больших данных». Было бы гораздо проще, если бы клиенты приходили с готовой задачей, но пока они не понимают, что появилась революционная технология, которая может изменить рынок за пару лет. Именно поэтому мы, по сути, работаем в режиме стартапа - не просто продаём технологии, но и каждый раз убеждаем клиентов, что нужно в эти решения инвестировать. Это такая позиция визионеров - мы показываем заказчикам, как можно поменять свой бизнес с привлечением данных и ИТ. Мы создаем этот новый рынок - рынок коммерческого ИТ-консалтинга в области Big Data.

Если человек хочет заниматься дата-анализом или ИТ-консалтингом в сфере Big Data, то первое, что важно, - это математическое или техническое образование с хорошей математической подготовкой. Также полезно освоить конкретные технологии, допустим SAS , Hadoop , язык R или решения IBM. Кроме того, нужно активно интересоваться прикладными задачами для Big Data - например, как их можно использовать для улучшенного кредитного скоринга в банке или управления жизненным циклом клиента. Эти и другие знания могут быть получены из доступных источников: например, Coursera и Big Data University . Также есть Customer Analytics Initiative в Wharton University of Pennsylvania, где опубликовано очень много интересных материалов.

Серьёзная проблема для тех, кто хочет работать в нашей области, - это явный недостаток информации о Big Data. Ты не можешь пойти в книжный магазин или в на какой-то сайт и получить, например, исчерпывающий сборник кейсов по всем применениям технологий Big Data в банках. Таких справочников не существует. Часть информации находится в книгах, ещё часть собирается на конференциях, а до чего-то приходится доходить самим.

Ещё одна проблема заключается в том, что аналитики хорошо чувствуют себя в мире чисел, но им не всегда комфортно в бизнесе. Такие люди часто интровертны, им трудно общаться, и поэтому им сложно убедительно доносить до клиентов информацию о результатах исследований. Для развития этих навыков я бы рекомендовал такие книги, как «Принцип пирамиды», «Говори на языке диаграмм». Они помогают развить презентационные навыки, лаконично и понятно излагать свои мысли.

Мне очень помогло участие в разных кейс-чемпионатах во время учебы в НИУ ВШЭ. Кейс-чемпионаты - это интеллектуальные соревнования для студентов, где нужно изучать бизнес-проблемы и предлагать их решение. Они бывают двух видов: кейс-чемпионаты консалтинговых фирм, например, McKinsey, BCG, Accenture, а также независимые кейс-чемпионаты типа Changellenge . Во время участия в них я научился видеть и решать сложные задачи - от идентификации проблемы и её структурирования до защиты рекомендаций по её решению.

Олег Михальский о российском рынке и специфике создания нового продукта в сфере больших данных

До прихода в Acronis я уже занимался запуском новых продуктов на рынок в других компаниях. Это всегда интересно и сложно одновременно, поэтому меня сразу заинтересовала возможность работы над облачными сервисами и решениями для хранения данных. В этой сфере пригодился весь мой предыдущий опыт работы в ИТ-отрасли, включая собственный стартап-проект I-accelerator . Помогло также и наличие бизнес-образования (MBA) в дополнение к базовому инженерному.

В России у крупных компаний - банков, мобильных операторов и т. д. - есть потребность в анализе больших данных, поэтому в нашей стране есть перспективы для тех, кто хочет работать в этой области. Правда, многие проекты сейчас являются интеграционными, то есть сделанными на основе зарубежных наработок или open source-технологий. В таких проектах не создаются принципиально новые подходы и технологии, а скорее адаптируются уже имеющиеся наработки. В Acronis мы пошли другим путём и, проанализировав имеющиеся альтернативы, решили вложиться в собственную разработку, создав в результате систему надёжного хранения для больших данных, которая по себестоимости не уступает, например, Amazon S3 , но работает надёжно и эффективно и на существенно меньших масштабах. Собственные разработки по большим данным есть и у крупных интернет-компаний, но они скорее ориентированы на внутренние нужды, чем удовлетворение потребностей внешних клиентов.

Важно понимать тренды и экономические силы, которые влияют на область обработки больших данных. Для этого нужно много читать, слушать выступления авторитетных специалистов в ИТ-индустрии, посещать тематические конференции. Сейчас почти каждая конференция имеет секцию про Big Data, но все они рассказывают об этом под разным углом: с точки зрения технологий, бизнеса или маркетинга. Можно пойти на проектную работу или стажировку в компанию, которая уже ведёт проекты по данной тематике. Если вы уверены в своих силах, то ещё не поздно организовать стартап в сфере Big Data.

Без постоянного контакта с рынком новая разработка рискует оказаться невостребованной

Правда, когда вы отвечаете за новый продукт, много времени уходит на аналитику рынка и общение с потенциальными клиентами, партнёрами, профессиональными аналитиками, которые знают много о клиентах и их потребностях. Без постоянного контакта с рынком новая разработка рискует оказаться невостребованной. Всегда есть много неопределённостей: вы должны понять, кто станут первыми пользователями (early adopters), что у вас есть для них ценного и как затем привлечь массовую аудиторию. Вторая по важности задача - это сформировать и донести до разработчиков чёткое и целостное видение конечного продукта, чтобы мотивировать их на работу в таких условиях, когда некоторые требования ещё могут меняться, а приоритеты зависят от обратной связи, поступающей от первых клиентов. Поэтому важная задача - это управление ожиданиями клиентов с одной стороны и разработчиков с другой. Так, чтобы ни те ни другие не потеряли интерес и довели проект до завершения. После первого успешного проекта становится проще, и главной задачей будет найти правильную модель роста для нового бизнеса.

(дословно — большие данные )? Обратимся сначала к оксфордскому словарю:

Данные — величины, знаки или символы, которыми оперирует компьютер и которые могут храниться и передаваться в форме электрических сигналов, записываться на магнитные, оптические или механические носители.

Термин Big Data используется для описания большого и растущего экспоненциально со временем набора данных. Для обработки такого количества данных не обойтись без машинного обучения.

Преимущества, которые предоставляет Big Data:

1. Сбор данных из разных источников.
2. Улучшение бизнес-процессов через аналитику в реальном времени.
3. Хранение огромного объема данных.
4. Инсайты. Big Data более проницательна к скрытой информации при помощи структурированных и полуструктурированных данных.
5. Большие данные помогают уменьшать риск и принимать умные решения благодаря подходящей риск-аналитике

Примеры Big Data

Нью-Йоркская Фондовая Биржа ежедневно генерирует 1 терабайт данных о торгах за прошедшую сессию.

Социальные медиа : статистика показывает, что в базы данных Facebook ежедневно загружается 500 терабайт новых данных, генерируются в основном из-за загрузок фото и видео на серверы социальной сети, обмена сообщениями, комментариями под постами и так далее.

Реактивный двигатель генерирует 10 терабайт данных каждые 30 минут во время полета. Так как ежедневно совершаются тысячи перелетов, то объем данных достигает петабайты.

Классификация Big Data

Формы больших данных:

• Структурированная
• Неструктурированная
• Полуструктурированная

Структурированная форма

Данные, которые могут храниться, быть доступными и обработанными в форме с фиксированным форматом называются структурированными. За продолжительное время компьютерные науки достигли больших успехов в совершенствовании техник для работы с этим типом данных (где формат известен заранее) и научились извлекать пользу. Однако уже сегодня наблюдаются проблемы, связанные с ростом объемов до размеров, измеряемых в диапазоне нескольких зеттабайтов.

1 зеттабайт соответствует миллиарду терабайт

Глядя на эти числа, нетрудно убедиться в правдивости термина Big Data и трудностях сопряженных с обработкой и хранением таких данных.

Данные, хранящиеся в реляционной базе — структурированы и имеют вид,например, таблицы сотрудников компании

Неструктурированная форма

Данные неизвестной структуры классифицируются как неструктурированные. В дополнении к большим размерам, такая форма характеризуется рядом сложностей для обработки и извлечении полезной информации. Типичный пример неструктурированных данных — гетерогенный источник, содержащий комбинацию простых текстовых файлов, картинок и видео. Сегодня организации имеют доступ к большому объему сырых или неструктурированных данных, но не знают как извлечь из них пользу.

Полуструктурированная форма

Эта категория содержит обе описанные выше, поэтому полуструктурированные данные обладают некоторой формой, но в действительности не определяются с помощью таблиц в реляционных базах. Пример этой категории — персональные данные, представленные в XML файле.

Prashant RaoMale35 Seema R.Female41 Satish ManeMale29 Subrato RoyMale26 Jeremiah J.Male35

Характеристики Big Data

Рост Big Data со временем:

Синим цветом представлены структурированные данные (Enterprise data), которые сохраняются в реляционных базах. Другими цветами — неструктурированные данные из разных источников (IP-телефония, девайсы и сенсоры, социальные сети и веб-приложения).

В соответствии с Gartner, большие данные различаются по объему, скорости генерации, разнообразию и изменчивости. Рассмотрим эти характеристики подробнее.

1. Объем . Сам по себе термин Big Data связан с большим размером. Размер данных — важнейший показатель при определении возможной извлекаемой ценности. Ежедневно 6 миллионов людей используют цифровые медиа, что по предварительным оценкам генерирует 2.5 квинтиллиона байт данных. Поэтому объем — первая для рассмотрения характеристика.
2. Разнообразие — следующий аспект. Он ссылается на гетерогенные источники и природу данных, которые могут быть как структурированными, так и неструктурированными. Раньше электронные таблицы и базы данных были единственными источниками информации, рассматриваемыми в большинстве приложений. Сегодня же данные в форме электронных писем, фото, видео, PDF файлов, аудио тоже рассматриваются в аналитических приложениях. Такое разнообразие неструктурированных данных приводит к проблемам в хранении, добыче и анализе: 27% компаний не уверены, что работают с подходящими данными.
3. Скорость генерации . То, насколько быстро данные накапливаются и обрабатываются для удовлетворения требований, определяет потенциал. Скорость определяет быстроту притока информации из источников — бизнес процессов, логов приложений, сайтов социальных сетей и медиа, сенсоров, мобильных устройств. Поток данных огромен и непрерывен во времени.
4. Изменчивость описывает непостоянство данных в некоторые моменты времени, которое усложняет обработку и управление. Так, например, большая часть данных неструктурирована по своей природе.

Big Data аналитика: в чем польза больших данных

Продвижение товаров и услуг : доступ к данным из поисковиков и сайтов, таких как Facebook и Twitter, позволяет предприятиям точнее разрабатывать маркетинговые стратегии.

Улучшение сервиса для покупателей : традиционные системы обратной связи с покупателями заменяются на новые, в которых Big Data и обработка естественного языка применяется для чтения и оценки отзыва покупателя.

Расчет риска , связанного с выпуском нового продукта или услуги.

Операционная эффективность : большие данные структурируют, чтобы быстрее извлекать нужную информацию и оперативно выдавать точный результат. Такое объединение технологий Big Data и хранилищ помогает организациям оптимизировать работу с редко используемой информацией.

Постоянное ускорение роста объема данных является неотъемлемым элементом современных реалий. Социальные сети, мобильные устройства, данные с измерительных устройств, бизнес-информация – это лишь несколько видов источников, способных генерировать гигантские массивы данных.

В настоящее время термин Big Data (Большие данные) стал довольно распространенным. Далеко не все еще осознают то, насколько быстро и глубоко технологии обработки больших массивов данных меняют самые различные аспекты жизни общества. Перемены происходят в различных сферах, порождая новые проблемы и вызовы, в том числе и в сфере информационной безопасности, где на первом плане должны находиться такие важнейшие ее аспекты, как конфиденциальность, целостность, доступность и т. д.

К сожалению, многие современные компании прибегают к технологии Big Data, не создавая для этого надлежащей инфраструктуры, которая смогла бы обеспечить надежное хранение огромных массивов данных, которые они собирают и хранят. С другой стороны, в настоящее время стремительно развивается технология блокчейн, которая призвана решить эту и многие другие проблемы.

Что такое Big Data?

По сути, определение термина лежит на поверхности: «большие данные» означают управление очень большими объемами данных, а также их анализ. Если смотреть шире, то это информация, которая не поддается обработке классическими способами по причине ее больших объемов.

Сам термин Big Data (большие данные) появился относительно недавно. Согласно данным сервиса Google Trends , активный рост популярности термина приходится на конец 2011 года:

В 2010 году уже стали появляться первые продукты и решения, непосредственно связанные с обработкой больших данных. К 2011 году большинство крупнейших IT-компаний, включая IBM, Oracle, Microsoft и Hewlett-Packard, активно используют термин Big Data в своих деловых стратегиях. Постепенно аналитики рынка информационных технологий начинают активные исследования данной концепции.

В настоящее время этот термин приобрел значительную популярность и активно используется в самых различных сферах. Однако нельзя с уверенностью сказать, что Big Data – это какое-то принципиально новое явление – напротив, большие источники данных существуют уже много лет. В маркетинге ими можно назвать базы данных по покупкам клиентов, кредитным историям, образу жизни и т. д. На протяжении многих лет аналитики использовали эти данные, чтобы помогать компаниям прогнозировать будущие потребности клиентов, оценивать риски, формировать потребительские предпочтения и т. д.

В настоящее время ситуация изменилась в двух аспектах:

— появились более сложные инструменты и методы для анализа и сопоставления различных наборов данных;
— инструменты анализа дополнились множеством новых источников данных, что обусловлено повсеместным переходом на цифровые технологии, а также новыми методами сбора и измерения данных.

Исследователи прогнозируют, что технологии Big Data активнее всего будут использоваться в производстве, здравоохранении, торговле, госуправлении и в других самых различных сферах и отраслях.

Big Data – это не какой-либо определенный массив данных, а совокупность методов их обработки. Определяющей характеристикой для больших данных является не только их объем, но также и другие категории, характеризующие трудоемкие процессы обработки и анализа данных.

В качестве исходных данных для обработки могут выступать, например:

— логи поведения интернет-пользователей;
— Интернет вещей;
— социальные медиа;
— метеорологические данные;
— оцифрованные книги крупнейших библиотек;
— GPS-сигналы из транспортных средств;
— информация о транзакциях клиентов банков;
— данные о местонахождении абонентов мобильных сетей;
— информация о покупках в крупных ритейл-сетях и т.д.

Со временем объемы данных и количество их источников непрерывно растет, а на этом фоне появляются новые и совершенствуются уже имеющиеся методы обработки информации.

Основные принципы Big Data:

— Горизонтальная масштабируемость – массивы данных могут быть огромными и это значит, что система обработки больших данных должна динамично расширяться при увеличении их объемов.
— Отказоустойчивость – даже при сбое некоторых элементов оборудования, вся система должна оставаться работоспособной.
— Локальность данных. В больших распределенных системах данные обычно распределяются по значительному числу машин. Однако по мере возможности и в целях экономии ресурсов данные часто обрабатываются на том же сервере, что и хранятся.

Для стабильной работы всех трех принципов и, соответственно, высокой эффективности хранения и обработки больших данных необходимы новые прорывные технологии, такие как, например, блокчейн.

Для чего нужны большие данные?

Сфера применения Big Data постоянно расширяется:

— Большие данные можно использовать в медицине. Так, устанавливать диагноз пациенту можно не только опираясь на данные анализа истории болезни, но также принимая во внимание опыт других врачей, сведения об экологической ситуации района проживания больного и многие другие факторы.
— Технологии Big Data могут использоваться для организации движения беспилотного транспорта.
— Обрабатывая большие массивы данных можно распознавать лица на фото- и видеоматериалах.
— Технологии Big Data могут быть использованы ритейлерами – торговые компании могут активно использовать массивы данных из социальных сетей для эффективной настройки своих рекламных кампаний, которые могут быть максимально ориентированы под тот или иной потребительский сегмент.
— Данная технология активно используется при организации предвыборных кампаний, в том числе для анализа политических предпочтений в обществе.
— Использование технологий Big Data актуально для решений класса гарантирования доходов (RA) , которые включают в себя инструменты обнаружения несоответствий и углубленного анализа данных, позволяющие своевременно выявить вероятные потери, либо искажения информации, способные привести к снижению финансовых результатов.
— Телекоммуникационные провайдеры могут агрегировать большие данные, в том числе о геолокации; в свою очередь эта информация может представлять коммерческий интерес для рекламных агентств, которые могут использовать ее для показа таргетированной и локальной рекламы, а также для ритейлеров и банков.
— Большие данные могут сыграть важную роль при решении открытия торговой точки в определенной локации на основе данных о наличии мощного целевого потока людей.

Таким образом наиболее очевидное практическое применение технологии Big Data лежит в сфере маркетинга. Благодаря развитию интернета и распространению всевозможных коммуникационных устройств поведенческие данные (такие как число звонков, покупательские привычки и покупки) становятся доступными в режиме реального времени.

Технологии больших данных могут также эффективно использоваться в финансах, для социологических исследований и во многих других сферах. Эксперты утверждают, что все эти возможности использования больших данных являются лишь видимой частью айсберга, поскольку в гораздо больших объемах эти технологии используются в разведке и контрразведке, в военном деле, а также во всем том, что принято называть информационными войнами.

В общих чертах последовательность работы с Big Data состоит из сбора данных, структурирования полученной информации с помощью отчетов и дашбордов, а также последующего формулирования рекомендаций к действию.

Рассмотрим вкратце возможности использования технологий Big Data в маркетинге. Как известно, для маркетолога информация – главный инструмент для прогнозирования и составления стратегии. Анализ больших данных давно и успешно применяется для определения целевой аудитории, интересов, спроса и активности потребителей. Анализ больших данных, в частности, позволяет выводить рекламу (на основе модели RTB-аукциона - Real Time Bidding) только тем потребителям, которые заинтересованы в товаре или услуге.

Применение Big Data в маркетинге позволяет бизнесменам:

— лучше узнавать своих потребителей, привлекать аналогичную аудиторию в Интернете;
— оценивать степень удовлетворенности клиентов;
— понимать, соответствует ли предлагаемый сервис ожиданиям и потребностям;
— находить и внедрять новые способы, увеличивающие доверие клиентов;
— создавать проекты, пользующиеся спросом и т. д.

Например, сервис Google.trends может указать маркетологу прогноз сезонной активности спроса на конкретный продукт, колебания и географию кликов. Если сопоставить эти сведения со статистическими данными, собираемыми соответствующим плагином на собственном сайте, то можно составить план по распределению рекламного бюджета с указанием месяца, региона и других параметров.

По мнению многих исследователей, именно в сегментации и использовании Big Data заключается успех предвыборной кампании Трампа. Команда будущего президента США смогла правильно разделить аудиторию, понять ее желания и показывать именно тот месседж, который избиратели хотят видеть и слышать. Так, по мнению Ирины Белышевой из компании Data-Centric Alliance, победа Трампа во многом стала возможной благодаря нестандартному подходу к интернет-маркетингу, в основу которого легли Big Data, психолого-поведенческий анализ и персонализированная реклама.

Политтехнологи и маркетологи Трампа использовали специально разработанную математическую модель, которая позволила глубоко проанализировать данные всех избирателей США систематизировать их, сделав сверхточный таргетинг не только по географическим признаками, но также и по намерениям, интересам избирателей, их психотипу, поведенческим характеристикам и т. д. После этого маркетологи организовали персонализированную коммуникацию с каждой из групп граждан на основе их потребностей, настроений, политических взглядов, психологических особенностей и даже цвета кожи, используя практически для каждого отдельного избирателя свой месседж.

Что касается Хиллари Клинтон, то она в своей кампании использовала «проверенные временем» методы, основанные на социологических данных и стандартном маркетинге, разделив электорат лишь на формально гомогенные группы (мужчины, женщины, афроамериканцы, латиноамериканцы, бедные, богатые и т. д.).

В результате выиграл тот, кто по достоинству оценил потенциал новых технологий и методов анализа. Примечательно, что расходы на предвыборную кампанию Хиллари Клинтон были в два раза больше, чем у ее оппонента:

Данные: Pew Research

Основные проблемы использования Big Data

Помимо высокой стоимости, одним из главных факторов, тормозящих внедрение Big Data в различные сферы, является проблема выбора обрабатываемых данных: то есть определения того, какие данные необходимо извлекать, хранить и анализировать, а какие – не принимать во внимание.

Еще одна проблема Big Data носит этический характер. Другими словами возникает закономерный вопрос: можно ли подобный сбор данных (особенно без ведома пользователя) считать нарушением границ частной жизни?

Не секрет, что информация, сохраняемая в поисковых системах Google и Яндекс, позволяет IT-гигантам постоянно дорабатывать свои сервисы, делать их удобными для пользователей и создавать новые интерактивные приложения. Для этого поисковики собирают пользовательские данные об активности пользователей в интернете, IP-адреса, данные о геолокации, интересах и онлайн-покупках, личные данные, почтовые сообщения и т. д. Все это позволяет демонстрировать контекстную рекламу в соответствии с поведением пользователя в интернете. При этом обычно согласия пользователей на это не спрашивается, а возможности выбора, какие сведения о себе предоставлять, не дается. То есть по умолчанию в Big Data собирается все, что затем будет храниться на серверах данных сайтов.

Из этого вытекает следующая важная проблема, касающаяся обеспечения безопасности хранения и использования данных. Например, безопасна ли та или иная аналитическая платформа, которой потребители в автоматическом режиме передают свои данные? Кроме того, многие представители бизнеса отмечают дефицит высококвалифицированных аналитиков и маркетологов, способных эффективно оперировать большими объемами данных и решать с их помощью конкретные бизнес-задачи.

Несмотря на все сложности с внедрением Big Data, бизнес намерен увеличивать вложения в это направление. По данным исследования Gartner, лидерами инвестирующих в Big Data отраслей являются медиа, ритейл, телеком, банковский сектор и сервисные компании.

Перспективы взаимодействия технологий блокчейн и Big Data

Интеграция с Big Data несет в себе синергетический эффект и открывает бизнесу широкий спектр новых возможностей, в том числе позволяя:

— получать доступ к детализированной информации о потребительских предпочтениях, на основе которых можно выстраивать подробные аналитические профили для конкретных поставщиков, товаров и компонентов продукта;
— интегрировать подробные данные о транзакциях и статистике потребления определенных групп товаров различными категориями пользователей;
— получать подробные аналитические данные о цепях поставок и потребления, контролировать потери продукции при транспортировке (например, потери веса вследствие усыхания и испарения некоторых видов товаров);
— противодействовать фальсификациям продукции, повысить эффективность борьбы с отмыванием денег и мошенничеством и т. д.

Доступ к подробным данным об использовании и потреблении товаров в значительной мере раскроет потенциал технологии Big Data для оптимизации ключевых бизнес-процессов, снизит регуляторные риски, раскроет новые возможности монетизации и создания продукции, которая будет максимально соответствовать актуальным потребительским предпочтениям.

Как известно, к технологии блокчейн уже проявляют значительный интерес представители крупнейших финансовых институтов, включая , и т. д. По мнению Оливера Буссманна, IT-менеджера швейцарского финансового холдинга UBS, технология блокчейн способна «сократить время обработки транзакций от нескольких дней до нескольких минут».

Потенциал анализа из блокчейна при помощи технологии Big Data огромен. Технология распределенного реестра обеспечивает целостность информации, а также надежное и прозрачное хранение всей истории транзакций. Big Data, в свою очередь, предоставляет новые инструменты для эффективного анализа, прогнозирования, экономического моделирования и, соответственно, открывает новые возможности для принятия более взвешенных управленческих решений.

Тандем блокчейна и Big Data можно успешно использовать в здравоохранении. Как известно, несовершенные и неполные данные о здоровье пациента в разы увеличивают риск постановки неверного диагноза и неправильно назначенного лечения. Критически важные данные о здоровье клиентов медучреждений должны быть максимально защищенными, обладать свойствами неизменности, быть проверяемыми и не должны быть подвержены каким-либо манипуляциям.

Информация в блокчейне соответствует всем перечисленным требованиям и может служить в роли качественных и надежных исходных данных для глубокого анализа при помощи новых технологий Big Data. Помимо этого, при помощи блокчейна медицинские учреждения смогли бы обмениваться достоверными данными со страховыми компаниями, органами правосудия, работодателями, научными учреждениями и другими организациями, нуждающимися в медицинской информации.

Big Data и информационная безопасность

В широком понимании, информационная безопасность представляет собой защищенность информации и поддерживающей инфраструктуры от случайных или преднамеренных негативных воздействий естественного или искусственного характера.

В области информационной безопасности Big Data сталкивается со следующими вызовами:

— проблемы защиты данных и обеспечения их целостности;
— риск постороннего вмешательства и утечки конфиденциальной информации;
— ненадлежащее хранение конфиденциальной информации;
— риск потери информации, например, вследствие чьих-либо злонамеренных действий;
— риск нецелевого использования персональных данных третьими лицами и т. д.

Одна из главных проблем больших данных, которую призван решить блокчейн, лежит в сфере информационной безопасности. Обеспечивая соблюдение всех основных ее принципов, технология распределенного реестра может гарантировать целостность и достоверность данных, а благодаря отсутствию единой точки отказа, блокчейн делает стабильной работу информационных систем. Технология распределенного реестра может помочь решить проблему доверия к данным, а также предоставить возможность универсального обмена ими.

Информация – ценный актив, а это значит, что на первом плане должен стоять вопрос обеспечения основных аспектов информационной безопасности. Для того, чтобы выстоять в конкурентной борьбе, компании должны идти в ногу со временем, а это значит, что им нельзя игнорировать те потенциальные возможности и преимущества, которые заключают в себе технология блокчейн и инструменты Big Data.

Вы же знаете эту известную шутку? Big Data — это как секс до 18:

• все об этом думают;
• все об этом говорят;
• все думают, что их друзья это делают;
• почти никто этого не делает;
• тот, кто это делает, делает это плохо;
• все думают, что в следующий раз лучше получится;
• никто не принимает мер безопасности;
• любому стыдно признаться в том, что он чего-то не знает;
• если у кого-то что-то получается, от этого всегда много шума.

Но давайте начистоту, с любой шумихой рядом всегда будет идти обычное любопытство: что за сыр-бор и есть ли там что-то действительно важное? Если коротко — да, есть. Подробности — ниже. Мы отобрали для вас самые удивительные и интересные применения технологий Big Data. Это небольшое исследование рынка на понятных примерах сталкивает с простым фактом: будущее не наступает, не нужно «подождать еще n лет и волшебство станет реальностью». Нет, оно уже пришло, но все еще незаметно глазу и поэтому припекание сингулярности еще не обжигает известную точку рынка труда так сильно. Поехали.

1 Как применяются технологии Big Data там, где они зародились

Большие IT компании — то место, где зародилась наука о данных, поэтому их внутренняя кухня в этой области интереснее всего. Кампания Google, родина парадигмы Map Reduce, , единственной целью которого является обучение своих программистов технологиям машинного обучения. И в этом кроется их конкурентное преимущество: после получения новых знаний, сотрудники будут внедрять новые методы в тех проектах Google, где они постоянно работают. Представьте себе, насколько огромен список сфер, в которых кампания может совершить революцию. Один из примеров: нейронные сети используются .

Корпорация и внедряет машинное обучение во все свои продукты. Ее преимущество — наличие большой экосистемы, в которую входят все цифровые устройства, используемые в повседневной жизни. Это позволяет Apple достигать невозможного уровня: у кампании есть столько данных о пользователях, сколько нет ни у какой-либо другой. При этом, политика конфиденциальности очень строгая: корпорация всегда хвасталась тем, что не использует данных клиентов в рекламных целях. Соответственно, информация пользователей шифруется так, что юристы Apple или даже ФБР с ордером не смогут ее прочесть. По вы найдете большой обзор разработок Apple в сфере ИИ.

2 Большие Данные на 4 колесах

Современный автомобиль — накопитель информации: он аккумулирует все данные о водителе, окружающей среде, подключенных устройствах и о себе самом. Уже скоро одно транспортное средство, которое подключено к сети наподобие той, что , будет генерировать до 25 Гб данных за час.

Транспортная телематика используется автопроизводителями на протяжении многих лет, но сейчас лоббируется более сложный метод сбора данных, который в полной мере задействует Big Data. А это значит, что теперь технологии могут оповестить водителя о плохих дорожных условиях путем автоматической активации антиблокировочной тормозной и пробуксовочной системы.

Другие концерны, включая BMW, используют технологии Большиx Данных в сочетании со сведениями, собранными с тестируемых прототипов, встроенной в автомобили системой «памяти ошибок» и клиентскими жалобами, чтобы на ранней стадии производства определить слабые места модели. Теперь вместо ручной оценки данных, которая занимает месяцы, применяется современный алгоритм. Ошибки и затраты на их устранение уменьшаются, что позволяет ускорить рабочие процессы анализа информации в BMW.

Согласно экспертным оценкам, к 2019 году оборот рынка подключенных в единую сеть автомобили, достигнет $130 млрд. Это неудивительно, если учитывать темпы интеграции автопроизводителями технологий, которые являются неотъемлемой частью транспортного средства.

Использование Больших Данных помогает сделать машину более безопасной и функциональной. Так, компания Toyota путем встраивания информационных коммуникационных модулей (DCM) . Этот инструмент, использующийся для Больших Данных, обрабатывает и анализирует данные, собранные DCM, чтобы в дальнейшем извлекать из них пользу.

3 Применение Больших Данных в медицине

Реализация технологий Big Data в медицинской сфере позволяет врачам более тщательно изучить болезнь и выбрать эффективный курс лечения для конкретного случая. Благодаря анализу информации, медработникам становится легче предсказывать рецидивы и предпринимать превентивные меры. Как результат — более точная постановка диагноза и усовершенствованные методы лечения.

Новая методика позволила взглянуть на проблемы пациентов с другой стороны, что привело к открытию ранее неизвестных источников проблемы. Например, некоторые расы генетически более предрасположены к заболеваниям сердца, нежели представители других этнических групп. Теперь, когда пациент жалуется на определенное заболевание, врачи берут во внимание данные о представителях его расы, которые жаловались на такую же проблему. Сбор и анализ данных позволяет узнавать о больных намного больше: от предпочтений в еде и стиля жизни до генетической структуры ДНК и метаболитах клеток, тканей, органов. Так, Центр детской Геномной медицины в Канзас-Сити использует пациентов и анализа мутаций генетического кода, которые вызывают рак. Индивидуальный подход к каждому пациенту с учетом его ДНК поднимет эффективность лечения на качественно иной уровень.

С понимания того, как используются Большие Данные, вытекает первое и очень важное изменение в медицинской сфере. Когда пациент проходит курс лечения, больница или другое здравоохранительное учреждение может получить много значимой информации о человеке. Собранные сведения используются для прогнозирования рецидивов заболеваний с определенной степенью точности. Например, если пациент перенес инсульт, врачи изучают сведения о времени нарушения мозгового кровообращения, анализируют промежуточный период между предыдущими прецедентами (в случае возникновения таковых), обращая особое внимание на стрессовые ситуации и тяжелые физические нагрузки в жизни больного. На основании этих данных, больницы выдают пациенту четкий план действий, чтобы предотвратить возможность инсульта в будущем.

Свою роль играют и носимые устройства, которые помогают выявлять проблемы со здоровьем, даже если у человека нет явных симптомов той или иной болезни. Вместо того чтобы оценивать состояние пациента путем длительного курса обследований, врач может делать выводы на основании собранной фитнес-трекером или «умными» часами информации.

Один из последних примеров — . В то время как пациент проходил обследование из-за нового приступа судороги, вызванного пропущенным приемом лекарств, врачи обнаружили, что мужчина имеет куда более серьезную проблему со здоровьем. Этой проблемой оказалась фибрилляция предсердий. Диагноз удалось поставить благодаря тому, что сотрудники отделения получили доступ к телефону пациента, а именно к приложению, сопряженному с его фитнес-трекером. Данные с приложения оказались ключевым фактором в определении диагноза, ведь на момент обследования у мужчины никаких сердечных отклонений обнаружено не было.

Это лишь один из немногих случаев, который показывает, почему использование Больших Данных в медицинской сфере сегодня играет столь значимую роль.

4 Анализ данных уже стал стержнем розничной торговли

Понимание пользовательских запросов и таргетинг — одна из самых больших и максимально освещенных широкой публике областей применения инструментов Big Data. Большие Данные помогают анализировать клиентские привычки, чтобы в дальнейшем лучше понимать запросы потребителей. Компании стремятся расширить традиционный набор данных информацией из социальных сетей и историей поиска браузера с целью формирования максимально полной клиентской картины. Иногда крупные организации в качестве глобальной цели выбирают создание собственной предсказательной модели.

Например, сети магазинов Target с помощью глубинного анализа данных и собственной системы прогнозирования удается с высокой точностью определить — . За каждым клиентом закрепляется ID, который в свою очередь привязан к кредитке, имени или электронной почте. Идентификатор служит своеобразной корзиной покупок, где хранится информация обо всем, что когда-либо человек приобрел. Специалистами сети установлено, что женщины в положении активно приобретают неароматизированные средства перед вторым триместром беременности, а в течение первых 20 недель налегают на кальциевые, цинковые и магниевые добавки. На основании полученных данных Target отправляет купоны на детские товары клиентам. Сами же скидки на товары для детей «разбавляются» купонами на другие продукты, чтобы предложения купить кроватку или пеленки не выглядели слишком навязчивыми.

Даже правительственные ведомства нашли способ, как использовать технологии Big Data для оптимизации избирательных кампаний. Некоторые считают, что победа Б. Обамы на президентских выборах США в 2012 году обусловлена превосходной работой его команды аналитиков, которые обрабатывали огромные массивы данных в правильном ключе.

5 Большие Данные на страже закона и порядка

За последние несколько лет правоохранительным структурам удалось выяснить, как и когда использовать Большие Данные. Общеизвестным фактом является то, что Агентство национальной безопасности применяет технологии Больших Данных, чтобы предотвратить террористические акты. Другие ведомства задействуют прогрессивную методологию, чтобы предотвращать более мелкие преступления.

Департамент полиции Лос-Анджелеса применяет . Она занимается тем, что обычно называют проактивной охраной правопорядка. Используя отчеты о преступлениях за определенный период времени, алгоритм определяет районы, где вероятность совершения правонарушений является наибольшей. Система отмечает такие участки на карте города небольшими красными квадратами и эти данные тут же передаются в патрульные машины.

Копы Чикаго используют технологии Больших Данных немного другим образом. У блюстителей правопорядка из Города ветров также , но он направлен на очерчивание «круга риска», состоящего из людей, которые могут оказаться жертвой или участником вооруженного нападения. По информации газеты The New York Times, данный алгоритм присваивает человеку оценку уязвимости на основании его криминального прошлого (аресты и участие в перестрелках, принадлежность к преступным группировкам). Разработчик системы уверяет, что в то время как система изучает криминальное прошлое личности, она не учитывает второстепенных факторов вроде расы, пола, этнической принадлежности и месторасположения человека.

6 Как технологии Big Data помогают развиваться городам

Генеральный директор Veniam Жоао Баррос демонстрирует карту отслеживания Wi-Fi-роутеров в автобусах города Порту

Анализ данных также применяется для улучшения ряда аспектов жизнедеятельности городов и стран. Например, зная точно, как и когда использовать технологии Big Data, можно оптимизировать потоки транспорта. Для этого берется в расчет передвижение автомобилей в режиме онлайн, анализируются социальные медиа и метеорологические данные. Сегодня ряд городов взял курс на использование анализа данных с целью объединения транспортной инфраструктуры с другими видами коммунальных услуг в единое целое. Это концепция «умного» города, в котором автобусы ждут опаздывающий поезд, а светофоры способны прогнозировать загруженность на дорогах, чтобы минимизировать пробки.

На основе технологий Больших Данных в городе Лонг-Бич работают «умные» счетчики воды, которые используются для пресечения незаконного полива. Ранее они применялись с целью сокращения потребления воды частными домовладениями (максимальный результат — сокращение на 80%). Экономия пресной воды — вопрос актуальный всегда. Особенно, когда государство переживает самую сильную засуху, которая когда-либо была зафиксирована.

К перечню тех, кто использует Big Data, присоединились представители Департамента транспорта города Лос-Анджелеса. На основании данных, полученных от датчиков дорожных камер, власти производят контроль работы светофоров , что в свою очередь позволяет регулировать траффик. Под управлением компьютеризованной системы находится порядка 4 500 тысяч светофоров по всему городу. Согласно официальным данным, новый алгоритм помог уменьшить заторы на 16%.

7 Двигатель прогресса в сфере маркетинга и продаж

В маркетинге инструменты Big Data позволяют выявить, продвижение каких идей на том или ином этапе цикла продаж является наиболее эффективным. С помощью анализа данных определяется, как инвестиции способны улучшить систему управления взаимоотношениями с клиентами, какую стратегию следует выбрать для повышения коэффициента конверсии и как оптимизировать жизненный цикл клиента. В бизнесе, связанном с облачными технологиями, алгоритмы Больших Данных применяют для выяснения того, как минимизировать цену привлечения клиента и увеличить его жизненный цикл.

Дифференциация стратегий ценообразования в зависимости от внутрисистемного уровня клиента — это, пожалуй, главное, для чего Big Data используется в сфере маркетинга. Компания McKinsey выяснила , что около 75% доходов среднестатистической фирмы составляют базовые продукты, на 30% из которых устанавливаются некорректные цены. Увеличение цены на 1% приводит к росту операционной прибыли на 8,7%.

Исследовательской группе Forrester удалось определить , что анализ данных позволяет маркетологам сосредоточиться на том, как сделать отношения с клиентами более успешными. Исследуя направление развития клиентов, специалисты могут оценить уровень их лояльности, а также продлить жизненный цикл в контексте конкретной компании.

Оптимизация стратегий продаж и этапы выхода на новые рынки с использованием геоаналитики находят отображение в биофармацевтической промышленности. Согласно McKinsey , компании, занимающиеся производством медикаментов, тратят в среднем от 20 до 30% прибыли на администрирование и продажи. Если предприятия начнут активнее использовать Большие Данные , чтобы определить наиболее рентабельные и быстро растущие рынки, расходы будут немедленно сокращены.

Анализ данных — средство получения компаниями полного представления относительно ключевых аспектов их бизнеса. Увеличение доходов, снижение затрат и сокращение оборотного капитала являются теми тремя задачами, которые современный бизнес пытается решить с помощью аналитических инструментов.

Наконец, 58% директоров по маркетингу уверяют , что реализация технологий Big Data прослеживается в поисковой оптимизации (SEO), e-mail- и мобильном маркетинге, где анализ данных отыгрывает наиболее значимую роль в формировании маркетинговых программ. И лишь на 4% меньше респондентов уверены, что Большие Данные будут играть значимую роль во всех маркетинговых стратегиях на протяжении долгих лет.

8 Анализ данных в масштабах планеты

Не менее любопытно то, . Возможно, что именно машинное обучение в конечном счете будет единственной силой, способной поддерживать хрупкое равновесие. Тема влияния человека на глобальное потепление до сих пор вызывает много споров, поэтому только достоверные предсказательные модели на основе анализа большого объема данных могут дать точный ответ. В конечном счете, снижение выбросов поможет и нам всем: мы будем меньше тратиться на энергию.

Сейчас Big Data — это не абстрактное понятие, которое, может быть, найдет свое применение через пару лет. Это вполне рабочий набор технологий, способный принести пользу практически во всех сферах человеческой деятельности: от медицины и охраны общественного порядка до маркетинга и продаж. Этап активной интеграции Больших Данных в нашу повседневную жизнь только начался, и кто знает, какова будет роль Big Data уже через несколько лет?

Большие данные – это широкий термин для обозначения нетрадиционных стратегий и технологий, необходимых для сбора, упорядочивания и обработки информации из больших наборов данных. Хотя проблема работы с данными, превышающими вычислительную мощность или возможности хранения одного компьютера, не является новой, в последние годы масштабы и ценность этого типа вычислений значительно расширились.

В этой статье вы найдете основные понятия, с которыми вы можете столкнуться, исследуя большие данные. Также здесь рассматриваются некоторые из процессов и технологий, которые используются в этой области в настоящее время.

Что такое большие данные?

Точное определение «больших данных» трудно сформулировать, потому что проекты, вендоры, специалисты-практики и бизнес-специалисты используют его совершенно по-разному. Имея это в виду, большие данные можно определить как:

• Большие наборы данных.
• Категорию вычислительных стратегий и технологий, которые используются для обработки больших наборов данных.

В этом контексте «большой набор данных» означает набор данных, который слишком велик, чтобы обрабатываться или храниться с помощью традиционных инструментов или на одном компьютере. Это означает, что общий масштаб больших наборов данных постоянно меняется и может значительно варьироваться от случая к случаю.

Системы больших данных

Основные требования к работе с большими данными такие же, как и к любым другим наборам данных. Однако массовые масштабы, скорость обработки и характеристики данных, которые встречаются на каждом этапе процесса, представляют серьезные новые проблемы при разработке средств. Целью большинства систем больших данных является понимание и связь с большими объемами разнородных данных, что было бы невозможно при использовании обычных методов.

В 2001 году Даг Лэйни (Doug Laney) из Gartner представил «три V больших данных», чтобы описать некоторые характеристики, которые отличают обработку больших данных от процесса обработки данных других типов:

1. Volume (объем данных).
2. Velocity (скорость накопления и обработки данных).
3. Variety (разнообразие типов обрабатываемых данных).

Объем данных

Исключительный масштаб обрабатываемой информации помогает определить системы больших данных. Эти наборы данных могут быть на порядки больше, чем традиционные наборы, что требует большего внимания на каждом этапе обработки и хранения.

Поскольку требования превышают возможности одного компьютера, часто возникает проблема объединения, распределения и координации ресурсов из групп компьютеров. Кластерное управление и алгоритмы, способные разбивать задачи на более мелкие части, становятся в этой области все более важными.

Скорость накопления и обработки

Вторая характеристика, которая существенно отличает большие данные от других систем данных, — это скорость, с которой информация перемещается по системе. Данные часто поступают в систему из нескольких источников и должны обрабатываться в режиме реального времени, чтобы обновить текущее состояние системы.

Этот акцент на мгновенной обратной связи заставил многих специалистов-практиков отказаться от пакетно-ориентированного подхода и отдать предпочтение потоковой системе реального времени. Данные постоянно добавляются, обрабатываются и анализируются, чтобы успевать за притоком новой информации и получать ценные данные на ранней стадии, когда это наиболее актуально. Для этого необходимы надежные системы с высокодоступными компонентами для защиты от сбоев по конвейеру данных.

Разнообразие типов обрабатываемых данных

В больших данных существует множество уникальных проблем, связанных с широким спектром обрабатываемых источников и их относительным качеством.

Данные могут поступать из внутренних систем, таких как логи приложений и серверов, из каналов социальных сетей и других внешних API-интерфейсов, с датчиков физических устройств и из других источников. Целью систем больших данных является обработка потенциально полезных данных независимо от происхождения путем объединения всей информации в единую систему.

Форматы и типы носителей также могут значительно различаться. Медиафайлы (изображения, видео и аудио) объединяются с текстовыми файлами, структурированными логами и т. д. Более традиционные системы обработки данных рассчитывают, что данные попадают в конвейер уже помеченными, отформатированными и организованными, но системы больших данных обычно принимают и сохраняют данные, стараясь сохранить их исходное состояние. В идеале любые преобразования или изменения необработанных данных будут происходить в памяти во время обработки.

Другие характеристики

Со временем специалисты и организации предложили расширить первоначальные «три V», хотя эти нововведения, как правило, описывают проблемы, а не характеристики больших данных.

• Veracity (достоверность данных): разнообразие источников и сложность обработки могут привести к проблемам при оценке качества данных (и, следовательно, качества полученного анализа).
• Variability (изменчивость данных): изменение данных приводит к широким изменениям качества. Для идентификации, обработки или фильтрации данных низкого качества могут потребоваться дополнительные ресурсы, которые смогут повысить качество данных.
• Value (ценность данных): конечная задача больших данных – это ценность. Иногда системы и процессы очень сложны, что затрудняет использование данных и извлечение фактических значений.

Жизненный цикл больших данных

Итак, как на самом деле обрабатываются большие данные? Существует несколько различных подходов к реализации, но в стратегиях и программном обеспечении есть общие черты.

• Внесение данных в систему
• Сохранение данных в хранилище
• Вычисление и анализ данных
• Визуализация результатов

Прежде чем подробно рассмотреть эти четыре категории рабочих процессов, поговорим о кластерных вычислениях, важной стратегии, используемой многими средствами для обработки больших данных. Настройка вычислительного кластера является основой технологии, используемой на каждом этапе жизненного цикла.

Кластерные вычисления

Из-за качества больших данных отдельные компьютеры не подходят для обработки данных. Для этого больше подходят кластеры, так как они могут справляться с хранением и вычислительными потребностями больших данных.

Программное обеспечение для кластеризации больших данных объединяет ресурсы многих небольших машин, стремясь обеспечить ряд преимуществ:

• Объединение ресурсов: для обработки больших наборов данных требуется большое количество ресурсов процессора и памяти, а также много доступного пространства для хранения данных.
• Высокая доступность: кластеры могут обеспечивать различные уровни отказоустойчивости и доступности, благодаря чему аппаратные или программные сбои не повлияют на доступ к данным и их обработку. Это особенно важно для аналитики в реальном времени.
• Масштабируемость: кластеры поддерживают быстрое горизонтальное масштабирование (добавление новых машин в кластер).

Для работы в кластере необходимы средства для управления членством в кластере, координации распределения ресурсов и планирования работы с отдельными нодами. Членство в кластерах и распределение ресурсов можно обрабатывать с помощью программ типа Hadoop YARN (Yet Another Resource Negotiator) или Apache Mesos.

Сборный вычислительный кластер часто выступает в качестве основы, с которой для обработки данных взаимодействует другое программное обеспечение. Машины, участвующие в вычислительном кластере, также обычно связаны с управлением распределенной системой хранения.

Получение данных

Прием данных – это процесс добавления необработанных данных в систему. Сложность этой операции во многом зависит от формата и качества источников данных и от того, насколько данные отвечают требованиям для обработки.

Добавить большие данные в систему можно с помощью специальных инструментов. Такие технологии, как Apache Sqoop, могут принимать существующие данные из реляционных БД и добавлять их в систему больших данных. Также можно использовать Apache Flume и Apache Chukwa – проекты, предназначенные для агрегирования и импорта логов приложений и серверов. Брокеры сообщений, такие как Apache Kafka, могут использоваться в качестве интерфейса между различными генераторами данных и системой больших данных. Фреймворки типа Gobblin могут объединить и оптимизировать вывод всех инструментов в конце конвейера.

Во время приема данных обычно проводится анализ, сортировка и маркировка. Этот процесс иногда называют ETL (extract, transform, load), что означает извлечение, преобразование и загрузку. Хотя этот термин обычно относится к устаревшим процессам хранения данных, иногда он применяется и к системам больших данных. среди типичных операций – изменение входящих данных для форматирования, категоризация и маркировка, фильтрация или проверка данных на соответствие требованиям.

В идеале, поступившие данные проходят минимальное форматирование.

Хранение данных

После приема данные переходят к компонентам, которые управляют хранилищем.

Обычно для хранения необработанных данных используются распределенные файловые системы. Такие решения, как HDFS от Apache Hadoop, позволяют записывать большие объемы данных на несколько нод в кластере. Эта система обеспечивает вычислительным ресурсам доступ к данным, может загрузить данные в ОЗУ кластера для операций с памятью и обрабатывать сбои компонентов. Вместо HDFS могут использоваться другие распределенные файловые системы, включая Ceph и GlusterFS.

Данные также можно импортировать в другие распределенные системы для более структурированного доступа. Распределенные базы данных, особенно базы данных NoSQL, хорошо подходят для этой роли, поскольку они могут обрабатывать неоднородные данные. Существует множество различных типов распределенных баз данных, выбор зависит от того, как вы хотите организовывать и представлять данные.

Вычисление и анализ данных

Как только данные будут доступны, система может начать обработку. Вычислительный уровень, пожалуй, является самой свободной частью системы, так как требования и подходы здесь могут значительно отличаться в зависимости от типа информации. Данные часто обрабатываются повторно: с помощью одного инструмента, либо с помощью ряда инструментов для обработки различных типов данных.

Пакетная обработка – это один из методов вычисления в больших наборах данных. Этот процесс включает разбивку данных на более мелкие части, планирование обработки каждой части на отдельной машине, перестановку данных на основе промежуточных результатов, а затем вычисление и сбор окончательного результата. Эту стратегию использует MapReduce от Apache Hadoop. Пакетная обработка наиболее полезна при работе с очень большими наборами данных, для которых требуется довольно много вычислений.

Другие рабочие нагрузки требуют обработки в режиме реального времени. При этом информация должна обрабатываться и готовиться немедленно, и система должна своевременно реагировать по мере поступления новой информации. Одним из способов реализации обработки в реальном времени является обработка непрерывного потока данных, состоящих из отдельных элементов. Еще одна общая характеристика процессоров реального времени – это вычисления данных в памяти кластера, что позволяет избежать необходимости записи на диск.

Apache Storm, Apache Flink и Apache Spark предлагают различные способы реализации обработки в реальном времени. Эти гибкие технологии позволяют подобрать наилучший подход для каждой отдельной проблемы. В общем, обработка в режиме реального времени лучше всего подходит для анализа небольших фрагментов данных, которые меняются или быстро добавляются в систему.

Все эти программы являются фреймворками. Однако есть много других способов вычисления или анализа данных в системе больших данных. Эти инструменты часто подключаются к вышеуказанным фреймворкам и предоставляют дополнительные интерфейсы для взаимодействия с нижележащими уровнями. Например, Apache Hive предоставляет интерфейс хранилища данных для Hadoop, Apache Pig предоставляет интерфейс запросов, а взаимодействия с данными SQL обеспечиваются с помощью Apache Drill, Apache Impala, Apache Spark SQL и Presto. В машинном обучении применяются Apache SystemML, Apache Mahout и MLlib от Apache Spark. Для прямого аналитического программирования, которое широко поддерживается экосистемой данных, используют R и Python.

Визуализация результатов

Часто распознавание тенденций или изменений в данных с течением времени важнее полученных значений. Визуализация данных – один из наиболее полезных способов выявления тенденций и организации большого количества точек данных.

Обработка в реальном времени используется для визуализации метрик приложения и сервера. Данные часто меняются, и большие разлеты в показателях обычно указывают на значительное влияние на состояние систем или организаций. Проекты типа Prometheus можно использовать для обработки потоков данных и временных рядов и визуализации этой информации.

Одним из популярных способов визуализации данных является стек Elastic, ранее известный как стек ELK. Logstash используется для сбора данных, Elasticsearch для индексирования данных, а Kibana – для визуализации. Стек Elastic может работать с большими данными, визуализировать результаты вычислений или взаимодействовать с необработанными метриками. Аналогичный стек можно получить, объединив Apache Solr для индексирования форк Kibana под названием Banana для визуализации. Такой стек называется Silk.

Другой технологией визуализации для интерактивной работы в области данных являются документы. Такие проекты позволяют осуществлять интерактивное исследование и визуализацию данных в формате, удобном для совместного использования и представления данных. Популярными примерами этого типа интерфейса являются Jupyter Notebook и Apache Zeppelin.

Глоссарий больших данных

• Большие данные – широкий термин для обозначения наборов данных, которые не могут быть корректно обработаны обычными компьютерами или инструментами из-за их объема, скорости поступления и разнообразия. Этот термин также обычно применяется к технологиям и стратегиям для работы с такими данными.
• Пакетная обработка – это вычислительная стратегия, которая включает обработку данных в больших наборах. Обычно этот метод идеально подходит для работы с несрочными данными.
• Кластеризованные вычисления – это практика объединения ресурсов нескольких машин и управления их общими возможностями для выполнения задач. При этом необходим уровень управления кластером, который обрабатывает связь между отдельными нодами.
• Озеро данных – большое хранилище собранных данных в относительно сыром состоянии. Этот термин часто используется для обозначения неструктурированных и часто меняющихся больших данных.
• Добыча данных – это широкий термин для обозначения разных практик поиска шаблонов в больших наборах данных. Это попытка организовать массу данных в более понятный и связный набор информации.
• Хранилище данных (data warehouse) — это большое, упорядоченное хранилище для анализа и отчетности. В отличие от озера данных хранилище состоит из отформатированных и хорошо упорядоченных данных, интегрированных с другими источниками. Хранилища данных часто упоминаются в отношении больших данных, но часто они являются компонентами обычных систем обработки данных.
• ETL (extract, transform, и load) – извлечение, преобразование и загрузка данных. Так выглядит процесс получения и подготовки необработанных данных к использованию. Он связан с хранилищами данных, но характеристики этого процесса также обнаруживаются в конвейерах систем больших данных.
• Hadoop – это проект Apache с открытым исходным кодом для больших данных. Он состоит из распределенной файловой системы под названием HDFS и планировщика кластеров и ресурсов, который называется YARN. Возможности пакетной обработки предоставляются механизмом вычисления MapReduce. Вместе с MapReduce в современных развертываниях Hadoop можно запускать другие вычислительные и аналитические системы.
• Вычисления в памяти – это стратегия, которая предполагает полное перемещение рабочих наборов данных в память кластера. Промежуточные вычисления не записываются на диск, вместо этого они хранятся в памяти. Это дает системам огромное преимущество в скорости по сравнению с системами, связанными с I/O.
• Машинное обучение – это исследование и практика проектирования систем, которые могут учиться, настраиваться и улучшаться на основе передаваемых им данных. Обычно под этим подразумевают реализацию прогнозирующих и статистических алгоритмов.
• Map reduce (не путать с MapReduce от Hadoop) – это алгоритм планирования работы вычислительного кластера. Процесс включает в себя разделение задачи между нодами и получение промежуточных результатов, перетасовку и последующий вывод единого значения для каждого набора.
• NoSQL – это широкий термин, обозначающий базы данных, разработанные вне традиционной реляционной модели. Базы данных NoSQL хорошо подходят для больших данных благодаря их гибкости и распределенной архитектуре.
• Потоковая обработка – это практика вычисления отдельных элементов данных при их перемещении по системе. Это позволяет анализировать данные в режиме реального времени и подходит для обработки срочных операций с использованием высокоскоростных метрик.

Tags: ,