數據科學與工程：大數據時代的新興交叉學科

劉珉睿

Pennsylvania State University - University Park Campus

隨著社會經濟的快速發展，“大數據”這一專業術語已經不再是簡單的數據與數據之間的關系了，而是已經發展成為未來科學與工程的潮流和趨勢，各行各業都在追求大數據，希望能通過大數據更加了解自身企業和市場需求。大數據時代的到來象征著互聯網技術的一大進步，是時代發展的必然結果，當計算機和通信技術取得長足的進步之后，當互聯網技術足夠完善之后，對于數據的處理和整合技術自然而然就成為了社會關注的焦點。大數據概念的提出，意味著信息技術重點領域的轉變，意味著由原本的“計算能力”轉變為如今的“數據處理能力”。很多原本在IT領域頗有成就的著名專家學者也都紛紛轉身，向著大數據領域邁進，這個現象不禁引起人們思考，相比于半個多世紀以前發展起來的“計算機科學”，如今時代變遷，應該認真考慮一下“數據科學”這樣一個新興的學科方向了。

所謂大數據時代，不能簡單的看成是信息技術的一個組成部分，它最大的不同之處就是對于數據信息的整合，然后能夠靈活地運用到各個領域中去。當下，大數據的提出才是一個開始，尚屬于發展初期，在這個時期，也是大數據發展的重要時期，如果單純拋開實際應用只談論大數據的具體數據，只是空談。互聯網技術已經發展迅速，如今互聯網已經滲透到我們生活學習的每一個角落，是人們生活生產中的不可缺少的重要的平臺和環境，然而大數據是基于互聯網技術產生的一個新的數據統計概念，在商業領域取得的了巨大的成功，得到了社會各界的廣泛認可，社會各界的不同領域的專業人才都在尋求大數據的幫助，希望能夠通過大數據來反映出本領域的未來發展方向以及市場的基本需求。這種結合多種領域的新興學科的出現和發展，對于大數據的更加精確的計算和更加成熟的使用極其重要，所以“數據科學與工程”將會是個更加符合時代發展的一個新興學科名稱。

1 數據科學與工程學科的發展背景和發展需求

1.1 我國創新驅動發展的需求

我國的經濟發展狀態已經逐漸改變，經濟發展速度也由以前的高速發展轉變為如今的中高速發展，生產制造業也從以前的中低端轉變為如今的中高端。在新常態的經濟模式下，對經濟結構進行有效的調整，進一步保障就業率和社會經濟的穩定發展，主要是對于信息化技術的依賴。在新的時代之下，信息化技術的快速發展對于我國社會經濟的發展、相關產品質量的提高具有重大的意義。相比較而言，新興的信息化是在移動互聯網的大環境下滋生出來的，與云計算和大數據等緊密結合，對于數據科學與工程這門學科的未來發展與壯大具有深遠的影響和重要的指導意義。

現代社會中，世界各國都很重視網絡與信息的安全問題，注重國家信息機密的安全，防止本國機密被黑客竊取。所以，我國成立了國家網絡安全特別小組，主要是負責對任務的關鍵信息系統進行組建和完善，以及對于網絡安全規劃布局的指導和網絡安全的建設。尤其是在面對信息全球化的今天，國家的機密部署以及軍隊建設等高度機密的信息都存儲在移動互聯網端，網絡安全更是涉及到一個國家的最高機密，習近平總書記指出：沒有網絡安全就沒有國家安全，由此論斷可以看出國家對于網絡安全的重視程度。但是不容樂觀的是，目前我國的核心的信息系統還是運行在來自美國的IT壟斷企業的基礎服務平臺之上，如何擺脫這種技術的依賴是直接關系到國家信息安全，擺脫技術依賴成為了相關IT行業迫在眉睫需要解決的難題。針對這種情況，結合我國互聯網發展的歷史和經驗，我國的互聯網行業綜合多方面知識進行考慮，提出了“去IOE”的國家互聯網發展口號，這對于國家網絡信息的安全技術來說，不能僅僅考慮到發展的成本問題，最重要的是國家的安全問題，所以，技術先進、自主控制已經成為我國互聯網技術和信息安全技術發展的基本戰略和措施。這一戰略的提出，對于從事IT行業的人員提出了更高的要求，未來符合時代發展的潮流和滿足時代發展的需要，IT領域的專業人員應該選擇與時俱進，運用創新型思維積極思考來自各方面的因素，從新的學科角度對于即將面臨的挑戰和機遇進行綜合審視考慮，尋求新的突破，實現IT行業的跨越式發展以及后來居上的發展途徑和發展策略。

1.2 IT人才市場變化的需求

從近些年的發展情況來看，信息技術的領域發展相對來說較快，對于人才的需求也達到了一個頂峰，在這個過程中，尤其是2006年，出現了一個巨大的轉折，百度作為國內有名的互聯網企業，對于新興人才的招攬，第一次給出了比老牌跨國公司更加豐厚的薪酬待遇，在此之前，對于國內的IT行業的畢業生來說，拿到老牌跨國公司的職位是他們的目標和追求。究其原因，還是要深究于國內的信息技術系統的架構方式，由于我國的信息系統是在國外的信息基礎系統的平臺上操作的，所以我國的互聯網企業實際上只能算是系統的集成商或者是解決方案的提供商，對于這些技術的核心部門，國內的企業并沒有完全掌控，我國的IT技術人才培養的方向主要是在這些壟斷平臺上進行熟練的操作和使用，或者是在平臺之上進行二次開發應用，這樣的話，會很容易使得我國的優秀人才進一步枯竭，壟斷企業對于我國的IT技術的自主創新和發展具有非常不利的影響。

近些年來，以阿里巴巴、百度、騰訊為代表的中國互聯網企業在商業發展上取得了非常巨大的成功，它們的成功不僅是在互聯網信息領域，對于與互聯網有關系的其他領域也是具有非常大的影響。互聯網企業與IT行業具有不一樣的性質，IT能力和技術就是互聯網企業的核心競爭力，互聯網企業的IT能力建設不依賴于傳統的IT企業，這一事實具有的意義重大，首先就是打破了IT行業以往的對于壟斷性企業的盲目崇拜性，使世界意識到我國的互聯網技術也能研發出高端的技術和系統。再者就是在思想的解放上，使得其他行業也能夠進行模仿互聯網行業，對于自身的需求進行靈活的運用，利用掌握的IT技術和開源性技術，建立符合自身企業發展的IT系統以及服務平臺。

2 數據科學與工程的學科特點

2.1 多學科交叉互相融合

大數據是我國當前發展的熱門領域，因此，對于大數據的整合和運用就顯得十分重要。數據科學與工程學科的產生就是對大數據的整合和運用的進一步深化，后來經過不斷的積累和改善，逐漸發展起來的。數據工程是指利用工程學的觀點進行數據的管理和分析以及對系統的開展和運用進行不斷的研究。

當今時代發展下，數據呈現出爆炸性增長，數據的增加不僅改變了人們的生活學習方式，更改變了傳統的科學研究的模式；數據科學和工程可以作為支撐大數據研究于應用的交叉型學科，它的基本知識理論來源于很多不同的學科專業與領域，數據科學與工程學科學習的主要目的是在于對大數據在社會中的具體應用進行深入仔細的探索，對于大數據在具體的使用過程中遇到的技術問題和科學問題進行探索和解決。對數據科學和工程的高技術人才的培養是建設和推進數據科學和工程學科發展的重要基礎，對各個行業在進行大數據的統計和整合的過程中遇到的問題進行科學的解決，因此，數據科學和工程學科的重要特點就是交叉融合了比較多的學科和領域。

2.2 學科的知識體系

數據科學與工程作為大數據時代的新興交叉學科，主要的知識結構還是來源于計算機科學以及應用數學和信息系統和信息管理這三個學科，但是其具體的細節和這三個學科具有很大的不同。大數據時代下，計算機軟件工程學科在人才培養和知識結構體系方面過于老化，對于課堂上講解的材料和知識更是陳舊古板，這就導致有些學校對于計算機科學的教育放到市場上是不符合市場發展的規律和趨勢的，對于整個教育行業是不利的影響，“學生不想學、老師不想教”的現象更是層出不窮。數據科學和工程的一個重要的特點就是綜合性強，需要學生融會貫通的學習，構建一個基本的系統框架，具備專業的知識和能力素養。數據科學與工程學科的知識體系的構建的基本原則就是：對于不同級別的具體應用，培養出能夠理解和熟悉運用數據的優秀人才，再運用合適的工具和知識進行合適的建模運算，與此同時，也能夠根據不同的應用環境搭建計算環境和計算平臺，并對此進行科學有效的算法實現。

3 結語

互聯網技術自從出現開始，經過了并不是很長時間的發展，已經完全改變了人們的生活習慣，改變了信息技術的發展方向，并且加快了信息技術的發展速度。當前互聯網領域的發展熱門就是大數據，大數據的發展具有深遠且重要的意義，打破了傳統的壟斷性互聯網的技術封鎖，使得互聯網的建設取得更加長足的進步。當前我國的互聯網技術和大數據的發展處于重要時期，需要認真分析相應的局勢和機遇，大力發展數據科學和工程學科，大力培養專業人才，全面啟發大眾的創新發展潛力。