خانه توسعهدهنده تکنولوژی هوش مصنوعی و تحلیل داده بیگ دیتا چیست؟ آشنایی با کلان داده (Big Data) و کاربردهای آن
بیگ دیتا چیست؟ آشنایی با کلان داده (Big Data) و کاربردهای آن
بیگ دیتا چیست؟ بیگ دیتا (Big Data) یا کلان داده اقیانوسی است از اطلاعات؛ زتابایتهای عظیمی از داده که از رایانهها، تلفنهای همراه و حسگرها جاری میشوند. این دادهها توسط سازمانها برای تصمیمگیری، بهبود فرایندها و راهکارها، و تولید محصولات، خدمات و تجربیات مشتریمحور استفاده میشوند. بیگدیتا نهتنها به دلیل حجم آن، بلکه به دلیل تنوع و پیچیدگی ماهیت آن با این عنوان تعریف میشود. توان موردنیاز برای پردازش کلاندادهها از ظرفیت پایگاه دادههای سنتی بسیار فراتر است؛ دادههایی که میتوانند از هر نقطه یا هرچیزی روی زمین که ما قادر به نظارت دیجیتالی آنها هستیم، به دست آیند. ماهوارههای آبوهوایی، دستگاههای اینترنت اشیا (IoT)، دوربینهای ترافیکی، رسانههای اجتماعی تنها تعدادی از منابع کلاندادهها هستند که بهمنظور بهبود و رقابت کسبوکارها، استخراج و تجزیهوتحلیل میشوند.
فهرست مطالب
Toggleاهمیت تحلیل بیگ دیتا چیست؟
ارزش واقعی بیگ دیتا با میزان توانایی شما برای تجزیه و تحلیل و درک آن، اندازهگیری میشود. هوش مصنوعی، یادگیری ماشین، و فناوریهای مدرن پایگاه داده با مصورسازی و و تحلیل کلاندادهها امکان ارائهی اینسایتهای کاربردی را درلحظه امکانپذیر میکنند. تحلیل کلاندادهها به شرکتها کمک میکند تا از دادههای خود برای درک فرصتهای جدید و ایجاد مدلهای تجاری استفاده کنند.
بدون تحلیل کلان دادهها، شرکتها نابینا و ناشنوا هستند و مانند آهویی در یک بزرگراه، در وب سرگردانند.
جافری مور، نویسنده و تحلیلگر مدیریت
سیر تکاملی بیگ دیتا
امروزه غیرقابل تصور به نظر میرسد اما کامپیوتر هدایتگر آپولو، اولین سفینهی فضایی را با حافظهای کمتر از ۸۰ کیلوبایت به ماه فرستاد. از آن زمان به بعد، فناوری رایانه و همین طور تولید داده با سرعتی تصاعدی رشد کرده است. در واقع، ظرفیت ذخیرهسازی فناوریهای جهان از دهه ۱۹۸۰ تقریباً هر سه سال، دو برابر شده است. درست بیش از ۵۰ سال پیش، زمانی که آپولو ۱۱ پرتاب شد، مقدار دادههای دیجیتال تولیدشده در کل جهان میتوانست بر روی یک لپتاپ معمولی ذخیره شود.
تخمین زده میشود که تاکنون ۶۴.۲ زتابایت داده ایجاد شده است و میزان دادههای دیجیتالی ایجادشده طی پنج سال آینده، بیش از دوبرابر مقدار کل دادهها از زمان ظهور ذخیرهسازی دیجیتال خواهد بود.
statista.com, 2020
با پیشرفت روزافزون نرمافزارها و فناوری، سیستمهای غیردیجیتالی پاسخگوی پردازش و مدیریت دادهها نیستند. دادههایی که بهصورت دیجیتالی تولید و جمعآوری شدهاند، نیازمند سیستمهای مدیریت دادهی پیشرفتهتر برای مدیریت آنها هستند. علاوه بر این، رشد تصاعدی پلتفرمهای رسانههای اجتماعی، فناوریهای تلفنهای همراه هوشمند و دستگاههای IoT همگی در ایجاد عصر کلاندادهی کنونی نقش داشتهاند.
انواع بیگ دیتا چیست؟
مجموعهدادهها معمولاً بر اساس ساختار و میزان پیچیدگیشان، در سه دسته طبقهبندی میشوند:
دادههای ساختاریافته (Structured data): این نوع دادهها که میتوانند شامل مواردی مانند دادههای مالی، گزارش ماشینها و اطلاعات جمعیت آماری باشند، سادهترین دادهها برای سازماندهی و جستجو هستند. صفحهی گستردهی اکسل، با ستون و ردیفهای ازپیشتعریفشده، راه خوبی برای تجسم دادههای ساختاریافته است؛ اجزای آن بهراحتی دستهبندی شدهاند و این امکان برای طراحان و مدیران پایگاه داده وجود دارد تا الگوریتمهای سادهای را برای جستجو و تحلیل دادهها تعریف کنند. دادههای ساختاریافته در حجم بالا، لزوماً کلانداده محسوب نمیشوند؛ زیرا مدیریت دادههای ساختاریافته بهخودیخود نسبتاً ساده هستند و بنابراین معیارهای تعریفکنندهی کلانداده را برآورده نمیکنند. از گذشته پایگاههای داده از یک زبان برنامهنویسی به نام Structured Query Language یا SQL برای مدیریت دادههای ساختاریافته استفاده میکنند. SQL در دهه ۱۹۷۰ توسط IBM توسعه یافت تا امکان ساخت و مدیریت پایگاههای دادهی رابطهای (relational database) را که استفاده از آنها در آن زمان بهتازگی مرسوم شده بود را برای توسعهدهندگان فراهم آورند.
دادههای بدون ساختار (Unstructured Data): این دسته از دادهها میتوانند شامل مواردی مانند پستهای رسانههای اجتماعی، فایلهای صوتی، تصاویر و نظرات مشتریان باشند. این نوع دادهها را نمیتوان بهراحتی در پایگاههای دادهی رابطهایِ سطریستونیِ استاندارد نمایش داد. در گذشته شرکتهایی که میخواستند حجم زیادی از دادههای بدون ساختار را جستجو، مدیریت و یا تحلیل کنند، مجبور بودند از فرایندهای دستی پرزحمتی استفاده کنند. درمورد ارزش بالقوهی تحلیل و درک چنین دادههایی شکی وجود نداشت، اما هزینهی انجام این کار اغلب آنقدر گزاف بود که ارزش آن را نداشت و با توجه به زمان صرفشده، نتایج اغلب حتی قبل از ارائه، منسوخ شده بودند. بهجای صفحات گسترده یا پایگاههای دادهی رابطهای، دادههای بدون ساختار معمولاً در دریاچههای داده (data lake)، انبارهای داده (data warehouses) و پایگاههای دادهی NoSQL ذخیره میشوند.
دادههای نیمهساختاریافته (Semi-structured Data): همان طور که از نامش مشخص است، دادههای نیمهساختاریافته، ترکیبی از دادههای ساختاریافته و بدون ساختار هستند. ایمیلها مثال خوبی از این نوع داده هستند، زیرا شامل دادههای بدون ساختار در متن پیام و همچنین ویژگیهای سازمانیافتهی بیشتری مانند فرستنده، گیرنده، موضوع و تاریخ هستند. دستگاههایی که از برچسبگذاری جغرافیایی (geo-tagging)، برچسبهای زمانی (time stamp) یا تگهای معنایی (semantic tag) استفاده میکنند نیز میتوانند دادههای ساختاریافته را در کنار محتوای بدون ساختار ارائه دهند. به عنوان مثال، یک تصویر ناشناس از گوشی هوشمند هنوز میتواند زمان و مکانی که عکس در آن گرفته شده است را به شما بگوید. یک پایگاه دادهی مدرن که از فناوری هوش مصنوعی بهره میبرد، نهتنها میتواند فوراً انواع مختلف دادهها را شناسایی کند، بلکه میتواند درلحظه الگوریتمهایی را برای مدیریت و تحلیل مؤثر مجموعهدادههای مختلف تولید کند.
منابع بیگ دیتا چیست؟
دامنهی ماشینهای تولیدکنندهی داده، از ماهوارهها گرفته تا توسترها، با سرعتی خارقالعاده در حال رشد است. با این حال منابع داده بهطور کلی در سه دسته طبقهبندی میشوند:
شبکههای اجتماعی: همان طور که از نامش مشخص است، این دادهها از کامنتها، پستها، تصاویر و ویدئوها در رسانههای اجتماعی تولید میشوند. با گسترش روزافزون شبکههای 4G و 5G در جهان، تخمین زده میشود که تعداد افرادی که در جهان بهطور منظم محتوای ویدیوئی را در تلفنهای هوشمند خود تماشا میکنند تا سال ۲۰۲۳ به ۲.۷۲ میلیارد نفر افزایش یابد. اگرچه شبکههای اجتماعی ترند و کاربرد آنها، بهسرعت و بهطور غیرقابلپیشبینی تغییر میکنند، اما آنچه ثابت است رشد مداوم آن بهعنوان یک تولیدکنندهی دادههای دیجیتال است.
دادههای ماشینی: دستگاهها و ماشینهای اینترنت اشیا (IoT) مجهز به حسگر هستند و توانایی ارسال و دریافت دادههای دیجیتالی را دارند. حسگرهای IoT به شرکتها کمک میکنند تا دادههای ماشینی را از دستگاهها، وسایل نقلیه و تجهیزات جمعآوری و پردازش کنند. تعداد ماشینهای تولیدکنندهی داده بهسرعت در حال رشد است؛ از سنسورهای آبوهوا و ترافیک گرفته تا سیستمهای نظارت امنیتی. پیشبینی میشود که تا سال ۲۰۲۵ بیش از ۴۰ میلیارد دستگاه IoT در جهان وجود خواهد داشت که تقریباً نیمی از کل دادههای دیجیتالی جهان را تولید میکنند.
دادههای تراکنشهای مالی: این نوع دادهها از سریعترین دادههای در حال رشد در جهان هستند. بهعنوان مثال، یک خردهفروش بینالمللی بزرگ هر ساعت بیش از یک میلیون تراکنش را پردازش میکند. هنگامی که تمام تراکنشهای بانکی و خرید را به آن اضافه کنید، حجم خیرهکنندهای از دادههای تولیدشده به دست میآورید. علاوه بر این، دادههای تراکنشی بهطور فزایندهای از دادههای نیمهساختاریافته شامل مواردی مانند تصاویر و کامنتها تشکیل میشوند که مدیریت و پردازش آنها را پیچیدهتر میکند.
پنج «V» تعریفکنندهی بیگ دیتا چیست؟
بزرگبودن یک مجموعهداده، لزوماً بهمعنی کلانداده بودن آن نیست. برای واجد شرایط بودن بهعنوان کلانداده، دادهها باید حداقل دارای پنج ویژگی زیر باشند:
حجم (Volume): در حالی که حجم بههیچوجه تنها مؤلفهای نیست که مجموعهای از دادهها را بهعنوان کلاندادهها را تعریف میکند، اما مطمئناً یک ویژگی اصلی است. برای مدیریت و استفادهی کامل از بیگدیتا، الگوریتمهای پیشرفته و تحلیلهای مبتنی بر هوش مصنوعی موردنیاز است. اما قبل از هرچیز، باید روشی امن و قابلاعتماد برای ذخیرهسازی، سازماندهی و بازیابی ترابایتها داده که توسط شرکتهای بزرگ نگهداری میشوند، وجود داشته باشد.
سرعت (Velocity): در گذشته، هر دادهای که تولید میشد باید قبل از تحلیل یا بازیابی، در یک پایگاه دادهی سنتی بهصورت دستی وارد میشد. امروزه، فناوری کلانداده به پایگاههای داده اجازه میدهد تا دادهها را در حین تولید، پردازش، تحلیل و پیکربندی کنند؛ گاهی فقط در چند میلیثانیه. این بدان معناست که کسبوکارها میتوانند دادههای بلادرنگ را برای دریافت فرصتهای مالی، پاسخگویی به نیازهای مشتریان، خنثی کردن کلاهبرداریها و رسیدگی به هر فعالیت دیگری که فاکتور سرعت در آن حیاتی است، استفاده کرد.
تنوع (Variety): مجموعههای دادهای که از دادههای ساختاریافته تشکیل شدهاند، صرفنظر از حجمشان، لزوماً کلانداده نیستند. کلانداده معمولاً از ترکیبی از دادههای ساختاریافته، بدون ساختار و نیمهساختاریافته تشکیل شده است. پایگاههای داده سنتی و راهحلهای مدیریت داده، فاقد انعطافپذیری و گستردگی برای مدیریت مجموعهدادههای پیچیده و مختلفی که کلانداده را تشکیل میدهند، هستند.
صحت (Veracity): در حالی که فناوری پایگاه دادهی مدرن این امکان را برای شرکتها فراهم میکند که مقادیر و انواع کلانداده را جمعآوری و تفسیر کنند، تنها زمانی این کار ارزشمند است که دقیق و بهموقع انجام شود. در پایگاههای داده سنتی که فقط با دادههای ساختاریافته پر میشدند، خطاهای نحوی و اشتباهات تایپی عامل معمول درمورد نقص در دقت دادهها بودند. اما در دادههای بدون ساختار، مجموعهی جدیدی از چالشهای جدیدی درمورد صحت دادهها وجود دارد. جهتگیریهای انسانی و مسائل مربوط به منشأ دادهها و… همگی میتوانند بر کیفیت و صحت دادهها تأثیر بگذارند.
ارزش (Value): بدون شک، نتایجی که از تحلیل کلاندادهها به دست میآیند اغلب جذاب و غیرمنتظره هستند. اما برای کسبوکارها، تحلیل کلاندادهها باید اینسایتهایی ارائه دهد که به آنها کمک کند تا رقابتیتر و انعطافپذیرتر شده و به مشتریان خود خدمات بهتری ارائه کنند. فناوریهای مدرن کلان داده، ظرفیت جمعآوری و بازیابی دادهها را فعال کرده و مزایایی قابلاندازهگیری برای سودآوری و انعطافپذیری عملیاتی فراهم میکنند.
مزایای بیگ دیتا چیست؟
راهحلهای مدرنِ مدیریت کلانداده به شرکتها اجازه میدهد تا دادههای خام را با سرعت و دقتی بیسابقه به اینسایتهای معنادار تبدیل کنند.
- توسعهی محصولات و خدمات: تحلیل کلاندادهها به توسعهدهندگان محصول اجازه میدهد تا دادههای بدون ساختار، مانند نظرات مشتریان و ترندهای فرهنگی را تجزیه و تحلیل کرده و بهسرعت به آنها پاسخ دهند.
- نگهداری پیشگویانه: نتایج یک نظرسنجی بینالمللی نشان داد که تحلیل کلاندادههای استخراجشده از ماشینهای مجهز به اینترنت اشیاء، هزینههای تعمیر و نگهداری تجهیزات را تا ۴۰ درصد کاهش میدهد.
- تجربهی مشتری: نتایج یک نظرسنجی از رهبران تجارت جهانی در سال ۲۰۲۰ نشان داد که شرکتهای در حال رشد، فعالتر از سایر شرکتها، دادههای تجربهی مشتری را جمعآوری میکنند. تحلیل این دادهها به کسبوکارها کمک میکند تا تجربهی مشتریان خود را بهبود بخشیده و شخصیسازی کنند. علاوه بر تحلیل کلاندادهها، شرکتها بهطور فزایندهای از رویکردهای تحقیقی درمورد مشاهدات، احساسات و واکنشهای مشتریان استفاده میکنند. این رویکرد کلاندادهها را تقویت کرده و به شرکتها درک جامعتری نسبت به مشتریانشان میدهد.
- انعطافپذیری و مدیریت ریسک: در همهگیری COVID-19 برای بسیاری از رهبران تجاری متوجه شدند که فعالیتهایشان چقدر در برابر اختلال، آسیبپذیر است. کلانداده میتواند به شرکتها کمک کند تا ریسک را پیشبینی کرده و برای موارد غیرمنتظره آماده شوند.
- صرفهجویی در هزینه و کارایی بیشتر: زمانی که کسبوکارها، تحلیلهای پیشرفتهی کلاندادهها را در تمام فرایندهای درونسازمانی خود اعمال میکنند، نهتنها میتوانند ناکارآمدیها را شناسایی کنند، بلکه میتوانند راهحلهای سریع و مؤثری را نیز پیادهسازی کنند.
- بهبود رقابت: اطلاعات جمعآوریشده از کلاندادهها میتواند به شرکتها در صرفهجویی در هزینهها، رضایت مشتریان، تولید محصولات بهتر و نوآوری در عملیاتهای تجاری کمک کند.
بیگ دیتا چگونه کار میکند؟
کلاندادهها زمانی کارایی دارند که تحلیل آنها، اطلاعات مرتبط و کاربردی را برای بهبود فرایندهای کسبوکار ارائه کند. در زمان آمادهسازی برای تبدیل کلاندادهها، کسبوکارها باید اطمینان حاصل کنند که سیستمها و فرایندهای آنها به اندازهی کافی برای جمعآوری، ذخیرهسازی و تحلیل کلاندادهها آماده هستند.
۱. جمعآوری کلاندادهها: بسیاری از کلاندادهها از مجموعههای عظیمی از دادههای بدون ساختار تشکیل شدهاند که از منابع متفاوت و متناقضی جمعآوری میشوند و پایگاه دادههای مبتنی بر دیسک و مکانیسمهای یکپارچهسازی سنتی دادهها متناسب مدیریت آنها نیستند. مدیریت کلانداده مستلزم اتخاذ راهحلهای پایگاه داده درونحافظه و راهحلهای نرمافزاری خاص برای گردآوری کلاندادهها است.
۲. ذخیرهسازی کلاندادهها: بسیاری از کسبوکارها از راهحلهای ذخیرهسازی داخلی استفاده میکنند و امیدوارند با تغییر کاربری این مخازن برای برآوردهکردن نیازهای پردازش کلاندادههای خود، در منابع صرفهجویی کنند. با این حال، کلاندادهها زمانی بهترین عملکرد را دارند که محدودیت اندازه و حافظه نداشته باشند. کسبوکارهایی که از ابتدا راهحلهای ذخیرهسازی ابری را در مدلهای کلاندادهی خود وارد نمیکنند، معمولاً چند ماه بعد از این کار پشیمان میشوند.
۳. تحلیل کلاندادهها: بدون استفاده از فناوریهای هوش مصنوعی و یادگیری ماشین برای تحلیل کلاندادهها، بهره برده از پتانسیل کامل این دادهها امکانپذیر نیست. برای اینکه اطلاعات حاصل از کلاندادهها قابلاجرا و ارزشمند باشند، باید بهسرعت ارائه شوند. فرایندهای تجزیهوتحلیل نیز باید بهینه باشند و بتوانند بهطور منظم از تجربیات گذشته یاد بگیرند؛ خروجیهایی که تنها با استفاده از هوش مصنوعی و فناوریهای مدرن پایگاه داده میتوان به دست آورد.
کاربردهای بیگ دیتا چیست؟
اطلاعات و یادگیریِ عمیق ارائهشده به کمک بیگ دیتا، تقریباً میتواند برای هر کسبوکار یا صنعتی مفید باشد. با این حال، سازمانهای بزرگ با فعالیتهای عملیاتی پیچیده اغلب میتوانند بیشترین استفاده را از بیگ دیتا داشته باشند.
امور مالی: بیگ دیتا نقش مهمی در تغییر حوزهی خدمات مالی، بهویژه در معاملات و سرمایهگذاری، اصلاحات مالیاتی، کشف کلاهبرداری، تحلیل ریسک و اتوماسیون دارد. بیگ دیتا همچنین با تجزیهوتحلیل دادهها و بازخورد مشتریان برای به دست آوردن اطلاعات ارزشمند موردنیاز برای بهبود رضایت و تجربهی مشتریان، به تغییر صنعت مالی کمک کرده است. مجموعهدادههای تراکنشی از پرشتابترین و بزرگترین دادهها در جهان هستند. بهکارگیری روزافزون راهحلهای پیشرفتهی مدیریت بیگ دیتا، به بانکها و مؤسسات مالی کمک میکند تا از این دادهها محافظت کرده و از آنها بهصورتی استفاده کنند که هم برای مشتری و هم کسبوکارها مفید باشد.
بهداشت و درمان: تحلیل کلاندادهها این امکان را برای متخصصان حوزهی بهداشت و درمان فراهم میکند تا تشخیصهایی دقیقتر و مبتنی بر شواهد داشته باشند. همچنین از آنجایی که حوزههای مراقبت از بیماران و تحقیقات این حوزه هزینههای بالایی دارد، مدیران بیمارستانها با کمک بیگ دیتا میتوانند روندها را شناسایی و خطرات را مدیریت کرده و هزینههای غیرضروری را به حداقل برسانند.
انرژی و تأسیسات: طبق دادههای اداره آمار کار ایالات متحده، شرکتهای خدمات شهری بیش از ۱.۴ میلیارد دلار برای دستگاههای کنتور هزینه میکنند و معمولاً به کنتورهای آنالوگ و قرائتهای دستی غیرمستمر متکی هستند. کنتورهای هوشمند، بارها در روز دادههای دیجیتالی را ارائه میکنند. همچنین با تحلیل آنها میتوان مصرف انرژی کارآمدتر و قیمتگذاری و پیشبینی دقیقتری را ارائه کرد.
رابطهی هوش مصنوعی و یادگیری ماشین با بیگ دیتا چیست؟
مدیریت بیگ دیتا وابسته به سیستمهایی است که توانایی پردازش و تحلیل معنادار مقادیر زیادی از اطلاعات متفاوت و پیچیده را دارند. در این راستا، بیگ دیتا و هوش مصنوعی تا حدودی رابطهای متقابل دارند. بیگ دیتا بدون هوش مصنوعی برای سازماندهی و تجزیه و تحلیل آن، کاربرد عملی زیادی نخواهد داشت و میزان دقت تحلیلهای هوش مصنوعی به وسعت مجموعهدادههای موجود در کلان داده بستگی دارد.
ممکن است علاقهمند باشید: هوش مصنوعی چیست؟
الگوریتمهای یادگیری ماشین نیز دادههای دریافتی را تعریف کرده و الگوهای درون آنها را شناسایی میکنند. این اطلاعات به اتخاذ تصمیمات تجاری و اتوماسیون فرایندها کمک میکنند. یادگیری ماشین با کمک بیگ دیتا رشد میکند زیرا هرچه مجموعهدادهها قویتر باشند، سیستم فرصت بیشتری برای یادگیری و تکامل مداوم و انطباق فرایندهای خود خواهد داشت.
ممکن است علاقهمند باشید: یادگیری ماشین چیست؟