數(shù)據(jù)科學在過去十年里蓬勃發(fā)展，改變了我們的商業(yè)模式，同時對于新一代的年輕人來說，提供了一個未來的職業(yè)方向。但在數(shù)據(jù)科學快速發(fā)展的同時，人們對它的理解也在逐步演變，這導致了不同的人對于如何更好地從數(shù)據(jù)中獲取洞察有了不同的觀點。對于我來說，數(shù)據(jù)科學的發(fā)展重塑了我的職業(yè)生涯，接下來我想深入研究數(shù)據(jù)科學是什么、數(shù)據(jù)科學的研究工作是什么以及數(shù)據(jù)科學家是誰等問題。我查閱了大量的文獻，將數(shù)據(jù)科學和數(shù)據(jù)科學家的各種研究和分析關(guān)聯(lián)匯總到一起，從而試圖來回答了這些問題。我在一篇題為 “Passing the Data Baton: A Retrospective Analysis on Data Science Work and Workers” 的研究出版物中說明了以上結(jié)果。

這項研究的部分動機是作為未來研究和開發(fā)的基礎，這樣我可能可以找到一個可視化分析工具還未滿足其需求的領域。而另一個動機是，我希望對十多年前我剛開始學習計算機科學時還不存在的這個領域進行自我反思和回顧。在這篇文章中，我總結(jié)了這篇研究論文的幾個關(guān)鍵收獲，并分享了這些發(fā)現(xiàn)將如何幫助我們創(chuàng)建數(shù)據(jù)科學領域的下一代數(shù)據(jù)可視化工具。

什么是數(shù)據(jù)科學？

數(shù)據(jù)科學對不同的人來說是不一樣的。對某些人來說，數(shù)據(jù)科學并不是什么新鮮事，只是統(tǒng)計技術(shù)的實際應用，并且已經(jīng)存在了很長一段時間。對其他人來說，數(shù)據(jù)科學不僅需要統(tǒng)計方法的知識，而且還需要計算技術(shù)使這些方法得到應用。例如，一個數(shù)據(jù)科學家僅僅理解線性回歸是不夠的，他們還需要知道如何在大規(guī)模的數(shù)據(jù)中應用線性回歸——這不是傳統(tǒng)統(tǒng)計學教育的一部分。盡管如此，即使是那些認為數(shù)據(jù)科學不僅僅是應用統(tǒng)計學的人，也可能并不認為它是一件新事物。收集和分析數(shù)據(jù)的做法，長期以來一直是科學研究的一部分，例如生物學或物理學；許多人認為，數(shù)據(jù)科學只是經(jīng)驗科學中對已經(jīng)存在的研究的延伸。

但其實還有第三種觀點，即數(shù)據(jù)科學確實是一件新的事物，既不同于統(tǒng)計學，也不同于科學家在研究原子和基因時使用的方法。數(shù)據(jù)科學將統(tǒng)計學、計算機科學以及其他必要的學科專業(yè)知識結(jié)合起來，帶來了數(shù)據(jù)科學所獨有的、由數(shù)據(jù)科學家所應對的全新挑戰(zhàn)。此外，數(shù)據(jù)科學家開展的工作與其他類型的數(shù)據(jù)分析不同，它需要更廣泛的跨學科技能。我們和其他人的研究都認為數(shù)據(jù)科學確實是一件全新的、不同的事物，基于這點，我們創(chuàng)建了一個關(guān)于數(shù)據(jù)科學的定義，作為我們工作的基礎:

數(shù)據(jù)科學是一個跨學科領域，旨在通過統(tǒng)計和計算技術(shù)的結(jié)構(gòu)化應用，從現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)中得到新的見解。 這一定義很重要，因為它幫助我們了解數(shù)據(jù)科學工作者面臨的挑戰(zhàn)和未滿足的需求，它們主要來自于處理真實數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)（而不是模擬數(shù)據(jù)），以及大規(guī)模應用統(tǒng)計和計算方法的挑戰(zhàn)。

什么是數(shù)據(jù)科學工作？

重要的是，數(shù)據(jù)科學的有效定義縮小了研究范圍。我們并沒有包含人們可能希望進行研究的所有類型的數(shù)據(jù)分析，而是仔細研究那些數(shù)據(jù)科學家進行研究的分析類型。這種區(qū)別很重要，因為實驗物理學家分析數(shù)據(jù)所采取的具體步驟與數(shù)據(jù)科學家可能采取的分析步驟不同，盡管它們有共同點。這就引出了一個重要的后續(xù)問題：究竟什么是數(shù)據(jù)科學的研究工作？ 有好幾個行業(yè)標準來分解數(shù)據(jù)科學的研究工作。第一種是 KDD（數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)中的知識）方法，隨著時間的推移，其他人會對該方法進行修改和擴展?；谶@些推論，以及采訪數(shù)據(jù)科學家，我們創(chuàng)建了一個框架，其中包括四個高階過程（準備、分析、部署和通信）和 14 個低階過程。使用紅色筆劃輪廓，我們還強調(diào)了數(shù)據(jù)可視化在數(shù)據(jù)科學工作中已經(jīng)發(fā)揮突出作用的具體領域。在我們的研究文章中，我們提供了這些過程的詳細定義和示例。

誰是數(shù)據(jù)科學工作者？

我們在與數(shù)據(jù)科學家進行的 12 項深入研究中發(fā)現(xiàn)了 9 個數(shù)據(jù)科學角色。這些年來，我聽到了許多關(guān)于數(shù)據(jù)科學家的不同看法。我喜歡的一個例子是，數(shù)據(jù)科學家是“比統(tǒng)計學家更擅長軟件工程，比軟件工程師更擅長統(tǒng)計學” 的人。我最近聽到的一個直白的說法是，數(shù)據(jù)科學家是“西海岸的統(tǒng)計學家”。

然而，當我們深入研究現(xiàn)有的數(shù)據(jù)科學家的研究時，我們沒想到發(fā)現(xiàn)了一個重要且一致的特征，即 “數(shù)據(jù)科學家” 的多樣性以及它們在特定數(shù)據(jù)科學過程中的作用如何變化。您可能已經(jīng)注意到數(shù)據(jù)工程師的崛起，例如，作為一個獨特但仍然相鄰的數(shù)據(jù)科學角色。隨著數(shù)據(jù)科學工作的復雜性的增加，數(shù)據(jù)科學家變得更專業(yè)，往往從事數(shù)據(jù)科學研究工作的具體方面。Harris 等人的訪談早在 2012 年就已經(jīng)確定了這一趨勢，這種趨勢只是隨著時間的推移而加速。他們敏銳地發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)科學角色之間的這種多樣性導致了 “數(shù)據(jù)科學家和尋求幫助的人之間的交流不暢”。

我們根據(jù) Harris 的研究結(jié)果，對 12 項研究進行了調(diào)查，共有數(shù)千名被認定為數(shù)據(jù)科學家的個體。通過對這些研究的分析，我們能夠識別出 9 個不同的數(shù)據(jù)角色。這些人有不同的技能和背景，我們以統(tǒng)計、計算機科學和領域?qū)I(yè)知識為軸心來說明。我們還將以人為中心的設計納入了我們對數(shù)據(jù)科學技能的描述，因為考慮到數(shù)據(jù)產(chǎn)品的影響，就像面部識別應用程序一樣，越來越重要。我們要強調(diào)的是，這些角色不是絕對的范疇，它們的邊界是不固定的，同時這些角色的技術(shù)技能也符合類似的規(guī)律。相反，提出這些角色類別的目的是提供一個指導，從而幫助研究人員對于正在交談的人以及他們的背景有一個直觀的認識。

這將如何改變我們創(chuàng)建可視化

和數(shù)據(jù)分析工具的方式？

當然，最重要的是我們對數(shù)據(jù)科學的定義以及我們的數(shù)據(jù)科學工作框架和工作人員如何幫助我們構(gòu)建更好的數(shù)據(jù)可視化工具。首先也是最重要的一點是，它有助于提供一個清晰的標準，從而明確了數(shù)據(jù)科學研究工作的多樣性和對應的工作人員。我們已經(jīng)使用這個框架創(chuàng)建了更清晰的標準來分解數(shù)據(jù)科學中的 Tableau 客戶體驗。我們可以更精確地確定他們正試圖做什么，并可以就這些過程提出更深入的問題。

已知 “數(shù)據(jù)科學家” 這個角色本身包含了大量的多樣性，我們可以通過將與我們交談的個人歸類到九個數(shù)據(jù)科學的角色，從而更好地確定誰在執(zhí)行這項工作。這樣的分類使得我們更容易理解可視化系統(tǒng)需要支持的任務以及在什么級別上支持這些任務。例如，技術(shù)分析員和 ML/AI 工程師是我們描述的兩個數(shù)據(jù)科學角色，他們都可以參與模型構(gòu)建的共同任務，但需求截然不同；如果我們忽略這些差異，我們就有可能為這兩個角色創(chuàng)建錯誤的工具。

但也許對我來說最重要的是，這個框架還幫助我思考當前可視化分析工具生態(tài)系統(tǒng)中缺少的東西。我得出的一個令人擔憂的結(jié)論是，現(xiàn)有工具對可視化機器學習模型的關(guān)注范圍很窄，缺乏支持數(shù)據(jù)科學研究工作的其他關(guān)鍵方面的工具，如數(shù)據(jù)準備、部署或通信。這種工具的缺乏不僅增加了數(shù)據(jù)科學研究工作的開銷，還使得數(shù)據(jù)科學家無論擔任什么角色，都更難讓他們的工作影響到組織的決策和實踐。這項關(guān)于數(shù)據(jù)科學工作和工作者的研究幫助我面對以上挑戰(zhàn)，同時為構(gòu)建更好的工具來幫助人們查看和理解他們的數(shù)據(jù)提供了機會。

原文標題：數(shù)據(jù)科學的十年回顧與可視化工具的未來

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責任編輯：haq