Об ИИ без мифов. Путеводитель по истории Искусственного Интеллекта - Леонид Черняк
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Авторами современной концепции DS считают двух статистиков: Уильяма Клевеланда (William Cleveland,1943) и Лео Бреймана (Leo Breiman, 1928–2005). Первый в 2001 году опубликовал статью «Data science: план действий для расширения области действия статистики» (Data Science: An Action Plan for Expanding the Technical Areas of the Field of Statistics), в которой связал статистику с data mining и извлечением информации и знаний из данных. Для такой расширенной трактовки задач, отличной от традиционной статистики он предложил название Data Science, известное ранее, но в ином контексте. А второй в том же году опубликовал работу «Статистическое моделирование: две культуры» (Statistical Modeling: The Two Cultures) в которой ему удалось ликвидировать разрыв между статистикой и компьютерной наукой.
Но у DS, как у всего остального есть предыстория и она начинается с работ американского математика Джон Тьюки (John Tukey, 1915–2000), он первым задумался о данных, как самостоятельной сущности. Тьюки больше известен как изобретатель термина бит (bit от BInary digiT), в качестве минимальной единицы измерения данных, а еще в книге «Обучение конкретной математике» (The Teaching of Concrete Mathematics) он первым использовал слово software. В дополнение биту в 1956 году Вернер Бухгольц (Werner Buchholz, 1922) предложил удобную для кодировки восьмибитовую единицу меры данных и назвал ее байтом. Бухгольц эмигрировал из Германии в 1938 году, Был членом команды в IBM, которая проектировала первые мэйнфреймы IBM 701 и IBM 7030 Stretch.
И все же основным делом жизни Тьюки был исследовательский анализ данных (Exploratory Data Analysis, EDA), служащий инструментом для изучения основных свойств данных, нахождения в них общих закономерностей, распределений и аномалий. Этот тип анализа отличается от, например, более известного и широко используемого метода статистической проверки гипотез тем, что не предполагает наличия некоторой априорной гипотезы, нуждающейся в подтверждении, – в EDA формулирование гипотезы, анализ и ее доказательство выполняются параллельно. В 1962 году Тьюки написал: «После долгих лет работы в области классической статистики я стал сомневаться в том, что для получения полной картины достаточно одной статистики, мои интересы стали смещаться в сторону более полного анализа данных, включая тонкие процедуры и методы анализа и интерпретации данных».
Работы Тьюки стали предпосылкой к интеллектуальному анализу данных – направлению, открытому Ильей Иосифовичем Пятецким-Шапиро (1929–2009), советским, а позже израильским и американском математиком. В 1989, покинув СССР, Илья Иосифович провел первый семинар Извлечение знаний из баз данных (Knowledge Discovery in Databases, KDD). Его дело продолжает сын Григорий Пятецкий-Шапиро (1958), живущий в США
Название Data Science предложил Петер Наур (Peter Naur, 1928–2016) в 1974 году. Датчанин Наур более всего известен как создатель одного из первых алгоритмических языков ALGOL 60 и нотации Бэкуса-Наура (Backus—Naur form, BNF). Он определил Data Science не совсем так, мы ее понимает сейчас, в его представлении это наука, изучающая жизненный цикл цифровых данных.
Крупнейший специалист в области баз данных Джим Грей (James Gray, 1944 – признан погибшим в 2012) радикально переосмыслил роль данных. За несколько недель до своего бесследного исчезновения на борту яхты у Калифорнийского побережья (2007) он выступил с речью, в которой представил свои соображения о качественных изменениях в современной науке, связанных с возможностью собирать и анализировать большие объемы экспериментальных данных. Для характеристики нового периода в науке Грей использовал термин «четвертая парадигма» (fourth paradigm). По Грею, тремя предыдущими парадигмами были экспериментальная, теоретическая и вычислительная.
Стартовым выстрелом для нынешнего периода в истории DS стало интервью Главного экономиста Google Хала Вариана (Hal Varian) изданию McKinsey Quarterly, где он выдал многократно повторенную сентенцию: «Статистик – самая привлекательная работа (sexy job). Колоссальную важность приобретет его способность взять данные, понять их обработать, выделить нужное, визуализировать и передать другим».
У DS находится общее с кибернетикой, это тоже не традиционная наука в науковедческом представлении, а междисциплинарный подход, объединяющий методы, процессы, алгоритмы, системы и другие средства, служащие для извлечения информации из сырых данных, в том числе структурированных и не структурированных. DS объединяет Data mining (иногда переводится как Интеллектуальный анализ данных или Добыча данных), Большие данные, CV и NLP как методы, используемые для извлечения информации из изображений и текстов.
Несколько слов о data mining
Историю DM можно начать с теоремы Томаса Байеса (1763), позволяющей вычислить вероятность события с учетом ранее известных и новых данных. Можно также вспомнить основополагающие работы в области регрессионного анализа Ариена-Мари Лежандра (1805) и Карла Гаусса (1809). С тех пор и поныне статистические методы извлечения полезной информации из данных были и остаются краеугольным камнем для DM. Собственно термин data mining был предложен в середине 80-х Робертом Хехт-Нильсеном (Robert Hecht-Nielsen, 1947–2019) основателем компании HNC (Hecht-Nielsen Neurocomputer Corporation), позже она вошла в состав компании FICO, признанного крупнейшего финансового аналитика. HNC первой разрабатывала ПО для прогнозов, основанное на нейронных сетях. В нем моделировалось распознавание информации, скрытой в данных, по образу и подобию человеческого сознания. Эти разработки имели оборонное назначение, что естественно для компании, находящейся в Сан-Диего, центре ВМС США, но позже областью приложения стала финансовая индустрия, страхование, розничная торговля.
Современный интеллектуальный анализ данных имеет в основе три составляющие – собственно данные, извлекаемая из данных информация и полученные из данных знания.
Метаданные и гипертекст
Художественные тексты и особенно стихи содержат в себе скрытые метаданные. Обычно символьные данные сами по себе никакого смысла не имеют, они становятся полезным источником информации в том случае, если сопровождаются вспомогательными данными, указывающими на то, как их интерпретировать. Простейший вид явных метаданных – запись данных в предопределенную структуру, например в СУБД или в электронную таблицу, где нахождение числа или слова в определенной позиции придает ему значение и открывает возможность для поиска и анализа. Такие метаданные можно назвать структурными. Есть альтернативный способ явного представления метаданных, он по идее прост – достаточно можно снабдить данные ярлыками-метками, указывающими на смысл, который имеют следующие за ним записи. Такая разметка удобна для неструктурированных данных, в том числе
