數據科學入門指南:新手如何步入數據科學領域?
數據科學,據說是本世紀最吸引人的工作,已經成為我們許多人夢寐以求的工作。但對某些人來說,數據科學看起來像一個充滿挑戰的迷宮,讓人無從下手。如果你也是其中之一,那就繼續閱讀。
在本文中,我將討論如何從零開始數據科學之旅。我將詳細解釋以下步驟。
- 學習Python編程的基本知識
- 學習基本統計學和數學
- 學習使用Python進行數據分析
- 學習機器學習
- 項目實戰
學習Python編程的基本知識
如果有IT背景的話,你可能已經熟悉Python編程,此時,你可以跳過此步驟。但是如果從未接觸過編碼的話,應該從學習Python開始。在所有編程語言中,Python語言最容易學習,它被廣泛用在開發中,也被用在數據分析中。
首先,可以搜索免費的在線教程,這些教程將有助于理解Python的基礎知識。我列出了下述一些鏈接,這些教程可以幫助你在短時間內自學Python。可以嘗試一下,自己作出選擇。
- learnpython.org(https://www.learnpython.org/)
- 谷歌的Python類
- Estudy免費Python課程(視頻教程)
- 代碼學院(使用在線編輯器編程)
上述列表并非詳盡無遺,你可以在網絡上找到更多其它的資源,這些資源助力學習Python的基礎知識,此外,你還可以在YouTube上找到許多為初學者提供的Python教程。
一旦掌握了編程語法和其他基礎知識之后,你就可以開啟Python的中級和高級學習之旅。要做到在數據科學領域游刃有余,我建議你至少學完中級,這樣可以熟悉Python中的數據結構和文件系統。
下一步。
學習統計學和數學
數據科學是分析數據并得出有用的和可操作的見解的技能。為此,必須具備基本的統計學和數學知識。雖然不要求你成為一個偉大的統計學家,但需要對數據分布和算法原理這些基礎知識有所了解。 話雖如此,來看看需要學習哪些內容。
首先,復習一遍高中的統計課程,對基本概念有所了解。為此,我推薦可汗學院的“高中統計”系列課程(根據自己的實際情況做出選擇)。
刷完高中統計課之后,可以開始閱讀以下任何一本書:
- 統計學習簡介(R語言)(強烈推薦)
- 統計思維(Python語言)
以上鏈接將直接訪問到這些書籍的各自pdf版本,你也可以根據需要方便地購買到紙質的書。讀完這些書之后,你將熟悉數據分析的基本原理,對進一步深入學習有幫助。
注意:雖然我建議你從學習Python語言來開啟數據科學之旅,但在學習過程中,你會遇到其他幾個工具,如R,它們也用于統計計算和數據分析。我的一般建議是,無論你遇到哪一個工具,都要有一個開放的心態。如果你正在使用兩種不同的語言執行任務,其底層工作和邏輯通常是相同的,這只是一個不同的語法和框架問題。
第一次體驗數據分析。
學習Python進行數據分析
這便是它的有趣之處,在掌握了了Python編程的基本知識和統計之后,是時候一試身手了。
如果想在不付錢的情況下學習,你只需在Udacity上開設一個帳戶,注冊免費課程-數據分析入門。這門課程將介紹數據分析所需用到的Python庫,如Pandas和Numpy。你可以按部就班地學習,在幾周內輕松完成課程。
在Udacity上還有許多其他課程可以探索,此外,Udacity還提供Nanodegree程序,但通常需要付費。如果你愿意為學習付費,還有許多好的平臺,如Coursera、Dataquest、Datacamp等。
在此步驟結束時,應該掌握Python的一些重要庫和數據結構,如序列、數組和數據框。
還應該能夠執行諸如數據處理、得出結論、矢量化操作、分組數據和組合來自多個文件的數據等任務。
雖然已經為下一步做好了準備,但在繼續前進之前還有一件事需要學習:橋接數據分析與機器學習之間的終極關鍵-數據可視化。
數據可視化是數據分析的重要組成部分,它有助于得出結論并對數據模式可視化。為此,學習如何可視化數據勢在必行,學習數據可視化最簡單的方法是通讀Kaggle的數據可視化課程。在此之后,你將熟悉一個重要的Python庫-Seaborn。
注:Kaggle是一個受世界各地數據科學家歡迎的網站。它定期舉辦競賽,以挑戰數據儲備的技能,并為數據愛好者提供免費的交互式課程。
太棒了!你已經學了一半以上的數據科學了。繼續下一步,即機器學習。
學習機器學習
機器學習,顧名思義,是機器(計算機)自我學習的過程。通過對計算機算法的研究,自動提升經驗。根據數據和業務問題的類型,使用預定義的算法建立模型,這些模型在給定的數據上進行自我訓練,然后被用在新數據上以得出結論。
掌握機器學習最簡單的方法就是按照給定的順序學習以下Kaggle的課程:
- 機器學習概述
- 中階機器學習
- 特征工程(優化模型)
條條道路通羅馬,雖然有許多其他的方法來學習機器學習,我提出的是最簡單的方法,完全免費。如果沒有資金的約束,還可以在Coursera、Udacity和其他相關平臺上找到各種課程。
當這一步結束時,您將了解監督機器學習和無監督機器學習之間的區別,同時,掌握各種重要的算法,如回歸,分類,決策樹,隨機森林等。
太棒了!從此,可以沖破迷宮加入到數據科學俱樂部,之后,需要做的便是一步一步成為更好。
項目實戰
讀到這里,你便擁有了成為一名成功的數據科學家所需的一切。在掌握了所有的知識之后,應通過盡可能多的練習來增強它。要做到這一點,可以尋找一些項目,去解決一些商業問題。
堅持實踐的最好方法之一是參加Kaggle比賽。Kaggle為你提供需要解決的問題和所需的數據。如果是一場比賽,你可以提交自己的結果,并根據獲得的分數得到排名。
也可以在個人項目上建立自己的組合,通過嘗試以下資源來探索數據集:
- Kaggle數據集
- UCI機器學習倉庫
- 亞馬遜數據集
- 谷歌數據庫搜索引擎
為了練習,建議在本地計算機中下載并安裝Anaconda, 這是開發數據科學項目的一個很好的工具包。在Anaconda眾多工具中, Jupyter Notebook是構建Python項目的一種很好的方法,并幫你管理你的項目組合。
遵循本博客中的指導方針,將助力實現學習數據科學的目標,當然,在這一領域還有大量知識要學習,甚至更多的東西有待探索。繼續學習吧。