什么是数据处理?

数据处理是指将原始数据(如数字、文本、图片或传感器读数)转换为更有用、更易理解和更有价值的形式(通常称为信息)的过程。它如同核心引擎,将原始“素材”转化为切实可行的洞见,因此对于现代企业、高级分析和人工智能 (AI) 系统而言,是一项至关重要的功能。

数据处理周期

无论您处理的是小型电子表格还是海量数据,其工作都遵循一个标准、可重复的流程,即数据处理周期。

这通常称为数据处理周期,是 ETL(提取、转换、加载)等常见数据集成框架的基础。了解这个周期是构建高效可靠的数据工作流的关键。

  1. 收集:收集原始数据。这就是周期的开始。您从各种来源收集原始数据,这些数据可以是网站日志、客户调查问卷、传感器读数、金融交易等。此阶段还可能涉及变更数据捕获 (CDC) 等专业技术,这些技术可以直接从源数据库高效地流式传输修改。
  2. 准备/清理:转换原始数据。这个关键步骤通常称为数据预处理,涉及清理原始数据并对其进行结构化处理。这包括处理缺失值、纠正错误、移除重复项,以及将数据转换为与处理器兼容的格式,处理器是专门用于分析数据集的引擎。
  3. 输入:将准备好的数据馈送到处理器。清理和准备好的数据会进入处理系统。该系统代表更广泛的环境,例如云服务、计算机程序或 AI 模型,其中包含上一步中定义的特定处理器逻辑。
  4. 处理:执行算法。在此阶段,会进行实际的计算、操作和转换。计算机或系统执行特定的算法和规则,以实现所需的结果,例如对数据进行排序、执行数学计算或合并不同的数据集。
  5. 输出/解释:呈现结果。处理结果以实用且易于理解的格式呈现。输出结果可以是报告、图表、更新后的数据库、发送给用户的提醒,或是对 AI 模型的训练。
  6. 存储:归档已处理的数据。最后,原始输入数据和处理后的信息都会安全存储,以供将来使用、审核或进一步分析。这是维护数据治理和历史记录的关键步骤。

现代数据处理的优势

有效、现代的数据处理可以带来强大的、可量化的优势。

清理和准备步骤可以减少错误、冗余和不一致性。由此可以生成质量更高、值得信赖的数据集,以供分析之用。

例如,零售连锁店可以处理来自数百家商店的库存数据,以移除重复条目,确保不会重复订购货架上已有的库存。

处理过程会将原始数据转化为清晰简洁的信息,让技术领导者和决策者能够根据可靠的证据更快、更自信地做出选择。

假设一位呼叫中心经理监控处理后的平均等待时间数据;如果数据显示每周二下午 2 点都会出现高峰,那么经理就可以放心地安排更多员工在那个特定时间段工作。

使用现代工具自动执行数据处理工作流可以节省无数的人工时间,缩短获得数据洞见所需的时间,并让技术团队能够专注于创新。

例如,财务团队可以自动执行月末费用对账,将原本需要一周时间的手动电子表格任务变成几分钟就能完成的流程。

结构良好且经过处理的数据是运行复杂模型(包括为生成式 AI 应用提供支持的深度学习和大型语言模型)的必要基础。

一家物流公司可能会使用历史运输数据来训练机器学习模型,根据天气模式预测送货延迟,从而主动重新规划卡车路线。

四种数据处理类型

不同的业务需求需要不同的数据处理方式。选择哪种方法很大程度上取决于您需要结果的速度。

实时数据处理

这需要立即处理生成的数据,通常在几毫秒内完成。对于需要即时响应的任务,例如股票交易、欺诈检测和更新实时信息中心,实时数据处理至关重要。

批量数据处理

在这种方法中,数据是在一段时间内收集的,然后以大组或“批次”的形式一次性处理。它适合处理非紧急任务,例如计算工资、生成日终财务报告或生成每月水电费账单。

流式数据处理

与实时处理类似,数据流处理旨在应对数据生成时产生的连续数据流。它专注于分析一系列事件并采取相应行动,而非仅仅处理单个数据点,并且通常使用 Apache Kafka 等开源平台作为底层引擎。这通常用于物联网 (IoT) 传感器数据或监控网站点击流。

交互式数据处理

当用户直接与数据或系统互动时,就会发生这种处理。例如,当用户在手机上搜索网站或运行应用时,他们会触发一个交互式数据处理事件,该事件会立即返回结果。

数据处理的未来

在对速度、规模和自动化程度的更高要求的推动下,我们处理数据的方式不断发展。

多种竞争方法和事件驱动型架构

现代数据处理带来了从单体式应用向更敏捷、模块化架构的显著转变。这通常涉及容器(将应用及其依赖项打包在一起,以便于移植)和微服务(将复杂的应用分解为更小的独立功能)。

这些技术经常与无服务器计算配合使用,在这种情况下,云提供商会完全管理基础设施。它们共同实现了事件驱动型架构。在此模型中,处理作业不会持续运行,而只会在发生特定“事件”(例如存储桶中出现新数据)时触发。这种方法有助于降低成本,并使系统能够自动扩缩以满足任何需求。

AI 驱动的数据质量和自动化

人工智能和机器学习直接集成到处理流水线中,可自动执行数据质量检查并检测异常情况。这种 AI 驱动的自动化可以简化准备阶段,而准备阶段通常最耗时。

边缘计算和本地化处理

随着 IoT 设备的兴起和数据源端生成的海量数据,边缘计算将数据处理能力转移到更靠近数据生成位置(“边缘”)的地方。这样可以立即在本地处理关键数据(例如工厂中的监控系统),从而减少延迟和将所有原始数据传输回中央云的成本。

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