数据分析终极指南:深入研究数据工程

王林
发布: 2024-08-26 06:31:36
原创
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The Ultimate Guide to Data Analytics: A Deep Dive into Data Engineering

数据被视为推动各行业创新、决策和发展的“新石油”。随着组织寻求获得数据的好处,对数据专家的需求变得非常重要。数据工程师在这些专业人员中是独一无二的,因为他们通过管理将数据从源转移到分析的数据管道,为任何数据驱动功能提供基础。这篇文章是数据分析的最佳指南,强调数据工程,这很重要但不是很明显。
什么是数据工程?
数据工程是创建数据架构和管理结构的过程,以促进数据采集、存储和处理过程。数据科学家应该提供数据解释或见解,而数据分析师则致力于自己生成见解;数据工程师的任务是创建实现这些目标的平台。他们创建管道将数据从不同来源传输到数据存储库或数据湖,以确保数据经过整理、结构化并可供使用。
数据工程师的角色
数据工程师与数据科学家、数据分析师和其他利益相关者密切合作,以了解组织的数据需求。他们的主要职责包括:

  1. 数据管道开发:创建自动化流程(管道),从不同来源提取数据,将其转换为可用格式,并将其加载到存储系统中。
  2. 数据架构设计:设计和实现支持结构化和非结构化数据的可扩展架构。这包括选择正确的数据库技术,例如 SQL、NoSQL 或云存储解决方案,例如 AWS S3。
  3. 数据清理和转换:确保收集的数据是高质量的。这通常涉及清理数据、删除重复项并将其转换为数据分析师和科学家可以轻松使用的格式。
  4. 性能优化:确保数据系统高效运行。这可能涉及优化查询、索引数据库或配置存储系统以快速处理大量数据。
  5. 安全与合规性:实施安全措施来保护敏感数据,并确保数据处理流程符合相关法规,例如 GDPR 或 HIPAA。

数据工程师的关键技能
为了在数据工程方面取得优异成绩,专业人士需要在几个关键领域打下坚实的基础:

  1. 编程(脚本技能):熟练掌握 Python、Java 或 Scala 等编程语言对于开发数据管道和执行数据转换至关重要。
  2. 数据库管理:关系数据库(例如 MySQL、PostgreSQL)和非关系数据库(例如 MongoDB、Cassandra)的知识至关重要。
  3. 数据仓库:了解数据仓库概念和工具(例如 Amazon Redshift、Google BigQuery 或 Snowflake)对于构建可扩展的数据存储解决方案至关重要。
  4. ETL(提取、转换、加载)流程:掌握 Apache NiFi、Talend 等 ETL 工具或定制解决方案对于移动和转换数据是必要的。
  5. 云计算:随着越来越多的组织将其数据基础设施迁移到云端,熟悉 AWS、Azure 或 Google Cloud 等云平台变得越来越重要。
  6. 大数据技术:处理大规模数据通常需要了解 Hadoop、Spark 和 Kafka 等大数据工具。

数据工程工具
数据工程包括使用工具和技术来构建和管理数据资产。这些工具有助于数据采集、归档、分析和操作。以下是数据工程中一些最常用的工具:

数据摄取工具

  • Apache Kafka:用于构建实时数据管道和流应用程序的分布式流平台。 Kafka 可以处理高吞吐量的数据源,通常用于实时摄取大量数据。

  • Apache NiFi:一种数据集成工具,可自动在不同系统之间移动数据。它提供了一个用户友好的界面来设计数据流并支持各种数据源。

  • AWS Glue:Amazon 提供的完全托管的 ETL 服务,可以轻松准备和加载数据以进行分析。 Glue 可自动执行数据发现、编目和数据移动的过程。

数据存储和仓储工具

  • Amazon S3:一种可扩展的对象存储服务,用于存储和检索任何数据。 S3 通常用于在处理或分析之前存储原始数据。

  • Google BigQuery:完全托管的无服务器数据仓库,可利用 Google 基础设施的处理能力实现超快速 SQL 查询。它非常适合分析大型数据集。

  • Snowflake:基于云的数据仓库解决方案,提供统一的数据存储和处理平台。它以其可扩展性、易用性和对多个云平台的支持而闻名。

  • Apache HDFS(Hadoop 分布式文件系统):设计用于在商用硬件上运行的分布式文件系统。它是Hadoop的核心组件,用于分布式存储大型数据集。

数据处理和转换工具

  • Apache Spark:用于大数据工作负载的开源分布式处理系统。 Spark 提供了一个接口,用于通过隐式数据并行性和容错能力对整个集群进行编程。

  • Apache Airflow:一种开源工具,用于以编程方式创作、安排和监控工作流程。 Airflow 管理复杂的数据管道,确保数据顺利流过各个处理阶段。

  • dbt(数据构建工具):一种命令行工具,使分析师和工程师能够更有效地转换仓库中的数据。 dbt 处理 ETL 中的“T”,用于在数据进入仓库后对其进行转换。

  • Apache Beam:用于定义和执行数据处理管道的统一编程模型。 Beam 可以运行在多种执行引擎上,例如 Apache Flink、Apache Spark 和 Google Cloud Dataflow。

ETL(提取、转换、加载)工具

  • Talend:一个开源数据集成平台,提供 ETL、数据迁移和数据同步工具。 Talend 提供了用于设计数据流和转换的图形界面。

  • Informatica PowerCenter:广泛使用的数据集成工具,提供全面的数据集成、数据质量和数据治理功能。

  • Microsoft Azure 数据工厂:一种基于云的 ETL 服务,可自动执行数据的移动和转换。 Azure 数据工厂支持广泛的数据源和目标。

  • Pentaho Data Integration (PDI):一个开源 ETL 工具,允许用户创建数据管道以在不同系统之间移动和转换数据。

数据编排工具

  • Apache Oozie:用于管理 Apache Hadoop 作业的工作流调度程序系统。它有助于自动化复杂的数据管道并管理任务之间的依赖关系。

  • 完美:一种现代工作流编排工具,可以轻松构建、调度和监控数据工作流。 Prefect 提供本地和基于云的解决方案来管理工作流程。

  • Dagster:用于机器学习、分析和 ETL 的编排平台。 Dagster 旨在确保数据管道模块化、可测试和可维护。

数据质量和治理工具

  • 远大的期望:一个用于验证、记录和分析数据的开源工具。 Great Expectations 通过提供灵活的框架来定义数据期望,帮助确保数据质量。

  • Alation:一种数据目录和治理工具,可帮助组织管理其数据资产,确保数据有据可查、可发现和治理。

数据可视化和报告工具

  • Tableau:强大的数据可视化工具,允许用户创建交互式和可共享的仪表板。 Tableau可以连接多个数据源,广泛用于数据报告。

  • Looker:商业智能和数据分析平台,可帮助组织轻松探索、分析和共享实时业务分析。

  • Power BI:Microsoft 的数据可视化工具允许用户创建和共享数据见解。 Power BI 与其他 Microsoft 服务集成良好,并支持各种数据源。

云平台

  • Amazon Web Services (AWS):提供一套基于云的数据工程工具,包括用于存储的 S3、用于仓储的 Redshift 和用于 ETL 的 Glue。

  • Google Cloud Platform (GCP):提供用于数据仓库的 BigQuery、用于数据处理的 Dataflow 以及各种机器学习服务。

  • Microsoft Azure:提供各种数据工程工具,包括 Azure Data Lake Storage、Azure SQL 数据库和用于 ETL 流程的 Azure Data Factory。

大数据工具

  • Hadoop:一个开源框架,允许跨计算机集群分布式处理大型数据集。它包括 Hadoop 分布式文件系统 (HDFS) 和 MapReduce 编程模型。

  • Apache Flink:一个流处理框架,也可以处理批处理。 Flink 以其低延迟处理大量数据的能力而闻名。

  • Apache Storm:一个实时计算系统,可以实时处理数据流。

数据工程的未来
数据工程师的需求量很大,因为许多组织越来越了解对健全数据基础设施的需求。云计算的采用以及物联网 (IoT) 的发展以及人工智能和机器学习算法的集成正在推动这一需求。未来,数据工程师仍将是数据生态系统中的关键专业人员,他们将越来越重视实时数据处理、数据流以及人工智能和机器学习在数据管道中的集成。

结论
还值得注意的是,数据工程的要求非常高且多样化,要求一个人既具有技术性又具有创造性,并且具有批判性思考者。因此,随着组织越来越依赖大数据,数据工程师的职位将仍然高度相关。对于那些在技术、数据科学和创新的交叉领域寻求使命的人来说,数据工程是一个完美的职业。

以上是数据分析终极指南:深入研究数据工程的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章!

来源:dev.to
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