课程大纲

课程大纲

数据科学导论

课程编码:0839X2M05002H 英文名称:Introduction to Data Science 课时:40 学分:2.00 课程属性:专业普及课 主讲教师:沙灜等

教学目的要求
本课程是网络空间安全学科研究生的专业普及课,讲授数据科学的基本概念和原则、基本框架和流程、数据处理分析的关键核心技术、数据处理基础设施平台和工具,以及面向实际问题的数据科学案例和最佳实践方法。课程以数据科学领域国际知名学者的四部著作为教材,让同学通过课程学习与动手实践,深入理解数据科学的核心概念、框架和方法,提升数据科学研究和实践的专业技能;本课程通过案例对关键技术的原理进行介绍,提供了中等规模实际问题的全流程实践案例。通过该课程的学习,学生可以掌握数据获取、清洗、模型训练、分析、预测、评价、可视化的全流程技术,了解数据科学的内涵,掌握了数据处理的技术原理,并且通过实践案例增强动手能力,为深入学习后续课程打下了良好的基础。

预修课程
程序设计语言

大纲内容
第一章 数据科学基础 1学时 沙灜
第1节 数据科学的定义
第2节 数据科学的组成
第3节 数据科学应用案例
第4节 数据科学工具箱
第二章 数据科学生命周期 1学时 沙灜
第1节 问题的提出
第2节 实验设计
第3节 数据与取样
第4节 验证
第三章 相关与因果-批判性思维 2学时 沙灜
第1节 批判性思维
第2节 推理谬误
第3节 证据可靠性
第4节 干扰性原因带来的常见逻辑错误
第5节 统计数据骗局
第四章 数据预处理 3学时 沙灜
第1节 数据采集
第2节 数据预处理
第五章 数据分析与建模 3学时 沙灜
第1节 预测与机器学习
第2节 关键技术
第3节 模型评价
第4节 机器学习的选择
第5节 互联网A/B实验
第六章 数据可视化 3学时 沙灜
第1节 数据可视化概述
第2节 视觉感知与认知
第3节 数据可视化
第七章 项目实施与沟通 2学时 沙灜
第1节 项目实施
第2节 沟通与表达
第3节 总结
第八章 分类 4学时 周川
第1节 什么是分类
第2节 决策树算法
第3节 朴素贝叶斯分类器
第4节 最近邻分类器
第5节 Logistics回归
第6节 提升方法
第九章 聚类 4学时 周川
第1节 什么是聚类
第2节 顺序聚类算法
第3节 划分聚类算法
第4节 层次聚类算法
第5节 密度聚类算法
第十章 回归 4学时 周川
第1节 什么是回归
第2节 一元线性回归
第3节 多元线性回归
第4节 非线性回归
第十一章 关联规则分析 3学时 周川
第1节 基本概念
第2节 频繁项集和关联规则
第3节 Apriori算法
第4节 FP-Growth算法
第5节 序列模式挖掘
第十二章 异常检测 3学时 周川
第1节 基本介绍
第2节 异常检测常见方法
第十三章 数据降维 3学时 周川
第1节 主成分分析
第2节 因子分析
第3节 SVD分解与低维嵌入
第十四章 时间序列分析 3学时 周川
第1节 时间序列分析概述
第2节 平稳时间序列模型
第3节 ARMA模型的特点
第4节 平稳时间序列的建立
第5节 平稳时间序列预测
第6节 非平稳时间序列分析
第十五章 总结与展望 1学时 周川
第1节 总结
第2节 展望

参考书
1、 Python 数据科学导论 Davy Cielen 2017 机械工业出版社

课程教师信息
沙灜:男,中国科学院大学网络空间安全学院副教授,中国科学院信息工程研究所副研究员,博士生导师。中文信息学会社会媒体专委会委员。美国伦斯勒理工学院访问学者。获保密科学技术二等奖。主要研究领域包括:社会计算、自然语言处理、网络舆情分析。作为项目负责人主持的项目包括:国家科技支撑计划、国家自然科学基金、国家863计划、国家信息安全计划等10余项,项目经费千万级,在SIGIR、CIKM、ICDM等国际会议和期刊上发表学术论文40余篇,申请专利13项(授权5项),二十余项软著。
周川:男,中国科学院大学网络空间安全学院副教授,中科院信息工程研究所副研究员,硕士生导师。研究方向为机器学习、社交网络分析、图异常检测,在国际顶级学术期刊和会议(如TKDE、DMKD、PR、AAAI、IJCAI、ICDM、CIKM等)上累计发表学术论文60余篇。曾获2014年度中科院优秀博士学位论文奖、第14届计算科学国际大会(ICCS-14)最佳论文奖、第30届神经网络国际联合大会(IJCNN-17)最佳学生论文奖;曾入选2016年度中国科学院“青年创新促进会”会员、2015年度中科院信工所“引进优秀青年人才”等人才计划。承担国家自然科学基金青年/面上、国家重点研发计划、973、中科院先导等10余项科研课题。担任AAAI、IJCAI、SDM等国际会议的程序委员会委员,是IEEE TKDE、ACM TKDD等国内外有影响学术期刊的审稿人,是期刊Complexity(IF:3.059)的特邀编委。担任中国计算机学会(CCF)高级会员,担任中国中文信息学会(CIPS)青年工作委员会委员/社会媒体专委会通讯委员。