CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ KHOA HỌC DỮ LIỆU VÀ GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1. Giới thiệu về khoa học dữ liệu: Khoa học dữ liệu là nghiên cứu dữ liệu nhằm khai thác những thông tin chuyên sâu có ý nghĩa đối với hoạt động kinh doanh. Đây là một lĩnh vực liên ngành, sử dụng các thuật toán và kết hợp ở các “lĩnh vực toán học, thống kê, trí tuệ nhân tạo, kỹ thuật máy tính để phân tích khối lượng lớn dữ liệu nhằm khám phá các mẫu ẩn, tạo thông tin chuyên sâu và đưa ra quyết định nghiên cứu trực tiếp mang tính chiến lược. Nội dung phân tích này sẽ giúp các nhà khoa học dữ liệu đặt ra và trả lời những câu hỏi như sự kiện gì đã xảy ra, tại sao nó xảy ra, sự kiện gì sẽ xảy ra và kết quả thu được có thể sử dụng cho mục đích gì.
Sự kết hợp giữa trí thông minh của con người và tính tự động hoá của hệ thống giúp khoa học dữ liệu phân tích chi tiết hơn, hiểu biết sâu sắc hơn về dữ liệu để cho ra kết quả chính xác nhất.” Vậy thì, đối tượng của khoa học dữ liệu là gì? Các nhà khoa học dữ liệu dành hàng giờ để làm việc và khai thác những gì? Đó chính là dữ liệu Dữ liệu (Data) là một tập hợp các dữ kiện có thể là số, hình ảnh, chuỗi ký tự nhằm đo lường hoặc mô tả một sự vật, đối tượng cụ thể. Dữ liệu dễ dàng được thu thập từ vô vàn các kênh thông tin khác nhau: từ các nguồn sẵn có trên mạng xã hội, các bên thứ ba (cơ quan nhà nước), hoặc tự thu thập thông qua việc quan sát, phỏng vấn, làm khảo sát,. Dữ liệu là một trong những yếu tố quan trọng trong lĩnh vực kinh doanh, giúp hiểu rõ hơn về các bài toán của doanh nghiệp. Việc sử dụng hiệu quả sẽ giúp doanh nghiệp cải thiện tình trạng kinh doanh, hỗ trợ đưa ra các quyết định nhanh và chính xác hơn dự đoán được xu hướng của thị trường, tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường.
Không chỉ trong lĩnh vực kinh tế mà còn ở tất cả mọi lĩnh vực. Theo sự tiến bộ của xã hội và trong cuộc cách mạng công nghệ 4.0, dữ liệu trở thành nguồn tài nguyên không thể thiếu trong thời đại số. Dữ liệu lớn (Big Data) ra đời như một sự phát triển của dữ liệu nói riêng và khoa học dữ liệu nói chung, là câu trả lời cho sự phổ biến, quy mô, giá trị và tầm quan trọng mà nó mang lại. Với những đặc tính đó, dữ liệu lớn càng khó để quản lý bằng các công cụ truyền thống, phần mềm thông thường (sổ sách, phần mềm excel).
Điều này đòi hỏi các nhà quản lý từ Nhà nước đến doanh nghiệp buộc phải khai thác nguồn dữ liệu khổng lồ này để đưa ra quyết định một cách phù hợp, đúng đắn. 5 “Theo số liệu thống kê của cơ quan nghiên cứu ung thư quốc tế (IACR, thuộc WHO) công bố về tình hình ung thư hiệu chỉnh theo độ tuổi của 185 quốc gia, vùng lãnh thổ năm 2020 thì so với năm 2018, thế giới ghi nhận thêm hơn 2 triệu ca mắc mới ung thư, lên gần 19,3 triệu ca và số ca tử vong tăng từ 9,6 triệu ca (2018) lên 9,96 triệu ca (2020).” “Dữ liệu về vấn đề kinh tế, xã hội được Tổng cục Thống kê đăng tải như sau: Tỷ lệ thất nghiệp trong độ tuổi lao động quý II/2022 là 2,32%, giảm 0,14 điểm phần trăm so với quý trước và giảm 0,30 điểm phần trăm so với cùng kỳ năm trước. Tỷ lệ thất nghiệp trong độ tuổi lao động 6 tháng đầu năm 2022 là 2,39%, giảm 0,13 điểm phần trăm so với cùng kỳ năm trước.” “Khoa học dữ liệu gồm ba phần chính: Tạo ra và quản trị dữ liệu, phân tích dữ liệu, và chuyển kết quả phân tích thành giá trị của hành động. Việc phân tích và dùng dữ liệu lại dựa vào ba nguồn tri thức: toán học (thống kê toán học), công nghệ thông tin (máy học) và tri thức của lĩnh vực ứng dụng cụ thể.
Cũng như các hình thức thí nghiệm khác, khoa học dữ liệu sẽ yêu cầu thực hiện các quan sát, đặt câu hỏi, hình thành các giả thuyết, tạo các bài kiểm tra, phân tích kết quả và đưa ra một khuyến nghị thực tế. Chính vì vậy mà mục đích chính của Khoa học Dữ liệu là biến đổi một lượng lớn dữ liệu chưa qua xử lý, làm thế nào để định vị được thành mô hình kinh doanh, từ đó giúp đỡ các tổ chức tiết giảm chi phí, gia tăng hiệu quả làm việc, nhìn nhận cơ hội, rủi ro trên thị trường và làm gia tăng lợi thế cạnh tranh của doanh nghiệp.” Các lĩnh vực của khoa học dữ liệu gồm: Khai thác dữ liệu (Data Mining), thống kê (Statistic), học máy (Machine Learning), phân tích (Analyze) và lập trình (Programming). Hal Varian - CEO tại Google, Giáo sư khoa học thông tin, kinh doanh và kinh tế tại Đại học California đã nói rằng: “Kỹ năng phân tích dữ liệu là để hiểu được, xử lý được, trích xuất giá trị từ dữ liệu, trực quan hóa và truyền đạt dữ liệu, đó là những kỹ năng cực kỳ quan trọng trong những thập kỷ tới. Ngày càng có nhiều công ty nhận ra tầm quan trọng của khoa học dữ liệu, AI và học máy.
Bất kể ngành hay quy mô nào, các tổ chức muốn duy trì khả năng cạnh tranh trong thời đại “big data” cần phải phát triển và khai thác hiệu quả tối đa khả năng mà khoa học dữ liệu mang lại nếu không sẽ có nguy cơ bị bỏ lại phía sau. Sự phát triển của khoa học công nghệ: Thuật ngữ "Khoa học dữ liệu" được tạo ra vào đầu những năm 1960 để mô tả một nghề mới hỗ trợ việc hiểu và giải thích một lượng lớn dữ liệu đang được tích lũy vào thời điểm đó. Khoa học dữ liệu bắt đầu với số liệu thống kê và đã phát triển để hình thành các mô hình như trí tuệ nhân tạo và Internet vạn vật… Ngày càng có nhiều dữ liệu, đầu tiên là bằng cách ghi lại các hành vi và xu hướng mua sắm, các doanh nghiệp đã thu thập và lưu trữ dữ liệu với số lượng lớn hơn bao giờ hết. Với sự phát triển của Internet, Internet of Things và sự tăng trưởng theo cấp số nhân của khối lượng dữ liệu có sẵn ở các doanh nghiệp, tạo nên một loạt thông tin mới và dữ liệu lớn.
Khi cánh cửa được mở ra bởi các doanh nghiệp đang tìm cách tăng lợi nhuận và thúc đẩy quá trình ra quyết định tốt hơn, việc sử dụng dữ liệu lớn bắt đầu được áp dụng cho các lĩnh vực khác, chẳng hạn như y học, kỹ thuật và khoa học xã hội. Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 là sự kết hợp của công nghệ trong các lĩnh vực vật lý, công nghệ số và sinh học. Những đột phá phổ biến của cuộc cách mạng là IoT (Internet of Things – Internet vạn vật), AI (Artificial Intelligence – Trí tuệ nhân tạo), Blockchain (Chuỗi khối), Cloud Computing (Điện toán đám mây) và Big Data (Dữ liệu lớn). Cùng với những đột phá công nghệ, khoa học dữ liệu mở ra cánh cửa mới cho những khả năng về cách công ty phát triển để biến họ trở nên đặc biệt trong cuộc cạnh tranh của nền kinh tế số.
Càng nhiều doanh nghiệp nhận ra những giá trị to lớn từ dữ liệu, họ phát hiện rằng mình nên tiếp cận dữ liệu một cách khoa học hơn, phù hợp hơn nữa. Nhiều tập đoàn lớn có cho riêng mình một đội ngũ khoa học dữ liệu như Google, Facebook, Youtube, Amazon,…và họ vẫn đang không ngừng tiếp tục tìm kiếm những nhà phân tích tài năng. Cơ hội nghề nghiệp của ngành tăng cao khi nhu cầu xử lý dữ liệu lớn gia tăng. Theo thống kê của Glassdoor, một trong những trang web việc làm lớn nhất thế giới, ngành khoa học dữ liệu đứng đầu trong số 25 nghề nghiệp tốt nhất, đứng thứ 16 về mức lương với trung bình hơn $116,000 và có nhiều vị trí được tìm kiếm tuyển dụng nhất trong năm 2015 ở Hoa Kỳ.
7 Theo phân tích từ nguồn “Is Data Scientist Still the Sexiest Job of the 21st Century?” Tạp chí Kinh doanh Harvard cho rằng, ngành khoa học dữ liệu là “công việc quyến rũ nhất thế kỷ 21”. 10 năm sau đó, các công việc thuộc lĩnh vực này cũng có nhu cầu cao. Trí tuệ nhân tạo AI ngày càng phổ biến trong kinh doanh và các công ty thuộc mọi quy mô và địa điểm cảm thấy họ cần các nhà khoa học dữ liệu để phát triển các mô hình AI. Vào năm 2019, bài đăng tuyển dụng công việc hoặc tìm kiếm nhà khoa học dữ liệu trên Indeed đã tăng đến 256%.
Bên cạnh đó, Cục Thống kê Lao động Hoa Kỳ, dự đoán khoa học dữ liệu sẽ tăng trưởng hơn hầu hết các lĩnh vực khác từ nay đến năm 2029. Những người làm việc trong ngành khoa học dữ liệu có thể thu nhập lên tới 200. Ứng dụng của Khoa học dữ liệu: “Nếu phân tích dữ liệu về nhu cầu thị trường ta có thể quyết định cần nuôi bao nhiêu lợn mỗi nơi mỗi lúc. Nếu có và phân tích được dữ liệu mô phỏng các phương án xả lũ vào mùa mưa ta có thể chọn được cách xả lũ ít thiệt hại nhất.
Nếu có và phân tích được các bệnh án điện tử của người bệnh ta có thể tìm ra được phác đồ thích hợp hơn cả cho người bệnh. Amazon đã phân tích các lần mua hàng trước của bạn để dự đoán những món đồ bạn có thể sẽ thích mua và gửi quảng cáo tới,. Khi nghe nói về các thành tựu đột phá gần đây của Trí tuệ nhân tạo người nghe có thể cũng chưa biết rằng phần lớn chúng đều dựa vào các phương pháp và đột phá của khoa học dữ liệu. Qua đó có thể thấy, khoa học dữ liệu được ứng dụng liên ngành và đa dạng vào hầu hết các lĩnh vực ngành nghề.” Ngành ngân hàng: Với khoa học dữ liệu, việc quản lý dữ liệu khách hàng trở nên hiệu quả hơn, dễ dàng hơn.
Khoa học dữ liệu còn giúp đánh giá dữ liệu có được từ các giao dịch mỗi ngày và thông tin của khách hàng từ đó dự đoán được doanh thu. Ngoài ra, khoa học dữ liệu cung cấp các thuật toán tự động hóa giúp hoạt động trong ngân hàng diễn ra suôn sẻ. Trong việc phân tích đánh giá, ngân hàng sử dụng các thuật toán học máy để cải thiện chiến 8 lược. Ví dụ khi ngân hàng muốn mở một chi nhánh mới, nhờ vào thuật toán phân cụm sẽ xác định được những địa điểm tập trung nhiều khách hàng tiềm năng.