Giải SGK Tin học 12 Chân trời sáng tạo Bài F15: Khoa học dữ liệu

Bài: Khoa học dữ liệu
1. Giới thiệu và mục tiêu của Khoa học dữ liệu
2. Một số thành tựu của Khoa học dữ liệu
Khởi động trang 148 Tin học 12: Theo em, nhà trường thường thu
thập, lưu trữ và xử lý những dữ liệu nào về học sinh? Lời giải:
Nhà trường thường thu thập, lưu trữ và xử lý những dữ liệu về học sinh
như: họ tên, ngày tháng năm sinh, giới tính, địa chỉ, thông tin gia đình…
1. Giới thiệu và mục tiêu của Khoa học dữ liệu
Hoạt động trang 149 Tin học 12: Hãy thảo luận với bạn và cho biết:
a) Sơ lược về (khái niệm) Khoa học dữ liệu
b) Mục tiêu cụ thể của Khoa học dữ liệu Lời giải:
a) Sơ lược về (khái niệm) Khoa học dữ liệu
Khoa học dữ liệu nghiên cứu ứng dụng các phương pháp và kĩ thuật từ
nhiều lĩnh vực khác nhau như Toán học, thống kê, khoa học máy tính, trí
tuệ nhân tạo, học máy…để tạo ra thông tin từ dữ liệu.
b) Mục tiêu cụ thể của Khoa học dữ liệu
Mục tiêu chính của Khoa học dữ liệu là phân tích, khám phá thông tin,
trực quan hoá dữ liệu, tối ưu hoá quyết định nhằm tạo ra tri thức và hỗ
trợ giải quyết các vấn đề.
2. Một số thành tựu của Khoa học dữ liệu
Hoạt động trang 150 Tin học 12: Em hãy giới thiệu một vài thành tựu
chính của Khoa học dữ liệu. Lời giải:
Một vài thành tựu chính của Khoa học dữ liệu:
a) Khám phá tri thức và nâng cao năng lực ra quyết định
Khoa học dữ liệu đã giúp tạo ra các phát hiện mới và tri thức từ dữ liệu,
từ việc tìm ra các mẫu dữ liệu (data patterns) và mối liên hệ giữa chúng
đến khám phá tri thức mới. Cùng với Học máy, Khoa học dữ liệu đã giúp
tạo ra các mô hình mở ra khả năng khám phá tri thức từ nhiều nguồn dữ
liệu, từ đó tăng hiệu quả quyết định dựa trên dữ liệu. Hơn nữa, khả
năng dự đoán, dự báo xu hướng và sự kiện trong tương lai từ dữ liệu
hiện tại đã nâng cao hiệu quả của quá trình ra quyết định. Ví dụ, các
ứng dụng như SAS của SAS Institute, SPSS Modeler của IBM thường
được các tổ chức tài chính và ngân hàng sử dụng để phân tích, khai
phá dữ liệu về các giao dịch để xác định được xu hướng hay các bất
thường nhằm đưa ra quyết định liên quan lãi suất hay phát hiện kịp thời các rủi ro,... b) Tự động hoá
Khoa học dữ liệu cùng với các mô hình học máy đã giúp tự động hoá
các tác vụ lặp đi lặp lại. Ví dụ, robot thông minh như Amazon Robotic
Drive Units (RDU) được tích hợp các mô hình học máy để phân tích dữ
liệu camera, vận tốc, hướng di chuyển, cảm biến,... nhầm tự động hóa
việc vận chuyển hàng hoá và sắp xếp các sản phẩm trong kho, giảm
thời gian cần thiết để vận chuyển từ các khu vực lưu trữ đến khu vực
đóng gói dùng trong các kho hàng của Amazon. Ví dụ khác vẽ tự động
hoá dựa trên Khoa học dữ liệu là hệ thống kiểm soát môi trường sử
dụng trong nông nghiệp nhằm phân tích dữ liệu về độ ẩm, nhiệt độ, ánh
sáng, cảm biến.... để tối ưu hóa diễu kiện cho sự phát triển của cây trắng hay vật nuôi. c) Cá nhân hoá dịch vụ
Khoa học dữ liệu đã đóng góp đáng kể vào việc phát triển và triển khai
các phương pháp cá nhân hoá, từ việc hiểu biết rõ người dùng đến việc
tạo ra trải nghiệm cá nhân hoá trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Ví dụ,
các ứng dụng truyền thông như Netflix, YouTube có thể để xuất nội dung
phù hợp với sở thích và lịch sử xem của người dùng. Ví dụ khác là các
trang thương mại điện tử như Amazon, Ebay,... sử dụng dữ liệu lịch sử
mua sắm và đánh giá của người dùng để để xuất sản phẩm hay chương
trình giảm giá phù hợp với từng khách hàng hay nhóm khách hàng. d) Dự đoán
Khoa học dữ liệu đóng vai trò quan trọng trong phát triển các mô hình
học máy có dùng trong phân loại và dự đoán. Các mô hình học máy sử
dụng dữ liệu y tế, hình ảnh y khoa để hỗ trợ chẩn đoán, phân tích xu
hướng bệnh, dự đoán tình trạng sức khỏe cá nhân. Một số thành lựu có
thể kể đến như phần mềm IBV Watson for Oncology giúp góp phần
nâng cao hiệu quả điều trị ung thư và đã được ứng dụng ở Việt Nam. Luyện tập
Luyện tập 1 trang 150 Tin học 12: Vì sao tự động hoá là thành tựu
quan trọng của Khoa học dữ liệu? Lời giải:
Tự động hoá là thành tựu quan trọng của Khoa học dữ liệu vì:
Khoa học dữ liệu cùng với các mô hình học máy đã giúp tự động hoá
các tác vụ lặp đi lặp lại. Ví dụ, robot thông minh như Amazon Robotic
Drive Units (RDU) được tích hợp các mô hình học máy để phân tích dữ
liệu camera, vận tốc, hướng di chuyển, cảm biến,... nhầm tự động hóa
việc vận chuyển hàng hóa và sắp xếp các sản phẩm trong kho, giảm
thời gian cần thiết để vận chuyển từ các khu vực lưu trữ đến khu vực
đóng gói dùng trong các kho hàng của Amazon. Ví dụ khác vẽ tự động
hoá dựa trên Khoa học dữ liệu là hệ thống kiểm soát môi trường sử
dụng trong nông nghiệp nhằm phân tích dữ liệu về độ ẩm, nhiệt độ, ánh
sáng, cảm biến.... để tối ưu hoá diễu kiện cho sự phát triển của cây trắng hay vật nuôi.
Luyện tập 2 trang 150 Tin học 12: Vì sao Khoa học dữ liệu giúp nâng
cao năng lực ra quyết định của máy tính? Lời giải:
Khoa học dữ liệu giúp nâng cao năng lực ra quyết định của máy tính vì:
Khoa học dữ liệu đã giúp tạo ra các phát hiện mới và tri thức từ dữ liệu,
từ việc tìm ra các mẫu dữ liệu (data patterns) và mối liên hệ giữa chúng
đến khám phá tri thức mới. Cùng với Học máy, Khoa học dữ liệu đã giúp
tạo ra các mô hình mở ra khả năng khám phá tri thức từ nhiều nguồn dữ
liệu, từ đó tăng hiệu quả quyết định dựa trên dữ liệu. Hơn nữa, khả
năng dự đoán, dự báo xu hướng và sự kiện trong tương lai từ dữ liệu
hiện tại đã nâng cao hiệu quả của quá trình ra quyết định. Ví dụ, các
ứng dụng như SAS của SAS Institute, SPSS Modeler của IBM thường
được các tổ chức tài chính và ngân hàng sử dụng để phân tích, khai
phá dữ liệu về các giao dịch để xác định được xu hướng hay các bất
thường nhằm đưa ra quyết định liên quan lãi suất hay phát hiện kịp thời các rủi ro,... Vận dụng
Vận dụng 1 trang 150 Tin học 12: Em hãy cho biết Khoa học dữ liệu có
góp phần vào sự phát triển của các lĩnh vực như y tế, giáo dục, giao
thông, … hay không? Cho ví dụ. Lời giải:
Khoa học dữ liệu góp phần vào sự phát triển của các lĩnh vực như y tế, giáo dục, giao thông:
Khoa học dữ liệu đóng vai trò quan trọng trong phát triển các mô hình
học máy có dùng trong phân loại và dự đoán. Các mô hình học máy sử
dụng dữ liệu y tế, hình ảnh y khoa để hỗ trợ chẩn đoán, phân tích xu
hướng bệnh, dự đoán tình trạng sức khỏe cá nhân. Một số thành lựu có
thể kể đến như phần mềm IBV Watson for Oncology giúp góp phần
nâng cao hiệu quả điều trị ung thư và đã được ứng dụng ở Việt Nam.
Vận dụng 2 trang 150 Tin học 12: Khám phá tri thức trong Khoa học
dữ liệu gồm những hoạt động gì? Vì sao khám phá tri thức thành tựu
quan trọng của Khoa học dữ liệu? Lời giải:
- Khám phá tri thức trong Khoa học dữ liệu gồm những hoạt động: Khoa
học dữ liệu đã giúp tạo ra các phát hiện mới và tri thức từ dữ liệu, từ
việc tìm ra các mẫu dữ liệu (data patterns) và mối liên hệ giữa chúng
đến khám phá tri thức mới.
- Khám phá tri thức thành tựu quan trọng của Khoa học dữ liệu vì: khoa
học dữ liệu đã giúp tạo ra các mô hình mở ra khả năng khám phá tri
thức từ nhiều nguồn dữ liệu, từ đó tăng hiệu quả quyết định dựa trên dữ liệu.