大數(shù)據(jù)可視化教案

1、授課時(shí)數(shù)教學(xué)目的：1. 介紹數(shù)據(jù)可視化概念和發(fā)展歷史2. 介紹可視化的三種類別3. 理解可視化作用，了解可視化的發(fā)展方向教學(xué)內(nèi)容（課程導(dǎo)入）一可視化概念1. 數(shù)據(jù)定義2. 數(shù)據(jù)可視化的定義3. 數(shù)據(jù)可視化從數(shù)據(jù)中提取的信息： 模式數(shù)據(jù)的規(guī)律 關(guān)系數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性 異常問題數(shù)據(jù)二數(shù)據(jù)可視化發(fā)展歷史數(shù)據(jù)可視化的起源可追溯到公元2世紀(jì)，但是在之后的很長一段時(shí)間并沒有特別大的發(fā)展。數(shù)據(jù)可視化的主要進(jìn)展都是在最近兩個(gè)半世紀(jì)才出現(xiàn)，尤其是近四十年。目前最熱門的可視化形式可以追溯到17世紀(jì)，那時(shí)的地質(zhì)探索、數(shù)學(xué)和歷史的普及促進(jìn)了早期的地圖、圖表和時(shí)間線的出現(xiàn)。隨著工藝技術(shù)的完善，到19世紀(jì)上半葉，人們已經(jīng)掌

2、握了整套統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可視化工具（包括柱狀圖、餅圖、直方圖、折線圖、時(shí)間線、輪廓線等），關(guān)于社會(huì)、地理、醫(yī)學(xué)和基金的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)越來越多。到19世紀(jì)下半葉，系統(tǒng)構(gòu)建可視化方法的條件日漸成熟，人類社會(huì)進(jìn)入了統(tǒng)計(jì)圖形學(xué)的黃金時(shí)期。到了20世紀(jì)上半葉，政府、商業(yè)機(jī)構(gòu)和科研部門開始大量使用可視化統(tǒng)計(jì)圖形。進(jìn)入21世紀(jì)，新的可視化媒介互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)，這催生了許多新的可視化技術(shù)和功能。三可視化的分類根據(jù)所處理的數(shù)據(jù)對(duì)象的不同，數(shù)據(jù)可視化可分為科學(xué)可視化與信息可視化。1. 科學(xué)可視化科學(xué)可視化是可視化領(lǐng)域發(fā)展最早、最成熟的一個(gè)學(xué)科，其應(yīng)用領(lǐng)域包括物理、化學(xué)、氣象氣候、航空航天、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等各個(gè)學(xué)科，涉及對(duì)這些學(xué)科中數(shù)據(jù)

3、和模型的解釋、操作與處理，旨在尋找其中的模式、特點(diǎn)、關(guān)系以及異常情況。2. 信息可視化信息可視化的數(shù)據(jù)更貼近我們的生活與工作，包括地理信息可視化、時(shí)變數(shù)據(jù)可視化、層次數(shù)據(jù)可視化、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可視化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)可視化等我們常見的地圖是地理信息數(shù)據(jù)，屬于信息可視化的范疇。3. 可視分析學(xué)可視分析學(xué)被定義為一門以可視交互界面為基礎(chǔ)的分析推理科學(xué)，綜合了圖形學(xué)、數(shù)據(jù)挖掘和人機(jī)交互等技術(shù)。四大數(shù)據(jù)可視化作用及發(fā)展方向數(shù)據(jù)可視化的作用包括記錄信息、分析推理、信息傳播與協(xié)同等。伴隨大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨，數(shù)據(jù)可視化日益受到關(guān)注，可視化技術(shù)也日益成熟。然而，數(shù)據(jù)可視化依然存在許多問題，且面臨著如下巨大的挑戰(zhàn)。 數(shù)據(jù)規(guī)

4、模大 數(shù)據(jù)質(zhì)量問題 數(shù)據(jù)快速動(dòng)態(tài)變化 面臨復(fù)雜高維數(shù)據(jù) 多來源數(shù)據(jù)的類型和結(jié)構(gòu)各異未來主要有四個(gè)發(fā)展方向： 可視化技術(shù)與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的緊密結(jié)合。 可視化技術(shù)與人機(jī)交互技術(shù)的緊密結(jié)合 可視化技術(shù)廣泛應(yīng)用于大規(guī)模、高維度、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的處理與分析。 處理數(shù)據(jù)能力的彈性變化。本章節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：本章重點(diǎn)是數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)可視化概念，難點(diǎn)是可視化面臨的挑戰(zhàn)教學(xué)方法、教學(xué)手段：使用教具：計(jì)算機(jī)和投影儀習(xí)題：P25講授章節(jié)第2講數(shù)據(jù)可視化基礎(chǔ)授課時(shí)數(shù)2教學(xué)目的：1. 介紹數(shù)據(jù)可視化流程2. 能夠了解可視化用到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工具3. 理解并可以簡單運(yùn)用可視化設(shè)計(jì)原則。教學(xué)內(nèi)容（講授提綱）一可視化流程1. 數(shù)據(jù)采集

5、在可視化設(shè)計(jì)過程中，一定要事先了解數(shù)據(jù)的來源、采集方法和數(shù)據(jù)屬性，這樣才能準(zhǔn)確地反映要解決的問題。2. 數(shù)據(jù)處理和變換可視化之前需要將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成用戶可以理解的模式和特征并顯示出來。所以，數(shù)據(jù)處理和變換是非常有必要的，它包括去噪、數(shù)據(jù)清洗、提取特征等流程3. 可視化映射可視化映射過程是整個(gè)流程的核心，其主要目的是讓用戶通過可視化結(jié)果去理解數(shù)據(jù)信息以及數(shù)據(jù)背后隱含的規(guī)律4. 用戶感知可視化映射后的結(jié)果只有通過用戶感知才能轉(zhuǎn)換成知識(shí)和靈感。二可視化數(shù)據(jù)組織工具數(shù)據(jù)良好的組織與管理是優(yōu)秀數(shù)據(jù)可視化方案的前提條件。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，只有選擇適合的數(shù)據(jù)組織與管理方式，才能得到最好的可視化性能，才又可能實(shí)現(xiàn)

6、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的可視化展示。有以下常見數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工具 分布式文件系統(tǒng) 文檔存儲(chǔ) 列式存儲(chǔ) 鍵值存儲(chǔ) 圖形數(shù)據(jù)庫 關(guān)系數(shù)據(jù)庫 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫三可視化設(shè)計(jì)原則數(shù)據(jù)可視化的主要目的是準(zhǔn)確地為用戶展示和傳達(dá)出數(shù)據(jù)所包含（隱藏）的信息，需要平衡信息與美感。有如下原則指導(dǎo)設(shè)計(jì)： 數(shù)據(jù)篩選原則 數(shù)據(jù)到可視化的直觀映射原則 視圖選擇與交互設(shè)計(jì)原則 美學(xué)原則 適當(dāng)運(yùn)用隱喻原則 顏色與透明度選擇原則本章節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)本講重點(diǎn)是理解可視化的原則，難點(diǎn)是可視化數(shù)據(jù)組織工具教學(xué)方法、教學(xué)手段：使用教具：計(jì)算機(jī)和投影儀作業(yè)、討論題、思考題：P33講授章節(jié)第3講時(shí)間數(shù)據(jù)可視化授課時(shí)數(shù)教學(xué)目的:1. 了解時(shí)間數(shù)據(jù)可視化的應(yīng)用2- 了

7、解連續(xù)型時(shí)間數(shù)據(jù)的特點(diǎn)及可視化的方法3- 了解離散型時(shí)間數(shù)據(jù)的特點(diǎn)及可視化的方法教學(xué)內(nèi)容（講授提綱）一時(shí)間數(shù)據(jù)可視化的應(yīng)用時(shí)間是一個(gè)非常重要的維度和屬性。歷史數(shù)據(jù)的積累是大數(shù)據(jù)“大”的一個(gè)重要原因。時(shí)間序列數(shù)據(jù)存在于各個(gè)領(lǐng)域，比如金融和商業(yè)交易記錄，社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)記錄，氣象觀測數(shù)據(jù)，動(dòng)植物種群數(shù)據(jù)等。金融和商業(yè)記錄包括股票交易價(jià)格以及交易量，各種商品的銷售價(jià)格和銷售量；社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括GDP（國民生產(chǎn)總值）、CPI（消費(fèi)者物價(jià)指數(shù)）等指數(shù)。這些帶時(shí)間維度的數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含著大量的信息，是指導(dǎo)國家制定政策、企業(yè)調(diào)整戰(zhàn)略的重要依據(jù)。表單屬性：二連續(xù)型時(shí)間數(shù)據(jù)1. 特點(diǎn)連續(xù)型時(shí)間數(shù)據(jù)在任意兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)之間可以

8、細(xì)分出無限多個(gè)數(shù)值，它是連續(xù)不斷變化現(xiàn)象的記錄。2. 可視化方法 階梯圖 散點(diǎn)圖 擬合曲線三離散型時(shí)間數(shù)據(jù)1. 特點(diǎn)離散型時(shí)間數(shù)據(jù)又稱不連續(xù)性時(shí)間數(shù)據(jù),這類數(shù)據(jù)在任何兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)之間的個(gè)數(shù)是有限的。2. 可視化方法 散點(diǎn)圖 柱形圖 堆疊柱形圖本章節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：本講重點(diǎn)是掌握時(shí)間數(shù)據(jù)的類型、可視化方法。教學(xué)方法、教學(xué)手段：使用教具：計(jì)算機(jī)和投影儀作業(yè)、討論題、思考題：P41講授章節(jié)第4講比例數(shù)據(jù)可視化授課時(shí)數(shù)2教學(xué)目的：1. 了解比例數(shù)據(jù)在大數(shù)據(jù)中的應(yīng)用2. 掌握比例數(shù)據(jù)可視化的方法3. 了解時(shí)空比例數(shù)據(jù)可視化教學(xué)內(nèi)容（講授提綱）一比例數(shù)據(jù)在大數(shù)據(jù)中的應(yīng)用對(duì)于比例數(shù)據(jù)，進(jìn)行可視化的目的，是為

9、了尋找整體中的最大值、最小值、整體的分布構(gòu)成以及各部分之間的相對(duì)關(guān)系。二比例數(shù)據(jù)可視化方法 餅圖 環(huán)形餅圖 比例中的堆疊 矩形樹圖三時(shí)空比例數(shù)據(jù)現(xiàn)在的數(shù)據(jù)往往都帶有時(shí)間維度的信息，時(shí)間屬性的比例數(shù)據(jù)也是經(jīng)常出現(xiàn)的。例如,每年都會(huì)對(duì)各項(xiàng)消費(fèi)占居民總消費(fèi)的比例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，每一的調(diào)查結(jié)果都會(huì)積累下來。各種消費(fèi)占比隨著時(shí)間的變化情況是國家很關(guān)心的信息，這可以反映國民的生活是越來越好了還是越來越差了。本章節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：本講重點(diǎn)是比例數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏的部分與整體的關(guān)系，學(xué)會(huì)比例數(shù)據(jù)的可視化方法，理解時(shí)空比例數(shù)據(jù)的表示方法。教學(xué)方法、教學(xué)手段：使用教具：計(jì)算機(jī)和投影儀作業(yè)、討論題、思考題：P46講授章節(jié)第5講

10、關(guān)系數(shù)據(jù)可視化授課時(shí)數(shù)2教學(xué)目的：1. 了解關(guān)系數(shù)據(jù)的概念2. 掌握具有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的可視化方法3. 掌握數(shù)據(jù)分布性的可視化方法教學(xué)內(nèi)容（講授提綱）一了解關(guān)系數(shù)據(jù)的概念大數(shù)據(jù)的一個(gè)重要價(jià)值是可以幫助我們找到變量之間的聯(lián)系，發(fā)掘事物背后的因果。在進(jìn)行大數(shù)據(jù)挖掘前的重要一步就是探索變量的相關(guān)關(guān)系，進(jìn)而才能探索背后可能隱藏著的因果關(guān)系。二數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性事物之間的關(guān)聯(lián)性是比較容易被發(fā)現(xiàn)的，但是關(guān)聯(lián)并不代表存在因果關(guān)系。數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性，其核心就是指量化的兩個(gè)數(shù)據(jù)間的數(shù)理關(guān)系。關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，是指當(dāng)一個(gè)數(shù)值變化時(shí)，另一個(gè)數(shù)值也會(huì)隨之相應(yīng)地發(fā)生變化。相反地，關(guān)聯(lián)性弱，就是指當(dāng)一個(gè)數(shù)值變化時(shí)另一個(gè)數(shù)值幾乎沒有發(fā)生變化。關(guān)

11、聯(lián)性可以由以下圖像看出。 散點(diǎn)圖 散點(diǎn)圖矩陣 氣泡圖三數(shù)據(jù)的分布性分布性可以由以下圖像看出。 莖葉圖 直方圖 密度圖本章節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)掌握關(guān)系數(shù)據(jù)的概念以及關(guān)聯(lián)性、分布性的可視化方法教學(xué)方法、教學(xué)手段：使用教具：計(jì)算機(jī)和投影儀作業(yè)、討論題、思考題：P54講授章節(jié)第6講文本數(shù)據(jù)可視化授課時(shí)數(shù)4教學(xué)目的：1. 了解文本數(shù)據(jù)可視化的用途、對(duì)文本信息需求的層級(jí)、文本數(shù)據(jù)的分類2. 了解文本數(shù)據(jù)的獲取方法3. 掌握文本內(nèi)容可視化方法4. 了解文本關(guān)系可視化方法教學(xué)內(nèi)容(講授提綱)一文本數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用、層級(jí)、分類從人文研究到政府決策，從精準(zhǔn)醫(yī)療到量化金融，從客戶管理到市場營銷，這些海量的文本作為

12、最重要的信息載體之一，處處發(fā)揮著舉足輕重的作用。一般把對(duì)文本的理解需求分為二級(jí)：詞匯級(jí)(LexicalLevel)、語法級(jí)(SyntacticLevel)和語義級(jí)(SemanticLevel)。有不冋的信息挖掘方法來支持對(duì)應(yīng)層級(jí)信息的挖掘。一般來說，詞匯級(jí)使用各類分詞算法，語法級(jí)使用一些句法分析算法，語義級(jí)則使用主題提取算法。文本數(shù)據(jù)大致可分為三種：單文本、文檔集合和時(shí)序文本數(shù)據(jù)。對(duì)應(yīng)的文本可視化也可分為：文本內(nèi)容的可視化、文本關(guān)系的可視化、文本多層面信息的可視化。文本內(nèi)容可視化是對(duì)文本內(nèi)的關(guān)鍵信息分析后的展示;文本關(guān)系的可視化既可以對(duì)單個(gè)文本進(jìn)行內(nèi)部的關(guān)系展示，也可以對(duì)多個(gè)文本進(jìn)行文本之間的

13、關(guān)系展示；文本多特征信息的可視化，是結(jié)合文本的多個(gè)特征進(jìn)行全方位的可視化展示。二文本數(shù)據(jù)的獲取網(wǎng)絡(luò)爬蟲(WebCrawler)是指一類能夠自動(dòng)化訪問網(wǎng)絡(luò)并抓取某些信息的程序，有時(shí)候也被稱為“網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人”它們最早被應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎及各種門戶網(wǎng)站的開發(fā)中，現(xiàn)在也是大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域中的重要角色。爬蟲可以按一定邏輯大批量采集目標(biāo)頁面內(nèi)容，并對(duì)數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的處理，人們借此能夠更好更快的獲得并使用他們感興趣的信息，從而方便地完成很多有價(jià)值的工作大部分編程語言都可以實(shí)現(xiàn)爬蟲程序的編寫，也有部分商業(yè)軟件提供爬蟲服務(wù)。目前比較流行的就是用Python編寫爬蟲，有大量的第三方庫可以使用，常見的有Reque

14、st、urlib、Scrapy等。其中Scrapy庫提供了比較完善的爬蟲框架。三文本內(nèi)容可視化一段文本的內(nèi)容可以用高頻詞、短語、句子、主題等代表，但是文本可視化遇到的任務(wù)通常是對(duì)有海量文本的集合進(jìn)行可視化分析，針對(duì)不同類型的文本集合，我們有不同的方法來進(jìn)行可視化分析。一個(gè)詞語若在一個(gè)文本中出現(xiàn)頻率較高，那么這個(gè)詞語可能就是這個(gè)文本的關(guān)鍵詞。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中還要考慮到這些詞是否在其他文本中也經(jīng)常出現(xiàn)，通常使用TF-IDF(TermFrequency-InverseDocumentFrequency)方法來計(jì)算詞語對(duì)表達(dá)文本信息的重要程度。標(biāo)簽云是一種常見的關(guān)鍵詞可視化方法。文檔散使用詞匯庫中的結(jié)構(gòu)

15、關(guān)系來布局關(guān)鍵詞，同時(shí)使用詞語關(guān)系網(wǎng)中具有上下語義關(guān)系的詞語來布局關(guān)鍵詞，從而揭示文本內(nèi)容。時(shí)序文本具有時(shí)間性和順序性，通常采用主題河流、文本流和故事流進(jìn)行可視化。文本分布可視化實(shí)際上是引入了詞語在文本當(dāng)中的位置、句子長度等信息，這些信息常被制作成文本弧。四文本關(guān)系可視化文本關(guān)系包括文本內(nèi)或者文本間的關(guān)系，以及文本集合之間的關(guān)系，文本關(guān)系可視化的目的就是呈現(xiàn)這些關(guān)系。文本內(nèi)的關(guān)系有詞語的前后關(guān)系；文本間的關(guān)系有網(wǎng)頁之間的超鏈接關(guān)系，文本之間內(nèi)容的相似性，文本之間的引用等；文本集合之間的關(guān)系是指文本集合內(nèi)容的層次性等關(guān)系。文本內(nèi)關(guān)系可用詞語樹、短語網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可視化當(dāng)對(duì)多個(gè)文檔進(jìn)行可視化展示時(shí)，可以

16、引人向量空間模型來計(jì)算出各個(gè)文檔之間的相似性，單個(gè)文檔被定義成單個(gè)特征向量，最終以投影等方式來呈現(xiàn)各文檔之間的關(guān)系。比如星系視圖和文檔集抽樣投影。本章節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn):本講的重點(diǎn)及難點(diǎn)是掌握文本數(shù)據(jù)可視化的多種類型及對(duì)應(yīng)方法教學(xué)方法、教學(xué)手段：使用教具：計(jì)算機(jī)和投影儀作業(yè)、討論題、思考題：P66講授章節(jié)第7講復(fù)雜數(shù)據(jù)可視化授課時(shí)數(shù)2教學(xué)目的：1. 理解復(fù)雜數(shù)據(jù)可視化的難點(diǎn)2. 了解高維多兀數(shù)據(jù)的可視化方法；3. 了解非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的可視化方法教學(xué)內(nèi)容（講授提綱）一復(fù)雜數(shù)據(jù)可視化難點(diǎn)對(duì)高維多元數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的困難如下：1. 數(shù)據(jù)復(fù)雜度大大增加。復(fù)雜數(shù)據(jù)包括非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和從多個(gè)數(shù)據(jù)源采集、整合而成的

17、異構(gòu)數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)單一的可視化方法無法支持對(duì)此類復(fù)雜數(shù)據(jù)的分析；2. 數(shù)據(jù)的量級(jí)大大增加。復(fù)雜數(shù)據(jù)的量級(jí)已經(jīng)超過了單機(jī)、外存模型甚至小型計(jì)算集群處理能力的上限，需要采用全新思路來解決大尺度的調(diào)整；3. 數(shù)據(jù)質(zhì)量問題在數(shù)據(jù)獲取和處理過程中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)質(zhì)量的問題，其中特別需要關(guān)注的是數(shù)據(jù)的不確定性；4. 數(shù)據(jù)快速動(dòng)態(tài)変化。數(shù)據(jù)常以流式數(shù)據(jù)形成存在，對(duì)流式數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析與可視化技術(shù)還存在一定問題；二高維多元數(shù)據(jù)可視化方法高維多元數(shù)據(jù)指每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象有兩個(gè)或兩個(gè)以上獨(dú)立或者相關(guān)屬性的數(shù)據(jù)。高維(Multidimensional)指數(shù)據(jù)具有多個(gè)獨(dú)立屬性，多元(Multivariate)指數(shù)據(jù)具有多個(gè)

18、相關(guān)屬性。 空間映射法包含散點(diǎn)圖、表格透鏡、平行坐標(biāo)、降維等多種方法 圖標(biāo)法以雷達(dá)圖為典型代表三非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)可視化1. 基于并行的大尺度數(shù)據(jù)高分辨率可視化復(fù)雜數(shù)據(jù)并不只有高維度數(shù)據(jù)。還包括異構(gòu)數(shù)據(jù)等。異構(gòu)數(shù)據(jù)是指在同一個(gè)數(shù)據(jù)集中存在的如結(jié)構(gòu)或者屬性不同的數(shù)據(jù)。存在多個(gè)不同種類節(jié)點(diǎn)和連接的網(wǎng)絡(luò)被稱為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。異構(gòu)數(shù)據(jù)通?？刹捎镁W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行表達(dá)。2. 分而治之的大尺度數(shù)據(jù)分析與可視化可視化領(lǐng)域以及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)有一種標(biāo)準(zhǔn)方法叫作分治(DivideandConquer)法，如二叉樹、四叉樹等空間管理結(jié)構(gòu)等。統(tǒng)計(jì)分析層的分而重組包括條件變量分割法、重復(fù)分割法數(shù)據(jù)挖掘?qū)拥姆侄沃褂梅侄蠛系姆椒▽?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)

19、行分類。大體分為三個(gè)步驟:首先,輸入數(shù)據(jù)或者文本信息，將輸入數(shù)據(jù)等份成n份或者按規(guī)則劃分；然后，對(duì)每份數(shù)據(jù)使用最適合的分類器進(jìn)行分類，并將分類結(jié)果融合；最后，通過一個(gè)強(qiáng)分類器計(jì)算獲取最終結(jié)果。目前比較流行的Hadoop和Mapreduce等處理框架通常被用來處理非空間型數(shù)據(jù)，Mapreduce框架應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算的空間型數(shù)據(jù)，這就意味著使用統(tǒng)一的分而治之的框架可以處理科學(xué)計(jì)算的空間型數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。本章節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)掌握高維多元數(shù)據(jù)的概念和可視化的方法難點(diǎn)是非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的可視化教學(xué)方法、教學(xué)手段：使用教具：計(jì)算機(jī)和投影儀作業(yè)、討論題、思考題:P78實(shí)驗(yàn)講授章節(jié)Tableau數(shù)據(jù)可視

20、化方法授課時(shí)數(shù)4教學(xué)目的：1.了解Tableau軟件的基本特點(diǎn)2. 學(xué)會(huì)安裝Tableau軟件3. 掌握使用Tableau繪制基礎(chǔ)圖表的方法4. 學(xué)會(huì)使用Tableau創(chuàng)建儀表盤5. 了解TableauServer的安裝與特點(diǎn)6. 了解TableauReader的安裝與特點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容（講授提綱）一Tableau的下載；二Tableau的特點(diǎn) 支持?jǐn)?shù)據(jù)類型的任意性 簡單易用性 智能儀表板與瞬時(shí)共享三使用TableauDesktop繪制圖表四下載并探索TableauServer、TableauReader的功能特點(diǎn)本章節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)在于使用Tableau軟件進(jìn)行簡單的可視化難點(diǎn)在于理解Ta

21、bleau軟件的功能特點(diǎn)教學(xué)方法、教學(xué)手段：學(xué)生實(shí)驗(yàn)作業(yè)、討論題、思考題：講授章節(jié)DataV數(shù)據(jù)可視化方法授課時(shí)數(shù)4教學(xué)目的：1. 掌握DataV的功能特點(diǎn)2. 掌握DataV可視化應(yīng)用管理以及數(shù)據(jù)源管理3. 了解DataV的組件管理4. 掌握使用DataV提供的模板進(jìn)行可視化的方法教學(xué)內(nèi)容（講授提綱）一DataV功能特點(diǎn) 多種場景模板 豐富的圖標(biāo)庫與地理繪制支持 支持多種數(shù)據(jù)源 容易實(shí)現(xiàn)的圖形化搭建工具 靈活的發(fā)布方式二在DataV中創(chuàng)建可視化應(yīng)用三在DataV中添加數(shù)據(jù)源四嘗試使用DataV組件包的功能五使用DataV的模板創(chuàng)建可視化結(jié)果本章節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)在于DataV可視化模板

22、的使用難點(diǎn)在于DataV數(shù)據(jù)源的管理以及DataV的功能特點(diǎn)教學(xué)方法、教學(xué)手段：學(xué)生實(shí)驗(yàn)作業(yè)、討論題、思考題：講授章節(jié)ECharts數(shù)據(jù)可視化方法授課時(shí)數(shù)4教學(xué)目的：1-掌握Echarts的功能特點(diǎn)2. 熟悉Echarts的基礎(chǔ)概念3. 掌握Echarts繪制簡單可視化圖表的方法4. 了解Echarts主題和擴(kuò)展管理工具教學(xué)內(nèi)容（講授提綱）一 ECharts的功能特點(diǎn) 豐富的可視化類型 多種數(shù)據(jù)格式無需轉(zhuǎn)換直接使用 千萬數(shù)據(jù)的前端展現(xiàn) 移動(dòng)端優(yōu)化 支持多渲染方案與跨平臺(tái)使用 深度的交互式數(shù)據(jù)探索 多維數(shù)據(jù)的支持以及豐富的視覺編碼手段 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) 絢麗特效以及強(qiáng)大的三維可視化二 配置ECharts

23、運(yùn)行環(huán)境從官網(wǎng)或者GitHub獲取源碼三隨機(jī)生成數(shù)據(jù)并使用Echarts進(jìn)行可視化根據(jù)人口增長模型隨機(jī)生成一段時(shí)間的人口數(shù)據(jù)并進(jìn)行可視化。本章節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)是理解Echarts的功能特點(diǎn)難點(diǎn)是掌握Echarst繪圖語法教學(xué)方法、教學(xué)手段：學(xué)生實(shí)驗(yàn)作業(yè)、討論題、思考題：講授章節(jié)FineBI數(shù)據(jù)可視化方法授課時(shí)數(shù)1教學(xué)目的：1. 掌握FineBI的產(chǎn)品定位以及安裝2. 使用FineBI設(shè)計(jì)自己的儀表盤。教學(xué)內(nèi)容（講授提綱）一 FineBI的產(chǎn)品定位FineBI的產(chǎn)品定位就是提供一種自助數(shù)據(jù)分析模式，幫助企業(yè)的業(yè)務(wù)人員和數(shù)據(jù)分析師，開展以問題導(dǎo)向的探索式分析，適當(dāng)減少IT人員在其中的參與，

24、從而減少跨部門溝通產(chǎn)生的時(shí)間等成本。二 安裝FineBI并制作出儀表盤本章節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)在于使用FineBI進(jìn)行儀表盤的設(shè)計(jì)和制作教學(xué)方法、教學(xué)手段：學(xué)生實(shí)驗(yàn)作業(yè)、討論題、思考題：講授章節(jié)R語言可視化方法授課時(shí)數(shù)1教學(xué)目的：1. 掌握R語言功能特點(diǎn)2. 掌握R語言繪圖基礎(chǔ)語法教學(xué)內(nèi)容（講授提綱）R語言功能特點(diǎn)R是一套完整的數(shù)據(jù)處理、計(jì)算和制圖軟件系統(tǒng)。其功能主要包括：1.R語言有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理系統(tǒng)，除了在R語言使用各種數(shù)學(xué)或統(tǒng)計(jì)工具進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，R語言本身也提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理系統(tǒng)，在R語言中可以完成數(shù)據(jù)的初步存儲(chǔ)與處理。2數(shù)組運(yùn)算工具，R語言的向量、矩陣運(yùn)算功能尤其強(qiáng)大

25、。3完整連貫的統(tǒng)計(jì)分析工具，通過R語言可以使用絕大多數(shù)的經(jīng)典或者最新的統(tǒng)計(jì)方法。4優(yōu)秀的統(tǒng)計(jì)制圖功能，輸出的圖形可以直接保存為常用的JPG等圖片格式，也可以直接保存為PDF格式，之所以特別強(qiáng)調(diào)，是因?yàn)槿绻娉蒔DF格式可以保存為矢量圖。5基于R語言的可編程性,R也是一個(gè)簡便而強(qiáng)大的編程語言，可操縱數(shù)據(jù)的輸入和輸出，可實(shí)現(xiàn)分支、循環(huán)，用戶可自定義功能。二R語言繪圖基礎(chǔ)語法文件預(yù)處理、數(shù)據(jù)清洗、圖像繪制相關(guān)語法本章節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)在于R語言繪圖語法的掌握教學(xué)方法、教學(xué)手段：學(xué)生實(shí)驗(yàn)作業(yè)、討論題、思考題：講授章節(jié)Python可視化方法授課時(shí)數(shù)1教學(xué)目的：1. 掌握Python語言功能特點(diǎn)2.

26、 掌握Python繪圖基礎(chǔ)語法教學(xué)內(nèi)容（講授提綱）一Python功能特點(diǎn)在數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域，Python語言簡單易用，第三方庫強(qiáng)大，并提供了完整的數(shù)據(jù)分析框架，因此深受數(shù)據(jù)分析人員的青睞，Python已經(jīng)當(dāng)仁不讓地成為數(shù)據(jù)分析人員的一把利器。二使用Python繪制基礎(chǔ)圖像NumPy、Pandas、Matplotlib的使用本章節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)在于Python繪圖語法的掌握教學(xué)方法、教學(xué)手段：學(xué)生實(shí)驗(yàn)作業(yè)、討論題、思考題：講授章節(jié)Excel數(shù)據(jù)可視化方法授課時(shí)數(shù)1教學(xué)目的：1. 掌握Excel功能特點(diǎn)2. 掌握Excel繪圖基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容（講授提綱）一Excel功能特點(diǎn)MicrosoftExc

27、el是1985年Microsoft為使用Windows和AppleMacintosh操作系統(tǒng)的電腦編寫的一款電子表格軟件。直觀的界面、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)整理和計(jì)算能力、數(shù)據(jù)庫管理能力、圖形圖表制作能力和網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)據(jù)共享能力，再加上成功的市場營銷，使Excel成為最流行的個(gè)人計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件。在1993年，作為MicrosoftOffice的組件發(fā)布了5.0版之后，Excel就開始成為所適用操作平臺(tái)上的電子制表軟件的霸主。二使用Excel繪制基礎(chǔ)圖像散點(diǎn)圖、柱狀圖、雷達(dá)圖、堆疊柱狀圖繪制；數(shù)據(jù)面板制作。本章節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)在于使用Excel繪制基礎(chǔ)圖像教學(xué)方法、教學(xué)手段：建，本實(shí)訓(xùn)就是在Win

28、dows系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)VPN的連接。實(shí)訓(xùn)任務(wù)基于Windows實(shí)現(xiàn)VPN的連接。實(shí)訓(xùn)目的1 .掌握基于Windows實(shí)現(xiàn)VPN連接的方法；2. VPN技術(shù)原理及特點(diǎn)，熟悉常用的VPN隧道協(xié)議；3. 熟悉常用的VPN技術(shù)。實(shí)訓(xùn)步驟1.規(guī)劃實(shí)訓(xùn)環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇楸ＷC實(shí)訓(xùn)環(huán)境的適應(yīng)性，本次實(shí)訓(xùn)使用虛擬機(jī)進(jìn)行。如圖3-17所示，運(yùn)行兩臺(tái)虛擬機(jī)，一臺(tái)使用Windows2003server，一臺(tái)使用WindowsXP,分別VPN服務(wù)器和客戶端，IP規(guī)劃如圖中所示。這里將192.168.1.0/24作為外網(wǎng)網(wǎng)段，172.16.1.0/24作為內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)段。作為VPN服務(wù)器的Windows2003server，需要添加

29、一塊網(wǎng)卡，作為連接內(nèi)部權(quán)限子網(wǎng)的端口。添加方式：點(diǎn)開虛擬機(jī)設(shè)置”，添加硬件設(shè)備，在添加硬件向?qū)А敝羞x擇硬件類型-網(wǎng)絡(luò)適配器，適配器模式選擇NAT”，點(diǎn)確定”即可添加一塊網(wǎng)卡。如果系統(tǒng)中看不到新添加的網(wǎng)卡，只需將虛擬機(jī)重新啟動(dòng)即可。模擬連接內(nèi)部子網(wǎng)172.16.1.2._-弋二內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)WindowsXPWindows2003serverIP：192.168.1.100IP：192.168.1.254圖3-17實(shí)訓(xùn)環(huán)境網(wǎng)絡(luò)拓?fù)? .配置VPN服務(wù)器Windows2003server系統(tǒng)中，在開始-程序-管理工具-選擇路由和遠(yuǎn)程訪問。步驟如下：步驟一：在本地服務(wù)器上右鍵，選擇配置并啟用路由和遠(yuǎn)程訪問

30、。步驟二：在公共配置中選擇虛擬專用網(wǎng)絡(luò)VPN服務(wù)器，然后點(diǎn)擊下一步。!033*孕回丈件©畤查看防SffeQf)ISM運(yùn)程訪阿冷由丸證47說月呃型靈鑒曲孚譽(yù)總町ixsffiT她生貳im姐古輩占理町口口定燈taisasr翻M伺iffltE或吒的叩香賣駢茗尸53蟲IJS號(hào)0兇畫B占用麗聊打hwiiSBE*陽BE列廣FHhUWUAT)亢汗內(nèi)跑尸ttffffiIFEbWhit.廣再嚇專用円略也砂雖#£用I蜀sttRawajTiiHRa.廣目定M翊常由延程口問中審任冋可用加彌臺(tái).遠(yuǎn)程訪邱在'嚼作百遺并fl用跖由擬T才|可(L1蓋耳鼬出尢汛袴訪豆鳳7T尢遠(yuǎn)薛怡|=所右拄#即査若巴

31、和遠(yuǎn)程訪問，部島方圖3-19選擇配置VPN服務(wù)器步驟三：指定服務(wù)器與互聯(lián)網(wǎng)相連接的網(wǎng)卡。步驟四：選擇遠(yuǎn)程拔入客戶的IP地址來源。圖3-18啟用路由和遠(yuǎn)程訪問圖3-21選擇遠(yuǎn)程客戶IP地址來源圖3-20選擇外網(wǎng)網(wǎng)卡步驟五：啟用名稱和地址轉(zhuǎn)換服務(wù)。步驟六：系統(tǒng)提示將從外網(wǎng)網(wǎng)卡所在的網(wǎng)段指定IP給客戶端。¥irJ«.rfiffiWETrtwt?E®.憩臼祁M直ELBE蠱僵安*.電即z尼用占打和覽吃.常.r-羈用蘋團(tuán)逾“楓聯(lián);®r口:需若甯測治采轉(zhuǎn)姻上的HE.IS.02SS.SS.0.0普勰籃讓癡鮒r時(shí)就跆=亍皿沖vJ:蘭砂|芝趣：3|e圖3-22啟用名稱和地址

32、服務(wù)圖3-23指派地址池步驟七：為了對(duì)客戶端拔入進(jìn)行身份驗(yàn)證，可以設(shè)置一個(gè)RADIUS服務(wù)器，也可以用VPN服務(wù)器來進(jìn)行驗(yàn)證，如圖3-24所示。步驟八：單擊下一步”按鈕后就可以看到正在完成初始化的過程，完成后就可以接受y注由環(huán)（t）挨作時(shí)亙看簾助R4EL|X71冃S）HEOTOSDSUTAIT體覽里右ET和吒繪J廿芬樹;:去向尚祐駅啣;阻鼻淵.構(gòu)A逍知釘貝希二負(fù)遠(yuǎn)程詁閆客戶這II-三=生三遠(yuǎn)產(chǎn)翼:H7?=是：沖Sir-_1沅f押1=于VPN客戶端的拔入了?？梢钥吹皆诜?wù)列表中路由和遠(yuǎn)程訪問已經(jīng)啟動(dòng)，如圖3-25所示。圖3-24選擇身份認(rèn)證配置完成圖3-251：上一皈下一號(hào)0P”眸堰3?遜畳勻PJJlin再芻射利卿礙臼碟楓宋氓站記曲顯妙廠逛査»鼻冃與TJJVJ5載務(wù)幽一占工低熾琶HF事沖月屋站畠、克舌誑血宙戶浴師用P嚴(yán)|匕脆務(wù)誥上配占路山押込程此服簣霜己疑用腌由和刪訪問眼垢鄰當(dāng)前配置進(jìn)訐更改，睛在控制臺(tái)樹中迭作"題上*擊“屈吐"r勺工旳腐莊和運(yùn)猩詁乳屮巻心竺-3.VPN網(wǎng)絡(luò)客戶端的配置在虛擬機(jī)XP系統(tǒng)下（或者在物理機(jī)上也可以）進(jìn)行配置。步驟一：右鍵單擊“網(wǎng)上鄰居”一“屬性”一“新建連接”