نبذة عن تخصص علم البيانات
عرَّفت مجلة Harvard Business علم البيانات أنَّه من أكثر العلوم إثارة وشيوعًا في القرن الحادي والعشرين، وأشار العديد من الخبراء في علم البيانات أنَّ التشويق الذي يتمتَّع به علم البيانات قد أضاف لمسة مثيرة إلى بعض العلوم الأخرى كالإحصاء مثلًا!
هل تعلم أن اللقب “نفط القرن الحادي والعشرين” يُطلق على تخصص “علم البيانات” وذلك لإبراز أهميته وقيمته العلمية في حياتنا؟
يُعتبَر علم البيانات أنَّه علم متعدِّد المجالات، كما أنَّه العلم الذي يستخدم الأساليب العلمية، والعمليات، والخوارزميات، والأنظمة بغرض استخراج المعرفة، والأفكار من البيانات سواءً كانت هذه البيانات منظّمة ام لا، تمامًا مثل التنقيب عن البيانات وما يُطلق عليه “Data Mining”.
كان يُسمى تخصص “علم البيانات” قديمًا “Datalogy” والآن فهو باللغة الإنجليزية “Data Science”، ويُمكن تعريف علم البيانات أنَّه استخدام أجهزة الحاسوب، ومعداتها، وأنظمة البرمجة، والخوارزميات بهدف حل المشاكل، وتفسير الظواهر الفعلية، حيث يقوم بالاستعانة بنظريات مُستمدَّة من علوم أخرى بما فيها الرياضيات، ونظم المعلومات، والإحصاء، وعلم الحاسوب.
يعود تاريخ نشأة هذا التخصص ووجوده إلى ما يزيد على ثلاثين عامًا تقريبًا، ومن الجدير بالذكر أن هناك اختلافات كثيرة بين علم البيانات، وتحليل البيانات، والبيانات الضخمة بصرف النظر عن أنَّ أهدافها مشتركة.
ما هو تحليل البيانات – Data Analytics؟
هو فحص البيانات المتوفرة، بغرض استخلاص واستنتاج معلومات قد تُفيد في معرفة أسباب حدوث أشياء في الماضي، أو من أجل تطبيقها في الحاضر، بهدف تطوير الحياة في المستقبل، حيث يكون هذا كله عن طريق الخوارزميات.
وما هي البيانات الضخمة – Big Data؟
تُعتبَر البيانات الضخمة أنَّها كميات هائلة جدًا من البيانات تتزايد وتكبر باستمرار، وليس من الممكن معالجة هذه البيانات أو حتى التعامل معها، وجمعها استنادًا على الطرق التقليدية بسبب كبر حجمها، حيث يتطلَّب هذا النوع من البيانات أساليب مُبتكرة لمعالجتها.
عليك أن تعلم عزيزي القارئ أن علم البيانات هو من التخصصات الواجب تواجدها في المستقبل، وذلك نظرًا للأهمية التي يتمتَّع بها، فنحن دائمًا بالحاجة إلى هذا العلم بفعل التطورات والتحديثات التي ما زال يصِل إليها عصرنا الحالي.
السمات الشخصية لروَّاد تخصص علم البيانات
- الإبداع، والفضول، وحب الاستطلاع.
- الدقة، والاهتمام بالتفاصيل.
- مهارات التواصل، والتحليل، والتخطيط، والتنظيم، وحل المشاكل.
- مستوى جيد في الرياضيات، والتقنيات الكمية.
- القدرة على تبسيط وشرح الأمور المعقّدة.
- الرغبة في التطوير على الأنظمة ،والبرامج، والتطبيقات، والتماشي مع كل ما تواكبه التكنولوجيا من تحديثات وتغيرات.
- مهارات التفكير الناقد والتفكير المنطقي.
- مهارات الفهم عن طريق الاستنتاج.
- مهارات جمع البيانات والمعلومات وربطها ببعضها البعض.
- القابلية على تخزين وتعلُّم الكثير من المعلومات الجديدة حيث يستحدث هذا التخصص ملعومات جديدة.
- مهارات صنع القرار واتخاذه.
- الشغف والصبر.
- التطوير من النفس.
- الدقة في التعامل مع الكمبيوتر ومع الأجهزة الإلكترونية.
- عدم الاستسلام والشعور بالملل من الأعمال الروتينية والمكتبية.
- القابلية لتعلُّم اللغة الإنجليزية وذلك لوجود الكثير من المواد التي تعطى باللغة الإنجليزية في هذا التخصص، إلى جانب المصطلحات التقنية التي لا بد من تعلّمها وإدراكها واستخدامها.
- القدرة على صياغة المسائل والتعامل مع الأرقام، ولا يتحقَّق هذا الأمر إلَّا بتحقق مهارات التحليل والتفكير المنطقية.
- مهارات جيدة في العلوم، والتكنولوجيا، والهندسة، والرياضيات، والتي يُطلق عليها اليوم مهارات الـ STEM.ما هي مهارات الـ STEM؟
- البقاء على أهبة الاستعداد لارتياد أحد مقاعد تخصصات علم الحاسوب.
- السعي الدائم نحو التطوّر والتطوير.
- أخلاقيات العمل المهني.
- المهارات الهندسية لما يتضمنه التخصص من تطبيقات في الهندسة المدنية.
- معرفة استراتيجيات العمل والمعرفة الجوهرية.
- الإلمام بلغات البرمجة.
- الإلمام في علم الإحصاء.
التخصصات والأقسام التي يتفرَّع منها تخصص علم البيانات
لا يندرج هذا التخصص تحت قائمة تخصصات أخرى بالطبع لأنَّه في الأصل واحدًا من فروع تخصص علم الحاسوب، ولكن يتطرَّق هذا التخصص إلى المواضيع الجانبية لديه وذات الصلة مثل علم البيانات الضخمة وتحليل البيانات.
تكون المشكلة الرئيسية بتخصصات علم الحاسوب بشكل عام هو أنَّها تتطوَّر باستمرار وبسرعة كبيرة حيث لا تستطيع كل البلدان والجامعات تلبية هذا التطور، لهذا، نرى بعض التخصصات التي تُدرَّس في الدول الأوربية ولكنها لا تُدرَّس في الدول العربية. مثلًا، نجد أن علم الحاسوب يُدرَّس في الدول العربية بينما لا نجد تخصصات الذكاء الاصطناعي، وعلم البيانات.
تخصصات علم الحاسوب:
- هندسة البرمجيات – Software Engineering.
- البرمجة – Programming.
- نظم المعلومات الحاسوبية – Computer Information Systems.
- سرية أمن نظم المعلومات – Information Security.
- الذكاء الاصطناعي – Artificial Intelligence.
- الحوسبة النقالة – Mobile Computing.
مواد تخصص علم البيانات
يُرجى العلم أنَّه لا يُمكن ذكر أسماء المواد والمساقات واعتماد نمط معين منها، لأنَّ هذا التخصص لا يُدرَّس حاليًا في العالم العربي، إلَّا أننَّا سوف نتعرَّض لكل ما يتخلَّل المرحلة الدراسية من مواد، ومحاور، ومساقات، ومواضيع بشكل عام جدًا دون التعرُّض للأسماء المفصّلة للمواد وهي ما يلي:
- الرياضيات – Mathematics:تتضمَّن الرياضيات في مجال علم البيانات دراسة الجبر الخطي والإحصاءات.
- لغات البرمجة – Programming Language:حيث تُعتبَر لغات البرمجة مهمة جدًا في تخصص علم البيانات ومن أبرز الأمثلة على لغات البرمجة ما يلي:
- Python.
- C++.
- Matlab.
- Go.
- إدارة البيانات – Data Management:تتطرَّق هذه المساقات إلى مجالات التنقيب عن البيانات واستخراج البيانات واسترجاع المعلومات.
- تحليل البيانات – Data Analysis:يُشكِّل تحليل البيانات محورًا رئيسيًا في علم البيانات.
- التعلُّم الآلي – Machine Learning:يُغطِّي التعلُّم الآلي مواضيع عدة تصب في التعليم الآلي، والروبوتات، وتعزيز العملية التعليمية.
- الخوارزميات – Algorithms:حيث تُعتبر الخوارزميات مجموعة من الخطوات الرياضية والمنطقية لحل المشاكل.
- البيانات الضخمة – Big Data:تُعتبَر البيانات الضخمة أنَّها كميات هائلة جدًا من البيانات، وتتزايد وتكبر باستمرار وليس من الممكن معالجة هذه البيانات أو حتى التعامل معها وجمعها استنادًا على الطرق التقليدية بسبب كبر حجمها، حيث يتطلَّب هذا النوع من البيانات أساليب مُبتكرة لمعالجتها.
مع العلم أنَّ هذه المواد، ومسمياتها، ومساقاتها، تختلف من جامعة إلى أخرى وقد تزيد عن بعضها أو تنقص، ويكون بعضها في مستوى متقدِّم، والآخر ذو مسارين أو أكثر، إلَّا أنَّها تصُب جميعها في نفس المحتوى الدراسي ونحو تحقيق الأهداف ذاتها من دراسة علم البيانات.
يهدف هذا التخصص إلى الإتيان ببيانات جديدة اعتمادًا على بيانات قديمة، وتكون نسبة الاستفادة من علم البيانات وتحليلها كبيرة في مجالات العمل وخاصةً في الشركات، حيث يُمكن التنبؤ بالأرباح التي سوف تجنيها الشركة وعدد المستخدمين الجدد في شهر معين مثلًا. كما أنَّه يشمل عمليات التصنيف أو Classification بكل أنواعه، واكتشاف العلاقات التي تربط بين البيانات، وقياس أداء الخوارزميات، علاوة على التحسين من أدائها.
عدد سنوات دراسة التخصص
غالبًا ما تنتهي المرحلة الدراسية للحصول على شهادة في تخصصات علم الحاسوب بشكل عام في غضون 4 سنين
نسبة الركود ونسبة الطلب على تخصص Data Science
أضحت معظم التخصصات التكنولوجية متصدرة في قائمة تخصصات المستقبل، وقائمة التخصصات التي يزداد الطلب عليها، حيث أصبح الطلبة في تهافت ومنافسة شديدة لارتياد مقاعد دراسة تخصصات علم الحاسوب بما فيها علم البيانات، وهندسة البرمجيات، ونظم المعلومات الحاسوبية، هذا إلى جانب علم الروبوتات وأيضًا الذكاء الاصطناعي، من أجل ضمان دراسة تخصص مرغوب وذو مستقبل وظيفي مضمون.
كما أننا أصبحنا نعيش في قرية صغيرة بفعل التكنولوجيا، ولا نستطيع تجاهل أهميتها، حيث أنَّها سهَّلت الكثير من الأمور في حياتنا حتى أصبح من غير المستطاع أن نستغني عنها عند القيام بمعظم أمور حياتنا.
من الصعب أن يُوضَع هذا التخصص إلى صف التخصصات التي من الممكن أن تُصبح راكدة أو مُشبعة، فهو من تخصصات المستقبل المطلوبة.
ماذا تعني حالة الطلب على التخصص؟
تعني حالة الطلب على التخصص أي أنَّ سوق العمل بحاجة إليه، وبالتالي، يستطيع خريجيه العثور على وظيفة.
وما هي حالة الركود والإشباع؟
إذ يُعرَّف بالركود والإشباع وصول التخصص إلى حد الاكتفاء في سوق العمل في دولة ما. وبالتالي، يصعُب على خريجيه إيجاد وظيفة.
بناءً على ذلك، ووفقًا للتطور التكنولوجي، يُعتبر تخصص علم البيانات من أكثر التخصصات انتشارًا في الوقت الحالي، كما سوف يزداد الطلب عليه مستقبلًا، وذلك نظرًا لحاجة الشركات الكبرى والعالمية إلى خريجي وخبراء هذه التخصصات لأنَّ هذه الشركات دائمًا بحاجة إلى مختصين لتحليل كم البيانات الهائل الذين يحصلون عليه.
إيجابيات دراسة تخصص علم البيانات
- تُصبح متخصصًا أو عالمًا في Data Science.
- استخدام مجموعة متنوعة من التقنيات والصور والتحليل والإحصاءات.
- اكتساب خبرة في البرامج العالمية والمهمة مثل Microsoft Data Science.
- تستطيع حل الكثير من المشاكل التي تواجه الناس باستخدام البيانات.
- من أكثر التخصصات تطورًا وانتشارًا في العصر الحالي.
- العمل بروح الفريق الواحد.
- التفكير بمنطقية.
- تطوير الكفاءات في مجال علم الحاسوب، وتحديدًا في مجال استخراج البيانات، والتنقيب عنها، واسترجاع المعلومات، حيث تُعتبر من أهم المواضيع التي تتصدَّر الأبحاث العلمية في الآونة الأخيرة.
- فتح الباب أمام مسارات مهنية، وأكاديمية، وعلمية مثيرة، ومُشوِّقة فضلًا عن حداثتها وتطورها ومواكبتها.
- الاستفادة من التكنولوجيا واستخدامها بالشكل الصحيح.
- توسيع العلوم والثقافة ابتداءً من علم البيانات، وحتى التفاضل والتكامل، والرياضيات، والفيزياء.
- فرصة العمل في كبرى الشركات العالمية.
- الحصول على أجور مرتفعة.
سلبيات دراسة تخصص علم البيانات
- الشعور بالملل أحيانًا بسبب الأعمال الروتينية.
- استنزاف طاقة الدماغ في التفكير المستمر وبذل الكثير من الجهود العقلية.
- ارتفاع تكاليف دراسة التخصص.
- عدد خريجي وخبراء هذا التخصص قليل.
- التعب والإرهاق ومواصلة العمل على مدار ساعات طويلة.
- تُعتبَر دراسة صعبة ومعقّدة نوعًا ما.
- يحتاج هذا التخصص إلى متابعة أولًا بأول لأنَّ عدم المتابعة يُؤدّي إلى مشاكل يصعب تخطيها.
- عدم توفُّر التخصص في العالم العربي.
- انعدام الخصوصية فلا يُمكن إخفاء هوية أصحاب البيانات.
مجالات عمل تخصص علم البيانات
- الاختصاص في البرمجة.
- عالم بيانات.
- أخصائي دعم تقني.
- تحليل النظم وتصميمها وتطويرها.
- تحليل البيانات.
- الإشراف على أعمال الكمبيوتر والروبوتات.
- الاختصاص في قواعد البيانات.
- العمل في مجال التعليم.
- هندسة الكمبيوتر.
- الاختصاص في مجال التعلُّم الآلي.
- العمل في المجالات البحثية في علم الحاسوب.
- العمل في مجال إدارة وحماية الشبكات.
- إدارة المشاريع التقنية.
يُمكن العمل في القطاعات التالية:
- الوزارات.
- المدارس.
- الجامعات.
- المكتبات.
- المراكز البحثية.
- الشركات.
- المؤسسات الصناعية.
- المؤسسات الفنية.
- المؤسسات المهنية.
كما يُمكن أيضًا العمل في مجال تدريس الآخرين، وتدريبهم على استخدام البرمجيات، والذكاء الاصطناعي، وتطويرهم.
متوسط الدخل لخريجي تخصص علم
يتميَّز الإطار الوظيفي لتخصص Data Science بارتفاع الرواتب، مع العلم أن الرواتب التي يتقاضاها الخريجين تعتمد على الشركة، والخبرة، والمستوى الأكاديمي، والمهارات الشخصية. ولكن تبدأ الرواتب بشكلٍ عام كما يلي، وذلك وفقًا للإحصاءات التي أعدَّتها جامعة “University of Wisconsin Data Science” حيث تكون قيمة الرواتب السنوية للوظائف التالية بحسب ما هو موضّح أدناه:
- عالم البيانات: 50,000 – 75,000 دولار أمريكي.
- مُحلِّل بيانات: 90,000 – 140,000 دولار أمريكي.
كما يُمكن العمل في كبرى الشركات العالمية والتي تمنح رواتب عالية ومجزية جدًا:
- يبلغ الراتب السنوي في شركة Google ما مقداره 152,856 دولار أمريكي.
- يصِل الراتب السنوي في شركة Apple إلى ما مقداره 145,974 دولار أمريكي.
- يتقاضى الموظف في شركة Twitter راتب قيمته 135,360 دولار أمريكي.
- تُعطي شركة Microsoft رواتبًا بقيمة 123,328 دولار أمريكي.
أفضل الجامعات التي تُدرِّس تخصص علم البياناتيُعتبَر علم البيانات
يُعتبَر Data Science من التخصصات الحديثة جدًا على العالم العربي، حيث لا تُدرِّس أي جامعة هذا التخصص في مرحلة البكالوريوس؛ وأُضيفت درجة الماجستير لتخصص علم البيانات في جامعة الأميرة سمية في الأردن، حيث تُعتبَر هذه بمثابة الخطوة الأولى نحو تطوير علم البيانات في دولة من دول العالم العربي.
من المُؤسِف أن لا تُواكب معظم جامعات العالم العربي هذا التخصص وأن لا تُدرِّس هذا التخصص ولكن من الناحية الأخرى، فهناك بعض الدورات التعريفية والتدريبية في هذا المجال.
إليكم قائمة بأفضل الجامعات التي تُدرِّس تخصصات علم الحاسوب وعلم البيانات وتحليل البيانات:
- جامعة كارنيغي ميلون – Carnegie Mellon University.
- جامعة ستانفورد – Stanford University.
- جامعة سانتا كلارا – Santa Clara University.
- جامعة ميشيغان – University of Michigan.
- جامعة تيكساس في دالاس – University of Texas at Dallas.
أبرز الشخصيات في تخصص علم البيانات
يتشارك العديد من العلماء، والخبراء، وأبرز الشخصيات في العلوم جميعها، وتحديدًا علم البيانات الكثير من الأهداف والمهام، ومن أشهر الشخصيات البارزة في تخصص علم البيانات:
جيم غراي، Jim Gray
هو عالم حاسوب أمريكي معروف، حاز على جائزة تورنغ؛ وهي الجائزة التي تُمنَح للأشخاص الذين يمتلكون أهمية تقنية دائمة وكبيرة في علم الحاسوب، وتشبه هذه الجائزة العالمية جائزة نوبل لكن الفرق أنَّ جائزة تورنغ تُعطى فقط في مجال الحاسوب.
نيت سيلفر، Nate Silver
هو محلل إحصائي أمريكي، اشتهر لتطويره نظام PECOTA؛ النظام الذي يتنبَّأ بأداء لاعبي ال Baseball.
بيتر ناور، Peter Naur
عالم حاسوب شهير، حاز على جائزة تورنغ لما أضافه على هذا المجال حيث كان يستخدم علم البيانات كأنَّه بديلًا عن علم الحاسوب.
أهمية البيانات في حياتنا
تزداد قيمة البيانات يومًا تلو الآخر، وكل شيء يتأثَّر بتأثير تكنولوجيا المعلومات والكم الهائل الذي يتضاعف من البيانات؛ فأصبح هناك بحر لا ينتهي من البيانات والمعلومات، وباتت تتزايد وتتضاعف بكميات هائلة. إذ أصبحت البيانات من الأمور التي لا يُمكن أن تختفي أو تنتهي من حياتنا، وهذا ما يجعل تخصص علم البيانات من أهم التخصصات في وقتنا الحالي.