基于Python的数据分析
随着大数据和人工智能时代的到来，网络和信息技术开始渗透到人类平常生活的方方面面，产生的数据量也呈现指数级增加的态势，同时现有数据的量级已经远远超过了目前人力所能处理的范畴。在此背景下，数据分析成为数据科学领域中一个全新的研究课题。在数据分析的程序语言选择上，因为Python语言在数据分析和处理方面的优点，大量的数据科学领域的从业者使用Python来进行数据科学相关的研究工作。
一、数据分析的概念
数据分析是指用适当的分析方法对收集来的大量数据进行分析，提取有用信息和形成结论，对数据加以详细研究和归纳总结的过程。随着信息技术的高速发展，企业生产、收集、存储和处理数据的能力大大提升，同时数据量也与日俱增。把这些繁杂的数据经过数据分析方法进行提炼，以此研究出数据的发展规律和预测趋势走向，进而帮助企业管理层作出决策。
二、数据分析的流程
数据分析是一种解决问题的过程和方法，主要的步骤有需求分析、数据获取、数据预处理、分析建模、模型评价与优化、部署。
1. 需求分析
数据分析中的需求分析是数据分析环节中的第一步，也是非常重要的一步，决定了后续的分析方法和方向。主要内容是根据业务、生产和财务等部门的需要，结合现有的数据状况，提出数据分析需求的总体分析方向、分析内容，最终和需求方达成一致。
2. 数据获取
数据获取是数据分析工作的基础，是指根据需求分析的结果提取、收集数据。数据获取主要有两种方式：网络爬虫获取和本地获取。网络爬虫获取指的是通过Python编写爬虫程序合法获取互联网中的各类文字、语音、图片和视频等信息；本地获取指的是通过计算机工具获取存储在本地数据库中的生产、营销和财务等系统的历史数据和实时数据。
3. 数据预处理
数据预处理是指对数据进行数据合并、数据清洗、数据标准化和数据变换，并直接用于分析建模的这一过程的总称。其中，数据合并能够将多张互相关联的表格合并为一张；数据清洗能够去掉重复、缺失、异常、不一致的数据；数据标准化能够去除特征间的量纲差别；数据交换则可以通过离散化、哑变量处理等技术满足后期分析与建模的数据要求。在数据分析过程当中，数据预处理的各个过程互相交叉，并无固定的前后顺序。
4. 分析建模
分析建模是指通过对比分析、分组分析、交叉分析、回归分析等分析方法，以及聚类模型、分类模型、关联规则、智能推荐等模型和算法，发现数据中的有价值信息，并得出结论的过程。
5. 模型评价与优化
模型评价是指对于已经创建的一个或多个模型，根据其模型的类别，使用不同的指标评价其性能优劣的过程。模型的优化则是指模型性能在通过模型评价后已经达到了要求，但在实际生产环境应用过程当中，发现模型的性能并不理想，继而对模型进行重构与优化的过程。
6. 部署
部署是指将数据分析结果与结论应用至实际生产系统的过程。根据需求的不同，部署阶段可以是一份包含了现状具体整改措施的数据分析报告，也可以是将模型部署在整个生产系统的解决方案。在多数项目中，数据分析员提供的是一份数据分析报告或者一套解决方案，实际执行与部署的是需求方。
三、Python是功能强大的数据分析工具
Python具备丰富和强大的库，它常被称为胶水语言，可以把用其他语言制作的各类模块很轻松地链接在一起，是一门更易学、更严谨的程序设计语言，经常用于数据分析、机器学习、矩阵运算、科学数据可视化、数字图像处理、网络爬虫、Web应用等；R语言常用于统计分析、机器学习、科学数据可视化等；MATLAB则用于矩阵运算、数值分析、科学数据可视化、机器学习、符号运算、数字图像处理及信号处理等。可以看出，以上三种语言都可进行数据分析。
四、Python进行数据分析的优点
Python是一门应用非常普遍的计算机语言，在数据科学领域具备无可比拟的优点。Python正在逐渐成为数据科学领域的主流语言。Python数据分析具备如下几方面优点：
- 语法简单精炼。对于初学者来讲，比起其他编程语言，Python更容易上手；
- 有许多功能强大的库。结合在编程方面的强大实力，能够只使用Python这一种语言就能够去构建以数据为中心的应用程序；
- 不只适用于研究和原型构建，同时也适用于构建生产系统。研究人员和工程技术人员使用同一种编程工具，能给企业带来显著的组织效益，并降低企业的运营成本；
- Python程序可以以多种方式轻易地与其他的组件'粘接'在一起。例如，Python的C语言API能够帮助Python程序灵活地调用C程序，这意味着用户可以根据需要给Python程序添加功能，或者在其他环境系统中使用Python；
- Python是一个混合体，丰富的工具集使它介于系统的脚本语言和系统语言之间。Python不仅具有全部脚本语言简单和易用的特色，还提供了编译语言所具备的高级软件工程工具。
五、Python数据分析常用类库介绍
Python拥有IPython、NumPy、SciPy、pandas、Matplotlib、scikit-learn和Spyder等功能齐全、接口统一的库，能为数据分析工作提供极大的便利。
