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数据科学家养成手册 4.2 万能的数据科学
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伴随着高纯硅提炼技术的进步，以及全球工业化进程的发展，CPU中二极管的数量越来越多，集成电路的规模越来越大，计算的速度越来越快，电子计算机的制造成本也越来越低。在IT界，几乎每个人都知道著名的“摩尔定律”。
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摩尔定律是由英特尔（Intel）的创始人之一戈登·摩尔（Gordon Moore，如图4-13所示）提出的。他指出：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，大约每隔18～24个月便会增加1倍，性能也将提升1倍。尽管这种趋势已经持续了超过半个世纪，但摩尔定律仍应该被认为是一种观测或推测，而不是一个物理或自然法。然而，2010年国际半导体技术发展路线图表明，这种增长已经在2013年年底放缓，之后晶体管数量预计每3年翻一番。
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图4-13 戈登·摩尔
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关于摩尔定律是否即将失效，目前还无法得出结论。但是，即便摩尔定律失效了，我们也只能说摩尔定律走到了它的边界。在它应验的这几十年中，还是很好地预测了计算能力攀升的速度。不论摩尔定律是否失效，计算机科学的进步都将是一种不可逆的趋势，这能够在很大程度上帮助数据科学应用加速落地。
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可以说，数据科学存在于生产和生活的各个方面，贯穿于人类社会发展的始终。正因如此，数据科学也可以称为“万能科学”，因为各行各业的生产问题，以及人类社会中的种种问题，都可以尝试转化成数据科学所擅长的数学问题并通过相应的工具去量化解决。
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4.2.1 测量
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测量是人类量化认知身边事物的一种手段。人们采用可靠的量具对事物的形状、尺寸、颜色、质量等方面进行度量的行为就是测量。在任何一个年代，任何一个国度，人类都曾尽其所能采用当时最可靠的量具来进行物体的测量工作。在不同的年代和不同的场合，人类会采用不同的度量手段来保证其可靠性和成本可控。
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为了满足不同的测量需求，人类发明了各种各样的测量工具（如图4-14所示）。测量长度时，根据精度和单位，我们可以用卷尺来测量，可以用超声来测量，也可以用激光来测量。测量质量时，我们同样可以用不同量程和精度的量具来测量，例如手持式弹簧秤、电子磅秤、地秤等。测量之后，我们把量取的对象及读数记录下来，就基本完成了测量这个工作环节。
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图4-14 毫米尺、电子磅秤、激光测距仪和超声探伤仪
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在现代社会，如果我们要对互联网、物联网中的测量对象（分布范围较广、较分散）进行测量，往往需要采用程序检测与报告的方式。
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对于可以接入互联网的“节点”来说，只要能够将数据以数据包的方式报送给某个IP地址或者域名所对应的服务器就可以了。对使用Wi-Fi或者有线以太网的手机或PC用户来说，这种条件基本都是天然的了，因为它们所依赖的通信模块和上层的协议栈早已植入终端之中（如图4-15所示）。
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图4-15 有线以太网和无线以太网接入
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在道路、旷野或其他有线以太网和Wi-Fi无法覆盖的地区也不是没有办法。例如，测量者通常会使用不同规格的DTU（Data Transfer Unit，如图4-16所示）模块进行连接。DTU向下连接检测设备，例如湿度探测器、温度探测器、PM2.5探测器、辐射探测器等；向上通过GPRS、3G-CDMA、4G-CDMA协议，甚至可以通过卫星信号，以类似拨号上网的方式接入互联网。
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图4-16 不同型号的DTU
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这种方式的测量可以说是一种成本最为低廉的方式，几乎不需要任何人工干预就可以坐等各种探测器或者客户端程序把数据收集起来。这种方式基本已经应用于几乎全部的互联网、物联网类产品中，不仅性能稳定，可靠性也能达到了商用水平。
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这种测量方式不仅出现在工业领域和一般的商用领域，在民用领域也已落地。现在有很多可以实现远程抄表的智能电表系统已经部署到了数不清的新建小区，也逐步进入老旧小区。还有不少小区安装了具有远程抄表功能的水表和煤气表（如图4-17所示）。
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