第1章大數(shù)據(jù)社會背景1
【導讀案例】個人計算機的發(fā)展歷程1
1.1計算機的淵源5
1.1.1為戰(zhàn)爭而發(fā)展的計算機器6
1.1.2通用計算機7
1.1.3人工智能大師8
1.2大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)9
1.2.1信息爆炸的社會9
1.2.2大數(shù)據(jù)的定義10
1.2.3大數(shù)據(jù)的3V特征11
1.2.4大數(shù)據(jù)時代12
1.2.5大數(shù)據(jù)對應的厚數(shù)據(jù)12
1.3從機械思維到數(shù)據(jù)思維14
1.3.1人類現(xiàn)代文明的基礎(chǔ)14
1.3.2確定還是不確定的15
1.3.3解決不確定性問題的思維16
1.4大數(shù)據(jù)與人工智能17
作業(yè)17
【研究性學習】進入大數(shù)據(jù)時代19第2章大數(shù)據(jù)思維變革21
【導讀案例】亞馬遜推薦系統(tǒng)21
2.1思維轉(zhuǎn)變之一: 樣本=總體23
2.1.1小數(shù)據(jù)時代的隨機采樣24
2.1.2大數(shù)據(jù)與喬布斯的癌癥治療26
2.1.3全數(shù)據(jù)模式: 樣本=總體27
2.2思維轉(zhuǎn)變之二: 接受數(shù)據(jù)的混雜性28
2.2.1允許不精確29
2.2.2大數(shù)據(jù)簡單算法與小數(shù)據(jù)復雜算法30
2.2.3紛繁的數(shù)據(jù)越多越好32
2.2.4混雜性是標準途徑33
2.2.55%的數(shù)字數(shù)據(jù)與95%的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)34
2.3思維轉(zhuǎn)變之三: 數(shù)據(jù)的相關(guān)關(guān)系34
2.3.1關(guān)聯(lián)物，預測的關(guān)鍵35
2.3.2是什么，而不是為什么37
2.3.3通過因果關(guān)系了解世界37
2.3.4通過相關(guān)關(guān)系了解世界39
作業(yè)40
【研究性學習】理解大數(shù)據(jù)的三個思維變革42第3章倫理與道德45
【導讀案例】臉書數(shù)據(jù)泄露: 成操控大選的工具45
3.1倫理與道德基礎(chǔ)46
3.1.1倫理的定義47
3.1.2道德的概念48
3.1.3倫理是一種自然法則48
3.1.4倫理學研究49
3.2科技倫理造福人類50
3.2.1科技倫理是理性的產(chǎn)物50
3.2.2科技倫理的預見性和探索性51
3.3技術(shù)倫理52
3.4工程倫理53
3.5算法歧視54
3.5.1算法透明之爭54
3.5.2算法透明的實踐57
3.5.3算法透明的算法說明58
3.5.4算法透明的替代方法58
3.5.5算法公平的保障措施59
作業(yè)60
【研究性學習】辯論: 算法是否應該透明62第4章大數(shù)據(jù)倫理規(guī)則63
【導讀案例】爬蟲技術(shù)的法律底線63
4.1關(guān)于數(shù)據(jù)共享65
4.1.1數(shù)據(jù)共享問題66
4.1.2個人數(shù)據(jù)和匿名數(shù)據(jù)66
4.2大數(shù)據(jù)倫理問題67
4.2.1數(shù)據(jù)主權(quán)和數(shù)據(jù)權(quán)問題67
4.2.2隱私權(quán)和自主權(quán)被侵犯67
4.2.3數(shù)據(jù)利用失衡68
4.2.4數(shù)據(jù)倫理問題的10方面69
4.3大數(shù)據(jù)倫理問題的根源70
4.4歐盟的大數(shù)據(jù)平衡措施71
4.4.1歐盟隱私權(quán)管理平臺71
4.4.2倫理數(shù)據(jù)管理協(xié)議72
4.4.3數(shù)據(jù)管理聲明73
4.4.4歐洲健康電子數(shù)據(jù)庫73
4.5數(shù)據(jù)保護對策74
4.5.1構(gòu)建數(shù)據(jù)保護倫理準則75
4.5.2注重數(shù)據(jù)保護倫理教育75
4.5.3健全道德倫理約束機制76
作業(yè)76
【研究性學習】制定大數(shù)據(jù)倫理原則的現(xiàn)實意義78第5章職業(yè)與職業(yè)素養(yǎng)79
【導讀案例】人肉計算機數(shù)學家凱瑟琳·約翰遜79
5.1職業(yè)素養(yǎng)的概念85
5.2職業(yè)素養(yǎng)的內(nèi)涵與特征86
5.2.1職業(yè)素養(yǎng)的基本特征87
5.2.2職業(yè)素養(yǎng)的三個核心87
5.2.3職業(yè)素養(yǎng)的分類88
5.3職業(yè)素養(yǎng)的提升89
5.3.1關(guān)于新人的蘑菇效應89
5.3.2顯性素養(yǎng)專業(yè)知識與技能90
5.3.3隱性素養(yǎng)職業(yè)意識與道德91
5.4培養(yǎng)職業(yè)素養(yǎng)93
5.4.1職業(yè)素養(yǎng)的冰山理論93
5.4.2職場必備的職業(yè)素養(yǎng)94
5.4.3職業(yè)素養(yǎng)的自我培養(yǎng)95
5.4.4職業(yè)素養(yǎng)的教育對策96
作業(yè)97
【研究性學習】職業(yè)素養(yǎng)的后天素養(yǎng)及其培養(yǎng)途徑99第6章工匠精神與工程教育100
【導讀案例】現(xiàn)代版愛迪生迪恩·卡門100
6.1什么是工匠精神105
6.1.1工匠精神的內(nèi)涵105
6.1.2工匠精神的現(xiàn)實意義107
6.1.3工匠精神的發(fā)展107
6.2工程素質(zhì)108
6.2.1理科與工科108
6.2.2理工科學生的工程素質(zhì)109
6.3工程教育110
6.3.1什么是《華盛頓協(xié)議》110
6.3.2中國工程教育規(guī)模世界第一110
6.3.3推動工程教育改革的國家戰(zhàn)略111
6.3.4國際工程師互認體系的其他協(xié)議112
6.3.5工程教育專業(yè)認證的特點112
6.4CDIO工程教育模式114
6.4.1CDIO的內(nèi)涵114
6.4.2CDIO的12條標準115
6.5新工科的形成與發(fā)展116
6.5.1新工科研究的內(nèi)容116
6.5.2促進新工科再深化117
作業(yè)117
【研究性學習】熟悉工匠精神與工程教育119第7章數(shù)據(jù)科學職業(yè)與思維121
【導讀案例】智能汽車出行數(shù)據(jù)的安全121
7.1IEEE/ACM《計算課程體系規(guī)范》的相關(guān)要求125
7.1.1勝任力培養(yǎng)實踐126
7.1.2我國計算機類本科教育的現(xiàn)狀126
7.2計算思維127
7.2.1計算思維的概念127
7.2.2計算思維的作用128
7.2.3計算思維的特點129
7.3數(shù)據(jù)工程師的社會責任131
7.3.1職業(yè)化和道德責任131
7.3.2ACM職業(yè)道德責任132
7.3.3軟件工程師道德基礎(chǔ)133
7.4數(shù)據(jù)科學的職業(yè)技能134
7.4.1數(shù)據(jù)科學的職位135
7.4.2數(shù)據(jù)科學的重要技能135
7.4.3技能的職業(yè)角色區(qū)分137
作業(yè)139
【研究性學習】了解數(shù)據(jù)科學，熟悉數(shù)據(jù)科學職業(yè)141第8章大數(shù)據(jù)安全與法律144
【導讀案例】為公共數(shù)據(jù)立法，促進數(shù)據(jù)依法開放共享144
8.1消費者的隱私權(quán)145
8.2大數(shù)據(jù)的安全問題147
8.2.1生命周期安全148
8.2.2采集匯聚安全149
8.2.3存儲管理安全149
8.2.4共享使用安全151
8.2.5個人隱私安全151
8.3大數(shù)據(jù)的管理維度152
8.4大數(shù)據(jù)的安全體系153
8.4.1安全技術(shù)體系153
8.4.2數(shù)據(jù)安全治理153
8.4.3數(shù)據(jù)安全測評154
8.4.4數(shù)據(jù)安全運維154
8.4.5以數(shù)據(jù)為中心的安全要素155
8.4.6主動防御協(xié)同體系155
8.4.7協(xié)同安全防護流程156
8.5大數(shù)據(jù)安全法規(guī)157
8.6知識產(chǎn)權(quán)保護157
作業(yè)158
課程學習與實驗總結(jié)160附錄作業(yè)參考答案164參考文獻166