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数据湖概念

数据湖是什么？

数据湖是一个集中式存储库，允许您以任意规模存储所有结构化和非结构化数据。您可以按原样存储数据（无需先对数据进行结构化处理），并运行不同类型的分析 – 从控制面板和可视化到大数据处理、实时分析和机器学习，以指导做出更好的决策。

数据湖与数据仓库相比 – 两种不同的方法

根据要求，典型的组织将需要数据仓库和数据湖，因为它们可满足不同的需求和使用案例。

数据仓库是一个优化的数据库，用于分析来自事务系统和业务线应用程序的关系数据。事先定义数据结构和 Schema 以优化快速 SQL 查询，其中结果通常用于操作报告和分析。数据经过了清理、丰富和转换，因此可以充当用户可信任的“单一信息源”。

数据湖有所不同，因为它存储来自业务线应用程序的关系数据，以及来自移动应用程序、IoT 设备和社交媒体的非关系数据。捕获数据时，未定义数据结构或 Schema。这意味着您可以存储所有数据，而不需要精心设计也无需知道将来您可能需要哪些问题的答案。您可以对数据使用不同类型的分析（如 SQL 查询、大数据分析、全文搜索、实时分析和机器学习）来获得见解。

随着使用数据仓库的组织看到数据湖的优势，他们正在改进其仓库以包括数据湖，并启用各种查询功能、数据科学使用案例和用于发现新信息模型的高级功能。Gartner 将此演变称为“分析型数据管理解决方案”或“DMSA”。

特性	数据仓库	数据湖
数据	来自事务系统、运营数据库和业务线应用程序的关系数据	来自 IoT 设备、网站、移动应用程序、社交媒体和企业应用程序的非关系和关系数据
Schema	设计在数据仓库实施之前（写入型 Schema）	写入在分析时（读取型 Schema）
性价比	更快查询结果会带来较高存储成本	更快查询结果只需较低存储成本
数据质量	可作为重要事实依据的高度监管数据	任何可以或无法进行监管的数据（例如原始数据）
用户	分析	数据科学家、数据开发人员和业务分析师（使用监管数据）
分析	批处理报告、BI 和可视化	机器学习、预测分析、数据发现和分析

数据湖和分析解决方案的基本要素

组织构建数据湖和分析平台时，他们需要考虑许多关键功能，包括：

数据移动

数据湖允许您导入任何数量的实时获得的数据。您可以从多个来源收集数据，并以其原始形式将其移入到数据湖中。此过程允许您扩展到任何规模的数据，同时节省定义数据结构、Schema 和转换的时间。

安全地存储和编目数据

数据湖允许您存储关系数据（例如，来自业务线应用程序的运营数据库和数据）和非关系数据（例如，来自移动应用程序、IoT 设备和社交媒体的运营数据库和数据）。它们还使您能够通过对数据进行爬网、编目和建立索引来了解湖中的数据。最后，必须保护数据以确保您的数据资产受到保护。

分析

数据湖允许组织中的各种角色（如数据科学家、数据开发人员和业务分析师）通过各自选择的分析工具和框架来访问数据。这包括 Apache Hadoop、Presto 和 Apache Spark 等开源框架，以及数据仓库和商业智能供应商提供的商业产品。数据湖允许您运行分析，而无需将数据移至单独的分析系统。

机器学习

数据湖将允许组织生成不同类型的见解，包括报告历史数据以及进行机器学习（构建模型以预测可能的结果），并建议一系列规定的行动以实现最佳结果。

数据湖的应用场景

医疗和生命科学

数据湖可以帮助解决电子医疗记录 (EMR) 的互操作性问题。联邦任务的意图是，通过使用 EMR，让医生能够访问跨多个系统的患者医疗记录，并在各个医院之间轻松地交接患者护理。在实际中，许多记录（包括保险索赔和临床数据）要么无法互操作，要么具有机器不可读的数据格式。在检索前，数据湖会存储任何格式的记录。所以，患者记录可能也包含医生手写的笔记、医学图像等。随着医疗领域中越来越多地开始使用医学设备遥测和 IoT，数据湖还能够从实时数据流中提取和存储数据。

银行和金融

银行和金融业通常会处理多个数据源。它也会处理高速的交易数据（从股票市场到信用卡）和其他银行交易。银行和金融机构经常存储法律和其他文档，以满足合规性和审核需求。数据湖非常适合存储这些混合数据格式，并以数字方式存储旧有数据，以方便检索。数据湖充当着一个敏捷平台来摄入多个数据流，以供这个行业垂直领域中的大量分析工具进行使用。

数据湖的优势&劣势

轻松地收集和摄入数据：企业中的所有数据源都可以送入数据湖中。因此，数据湖成为了存储在企业内部服务器或云服务器中的结构化和非结构化数据的无缝访问点。通过数据分析工具可以轻松地获得整个无孤岛的数据集合。此外，数据湖可以用多种文件格式存储多种格式的数据，比如文本、音频、视频和图像。这种灵活性简化了旧有数据存储的集成。

支持实时数据源：数据湖支持对实时和高速数据流执行 ETL 功能，这有助于将来自 IoT 设备的传感器数据与其他数据源一起融合到数据湖中。
更快地准备数据：分析师和数据科学家不需要花时间直接访问多个来源，可以更轻松地搜索、查找和访问数据，这加速了数据准备和重用流程。数据湖还会跟踪和确认数据血统，这有助于确保数据值得信任，还会快速生成可用于数据驱动的决策的 BI。

更好的可扩展性和敏捷性：数据湖可以利用分布式文件系统来存储数据，因此具有很高的扩展能力。开源技术的使用还降低了存储成本。数据湖的结构没那么严格，因此天生具有更高的灵活性，从而提高了敏捷性。数据科学家可以在数据湖内创建沙箱来开发和测试新的分析模型。

具有人工智能的高级分析：访问原始数据，创建沙箱的能力，以及重新配置的灵活性，这些使得数据湖成为了一个快速开发和使用高级分析模型的强大平台。数据湖非常适合使用机器学习和深度学习来执行各种任务，比如数据挖掘和数据分析，以及提取非结构化数据。