前言

隨著數據時代的到來，越來越多的人對如何使用數據和挖掘數據價值產生了濃厚興趣和迫切需求。他們來自于互聯網、公共服務、新聞、法律、醫療、設計等不同行業，正在不斷地接觸和使用日益增長的數據。掌握如何進行數據獲取、存儲、分析和可視化等技術，對他們當下的工作和未來的發展都能起到重要的作用。

我是一名數據愛好者，樂于不斷學習，喜歡挑戰自己。在參加了多項數據領域的大型賽事之后，萌生了將自己的經歷和經驗進行整理總結，并分享給其他廣大數據愛好者的想法。我希望這份總結基于理論但不囿于理論，以數據為核心并涵蓋盡可能多的領域，注重實戰項目和編程能力，幫助對數據感興趣卻不知從何下手的讀者概覽各方面內容，快速理解掌握相關技能，有所收獲并動手實踐起來，先全面了解，再深入鉆研。

Python是一門簡單易學、功能強大的編程語言，在數據領域中也提供了豐富而完善的支持，可以非常方便地完成各種和數據相關的任務，如處理圖片、文本和音頻，以及實現經典的機器學習和深度學習模型等。因此本書將以Python為主，結合其他多門編程語言，從數據的獲取、存儲、分析和可視化等方面，全面講解如何實現一些小而美的數據應用，讓每個人都可以獨立自主地達成一些數據成就。

本書首先介紹了替讀者預熱的準備內容。第1章討論數據工程的概念和各種編程語言的特點，帶領讀者在個人計算機上搭建好Python編程環境，并概覽了日常生活中數據的組織結構和常見類型。第2章介紹Python中最為核心和常用的語法，使得即便是之前沒有接觸過編程的新手，也能快速掌握Python的使用方法，通過Python完成一些簡單的任務，如處理文本數據并進行詞頻統計。

第3章介紹網絡爬蟲的背景知識和實現原理，以及如何使用Python編寫簡單的爬蟲，讀者可以根據個人興趣，從各大門戶網站上獲取需要的數據。第4章介紹如何在個人電腦上搭建Web環境，并以關系型數據庫中的MySQL為例，討論如何進行數據的存儲，使讀者可以更好、更方便地存儲和管理獲取到的數據。

第5章介紹另一門簡單而強大的編程語言——R語言，并討論如何在R語言中使用ggplot2繪制條形圖、折線圖、散點圖等靜態可視化圖形，從而更直觀地展示從數據中得到的結論。第6章介紹日常生活中最為常見和重要的文本數據以及與自然語言理解相關的研究和應用，如何通過Python中的jieba分詞完成中文文本的分詞、關鍵詞提取、詞性標注等任務，還介紹了詞嵌入的概念以及如何訓練蘊含語義的詞向量。

交互網站是數據可視化的一種重要形式，因此第7章介紹HTML、CSS、JavaScript等前端基礎。第8章則介紹一些Web進階內容，包括基于JavaScript的前端框架JQuery，以及如何使用ThinkPHP和Flask等后端框架實現一個涉及數據庫操作的簡易個人博客，使讀者可以根據個人需求獨立設計和完成兼具前后端的網站。第9章介紹ECharts、D3、Processing等可視化工具的使用，通過交互網站和視頻等形式實現數據的更加豐富多樣的動態可視化，讓讀者更好地感受數據的魅力。

接下來的兩章選取了機器學習和深度學習兩大熱門領域的核心內容，為讀者進一步實現數據價值的深度分析和挖掘打下堅實基礎。第10章介紹機器學習的基本概念、常用的經典模型及其實現，并討論了XGBoost模型的訓練和調參技巧。第11章介紹深度學習的基本概念、CNN和RNN等神經網絡的核心思想和應用場景，并以手寫數字識別模型為例，介紹如何使用Python中的Keras實現深度學習模型的定義和訓練。

第12章介紹如何通過一個好的故事，將自己的數據成果分享和展示給他人，以及如何制作有內容、有顏值的PPT，使讀者在提升自我各方面技術能力的同時，能夠有意識地培養和鍛煉自己的演講和交流能力。

在編寫本書時，我的妻子、親人和好友給予了很多幫助，在此非常感謝你們的支持。

希望拿到這本書的每個人，都能感受數據之美，并通過挖掘數據價值，愛上數據。

由于作者水平有限，書中難免存在一些錯誤或不準確的地方，懇請各位讀者不吝斧正。相關意見和建議可以通過知乎“張宏倫”、微信公眾號“宏倫工作室”進行反饋，也可以向郵箱zhanghonglun@sjtu.edu.cn發送郵件，期待收到各位讀者寶貴的意見和建議。書中全部視頻也可通過網易云課堂觀看。