نوشته‌ها

در ادامه فایل PDF مربوط به تحقیق خانم لکزایی، دانشجوی مقطع کارشناسی رشته‌ی «ریاضیات و کاربردها» را در خصوص معرفی رشته‌های مختلف کارشناسی ارشد ریاضی و آمار با تکیه مخصوص بر معرفی رشته‌ی علم داده یا دیتا ساینس خواهید دید.

نوشتار حاضر، از لحاظ نگارشی بی‌نقص نیست، اما حاوی مطالب ارزشمندی است که قطعاً برای دانشجویان و علاقمندان به این رشته‌ها، بسیار مفید واقع خواهد شد.

 

عناوین موجود در این تحقیق:

 

فصل اول:

کلیات

مقدمه

رشته ریاضی مناسب چه کسانی است؟

کدام دروس دوره دبیرستان در رشته ریاضی بیشتر کاربرد دارند؟

گرایش‌های رشته ریاضی برای ادامه تحصیل

فارغ التحصیل رشته ریاضی در چه کارها و صنایعی می‌تواند شاغل شود؟

بازار کار رشته ریاضی به چه صورت است؟

امکان ادامه تحصیل در رشته ریاضی در داخل ایران چگونه است؟

امکان ادامه تحصیل در رشته ریاضی در خارج از کشور به چه صورت است؟

دروس دانشگاهی رشته ریاضی تا چه میزان نیازهای بازار کار را پاسخگو هستند؟

فصل دوم:

معرفی گرایشات مجموعه ریاضی

گرایشهای ریاضی

الف)ریاضیات کاربردی

تحقیق در عملیات

آنالیز عددی

نظریه گراف و ترکیبیات

سيستم هاي ديناميكي

معادلات ديفرانسيل

سایر گرایشها:

ب) ریاضیات محض

جبر

آنالیزریاضی

هندسه

توپولوژی

سایر گرایشها:

ج) ریاضیات مالی

د)آموزش ریاضی

معرفی رشته ریاضی شاخه (آمار)

معرفی

توانايی‌های مورد نیاز و قابل توصیه

نكات تكمیلی

ضعیت ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر

آينده شغلی و بازار كار

وضعیت نیاز كشور به اين رشته در حال حاضر

پیش‌بینی وضعیت آينده رشته در ايران

دروس پایه برای كارشناسی آمار

محاسبات نرم

فصل سوم:

معرفی رشته های جدید ریاضی

دیتا ساینس یا علم داده

منشأ پیدایش و تاریخچه علم داده

مزایای علم داده

ارتباط آمار و علم داده

علم داده در ایران

ابزارهای متن باز علم داده

ابزارهای تجاری علم داده

رشته‌های دانشگاهی

چگونه دیتا ساینتیست شویم؟

دیتا ساینتیست، قهرمان عصر داده

استخدام دیتا ساینتیست

تفاوت دیتا ساینتیست و متخصص آمار

دیتا ساینتیست کارمندی پردرآمد

قدم به سوی دیتا ساینتیست شدن

مهارت‌های کامپیوتری لازم برای دیتا ساینتیست

۱- زبان برنامه‌نویسی پایتون

۲- زبان R

پلتفرم هادوپ

۴- تسلط به SQL

۵- آپاچی اسپارک

6- یادگیری ماشینی و هوش مصنوعی

7- مصورسازی داده‌ها

8- کار کردن با داده‌های بدون‌ساختار

تفاوت علوم داده و یادگیری ماشینی

تفاوت بر سر چیست؟

فصل چهارم:

جمع بندی و نتیجه گیری

دیتا ساینس یا علم داده چیست؟

یکی از واژه‌ها و مشاغل پُر جستجو در این روزها در آمریکا، واژه‌ی علم داده یا دیتا ساینس و متخصص علم داده است. این حرفه یا تخصص، امسال، برای چهارمین سال متوالی، جزوه مشاغل پُر درخواست و پُر از موقعیت شغلی در آمریکا و سایر کشورهای صنعتی محسوب می‌شد و گمان می‌کنم به این زودی‌ها، نیاز این کشورها به متخصص علم داده برآورده نشود. پس ورود به این رشته می‌تواند، ضامن داشتن یک شغل خوب با درآمد بالا در آینده، برای دانشجو یا محقق باشد.

اما اینکه دیتا ساینس چیست و دقیقاً قرار است چه کاری بکند، گمان می‌کنم هنوز کاملاً مشخص نیست، چون با توجه به نیازها و موردهای مختلف، ابزار متفاوتی باید بکار گرفته شود. ولی چیزی که واضح است، یک متخصص علم داده یا دیتا ساینس، در سه رشته‌ی:

1- ریاضیات،
2- آمار،
3- علوم کامپیوتر،

اطلاعات نسبتاً خوب و جامعی دارد و می‌تواند بوسیله‌ی این سه شاخه، با ورود به شرکت‌های بزرگ و کارخانجات و با مطالعه و آنالیز داده‌ها، در تصمیم‌گیری‌ها و درآمدزایی بیشتر، نقش بسزایی داشته باشد. اصلی‌ترین ابزار هم در این بین، علم آمار است که بزودی همگان خواهند فهمید، این علم، یکی از بزرگترین دستاوردهای بشر تا به امروز بوده، است و خواهد بود، البته نه آماری که در دانشگاه‌ها صرفاً تدریس می‌شود تا بتواند چند داده محدود را مطالعه و آنالیز نماید، شخص باید از ابزارهای آماری، جهت سر و کله زدن با حجم بسیار بزرگی از داده‌ها، استفاده نماید. سپس از ریاضی و برنامه‌نویسی کامپیوتری، مخصوصاً زبان پایتون (Python)، کمک بگیرد تا بتواند داده‌ها را در مسیر درست مطالعه و بهره‌برداری و اخذ الگوهای مناسب، رده بندی کند و نتیجه مطلوبش را اخذ نماید.

آیا در این رشته کتاب به زبان فارسی وجود دارد؟

اخیراً یک کتاب فارسی با عنوان “علم داده: مفاهیم و مهارت‌ها” به قلم یکی از اعضای هیات علمی دانشگاه تهران همراه با یکی از دانش‌آموختگان کارشناسی ارشد ایشان، خواندم. البته در این کتاب نیز مطلب تخصصی خاصی از این رشته دستگیرم نشد. اما تقریباً اطلاعات عمومی زیادی در خصوص آن کسب کردم. مثلاً اینکه، در آمریکا، اخیراً گرایش خاصی به سمت رشته‌ی آمار، در بین دانشجویان ایجاد شده و اینکه تعداد دانشگاه‌هایی که در حال ایجاد رشته‌ی علم داده یا دیتا ساینس هستند، هر روز رو به افزایش است. تعاریف مختلف از این رشته، بیان شده و … . ولی متاسفانه هیچ بحث عملی، با جزئیات بیشتر برای فهم خواننده از این رشته، عنوان نشده است.

بهرحال باید بدانید که در رشته‌ی علم داده یا دیتا ساینس، در حال حاضر کتاب به زبان فارسی، تقریباً، وجود ندارد. البته چند جلد کتاب در این حوزه دیده‌ام که دوستان در رشته‌های مدیریت یا اقتصاد به رشته‌ی تحریر در آورده‌اند که خیلی مباحث، آماری، ریاضی و کامپیوتری در آنها وجود ندارد. پس اگر بخواهید به عمق تعاریف و تکنیک‌ها در این گرایش پی‌ببرید و تصمیم بگیرید که وارد آن بشوید یا نه، باید چند کتاب به زبان انگلیسی بخوانید. مثلاً من کتاب (The Mathematics of Data) را به تازگی از انتشارات انجمن ریاضی آمریکا (AMS) خریده‌ام که حاوی مباحث بسیار جالب و تخصصی در این زمینه است.

دیتا ساینس یا علمِ داده

کتابی در حوزه‌ی دیتا ساینس یا علمِ داده

آیا رفتن دانشجویان ریاضی به این سمت، مفید است؟

با توجه به اینکه در حال حاضر، دانشجویان بخاطر سیستم غلط آموزشی، از لحاظ فهم ریاضی، افت بسیار شدیدی داشته‌اند، خواندن ریاضی برایشان سخت شده است. پس ورود به رشته‌ایی که هم نزدیک به آن است، هم کاربردی باشد و هم موقعیت شغلی بهتری داشته باشد، صد در صد توصیه می‌شود. اما در ایران، در حال حاضر چنین رشته‌ایی به‌صورت رسمی وجود ندارد (تنها دانشگاه شهید بهشتی در مقطع کارشناسی ارشد در این رشته پذیرش دارد) و متقاضی باید به آمریکا یا سایر کشورهایی که این رشته را دارند، برود.

اما اشتباهی که دانشجویان انجام می‌دهند این است که آنها گمان می‌کنند، برای اینکه وارد مقطع دکتری، بعنوان مثال رشته‌ی علم داده بشوند، همانند ایران اول باید یک مدرک کارشناسی ارشد داشته باشند تا بعد بتوانند در دوره‌ی دکتری پذیرش بگیرند. اما سیستم آموزشی آمریکا اینگونه است که برای پذیرش در مقطع دکتری، فقط از شما یک لیسانس می‌خواهند. دوره‌ی دکتری در آنجا پنج الی شش سال بطول می‌انجامد و در این دوره، تا دو سال واحدهایی را برای شما پیش‌بینی می‌کنند که هم دروس کارشناسی ارشد را پوشش دهد و هم دروس دوره‌ی دکتری را. از سال سوم به بعد هم معمولاً وارد پژوهش می‌شوند تا وقتی که کارشان به نتیجه برسد.

پس، بعد از اخذ لیسانس، اصلاٌ نیازی به این ندارید که بلافاصله وارد مقطع ارشد بشوید. به عقیده‌ی بنده، همین دوسالی را که وقتتان را برای گرفتن ارشد، تلف می‌کنید، وقت بگذارید و آزمون‌های تافل (TOEFL) و جی.آر.ایی. (GRE) را که مهمترین مدارک برای ورود به بهترین و بزرگترین دانشگاه‌های آمریکا است، بگیرید. نگران رزومه قوی هم نباشید. اگر انگیزه قوی و هدف خوبی داشته باشد، و بتوانید یک هدف نامه (Statement of Purpose) خوب بنویسید، قطعاً از یک دانشگاه بسیار بزرگ و به اصطلاح با پرستیز، پذیرش (Admission) خواهید گرفت و کاملاً خرج تحصیلات‌تان را (با توجه به شرایطی) تا پنج سال تمام می‌دهند. حتی ورود به دانشگاه‌های پزشکی در آمریکا هم به همین شکل است. شخص اول باید در یکی از رشته‌های علوم پایه یک مدرک کارشناسی بگیرد، سپس مجاز است که وارد دانشکده‌ی پزشکی بشود. در غیر اینصورت محال است، مگر اینکه از نوع دانشگاه‌هایی باشد که فقط پول می‌گیرند و مدرک چاپ می‌کنند.

البته تنها این رشته مد نظر نیست. لزومی ندارد، کسی که لیسانس ریاضی دارد، تا آخر عمر ریاضی بخواند. می‌تواند وارد رشته‌ی علوم کامپیوتر بشود. یا آمار یا هر رشته‌ی دیگری که به آن علاقمند است و در آن مستعد می‌باشد. ولی بدانید که رشته‌هایی نظیر علم داده، آمار و یا علوم کامپیوتر، در کشورهای صنعتی، تقریباً جزو مشاغل خیلی خوب و با درآمد بالا محسوب می‌شوند. البته به عقیده‌ی بنده، تغییر رشته‌ی دانشجویان ریاضی به رشته‌های دیگر، مثل همین رشته‌هایی که در بالا قید نمودم، مزایای دیگری هم دارد.

بعنوان مثال شما در ایران، در حال حاضر بعید است که حتی با داشتن دکتری در رشته‌ی ریاضی، بتوانید عضو هیات علمی دانشگاه‌ها بشوید چون تعداد افراد و مدارک در این رشته، در حال حاضر زیاد است، (مگر گرایش‌های جدیدی مثل ریاضی مالی، رمز و کد و …) البته امکانش هست که در سال‌های آتی، این تعداد به شدت کاهش یابد و مجدد همان غصه‌‎ها تکرار شوند. ولی بعنوان مثال در رشته‌ایی مثل علوم کامپیوتر، چون اکثر افراد می‎‌توانند خارج دانشگاه، کار کنند و درآمدهای خوبی داشته باشند، معمولاً به هیات علمی شدن، تن نمی‌دهند و تعداد افراد هیات علمی در این رشته، کم است و این بدیهی است که جذب راحت می‌شود، حتی اگر ضعیف باشید. پس فقط باید کسانی این رشته را ادامه دهند که واقعاً ریاضی در خونشان باشد و بتوانند کارهای پژوهشی بسیار خوبی انجام دهند تا به این‌وسیله وارد دانشگاه‌ها شوند، بعنوان یک هیات علمی. در غیر اینصورت باید تغییر رشته بدهید.

این نکته را نیز در ذهن داشته باشید، که دانشجویان ریاضی، چون منطقِ ریاضیِ ذهن‌شان خوب است، نسبت به دانشجویان کامپیوتر و یا حتی آمار، بعد از ورود به این رشته‌ها، موفق‌تر می‌شوند. مثلاً بدانید که بزرگترین برنامه‌نویسان کامپیوتری در دنیا، افرادی بوده‌اند که از ریاضی به سمت این رشته رفتند و هم چنین در رشته‌ی علم داده و یا حتی آمار.

آینده این رشته در ایران چطور خواهد بود؟

قطعاً چون تعداد افرادی که در دیتا ساینس متخصص هستند در کشور بسیار کم است، داشتن دانش و مدرک در این زمینه، در آینده، شخص را در ایران بیکار نخواهد گذاشت. اما همه‌ی اینها بستگی به سواد و روابط فرد دارد. در خیلی از کتاب‌های علم داده یا دیتا ساینس، توصیه می‌شود که شخص باید بتواند قدرت مجاب کردن دیگران را داشته باشد که این مستلزم داشتن روابط اجتماعی بالاست. مثالی هم می‌زنند که فرض کنید شما مسئول یک تیم تحقیقاتی در خصوص خط تولید یک کارخانه هستید. بعد از اینکه اطلاعات را کاملاً آنالیز کردید و نتیجه‌گیری نمودید، باید بیائید و یافته‌هایتان را برای هیات مدیره‌ی آن مجموعه ارائه نمائید و آنها را متقاعد کنید که این داده‌ها و اطلاعات ما را به سمت انجام چنین کاری سوق می‌دهند، باید به آنها ثابت نمائید که انجام اینکار باعث منفعت‌های مادی فراوانی برای مجموعه است، در غیر اینصورت کار شما بی‌فایده است.

با تمام این تفاسیر، داشتنِ دانشِ تخصصی در این رشته در ایران، در سال‌های پیش رو، بسیار مورد نیاز خواهد بود و کسانی که در این زمینه حرفی برای گفتن داشته باشند، هم جایگاه خوبی را کسب خواهند کرد و هم درآمد بالایی خواهند داشت. در حال حاضر در ایران، دانشگاه شهید بهشتی، بعنوان یکی از زیرشاخه‌های رشته‌ی ریاضی کاربردی، این رشته، یعنی دیتا ساینس را راه‌اندازی کرده‌اند. احتمالاً بزودی، سایر دانشکده‌ها، در دانشگاه‌های بزرگ کشور، چنین گرایشی را تعریف و راه‌اندازی نمایند. ولی در حال حاضر، مقطع دکتری این رشته در ایران وجود ندارد.

بنابراین، اگر شما قرار است که از ایران بروید و یک رشته‌ایی را بخوانید و بعدها برگردید تا به میهن و وطن‌تان خدمت کنید، بهتر است بدنبال رشته‌هایی باشید که در کشور وجود ندارند یا افراد متخصص در آنها بسیار کم هستند، یکی از این رشته‌ها علم داده است.

 

آموزش رایگان علم داده یا دیتا ساینس

 

اگر دیدگاه، نظر و یا سؤالی در خصوص دیتا ساینس دارید حتماً در قسمت نظرات منعکس کنید. ما پاسخ شما را می‌دهیم.

پی‌نوشت: دانشگاه‌های خواجه نصیر، تربیت مدرس و شاهد، در دوره‌ی کارشناسی ارشد، برای ورودی مهر 1399 در رشته علم داده اقدام به پذیرش دانشجو کردند.

چرا انتخاب رشته کارشناسی‌ارشد؟

این روزها با توجه به اعلام نتایج آزمون کارشناسی ارشد، بسیاری از دانشجویان در رشته ریاضی به بنده مراجعه و در مورد انتخاب رشته کارشناسی‌ارشد مشاوره می‌خواهند. از این رو تصمیم گرفتم در چند سطر، نظر کلی خودم را در مورد این مهم بنویسم.

به نظر بنده دانشجویان را به دو دسته باید تقسیم کنیم؛

1- افرادی که فقط قصد دارند مدرکی بگیرند و وارد بازار کار شوند.
2- افرادی که قطعاً بدنبال ادامه تحصیل هستند و مخصوصاً نیم‌نگاهی به رفتن به دانشگاه‌های معتبر دنیا را دارند.

دانشجویان دسته‌ی اول باید چه کنند؟

به عقیده من، دانشجویان دسته اول تنها باید رشته خوب را مد نظر بگیرند و به سطح دانشگاه و بزرگی و کوچکی شهری که دانشگاه در آن قرار دارد اهمیتی ندهند. به‌عنوان مثال رشته ریاضیات مالی که تقریبا یک دهه وارد کشور شده، رشته خوبی است و بازار کار نسبتاً خوبی دارد. اگر دانشجو بین رشته جبر در دانشگاه‌های تهران و رشتهٔ ریاضی مالی یکی از شهرستان‌های کشور که هم بسیار کوچک است و هم تازه تاسیس، تردید دارد و از دسته اول است، قطعا انتخاب دوم، یعنی رشته ریاضی مالی در شهرستان بسیار بهتر است. این دسته از دانشجویان در دفترچه انتخاب رشته باید به ترتیب اولویت رشته پیش بروند و شهر را خیلی در اولویت قرار ندهند، به عنوان مثال رشته‌های ذیل برای دانشجویان این دسته، لیست اولویت‌بندی خوبی می‌باشد:

1- ریاضیات مالی
2- تحقیق در عملیات
3- محاسبات نرم
4- آموزش ریاضی
5- رمز و کدگذاری
6- هندسه
7- ریاضیات کاربردی
8- آنالیز عددی
9- آنالیز
10- جبر

البته توجه کنید که در لیست فوق، سطح رشته و تعداد فارغ‌التحصیلان در نظر گرفته شده. گمان نکنید که رشته جبر رشتهٔ خوبی نیست و آموزش ریاضی بسیار بهتر است. رشتهٔ جبر نسبت به رشته‌های ماقبل خود، سخت‌تر است و اندکی تعداد فارغ‌التحصیلان در این رشته نسبت به بقیه گرایش‌ها بیشتر می‌باشد. البته لازم به ذکر است که این تعداد در حال کاهش است و قطعاً در دههٔ آتی تعداد نفرات در این رشته کاهش چشمگیری پیدا خواهد نمود و این شاید نکتهٔ مثبتی برای آیندهٔ این رشته و فارغ‌التحصیلان آن باشد. به‌هرحال لیست فوق کاملاً پیشنهادی است.

انتخاب رشته کارشناسی‌ارشد

یکی از مهم‌ترین انتخاب‌های زندگی، انتخاب رشته‌ی خوب است.

دانشجویان دسته‌ی دوم چه باید بکنند؟

اما در مورد دسته دوم از دانشجویان، باید عرض کنم که این دانشجویان باید قطعا اولویت شهر و دانشگاه را در نظر بگیرند. ضرب‌المثل معروف خودم را که مرتباً سرکلاس‌هایم به دانشجویان عزیزم می‌گویم این است “ماهی در دریا می‌شود نهنگ، ماهی اگر در رودخانه بشود نهنگ، زود می‌میرد“. من خودم به این ضرب‌المثل ایمان راسخ دارم. در شهرها و دانشگاه‌های بزرگ، افراد بزرگ بسیار زیادی را ملاقات خواهید نمود و اگر قصد ادامه تحصیل و احیاناً رفتن به دانشگاه‌های درجهٔ یک دنیا را داشته باشید، بهتر در جَو و فضا قرار خواهید گرفت و بهتر راهنمایی خواهید شد، اما این شرایط در دانشگاه‌های کوچک‌تر و شهرهای کوچک کمتر است و یا اصلاً وجود ندارد.

به نظر من اگر دانشجویی قصد ادامه تحصیل دارد، رشتهٔ جبر در دانشگاه خوارزمی یا دانشگاه تهران و یا تربیت مدرس، بسیار بهتر است از رشتهٔ ریاضی مالی در دانشگاهی در شهرستان. به نظر بنده بهترین حالت برای این دانشجویان اول اولویت شهر است و بعد رشته. هرچند توصیه می‌شود که اگر رتبه خوبی کسب نموده‌اید حتماً از اساتید مشورت بگیرید که بتوانید بهترین انتخاب را انجام دهید، هم دانشگاه خوب و هم رشته خوب.

و یک نکته‌ی مهم

دانشجویان دستهٔ دوم، حتماً از ترم‌های آغازی باید به فکر امتحان IELTS یا TOEFL-IBT باشند که یکی از مهمترین پیش‌نیازها برای گرفتن کمک‌هزینه تحصیلی و پذیرش از دانشگاه‌های مطرح دنیا یکی از این دو نوع آزمون زبان می‌باشد. معمولاً استرالیا و کشورهای اروپایی IELTS و کانادا و آمریکا TOEFL-IBT را به عنوان پیش‌نیاز برای بررسی پرونده شما قبول می‌کنند.

به‌هرحال نکات فوق وحی نازل شده از سوی خداوند نیست و تنها پیشنهاد است، امیدوارم تا حدودی در تصمیم‌گیری به شما عزیزان کمک نماید. در صورتی که هر سئوال و مشاوره‌ایی در زمینه‌ی انتخاب رشته کارشناسی‌ارشد داشتید، می‌توانید از صفحهٔ “تماس با من” استفاده نمائید و یا در قسمت نظرات، سئوال‌تان را مطرح نمائید. سعی خواهم نمود در اسرع وقت پاسخ شما را بدهم.

دکتر محمد فزونی
عضو هیات علمی دانشگاه گنبدکاووس
گروه ریاضی و آمار

آیا در خصوص انتخاب رشته کارشناسی‌ارشد و اطلاع از رشته‌های مختلف، نیاز به مشاوره دارید؟

پی‌نوشت: یکی از جدیدترین گرایش‌ها در رشته‌ی ریاضی کاربردی در مقطع کارشناسی ارشد، گرایش «علم داده» است که اخیراً در دانشگاه شهید بهشتی، دایر شده است. در حال حاضر، بهترین گرایش در ریاضی، از لحاظ بازار کار و درآمدزایی و آینده‌ی شغلی، این گرایش است. در اینجا راجع به علم داده اندکی توضیح داده‌ام.