大数据浪潮冲击下网络科学与工程面临的挑战与机遇

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1、第35卷第5期■科技进展doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2013.05.007大数据浪潮冲击下网络科学与工程面临的挑战与机遇*方锦清研究员，中国原子能科学研究院，北京102413*国家自然科学基金资助课题(60874087，61174151)关键词大数据；大数据科学；网络的网络；挑战与机遇摘要近年在大数据浪潮的冲击下，“网络科学与工程”与众多领域一样，面临着新的挑战和机遇。首先评述大数据及大数据科学的特点和概况，然后针对当今“网络科学与工程”的最新前沿课题——“网络的网络(NON)”，讨论若干典型的NON及其主

2、要特点和相关课题初步进展，并提供若干挑战性课题和难得的机遇。网络科学国际领军人物巴拉巴西(BarabasiA.睐，更需要大数据支持，研究难度之大前所未有。L.)在2012年1月《自然物理》上出版的关于复NON也称“超网络”(supernetwork,hypernetwork)，[1]杂性专刊里撰文指出：“作为一个范例，还原论它们是由不同网络之间不同节点以不同方式链已经过时了；作为一个领域，复杂性研究也精疲接、相互依赖、嵌套和作用，各自演化，节点与力竭了；因此，现在是网络来接管了。基于数据连接的谜宫尚难以掌握，网络内外关系错综复的复杂系统

3、的数学模型正在提供一个新鲜的视杂。因此，NON是大数据浪潮驱动下网络科学角，迅速发展成为了一门交叉学科——网络科与工程面临着最大的挑战性难题，同时也获得了学。”网络科学作为一门广泛交叉的新兴科学从难得的发展机遇和巨大的应用潜力。1998年诞生以来，国内外不断掀起了研究热潮，[2-10]出版了许多论著，并以小世界网络和无标度1何谓大数据(bigdata)与大数据科学[1-15]网络等典型的实际复杂网络研究为主导，广大数据并不神秘，无非其数据量远非以前所泛开展了互联网、万维网、交通网、生物网络、熟知的多少G和多少T为单位来衡量，而是以能源网

4、络、交通网络、经济网络、社会网络等丰P(1000个T)、E(一百万个T)或Z(10亿个T)为计富多彩的研究，异军突起，迅猛发展，硕果累累。量单位核计，故称之为大数据。当前数据化最核从网络科学发展观来考察和探索人类面临的一心的理念是：“一切都被记录，一切都被数字化”，系列挑战性问题已被各领域广泛接受和应用，影重在巧妙挖掘与应用。由此带来了3大变化：一响深远，具有现实和长远的战略意义，发展前景是数据量呈爆炸性剧增，最近2年所产生的数据巨大。量等同于2010年以前整个人类文明产生的数据近年来，在美国掀起的大数据浪潮的冲击量总和；二是数据来源的

5、极大广泛和丰富无比，下，大数据的讨论热火朝天，不仅企业界、科学形成了多源异构的大数据形态，其中非结构化数界和教育界，甚至人文社会学界都在热议和行动据所占比重正在不断增大；三是大数据成为又一起来，全球迎来了大数据时代。随着网络科学研种国家宝贵财富，并上升到了一场国家战略高究的提升，最能反映现实世界广泛存在的最前沿度，大数据将被前所未有地挖掘、发现与应用。课题——“网络的网络”(networksofnetworks,稍举一例，便可举一反三。仅仅对于一个网民一[16-21]NON)正在国内外崛起，最引人关注和倍受青个月内消耗的流量，1998年

6、为1M，2003年升到345ChineseJournalofNatureVol.35No.5PROGRESS100M，2008年增到1G，到2014年可能要增加了《国家信息基础设施：行动纲领》，它是美国10倍。全世界网民一天产生的信息量或所需要的政府建设信息基础设施的发展战略，意在通过信互联网流量预计达到一个EB。2013和2014年两息技术提升人们生活质量、提高企业的工作效年内互联网新产生的数据量等于一直到2011年率、改善政府的服务水平等。NII是由通信网、所产生数据量的总和。海量数据无处不在，拿淘计算机网、数据库网和消费类电子产品

7、组成的无宝来说，在2010年就已拥有3.7亿会员，2012缝的、高速的、多功能的信息网络。该网络可将年已经有7亿多的注册用户。在线商品8.8亿件，图像、语音、文字传送到各个机构和各个家庭，每天交易超过数千万笔，其单日数据产生量超过并可以实现双向信息交流。整个计划耗时20年，50TB，存储量40PB。仅仅2012年11月11日总投资达4000亿美元，结果如预期发展，颇有一天接受了2.15亿用户购物，处理交易1.058亿成效。值得注意的是，在此相关激励下，1997年笔，峰值时达9万笔/分钟。可想而知，大数据正4月美国海军首先提出“网络中心战

8、(network以雷霆万钧之势空前发展。centricwarfare,NCW)”；2001年7月美国防部向大数据科学(bigdatascience)或大数据学(big国会提交《网络中心战》专题报告；2002