Анализ данных  •  28 июля 2022  •  5 мин чтения

8 самых популярных языков программирования для работы с Big Data

Чтобы анализировать большие данные, нужно писать программы и скрипты. Для этого можно использовать многие языки программирования, но некоторые подходят лучше — содержат много готовых инструментов, функций и библиотек для эффективной обработки данных.

1. Python

Самый популярный язык для анализа данных Python
Самый популярный язык программирования в рейтинге TIOBE. Его используют для разных целей: веб-разработки, программирования умных устройств, разработки API. Но особой популярностью Python пользуется у тех, кто работает с большими данными. С его помощью:

● пишут искусственный интеллект и программы для машинного обучения;

● обрабатывают большие данные с помощью готовых библиотек и фреймворков;

● извлекают и собирают данные из разрозненных источников;

● визуализируют результаты анализа данных.

Для Python существуют специализированные библиотеки для работы с большими данными: NumPy для вычислений, pandas для анализа табличных данных, Matplotlib и Seaborn для визуализации, Scrapy для поиска данных.

Многообразие библиотек для Python
Это только некоторая часть из обширного зоопарка библиотек, доступного на Python

Плюсы

- Простота. У языка для анализа данных Python низкий порог вхождения. Это делает его хорошим выбором для тех, кто только начинает заниматься программированием и работой с большими данными.

- Распространённость. Этот язык очень популярный. К нему написано много библиотек, у большинства онлайн-сервисов есть API именно для Python. У языка большое сообщество, легко можно найти коллег, обсуждать проекты и перенимать опыт.

- Многофункциональность. Python используют не только для машинного обучения. Если выучить именно его, будет проще сменить профессию, например, на веб-разработчика.

- Обилие готовых инструментов для машинного обучения и аналитики данных. Для Python написано много решений, которые помогут упростить и автоматизировать аналитику данных.

Минусы

- Низкая скорость. Некоторые операции в Python работают медленнее, чем в некоторых других языках. Там, где важна высокая скорость, этот язык может не подойти.

- Динамическая типизация. В Python переменная получает тип не в момент создания, а в момент присваивания ей значения. Для разработки ПО и веб-приложений это удобно, а для работы с данными — не очень. Нужно внимательно следить за типами, чтобы избежать ошибок.

На курсе Яндекс Практикума «Аналитик данных» студентов учат именно языку Python: рассказывают, как в нём работать с типами данных, применять библиотеки и проводить классический и статистический анализ данных.

2. R

Один из самых старых языков для анализа данных R
Один из самых старых языков для анализа данных и работы со статистикой: сбора данных в таблицы, их очистки, проведения статистических тестов и составления графических отчётов. Его активно используют для научных исследований в любых сферах — например, в маркетинге, — а также для машинного обучения и статистического анализа данных.

Чтобы работать с R, желательно знать матанализ, теорию вероятностей и статистические методы. Поэтому его чаще используют именно в науке, а ещё он считается одним из основных языков программирования для Data Science.

Для R существуют тысячи библиотек и расширений для визуализации данных, быстрых статистических операций, распознавания текстов, A/B-тестирования и отдельных научных отраслей.

Плюсы

- Огромное количество пакетов с открытым исходным кодом. Столько готовых инструментов для анализа нет ни у одного другого языка. С их помощью можно быстро решать сложные статистические и научные задачи.

- Много возможностей для визуализации данных. Для этого тоже есть готовые пакеты, например, популярный ggplot2. С помощью R можно строить графики любых, даже самых сложных функций.

- Распространенность. У языка R большое сообщество, поэтому всегда можно найти людей, которые ответят на вопросы и поделятся опытом.

Минусы

- Высокий порог вхождения. Язык R требует серьёзных научных знаний по матанализу и статистике. Кроме того, он отличается от классических языков программирования нетрадиционной структурой данных, индексированием с единицы и некоторыми другими аспектами. Его непросто выучить, даже зная другие языки.

- Низкая производительность. R работает достаточно медленно, особенно с большими данными. Это связано с его архитектурными особенностями и не подлежит исправлению.

- Специфичность. R не подходит ни для чего, кроме анализа данных и статистических исследований.

Материал по теме:
Язык программирования R: что делает его таким важным для анализа данных

3. Java

Универсальный язык Java
Как и Python, это универсальный язык: на нём работают с большими данными и создают ПО и приложения. Один из его главных плюсов — кроссплатформенность. Написанный на Java код работает на ПК, смартфонах, консолях, серверах и датчиках умного дома. Это происходит благодаря тому, что код Java запускается на специальной виртуальной машине, поддержка которой есть у большинства современных устройств.
Компилятор преобразует код на Java в специальный байтовый формат
Компилятор преобразует код на Java в специальный байтовый формат, который запускается на виртуальной машине и одинаково работает на любых ОС
Именно на Java написаны многие инструменты для работы с большими данными, например почти вся экосистема Hadoop. Его используют для алгоритмов машинного обучения и разработки высокопроизводительных систем извлечения и обработки данных.

Плюсы

- Универсальность. Java подходит для разработки любых приложений, а также позволяет легко интегрировать элементы анализа данных и машинного обучения в другой уже написанный код.

- Строгая типизация. В отличие от Python, в Java типы переменных задаются при создании. Ошибок в данных из-за типизации не будет.

- Высокая скорость и производительность. Большинство приложений на Java работают быстрее, чем на многих других языках программирования. По крайней мере, Python по скорости точно проигрывает.

Минусы

- Меньше ориентации на работу с анализом данных. Встроенных библиотек для аналитики у Java не так много, как у Python и тем более R. Многое придется разрабатывать с нуля.

- Более высокий порог входа. Java сложнее Python и некоторых других языков. В качестве первого освоить его непросто.

- «Многословность». Код на Java всегда довольно длинный, со множеством символов и знаков. Для одной простой операции нужно написать несколько строк. Это несколько мешает совместной разработке — разбираться в чужом коде на Java может быть сложно.

4. Scala

Не самый популярный язык — в рейтинге TIOBE он даже не в топ-20. При этом он хорошо подходит для задач по обработке данных, причём именно больших — благодаря производительности Scala пользуются крупные компании вроде Twitter, Netflix и Тинькофф.

Scala запускается на базе виртуальной машины Java, поэтому хорошо совместим с этим языком и также работает на любых устройствах. Именно на нём написан Apache Spark — важный фреймворк для анализа больших данных и машинного обучения.

Плюсы

- Много общего с Java. Тем, кто уже знает Java, достаточно просто научиться работать на Scala.

- Мультиплатформенность. Как у Java — можно писать универсальный код для разных устройств и встраивать инструменты анализа данных в другие программы.

- Мультипарадигменность. Scala поддерживает и объектно-ориентированное, и функциональное программирование. Это позволяет более гибко использовать плюсы обоих подходов.

- Производительность. Scala считается языком программирования для Big Data, так как максимально быстро работает с большими данными благодаря параллельными вычислениям.

Минусы

- Непростой синтаксис. Сложнее, чем у Python, и даже чем у Java. Выучить язык непросто, читать уже написанные программы на нём — тоже.

- Медленная компиляция. Программы работают быстро, а вот компилируются долго. Это плохо там, где требуются постоянные обновления. В анализе данных медленная компиляция проблем обычно не доставляет.

- Низкая популярность. По Scala сложно нагуглить нужную информацию или найти специалиста, который разбирается в этом языке.

5. Go

Go - разработан Google специально для анализа и обработки больших данных
Этот язык был разработан Google специально для анализа и обработки больших данных. Ориентирован прежде всего на извлечение и анализ информации из БД, хотя также применяется для работы с искусственным интеллектом и веб-разработки.

Плюсы

- Максимальная простота. Язык очень дружелюбный к новичкам, у него низкий порог вхождения и простой синтаксис. С его изучением точно не будет проблем.

- Множество стандартных библиотек. В том числе для анализа данных и работы с базами. Высокая производительность. Программы на этом языке быстро компилируются и так же быстро работают.

- Новизна. Это и плюс, и минус. У языка нет устаревших конструкций, он создан с учётом современных стандартов программирования. Но не было времени для развития, и некоторых функций языку пока не хватает.

Минусы

- Слишком простой. Из-за своей лёгкости Go плохо подходит для написания масштабных и сложных проектов — у него не хватает для этого возможностей. Чаще всего на нём пишут отдельные микросервисы.

- Малое количество информации. Из-за новизны и малой распространённости сложно бывает найти ответы на вопросы.

6. MATLAB

MATLAB - язык для численных расчётов
С этим языком знакомы те, кто учился в вузе на технической специальности. Некоторые считают, что MATLAB — это программа, но на самом деле это язык для численных расчётов, разработанный ещё в прошлом веке. MATLAB предназначен для сложных математических операций и расчётов. Он больше подходит для расчёта показателей для анализа данных, а не для самого анализа.

Плюсы

- Отлично справляется со сложными математическими задачами. Количественный анализ с применением матричной алгебры и преобразований Фурье ему вполне по силам.

- Удобная визуализация данных. В MATLAB встроены инструменты для построения графиков и диаграмм.

- Широкая распространенность. MATLAB часто изучают в вузах и активно используют в научных целях, так что с ним умеет работать много специалистов.

Минусы

- Платная лицензия. За работу в MATLAB нужно платить, даже для использования в личных целях.

- Узкая сфера использования. Подходит только для математических расчётов, для других задач практически неприменим.

7. Julia

Julia - новый язык, который разрабатывали специально для работы с данными.
Это новый язык, который разрабатывали специально для работы с данными. Его используют в машинном обучении, создании компьютерных симуляций и для написания бэкенд-части приложений.

Плюсы

- Удобная работа с математическими функциями. У Julia более простой и понятный математический синтаксис, она во многом похожа на MATLAB, только проще и удобнее.

- Широкое применение. Julia подходит и для решения аналитических задач, и для написания полноценных приложений.

- Высокая скорость. Julia гораздо быстрее Python и может потягаться даже с С++.

- И динамическая, и статическая типизация. Типы можно задавать строго, а можно — динамически, в зависимости от задач.

Минусы

- Недостаточно готовых библиотек. Пока у этого языка программирования для анализа данных мало библиотек, они плохо структурированы, часто несовместимы и нередко имеют плохую документацию. Работать с ними сложно, и многое приходится писать с нуля.

- Мало информации. Сложно найти ответы на вопросы, так как сообщество языка пока очень маленькое.

- Функциональная ориентированность. Julia — не объектно-ориентированный язык, поэтому например с Python переучиться может быть сложно.

8. C++

Язык общего назначения C++
Это язык общего назначения: на нём пишут игры, программы и целые операционные системы. В сфере Big Data на C++ в основном пишут сами инструменты: например, MapReduce, хранилище Caffe, библиотеку нейронных сетей Minerva. Для работы с данными его используют редко, но всё же иногда применяют.

Плюсы

- Высочайшая скорость. С++ — один из самых быстрых языков программирования в мире. С алгоритмом, который на другом языке выполняется 10 минут, С++ справится за минуту. Скорость важна там, где нужно быстро обрабатывать большие данные — например, чтобы молниеносно принимать решения на их основе.

- Популярность. С++ существует давно, у него много сторонников и активных пользователей. Так что найти ответ на вопрос в интернете достаточно просто.

- ООП. Этот язык идеален для объектно-ориентированного программирования и разработки сложных проектов в больших командах.

Минусы

- Сложность. У С++ непростой синтаксис и много нюансов. Порог входа высокий, особенно если нужно решать такие специфические задачи, как анализ данных.

- Отсутствие готовых инструментов для анализа данных. Большинство инструментов придётся писать с нуля, что отнимет много времени.

Главное о языках для работы с Big Data

  1. Python — самый популярный и универсальный, но работает медленнее некоторых других и может вызывать ошибки в данных из-за динамической типизации.
  2. R идеально подходит для комплексной аналитики и содержит тысячи готовых функций, но очень непрост в освоении и почти неприменим для других задач программирования.
  3. Java быстрый и ещё более универсальный, чем Python, но сложнее в освоении и имеет меньше встроенных инструментов для анализа данных.
  4. Scala быстро работает с большими данными, но сложен в освоении и не очень популярен.
  5. Go очень простой и содержит много стандартных библиотек, но пока слишком молодой и не подходит для масштабных проектов.
  6. MATLAB хорошо справляется с математически сложными задачами, но только с ними — для других целей он неприменим. А ещё у него платная лицензия на использование.
  7. Julia разработана специально для работы с данными, она быстрая и удобная. Но из-за молодости пока содержит мало готовых функций и библиотек.
  8. С++, скорее, язык общего назначения, и для повседневной работы аналитика данных не подходит. Но он очень быстрый, поэтому выручит там, где нужна максимальная скорость работы программы.

Статью подготовили:

Мария Ефимова
Яндекс Практикум
Ревьюер направления Data Analysis Латинской Америки
Яндекс Практикум
Редактор

Дайджест блога: ежемесячная подборка лучших статей от редакции

Поделиться 

Успейте начать учебу в Практикуме до конца ноября со скидкой 20%

Thu Aug 01 2024 00:02:31 GMT+0300 (Moscow Standard Time)