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大数据分析与运用培训教材第1章大数据基础概念 (3)1.1 数据与大数据 (3)1.1.1 数据的概念 (3)1.1.2 大数据的定义 (4)1.2 大数据的特征与价值 (4)1.2.1 大数据的特征 (4)1.2.2 大数据的价值 (4)1.3 大数据应用领域 (4)1.3.1 金融领域 (4)1.3.2 电商领域 (5)1.3.3 医疗领域 (5)1.3.4 智能交通领域 (5)1.3.5 智能制造领域 (5)1.3.6 社交媒体领域 (5)1.3.7 治理领域 (5)第2章大数据技术架构 (5)2.1 分布式计算与存储 (5)2.1.1 分布式计算 (5)2.1.2 分布式存储 (6)2.2 数据采集与预处理 (6)2.2.1 数据采集 (6)2.2.2 数据预处理 (6)2.3 大数据生态系统 (7)第3章数据挖掘与机器学习 (7)3.1 数据挖掘基本概念 (7)3.2 机器学习算法及应用 (8)3.3 深度学习简介 (8)第4章数据可视化与展现 (9)4.1 数据可视化基本原理 (9)4.1.1 数据预处理 (9)4.1.2 选择合适的图表类型 (9)4.1.3 色彩与布局设计 (9)4.1.4 交互性设计 (9)4.2 常用数据可视化工具 (9)4.2.1 Tableau (10)4.2.2 Power BI (10)4.2.3 ECharts (10)4.2.4 Highcharts (10)4.3 数据可视化案例分析 (10)4.3.1 案例一：某电商平台销售数据分析 (10)4.3.2 案例二：某城市交通流量分析 (10)4.3.3 案例三：某企业人力资源分析 (10)4.3.4 案例四：某网站用户行为分析 (10)第5章数据仓库与OLAP (10)5.1 数据仓库概述 (10)5.1.1 数据仓库的定义与特点 (11)5.1.2 数据仓库的发展历程 (11)5.1.3 数据仓库在大数据分析中的应用 (11)5.2 数据仓库的设计与实现 (11)5.2.1 数据仓库架构 (11)5.2.2 数据仓库设计原则 (11)5.2.3 数据仓库实现步骤 (11)5.3 联机分析处理（OLAP） (11)5.3.1 OLAP的定义与特点 (11)5.3.2 OLAP的分类 (12)5.3.3 OLAP的应用场景 (12)第6章大数据分析方法与模型 (12)6.1 描述性分析 (12)6.1.1 数据预处理 (12)6.1.2 统计分析 (12)6.1.3 可视化分析 (12)6.2 预测性分析 (12)6.2.1 机器学习算法 (13)6.2.2 时间序列分析 (13)6.2.3 深度学习模型 (13)6.3 指导性分析 (13)6.3.1 优化模型 (13)6.3.2 决策树分析 (13)6.3.3 关联规则挖掘 (13)第7章行业大数据应用案例 (14)7.1 金融行业大数据应用 (14)7.1.1 信贷风险评估 (14)7.1.2 反洗钱监测 (14)7.1.3 个性化理财推荐 (14)7.2 电商行业大数据应用 (14)7.2.1 用户画像分析 (14)7.2.2 库存管理优化 (14)7.2.3 供应链优化 (14)7.3 医疗行业大数据应用 (14)7.3.1 疾病预测与防控 (14)7.3.2 个性化治疗与健康管理 (15)7.3.3 医疗资源优化配置 (15)第8章大数据安全与隐私保护 (15)8.1 大数据安全挑战 (15)8.2 数据加密与安全存储 (15)8.3 隐私保护技术 (16)第9章大数据项目管理与实施 (16)9.1 项目管理基础 (16)9.1.1 项目管理概述 (16)9.1.2 项目管理生命周期 (16)9.1.3 项目管理知识领域 (17)9.2 大数据项目实施流程 (17)9.2.1 项目启动 (17)9.2.2 项目规划 (17)9.2.3 项目执行 (17)9.2.4 项目监控与控制 (17)9.2.5 项目收尾 (17)9.3 项目风险管理 (17)9.3.1 风险管理概述 (17)9.3.2 风险识别 (17)9.3.3 风险评估与量化 (18)9.3.4 风险应对与监控 (18)第10章大数据未来发展趋势与展望 (18)10.1 新一代大数据技术 (18)10.1.1 分布式存储技术 (18)10.1.2 计算引擎优化 (18)10.1.3 数据处理与分析方法创新 (18)10.1.4 数据安全与隐私保护技术 (18)10.2 人工智能与大数据 (19)10.2.1 人工智能在大数据处理中的应用 (19)10.2.2 大数据驱动的发展 (19)10.2.3 人工智能助力大数据应用创新 (19)10.3 数据驱动的社会变革 (19)10.3.1 治理与公共服务 (19)10.3.2 产业升级与转型 (19)10.3.3 社会科学研究与创新 (19)10.4 大数据产业发展趋势 (19)10.4.1 产业链完善与优化 (20)10.4.2 市场规模持续扩大 (20)10.4.3 产业政策支持力度加大 (20)10.4.4 国际竞争加剧 (20)第1章大数据基础概念1.1 数据与大数据1.1.1 数据的概念数据（Data）是对现实世界事物的抽象描述，是信息的载体。
大数据技术教案【引言】大数据技术正逐渐成为现代社会中不可或缺的重要组成部分。
随着科技的发展和信息的爆炸式增长，人们需要处理和分析的数据量也越来越大，这就迫使我们寻找更先进的技术来应对这一挑战。
本教案旨在介绍大数据技术的概念、应用以及具体实施方法，帮助学生全面了解大数据技术的原理和意义，为他们开启大数据领域的学习之旅。
【第一部分：大数据技术概述】近年来，大数据技术逐渐崭露头角，成为科技界的热门话题。
那么，什么是大数据技术呢？1.1 定义大数据技术是指应对数据量巨大、种类繁多且速度快的数据进行处理和分析的一系列方法、工具和技术。
通过大数据技术，我们能够从庞杂的数据中提取有意义的信息，为决策提供科学的依据。
1.2 特点大数据技术具有以下几个显著特点：- 数据量大：传统数据库无法储存和处理的超大规模数据；- 高速性：实时或近实时地对数据进行处理和分析；- 多样性：结构化、半结构化和非结构化数据的混合；- 价值密度低：很多数据虽然庞大，但其中只有一小部分对决策产生重要影响；- 数据质量不可靠：大数据中存在一定比例的错误数据，需要进行清洗和筛选。
1.3 应用领域大数据技术在各个领域都有广泛的应用。
以下是一些典型的应用领域：- 金融行业：通过对海量交易数据进行分析，预测市场趋势和风险；- 医疗保健：利用大数据技术进行疾病防控和诊断；- 零售行业：通过分析消费者购物行为，制定精准的推广策略；- 物流管理：通过实时监控和预测，提高物流效率；- 社交网络：通过挖掘用户行为和兴趣，实现个性化推荐。
【第二部分：大数据技术实施方法】学习了大数据技术的概念和应用领域后，我们需要了解具体的实施方法。
2.1 数据收集大数据技术的第一步是数据的收集。
数据可以来自于多个渠道，如传感器、社交媒体、日志文件等。
在数据收集的过程中，需要确保数据的完整性和准确性。
2.2 数据清洗与预处理通常情况下，原始数据中存在许多无效、重复或错误的信息。
《大数据技术基础》教案课时分配表章序课程内容课时备注1 大数据概述 42 大数据处理平台Hadoop 43 数据采集与预处理 44 数据存储与管理 45 数据处理与分析 66 数据可视化 47 大数据思维与安全 28 城市空气质量大数据分析实战 4合计32课题大数据概述（一）课时2课时（90 min）教学目标知识技能目标：（1）理解大数据的概念和主要特征。
（2）了解大数据的发展现状与趋势。
（3）了解我国的大数据发展战略（4）理解大数据的处理流程思政育人目标：深刻理解大数据作为国家基础性战略资源的重要意义，如推动经济发展、完善社会治理、提升政府服务和监管能力等，进一步加强对信息化新阶段和数字经济的认识，不断提升自身的信息素养。
教学重难点教学重点：大数据的概念和特征教学难点：大数据的处理流程教学方法案例分析法、问答法、讨论法、讲授法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计第1节课：考勤（2 min）→新课预热（10 min）→问题导入（5 min）→传授新知（18 min）→课堂讨论（10 min）第2节课：问题导入（5 min）→传授新知（20 min）→课堂互动（15 min）→课堂小结（3 min）→作业布置（2 min）教学过程主要教学内容及步骤设计意图第一节课考勤（2 min）⏹【教师】使用APP进行签到⏹【学生】按照老师要求签到培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况新课预热（10 min）⏹【教师】自我介绍，与学生简单互动，介绍课程内容、考核标准等⏹【学生】聆听、互动⏹【教师】利用多媒体课件展示大数据的广泛应用，并和学生互动，询问学生对于大数据的印象随着信息技术的飞速发展和计算机教育的普及，社会对大数据的依赖越来越大，大数据应用也随处可见，我们经常使用的各类软件都有大数据应用的痕迹，例如抖音，淘宝，微博，微信等等。
通过老师自我介绍，与学生相互熟悉，并让学生了解这门课的大致要求2⏹【学生】聆听、记录、互动、理解问题导入（5 min）⏹【教师】提出以下问题：你认为什么是大数据？它的优缺点各是什么？⏹【学生】思考、举手回答⏹【教师】通过学生的回答引入要讲的知识通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣传授新知（18 min）⏹【教师】通过学生的回答引入要讲的知识，介绍大数据的概念、特征和发展一、什么是大数据✈【教师】通过多媒体展示数据的基本概念和对于生活的重要作用数据是用来记录客观事物或事件的符号，具体来说，是对客观事物或事件的性质、状态及相互关系等信息进行记录的物理符号。
《大数据技术基础》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：16176903课程名称：大数据技术基础英文名称：Fundamentals of Big Data Technology课程类别：专业课学时：48学分：3适用对象: 软件工程，计算机科学与技术，大数据管理考核方式：考核先修课程：计算机网络，云计算基础，计算机体系结构，数据库原理，JA V A/Python 程序设计二、课程简介当前在新基建和数字化革命大潮下，各行各业都在应用大数据分析与挖掘技术，并紧密结合机器学习深度学习算法，可为行业带来巨大价值。
这其中大数据处理与开发框架等大数据技术是进行数字化，数智化应用建设的核心和基础，只有努力提升大数据处理与开发技术与性能，建立行业数字化和智能化转型升级才能成功。
大数据处理与开发技术是新基建和数字化革命核心与基础。
大数据技术基础课程，为学生搭建起通向“大数据知识空间”的桥梁和纽带，以“构建知识体系、阐明基本原理、引导初级实践、了解相关应用”为原则，为学生在大数据领域“深耕细作”奠定基础、指明方向。
课程将系统讲授大数据的基本概念、大数据处理架构Hadoop、分布式文件系统HDFS、分布式数据库HBase、NoSQL数据库、云数据库、分布式并行编程模型MapReduce、基于内存的大数据处理架构Spark、大数据在互联网、生物医学和物流等各个领域的应用。
在Hadoop、HDFS、HBase、MapReduce、Spark等重要章节，安排了入门级的实践操作，让学生更好地学习和掌握大数据关键技术。
同时本课程将介绍最前沿的业界大数据处理与开发技术和产品平台，包括阿里大数据服务平台maxcompute，华为大数据云服务平台FusionInsight，华为高性能分布式数据库集群GaussDB等业界最先进技术，以及国家大数据竞赛平台网站和鲸社区。
让学生学以致用，紧跟大数据领域最领先技术水平，同时，面对我国民族企业，头部公司在大数据领域取得的巨大商业成功与前沿技术成果应用产生强烈民族自豪感，为国家数字化经济与技术发展努力奋斗，勇攀知识高峰立下志向。
《⼤数据技术原理与应⽤》第⼆版-第⼀章⼤数据概述
数据量⼤
数据类型繁多
处理速度快
价值密度低
研究变化经历了从实验到理论到计算再到数据
思维的变化
1. 全样⽽⾮抽样
2. 效率⽽⾮精准
3. 相关⽽⾮因果
1. 批处理计算，主要针对于⼤规模的数据批量处理。
MapReduce⽤于⼤规模的数据集（1TB）的并⾏运算。
Spark是⼀个针对超⼤数据集合低延时的集群分布式计算系
统，⽐MapReduce快许多。
2. 流计算，流数据或数据流是指在时间分布和数量上⽆限的⼀系列动态数据集合，必须采⽤实时计算⽅式给出秒级响应。
商业级平台：Streams、StreamBase；第⼆类
是开源的计算平台，Storm、Yahoo、S4、Spark Streaming
3. 图计算。
Pregel是实现并⾏图处理系统，主要⽤于图遍历、最短路径、PageRank计算，还有其他Giraph、GraphX、PowerGraph、GoldenOrb、Hama
4. 查询分析计算，需要提供实时或准实时的响应，⾕歌的Dremel、Impala、Hive、Cassandra
1. 云计算包括三种典型的服务模式，IaaS（基础设施服务即计算资源和存储）、PaaS（平台即服务）、SaaS（软件即服务）
2. 公有云、私有云、混合云
3. 云计算关键技术：包括虚拟技术、分布式存储、分布式计算、多租户。
4. 物联⽹是物物相连的互联⽹的延伸，他利⽤局部⽹络或者互联⽹等通信技术把传感器、控制器、机器、⼈员和物通过新的⽅式连接在⼀起，形成了⼈与物、物与物相
连，实现信息化和远程管理控制。
(完整)大数据技术与应用基础-教学大纲编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)大数据技术与应用基础-教学大纲）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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《大数据技术与应用基础》教学大纲学时：60代码：适用专业：制定:审核：批准：一、课程的地位、性质和任务大数据技术的发展，已被列为国家重大发展战略。
而在过去的几年里,无论是聚焦大数据发展的《促进大数据发展行动纲要》，还是《“十三五”规划》中都深刻体现了政府对大数据产业和应用发展的重视。
目前国内大数据发展还处于加速期、转型期，数据与传统产业的融合还处于起步阶段，各行业对大数据分析和挖掘的应用还不理想。
但随着市场竞争的加剧，各行业对大数据技术研究的热情越来越高，在未来几年，各领域的数据分析都将大规模应用。
本课程在注重大数据时代应用环境前提下,考虑大数据处理分析需求多样复杂的基本情况,从初学者角度出发，以轻量级理论、丰富的实例对比性地介绍大数据常用计算模式的各种系统和工具.考虑到当前大数据发展处于起步并逐步赶超先进的阶段,其应用领域丰富广泛,在教学过程中应注重掌握大数据分析的实践操作.本课程通过丰富简单易上手的实例，让学生能够切实体会和掌握各种类型工具的特点和应用.二、课程教学基本要求1. 了解大数据的发展和基本概念，理解并掌握大数据的特征及主要技术层面。
2。
掌握Scrapy环境的搭建，了解网络爬虫获取数据的过程，熟悉爬虫项目的创建。
3。
深刻了解hadoop的基础理论，理解并掌握Hadoop单机及集群环境的部署方法。
大数据基础-第一章-大数据概述大数据基础-第一章-大数据概述本章主要介绍大数据的基础知识和概念。
首先，我们将探讨大数据的定义、特征以及对社会和业务的影响。
接着，我们将介绍大数据处理的挑战和解决方案。
最后，我们将提供有关大数据应用领域和示例的概述。
1：大数据的定义大数据是指以传统数据库技术无法进行有效处理和分析的海量、高速的结构化、半结构化和非结构化数据。
2：大数据的特征- 体量大：大数据通常以TB、PB甚至EB为单位进行量化。
- 速度快：大数据的产生速度非常快，需要实时或近实时进行处理和分析。
- 多样性：大数据包括结构化、半结构化和非结构化数据，来自于各种不同的数据源。
- 真实性：大数据反映了真实世界的复杂性和多样性。
- 可变性：大数据的内容和结构可能会随时间改变。
3：大数据对社会和业务的影响- 科学研究：大数据可以帮助科学家进行更具深度和广度的研究，探索新的发现和模式。
- 商业洞察：通过分析大数据，企业可以获取有关客户行为、市场趋势和竞争对手的洞察，以做出更明智的决策。
- 风险管理：大数据可以帮助企业预测和管理风险，减少潜在的损失。
- 公共服务：可以利用大数据优化城市规划、公共安全和社会福利等服务。
4：大数据处理的挑战和解决方案- 存储挑战：大数据的存储需求巨大，需要使用分布式存储系统和云计算等技术来满足需求。
- 处理挑战：传统的数据处理方法无法满足大数据的需求，需要使用分布式处理框架和并行计算技术。
- 分析挑战：大数据的复杂性和多样性使得数据分析变得更加困难，需要使用机器学习和数据挖掘等技术。
- 隐私和安全挑战：大数据的处理和分析涉及大量的个人和机密数据，需要确保数据的隐私和安全。
5：大数据应用领域和示例- 零售业：通过分析大数据，零售商可以了解客户的购买习惯和喜好，提供个性化的服务和推荐。
- 金融业：大数据可以帮助金融机构进行风险评估、欺诈检测和市场预测等工作。
- 健康医疗：通过分析大数据，医疗机构可以进行精准的疾病诊断和治疗，改善健康管理和预防措施。
第1章Hadoop技术概述1.Hadoop2.0包含哪些核心组件？MapReduce、HDFS、YARN2.Hadoop包含哪些优势？方便、弹性、健壮、简单3.Hadoop有哪些应用领域？运营商、电子商务、在线旅游、欺诈检测、医疗保健、能源开采、金融、直播、在线教育等等4.Hadoop有几种运行模式？单机模式、伪分布模式、完全分布式模式5.Hadoop伪分布集群包含哪些守护进程？DataNode、NodeManager、ResourceManager、SecondaryNameNode、NameNode 第2章Hadoop分布式文件系统（HDFS）1.简述HDFS的设计理念？HDFS的设计理念来源于非常朴素的思想：即当数据文件的大小超过单台计算机的存储能力时，就有必要将数据文件切分并存储到由若干台计算机组成的集群中，这些计算机通过网络进行连接，而HDFS 作为一个抽象层架构在集群网络之上，对外提供统一的文件管理功能，对于用户来说就感觉像在操作一台计算机一样，根本感受不到HDFS 底层的多台计算机，而且HDFS还能够很好地容忍节点故障且不丢失任何数据。
2.简述FSImage和Edit Log的合并过程？FSImage和EditLog合并的详细步骤如下所示。
（1）SecondaryNameNode（即从元数据节点）引导NameNode（即元数据节点）滚动更新EditLog，并开始将新的EditLog写进edits.new。
（2）SecondaryNameNode将NameNode的FSImage(fsimage)和EditLog(edits)复制到本地的检查点目录。
（3）SecondaryNameNode将FSImage(fsimage)导入内存，并回放EditLog(edits)，将其合并到FSImage(fsimage.ckpt)，并将新的FSImage(fsimage.ckpt)压缩后写入磁盘。
第一章大数据技术概述1.1 大数据的概念近几年来，互联网技术飞速发展，特别是社交网络、物联网、云计算、雾计算技术的兴起与普及，以及各种传感器的广泛应用，数量庞大、种类众多、时效性强的非结构化数据成指数级增长，传统的数据存储、分析技术在实时处理大量的非结构化信息时遇到瓶颈，大数据的概念应运而生。
到底什么是大数据？大数据的特征是什么？大数据与传统上的数据有哪些不同特性？大数据具有哪些应用价值？大数据通常的处理技术有哪些？针对这些问题，我们将在本教程中逐一探讨。
1.1.1什么是大数据在探讨什么是大数据前，我们先来了解一下什么是数据。
传统意义上的数据是对客观事物的逻辑归纳，是事实或观察的结果，是用于表示客观事物的未经加工的“有根据的数字”。
数据源于测量，是对客观世界测量结果的记录。
人类一切语言文字、图形图画、音像记录，所有感官可以察觉的事物，只要能被记下来，能够查询到，就都是数据(data)。
当人类进入信息时代之后，数据是一切能输入计算机并被计算机程序处理，具有一定意义的数字、字母、符号和模拟量等的通称。
数据可以是连续的值，比如声音、图像，称之为模拟数据；它也可以是离散的，如符号、文字，称之为数字数据。
在现代计算机系统中，所有的数据都是数字的。
数字数据是所有数据中最容易被处理的一种，许多和数据相关的概念，都是立足于数字数据。
传统意义上的数据一词，尤其是相对于今天的“大数据”的“小数据”,主要指的就是数字数据，甚至在很多情况下专指统计数字数据，这些数字数据用来描述某种客观事物的属性。
大数据属于数据范畴，在类型上涵盖模拟数据和数字数据，在体量方面，具有数据庞大的特征，在数据处理方式，与传统的数据处理方式有所不同。
人们在早些年习惯把规模庞大的数据称为“海量数据”，但实际上，大数据（Big Data）这个概念在2008年就已经被提出。
2008年，在Google公司成立10周年之际，著名的《自然》杂志专门出版了一期专刊，讨论大数据相关的一系列技术问题，其中就提出了大数据（Big Data）的概念。
