大数据技术与应用 - 大数据关键技术与处理平台 - 第一课
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《Hadoop大数据技术与应用》课程教学大纲
【课程名称】HadoOP大数据技术与应用
【课程类型】专业必修课
【授课对象】大数据技术与应用、云计算技术与应用专业、人工智能技术专业高职,二年级学生【学时学分】周学时4,64学时,6学分
【课程概况】
《Hadoop大数据技术与应用》课程是大数据技术与应用、云计算技术与应用专业必修课,是计算机基础理论与应用实践相结合的课程,也是大数据专业的高核心课程,它担负着系统、全面地理解大数据,提高大数据应用技能的重任。
本课程的先修课为《大数据技术概论》、《编程基础》、《1inux操作系统》、《数据库设计与实现》等课程,要求学生掌握HadOOP生态系统的框架组件,操作方法。
[课程目标]
通过本课程的学习,让学生接触并了解HadOOP生态系统各组件的原理和使用方法,使学生具有Had。
P相关技术,具备大数据开发的基本技能,并具有较强的分析问题和解决问题的能力,为将来从事大数据相关领域的工作打下坚实的基础。
【课程内容及学时分布】
【使用教材及教学参考书】
使用教材:《Hadoop生态系统及开发》,邓永生、刘铭皓等主编,西安电子
科技大学出版社,2023年
大纲执笔人:
大纲审定人:
年月日。
大数据应用与技术培训手册第一章大数据概述 (3)1.1 大数据概念与特征 (3)1.1.1 数据量大(Volume):大数据涉及的数据量通常非常庞大,远远超出了传统数据库的处理范围,需要采用新型技术来应对。
(3)1.1.2 数据类型繁多(Variety):大数据包括结构化数据、非结构化数据和半结构化数据,数据类型丰富多样,如文本、图片、音频、视频等。
(3)1.1.3 处理速度快(Velocity):大数据的处理速度要求高,需要在短时间内完成数据的采集、存储、处理和分析,以满足实时性需求。
(3)1.1.4 价值密度低(Value):在大数据中,有价值的信息往往隐藏在海量数据之中,需要通过数据挖掘和分析技术提取出有价值的信息。
(3)1.2 大数据发展历程 (3)1.2.1 数据积累阶段:互联网、物联网和社交媒体的快速发展,人类产生和积累的数据量呈指数级增长。
(3)1.2.2 技术创新阶段:为了应对大数据的挑战,分布式计算、云计算、数据挖掘和可视化等技术应运而生,为大数据处理和分析提供了技术支持。
(3)1.2.3 应用拓展阶段:大数据技术的成熟,各行业纷纷将其应用于实际业务中,推动了大数据在各领域的应用和发展。
(3)1.3 大数据应用领域 (3)1.3.1 金融领域:大数据技术在金融领域中的应用包括风险管理、欺诈检测、客户画像等。
(4)1.3.2 医疗健康领域:大数据技术可以用于疾病预测、药物研发、医疗资源优化等。
41.3.3 零售领域:通过分析消费者行为数据,企业可以优化商品推荐、库存管理等。
41.3.4 智能制造领域:大数据技术可以应用于工厂生产优化、产品故障预测等。
(4)1.3.5 社会治理领域:大数据技术在公共安全、交通管理、城市规划等方面具有重要作用。
(4)1.3.6 教育领域:大数据技术可以用于教育资源的优化配置、个性化教学等。
(4)1.3.7 文体娱乐领域:大数据技术在电影、音乐、游戏等产业中的应用,可以提升用户体验,推动产业发展。
六年级下册科普版大数据第一课测评听力部分的答案1、IP 协议的核心问题是()。
中[单选题] *A.传输B.寻径(正确答案)C.封装D.选择2、TCP/IP 协议参考模型共分了()层。
易[单选题] *A.B.C.D. (正确答案)3、下列对IPv 地址FF::::BC:::D 的简化表示中,错误的是(B )。
中[单选题] *A.FF:::BC:::DB.FF:::BC::D(正确答案)C.FF::::BC::DD.FF::::BC::D4、下列不能用作存储容量单位的是______。
[单选题] * A:ByteB:GBC:MIPS(正确答案)D:KB5、病毒防火墙与网络防火墙的作用是()[单选题] * A.一样的,安装一个就行B.一样的,但安装两个更好C.不一样的,最好两者都有(正确答案)D.不一样的,病毒防火墙更重要6、网络体系结构可以定义为()易[单选题] *A. 一种计算机网络的实现B. 建立和使用通信硬件和软件的一套规则和规范(正确答案)C.执行计算机数据处理的软件模块D. 由ISO(国际标准化组织)制定的一个标准7、15.下列叙述中,错误的是()。
[单选题] *A.硬磁盘可以与CPU之间直接交换数据(正确答案)B.硬磁盘在主机箱内,可以存放大量文件C.硬磁盘是外存储器之一D.硬磁盘的技术指标之一是每分钟的转速rpm8、两台PC相连需要使用()。
[单选题] *A交叉线(正确答案)B交连线C直通线D直连线9、84.调制解调器(Modem)的功能是()[单选题] *A.将计算机的数字信号转换成模拟信号B.将模拟信号转换成计算机的数字信号C.将数字信号与模拟信号互相转换(正确答案)D.为了上网与接电话两不误10、14.下列设备中,可以作为微机输入设备的是()[单选题] *A.打印机B.显示器C.鼠标器(正确答案)D.绘图仪11、72.在下列关于字符大小关系的说法中,正确的是()。
[单选题] *A.空格>a>AB.空格>A>aC.a>A>空格(正确答案)D.A>a>空格12、()是显示器的一个重要技术指标。
大数据处理技术Big Data Technology课程代码:08410128学分:3学时:56(其中:课堂教学学时:40 实验学时:0 上机学时:16 课程实践学时:0 )先修课程:计算机基础适用专业:信息管理与信息系统专业,电子商务专业,工业工程专业教材:大数据技术原理与应用(林子雨著,人民邮电出版社)一、课程性质与课程目标(一)课程性质(需说明课程对人才培养方面的贡献)本课程是“信息管理与信息系统”专业的一门专业选修课。
大数据作为继云计算、物联网之后IT行业又一颠覆性的技术,备受关注。
大数据时代的到来,迫切需要高校及时建立大数据技术课程体系,为社会培养和输送一大批具备大数据专业素养的高级人才,满足社会对大数据人才日益旺盛的需求。
本课程定位为大数据技术入门课程,为学习者搭建起通向“大数据知识空间”的桥梁和纽带,帮助学习者形成对大数据知识体系及其应用领域的轮廓性认识,为他们在大数据领域“深耕细作”奠定基础、指明方向。
(二)课程目标(根据课程特点和对毕业要求的贡献,确定课程目标。
应包括知识目标和能力目标。
)1. 把握大数据基本概念和应用领域,大数据处理架构及相关流行技术等。
培养学生熟练运用信息化工程理论、方法和工具,并具有大数据规范、分析和实施的基本技能;2. 对大数据存储相关技术的概念和原理具有一般性认识,并初步培养信息素养和信息处理能力,从而具备在政府、企业信息化过程担任管理信息化咨询,信息系统运维管理和信息化项目评价能力;3. 加强大数据处理和分析的核心技术的理解与学习,培养学习者将大数据与企业和社会实践紧密结合的意识,能系统掌握信息技术和信息管理基本理论、知识和技能,并可承担信息中心的信息处理技术工作与培训机构的教育工作;4. 训练自主学习和探究分析大数据领域的研究内容及发展动向的能力,能承担软件公司的信息系统开发、实施指导与监理工作。
注:工程类专业通识课程的课程目标应覆盖相应的工程教育认证毕业要求通用标准;(三)课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系(认证专业专业必修课程填写)注:课程目标与毕业要求指标点对接的单元格中可输入“ ”,也可标注“H、M、L”。
大数据处理技术ppt讲课稿科信办刘伟第一节 Mapreduce编程模型:1.技术背景:分布式并行计算是大数据(pb)处理的有效方法,编写正确高效的大规模并行分布式程序是计算机工程领域的难题:分布式并行计算是大数据(pb)处理的有效方法,编写正确高效的大规模并行分布式程序是计算机工程领域的难题。
并行计算的模型、计算任务分发、计算机结果合并、计算节点的通讯、计算节点的负载均衡、计算机节点容错处理、节点文件的管理等方面都要考虑。
谷歌的关于mapreduce论文里这么形容他们遇到的难题:由于输入的数据量巨大,因此要想在可接受的时间内完成运算,只有将这些计算分布在成百上千的主机上。
如何处理并行计算、如何分发数据、如何处理错误?所有这些问题综合在一起,需要大量的代码处理,因此也使得原本简单的运算变得难以处理,普通程序员无法进行大数据处理。
为了解决上述复杂的问题,谷歌设计一个新的抽象模型,使用这个抽象模型,普通程序员只要表述他们想要执行的简单运算即可,而不必关心并行计算、容错、数据分布、负载均衡等复杂的细节,这些问题都被封装了,交个了后台程序来处理。
这个模型就是mapreduce。
谷歌2004年公布的mapreduce编程模型,在工业、学术界产生巨大影响,以至于谈大数据必谈mapreduce。
学术界和工业界就此开始了漫漫的追赶之路。
这期间,工业界试图做的事情就是要实现一个能够媲美或者比Google mapreduce更好的系统,多年的努力下来,Hadoop(开源)脱颖而出,成为外界实现MapReduce计算模型事实上的标准,围绕着Hadoop,已经形成了一个庞大的生态系统2. mapreduce的概念:MapReduce是一个编程模型,一个处理和生成超大数据集的算法模型的相关实现。
简单的一句话解释MapReduce就是“任务的分解与结果的汇总”。
MapReduce从它名字上来看就大致可以看出个缘由,两个动词Map和Reduce,“Map(展开)”就是将一个任务分解成为多个任务,“Reduce”就是将分解后多任务处理的结果汇总起来,得出最后的分析结果。
《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。
4. 掌握HDFS的基本概念和HDFS在hadoop中的作用,理解并识记HDFS的使用,了解HDFS的JAVA API接口及数据流原理;让学生明白Map过程与Reduce过程这两个独立部分各自的原理及合作途径,知道如何独立编写满足自己需求的MapReduce程序。
5. 理解HBase中涉及的基本概念,掌握HBase的简单应用;让学生了解数据仓库的基础概念,熟悉Hive与HDFS、MapReduce直接的关心。
6. 熟悉Spark和RDD的基本概念,熟悉spark接口的使用,解决实战时的步骤及思路。
大数据技术与应用网络与交换技术国家重点实验室交换与智能控制研究中心程祥2016年9月课程内容•大数据关键技术与典型处理平台•大数据存储和管理•大数据处理和分析•大数据应用提纲1. 大数据关键技术2. 大数据处理平台1.大数据关键技术技术层面功能数据采集利用ETL(英Extract-Transform-Load)工具、网络爬虫等将数据源中的数据如关系数据、平面文件等,抽取到临时中间层后进行清洗、转换、集成,最后加载到数据仓库或数据集市中,成为联机分析处理、数据挖掘的基础;或者也可以把实时采集的数据作为流计算系统的输入,进行实时处理分析数据存储和管理利用分布式文件系统、关系数据库、NoSQL数据库、NewSQL 数据库、云数据库等,实现对结构化、半结构化和非结构化海量数据的存储和管理数据处理与分析利用分布式并行编程模型和计算框架,结合机器学习和数据挖掘算法,实现对海量数据的处理和分析;对分析结果进行可视化呈现,帮助人们更好地理解数据、分析数据数据隐私和安全在从大数据中挖掘潜在的巨大商业价值和学术价值的同时,构建隐私数据保护体系和数据安全体系,有效保护个人隐私和数据安全1.大数据关键技术(续)分布式存储分布式处理大数据核心技术分布式文件系统,例如,HDFS 分布式数据库,例如,HBase …批处理计算,例如,Hadoop 流计算,例如,Storm 图计算,例如,Pregel 分析和挖掘,例如,Hive,Mahout …2.大数据处理平台2.1 Google的“三驾马车”2.2 硬件支撑环境2.3 Hadoop概述2.4 Hadoop项目结构2.5 Hadoop安装2.6 Hadoop集群中节点角色2.1 Google的“三驾马车”•Google File System (GFS)–适用于大规模分布式数据处理相关应用的、可扩展的分布式文件系统•Mapreduce–一种用于大规模数据集的并行编程模型•BigTable–一种构建在GFS之上的分布式数据库最原始、最基础的大数据处理平台2.2 硬件支撑环境•廉价PC机组成的集群(或云计算数据中心)2.3 Hadoop概述2.3.1 Hadoop简介2.3.2 Hadoop发展简史2.3.3 Hadoop特性2.3.4 Hadoop应用现状2.3.5 Apache Hadoop版本演变2.3.6 各种分支2.3.1 Hadoop简介•Hadoop是Apache软件基金会旗下的一个开源分布式计算平台,为用户提供了系统底层细节透明的分布式基础架构•Hadoop是基于Java语言开发的,具有很好的跨平台特性,并且可以部署在廉价的计算机集群中•Hadoop的核心是分布式文件系统HDFS(Hadoop Distributed File System)和MapReduce•Hadoop被公认为行业大数据标准开源软件,在分布式环境下提供了海量数据的处理能力•几乎所有主流厂商都围绕Hadoop提供开发工具、开源软件、商业化工具和技术服务,例如,Yahoo!,FaceBook,Twitter等2.3.2 Hadoop 发展简史•Hadoop最初是由Apache Lucene项目的创始人Doug Cutting 开发的文本搜索库。
Hadoop 源自始于2002年的Apache Nutch项目——一个开源的网络搜索引擎并且也是Lucene项目的一部分•在2004年,Nutch项目也模仿GFS开发了自己的分布式文件系统NDFS(Nutch Distributed File System ),也就是HDFS的前身•2004年,谷歌公司又发表了另一篇具有深远影响的论文,阐述了MapReduce分布式编程思想•2005年,Nutch开源实现了谷歌的MapReduceHadoop的标志2.3.2 Hadoop发展简史(续)•到了2006年2月,Nutch中的NDFS和MapReduce开始独立出来,成为Lucene项目的一个子项目,称为Hadoop,同时,Doug Cutting加盟雅虎•2008年1月,Hadoop正式成为Apache顶级项目,Hadoop也逐渐开始被雅虎之外的其他公司使用•2008年4月,Hadoop打破世界纪录,成为最快排序1TB数据的系统,它采用一个由910个节点构成的集群进行运算,排序时间只用了209秒•在2009年5月,Hadoop更是把1TB数据排序时间缩短到62秒。
Hadoop从此名声大震,迅速发展成为大数据时代最具影响力的开源分布式开发平台,并成为事实上的大数据处理标准2.3.3 Hadoop特性Hadoop是一个能够对大数据进行分布式处理的软件框架,它具有以下几个方面的特性:•高可靠性•高效性•高可扩展性•高容错性•成本低•运行在Linux平台上•支持多种编程语言2.3.4 Hadoop应用现状•Hadoop凭借其突出的优势,已经在各个领域得到了广泛的应用,而互联网领域是其应用的主阵地•2007年,雅虎在Sunnyvale总部建立了M45——一个包含了4000个处理器和1.5PB存储容量的Hadoop集群系统•Facebook作为全球知名的社交网站,Hadoop是非常理想的选择,Facebook主要将Hadoop平台用于日志处理、推荐系统和数据仓库等方面•国内采用Hadoop的公司主要有百度、淘宝、网易、华为、中国移动等2.3.5 Apache Hadoop版本演变•Apache Hadoop版本分为两代,我们将第一代Hadoop称为Hadoop 1.0,第二代Hadoop称为Hadoop 2.0•第一代Hadoop包含三个大版本,分别是0.20.x,0.21.x和0.22.x,其中,0.20.x最后演化成1.0.x,变成了稳定版,而0.21.x和0.22.x则增加了NameNode HA等特性•第二代Hadoop包含两个版本,分别是0.23.x和2.x,它们完全不同于Hadoop 1.0,是一套全新的架构,均包含HDFS Federation和YARN两个系统,相比于0.23.x,2.x增加了NameNode HA和Wire-compatibility两个特性2.3.5 Apache Hadoop版本演变(续)2.3.6 各种分支Apache HadoopHortonworksCloudera(CDH:Cloudera Distribution Hadoop)MapR……选择Hadoop版本的考虑因素:•是否开源(即是否免费)•是否有稳定版•是否经实践检验•是否有强大的社区支持2.3.6 各种分支(续)2.4 Hadoop项目结构Hadoop的项目结构不断丰富发展,已经形成一个丰富的Hadoop生态系统2.4 Hadoop项目结构(续)组件功能HDFS分布式文件系统MapReduce分布式并行编程模型YARN资源管理和调度器Tez运行在YARN之上的下一代Hadoop查询处理框架Hive Hadoop上的数据仓库HBase Hadoop上的非关系型的分布式数据库Pig一个基于Hadoop的大规模数据分析平台,提供类似SQL的查询语言Pig LatinSqoop用于在Hadoop与传统数据库之间进行数据传递Oozie Hadoop上的工作流管理系统Zookeeper提供分布式协调一致性服务Storm流计算框架Flume一个高可用的,高可靠的,分布式的海量日志采集、聚合和传输的系统Ambari Hadoop快速部署工具,支持Apache Hadoop集群的供应、管理和监控Kafka一种高吞吐量的分布式发布订阅消息系统,可以处理消费者规模的网站中的所有动作流数据Spark类似于Hadoop MapReduce的基于内存的通用并行计算框架2.4 Hadoop项目结构(续)•向着一个平台多种用途发展2.5 Hadoop安装•Linux的选择在Linux系统各个发行版中,CentOS系统和Ubuntu系统在服务端和桌面端使用占比最高,网络上资料最是齐全,所以建议使用CentOS或Ubuntu在学习Hadoop方面,虽然两个系统没有多大区别,但是推荐使用Ubuntu操作系统•选择32位系统还是64位系统如果电脑比较老或者内存小于等于2G,那么建议选择32位系统版本的Linux如果内存大于4G,那么建议选择64位系统版本的Linux2.5 Hadoop安装(续)•Linux安装方式:选择虚拟机安装还是双系统安装 建议电脑比较新或者配置内存4G以上的电脑可以选择虚拟机安装,例如,安装VirtualBox,再安装Ubuntu电脑较旧或配置内存小于等于4G的电脑可以选择双系统安装•Hadoop安装方式单机模式:Hadoop默认模式为非分布式模式(本地模式),无需进行其他配置即可运行。
非分布式即单Java进程,方便进行调试 伪分布式模式:Hadoop可以在单节点上以伪分布式的方式运行,Hadoop进程以分离的Java进程来运行,节点既作为NameNode 也作为DataNode,同时,读取的是HDFS中的文件分布式模式:可以使用多台PC机构成集群环境来运行Hadoop;也可以在云环境中运行Hadoop2.6 Hadoop集群中节点角色•Hadoop使用Master/Slave架构,节点角色有以下五种:✓NameNode✓Secondary NameNode✓DataNode✓JobTracker✓TaskTracker•Master节点逻辑上包含一个NameNode、一个Secondary NameNode和一个JobTracker,他们可以运行在不同的物理节点上•每一个Slave节点逻辑上包含一个DataNode和TaskTracker ,他们也可以运行在不同的物理节点上•NameNode整个Hadoop集群中只有一个NameNode。
它是整个系统的“总管”,负责管理H D F S的目录树和相关的文件元数据信息。
这些信息是以“fsimage”(HDFS元数据镜像文件)和“editlog”(HDFS文件改动日志)两个文件形式存放在本地磁盘,当HDFS重启时重新构造出来的。
此外,NameNode还负责监控各个DataNode的健康状态,一旦发现某个DataNode宕掉,则将该DataNode移出HDFS并重新备份其上面的数据。
•Secondary NameNodeNameNode最重要的任务并不是为NameNode元数据进行热备份,而是定期合并fsimage和editlog。
为了减小NameNode压力,NameNode自己并不会合并fsimage和editlog,而是交由Secondary NameNode完成。
•DataNode一般而言,每个Slave节点上安装一个DataNode,它负责实际的数据存储,并将数据息定期汇报给NameNode。