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信息技术必修1 数据与计算4.2 大数据处理说课课件ppt
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这是一份信息技术必修1 数据与计算4.2 大数据处理说课课件ppt，共25页。PPT课件主要包含了批处理计算，拓展链接等内容，欢迎下载使用。
这些精确的数据是如何统计得到的？
2021 年微博发布的《微博用户发展报告》显示微博已经有 5.3 亿活跃用户，包括个人用户、企业用户、组织集体用户等等。而每天发布的内容有短文字长文章、表情、图像、视频等等，除了原创微博，还有转发。假如每条微博包含 100 个字，那么两个月有多少个字？530000000*100*60=3180000000000这还只能算是其中很小一部分的数据。如果要从这些数据中找出这两个月出现频率最高的 100 个字，要怎么做？我们还能使用电子表格进行处理么？
大数据具有数据量大、数据来源与类型多样、处理速度快、价值密度低等特点
1+2+3+4+5+6+7+8+9+10=？
1+10 2+9 3+8 4+7 5+6
11 11 11 11 11 55
分--将问题分解为规模更小的子问题治--将规模更小的子问题逐个击破合--将已解决的子问题合并，最终得出原问题的解
分治大数据处理的基本思想
自主学习课本P114：处理大数据的分治思想
回答以下问题：（1）该案例中，如何使用10台计算机统计10G微博数据中出现频率最高的词汇？ 每台计算机将计算结果汇总到主控计算机，主控计算机汇总统计最终结果（2）使用100台计算机处理100G数据时，遇到了什么问题，如何解决？ 网络传输带宽瓶颈。 改造网络结构，每10台计算机分为一组进行汇总，最后提交给主控计算机（3）使用1000台、1万台、十万台计算机处理更大量数据时，为什么行不通了？如何解决的？ 机器故障、网络故障风险增加。 一份数据发给多台计算机，故障时让备份数据的计算结果相互验证。总结：在数据量很大的情况下，我们要怎么进行快速高效的处理？ 分而治之
静态数据：在处理时已收集完成、在计算式不会发生改变的数据 流数据：是指不间断地、持续地到达的实时数据，随着时间的流逝，流数据的价值也随之降低，通过实时分析计算可以得到更有价值的分析的结果图数据：以社交网络、道路交通等数据为例的众多以图为数据呈现形式的数据，或者转化为图之后再进行分析的
假设硬盘读取速度恒定不变，对于1T的硬盘，读取速度100MB/s，要把硬盘的数据刷一遍，要两个多小时，太可怕了
批处理：通过并行计算方式实现针对大规模数据的批量计算框架：Hadp,Spark这些架构均提供庞大且设计精良的并行计算软件框架，可以自动完成计算任务的并行化处理，以及计算数据和任务的自动划分，从而大大减轻了软件开发人员的负担
运用Hadp企业一览数据仓库,商业智能 (facebk,twitter,淘宝,京东,暴风,新浪,58同城,移动大云)互联网广告计算 (亿赞普,科捷,各类大互联网企业)大搜索引擎项目 (Yah,国产盘古,人民搜索)站内搜索引擎项目 (Ebay,支付宝)内容推荐引擎 (人人,新浪微博,优酷)病毒分析,垃圾邮件识别(Yah,趋势科技,360)云计算服务项目 (亚马逊云,阿里云)地图项目 (月球表面探测地图)科研项目 (欧洲量子对撞机)金融项目 (股票分析,阿里金融)
Hadp是一个可运行于大规模计算机集群上的分布式系统架构，适用于静态数据的批处理计算。Hadp有哪些组成部分？
HDFS（Hadp分布式文件系统）主要功能：将大规模海量数据以文件的形式、用多个副本保存在不同的存储结点上，并用分布式系统进行管理是GFS的开源实现特点：容错性高，可以部署在廉价的机器中应用：云盘、网盘
HBase（Hadp分布式数据库）主要功能：基于列的存储方式，用来存储非结构化和半结构化的数据，有良好的横向扩展能力，可管理PB级的大数据， 是BigTable的开源实现特点：高可靠、高性能、可伸缩、分布式
MapReduce（分布式并行计算模型）核心思想：将任务分解并发布到多个节点上进行处理，最后汇总输出处理大规模数据集的并行运算由Map(映射)和Reduce（归纳）组成HDFS提供分布式计算时的数据访问Map函数把处理要求映射为map任务进行计算Reduce函数归纳计算结果并输出
思考：用自己的话说说什么是分布式计算和并行计算？
分布式计算：把大任务分成小任务，分配给很多计算机处理 并行计算：同时执行多个处理
实现方式：分布式计算会是一个比较松散的结构，可能会跨越局域网，或者直接部署在互联网上，节点之间几乎不互相通信。并行计算则是各节点之间通过高速网络或其它总线之类的东西连接，一般在企业内部进行
独立性：分布式的计算被分解后的小任务互相之间有独立性，节点之间的结果几乎不互相影响，实时性要求不高。并行计算每个节点的每一个任务块都是必要的，计算的结果相互影响，要求每个节点的计算结果要绝对正确，并且在时间上做到同步。
北京城市数据映像－流动的城市“北京城市数据映像”项目采集了北京市地铁一卡通数据、出租车GPS定位轨迹数据、移动手机基站定位、地理位置微博数据、工商业POI地点等约2TB的数据。数据计算平台采用了服务器集群、Hadp和HBase架构。 通过收集北京市各相关行业的数据，运用大数据分析和可视化表达技术，将城市的发展和变化过程变得直观、透明和可视。大数据分析为城市管理提供了技术支撑，是发现、分析城市问题的新思维和技术方法。
Hadp适用于处理静态数据，在流数据实时处理时性能不足。流数据是一组顺序、大量、快速、连续到达的数据序列,一般情况下,数据流可被视为一个随时间延续而无限增长的动态数据集合。应用于网络监控、传感器网络、航空航天、气象测控和金融服务等领域。
流计算可以简单、高效、可靠地实现实时数据的获取、传输和存储。
主要流计算软件：Twitter Strm（推特风暴）Yah!S4（雅虎分布式流计算）银河流数据处理平台（淘宝）Facebk PumaHernIBM InfSphere Streams（捕获和分析动态数据）
与数据库、Hadp、编程语言等整合后可开发出功能强大的实时计算与分析应用如：Twitter社交网络数据处理
实时处理与批处理的整合
缩短了批处理与流处理之间的切换延时时间，有利于减少系统的开销，降低使用成本。
Twitter的分层数据处理架构
图计算：现实中有很多数据以图的形式呈现，或者转换为图以后再进行分析图由节点和边组成，关系错综复杂
蛋白质激素构成图（由2.7万个节点和794万条边组成）
社交网络，节点是人，边是社交关系
大数据处理的基本思想：分治
大数据处理按类型划分：
1.下列关于流数据的描述不正确的是（ ） A.数据在处理时已经采集完成 B.数据价值随着时间的流逝降低 C.实时分析流数据可以得到更有价值的结果 D.可以采用流计算进行实时分析
2.下列关于Hadp架构的描述正确的是（ ） A.是一个对大数据进行聚合式处理的基础软件框架 B.不能运行于大规模计算机集群上 C.采用NTFS文件系统管理数据文件 D.采用MapReduce编程模型处理大规模数据集
这些精确的数据是如何统计得到的？
2021 年微博发布的《微博用户发展报告》显示微博已经有 5.3 亿活跃用户，包括个人用户、企业用户、组织集体用户等等。而每天发布的内容有短文字长文章、表情、图像、视频等等，除了原创微博，还有转发。假如每条微博包含 100 个字，那么两个月有多少个字？530000000*100*60=3180000000000这还只能算是其中很小一部分的数据。如果要从这些数据中找出这两个月出现频率最高的 100 个字，要怎么做？我们还能使用电子表格进行处理么？
大数据具有数据量大、数据来源与类型多样、处理速度快、价值密度低等特点
1+2+3+4+5+6+7+8+9+10=？
1+10 2+9 3+8 4+7 5+6
11 11 11 11 11 55
分--将问题分解为规模更小的子问题治--将规模更小的子问题逐个击破合--将已解决的子问题合并，最终得出原问题的解
分治大数据处理的基本思想
自主学习课本P114：处理大数据的分治思想
回答以下问题：（1）该案例中，如何使用10台计算机统计10G微博数据中出现频率最高的词汇？ 每台计算机将计算结果汇总到主控计算机，主控计算机汇总统计最终结果（2）使用100台计算机处理100G数据时，遇到了什么问题，如何解决？ 网络传输带宽瓶颈。 改造网络结构，每10台计算机分为一组进行汇总，最后提交给主控计算机（3）使用1000台、1万台、十万台计算机处理更大量数据时，为什么行不通了？如何解决的？ 机器故障、网络故障风险增加。 一份数据发给多台计算机，故障时让备份数据的计算结果相互验证。总结：在数据量很大的情况下，我们要怎么进行快速高效的处理？ 分而治之
静态数据：在处理时已收集完成、在计算式不会发生改变的数据 流数据：是指不间断地、持续地到达的实时数据，随着时间的流逝，流数据的价值也随之降低，通过实时分析计算可以得到更有价值的分析的结果图数据：以社交网络、道路交通等数据为例的众多以图为数据呈现形式的数据，或者转化为图之后再进行分析的
假设硬盘读取速度恒定不变，对于1T的硬盘，读取速度100MB/s，要把硬盘的数据刷一遍，要两个多小时，太可怕了
批处理：通过并行计算方式实现针对大规模数据的批量计算框架：Hadp,Spark这些架构均提供庞大且设计精良的并行计算软件框架，可以自动完成计算任务的并行化处理，以及计算数据和任务的自动划分，从而大大减轻了软件开发人员的负担
运用Hadp企业一览数据仓库,商业智能 (facebk,twitter,淘宝,京东,暴风,新浪,58同城,移动大云)互联网广告计算 (亿赞普,科捷,各类大互联网企业)大搜索引擎项目 (Yah,国产盘古,人民搜索)站内搜索引擎项目 (Ebay,支付宝)内容推荐引擎 (人人,新浪微博,优酷)病毒分析,垃圾邮件识别(Yah,趋势科技,360)云计算服务项目 (亚马逊云,阿里云)地图项目 (月球表面探测地图)科研项目 (欧洲量子对撞机)金融项目 (股票分析,阿里金融)
Hadp是一个可运行于大规模计算机集群上的分布式系统架构，适用于静态数据的批处理计算。Hadp有哪些组成部分？
HDFS（Hadp分布式文件系统）主要功能：将大规模海量数据以文件的形式、用多个副本保存在不同的存储结点上，并用分布式系统进行管理是GFS的开源实现特点：容错性高，可以部署在廉价的机器中应用：云盘、网盘
HBase（Hadp分布式数据库）主要功能：基于列的存储方式，用来存储非结构化和半结构化的数据，有良好的横向扩展能力，可管理PB级的大数据， 是BigTable的开源实现特点：高可靠、高性能、可伸缩、分布式
MapReduce（分布式并行计算模型）核心思想：将任务分解并发布到多个节点上进行处理，最后汇总输出处理大规模数据集的并行运算由Map(映射)和Reduce（归纳）组成HDFS提供分布式计算时的数据访问Map函数把处理要求映射为map任务进行计算Reduce函数归纳计算结果并输出
思考：用自己的话说说什么是分布式计算和并行计算？
分布式计算：把大任务分成小任务，分配给很多计算机处理 并行计算：同时执行多个处理
实现方式：分布式计算会是一个比较松散的结构，可能会跨越局域网，或者直接部署在互联网上，节点之间几乎不互相通信。并行计算则是各节点之间通过高速网络或其它总线之类的东西连接，一般在企业内部进行
独立性：分布式的计算被分解后的小任务互相之间有独立性，节点之间的结果几乎不互相影响，实时性要求不高。并行计算每个节点的每一个任务块都是必要的，计算的结果相互影响，要求每个节点的计算结果要绝对正确，并且在时间上做到同步。
北京城市数据映像－流动的城市“北京城市数据映像”项目采集了北京市地铁一卡通数据、出租车GPS定位轨迹数据、移动手机基站定位、地理位置微博数据、工商业POI地点等约2TB的数据。数据计算平台采用了服务器集群、Hadp和HBase架构。 通过收集北京市各相关行业的数据，运用大数据分析和可视化表达技术，将城市的发展和变化过程变得直观、透明和可视。大数据分析为城市管理提供了技术支撑，是发现、分析城市问题的新思维和技术方法。
Hadp适用于处理静态数据，在流数据实时处理时性能不足。流数据是一组顺序、大量、快速、连续到达的数据序列,一般情况下,数据流可被视为一个随时间延续而无限增长的动态数据集合。应用于网络监控、传感器网络、航空航天、气象测控和金融服务等领域。
流计算可以简单、高效、可靠地实现实时数据的获取、传输和存储。
主要流计算软件：Twitter Strm（推特风暴）Yah!S4（雅虎分布式流计算）银河流数据处理平台（淘宝）Facebk PumaHernIBM InfSphere Streams（捕获和分析动态数据）
与数据库、Hadp、编程语言等整合后可开发出功能强大的实时计算与分析应用如：Twitter社交网络数据处理
实时处理与批处理的整合
缩短了批处理与流处理之间的切换延时时间，有利于减少系统的开销，降低使用成本。
Twitter的分层数据处理架构
图计算：现实中有很多数据以图的形式呈现，或者转换为图以后再进行分析图由节点和边组成，关系错综复杂
蛋白质激素构成图（由2.7万个节点和794万条边组成）
社交网络，节点是人，边是社交关系
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大数据处理按类型划分：
1.下列关于流数据的描述不正确的是（ ） A.数据在处理时已经采集完成 B.数据价值随着时间的流逝降低 C.实时分析流数据可以得到更有价值的结果 D.可以采用流计算进行实时分析
2.下列关于Hadp架构的描述正确的是（ ） A.是一个对大数据进行聚合式处理的基础软件框架 B.不能运行于大规模计算机集群上 C.采用NTFS文件系统管理数据文件 D.采用MapReduce编程模型处理大规模数据集
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