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大数据

大数据

1）大数据5V特点

VoIume （大量）、

Velocity （高速）、

Variety （多样）、

Value （价值）、

Veracity （真实性）。

( 2 ）大数据需经过 5 个环节： ① 数据准备； ② 存储管理； ③ 计算处理；④数据分析；⑤知识展现。

例：大数据技术框架如图所示。

下面以流行的开源大数据框架Hadoop 为例，说明大数据的关键技术：

① HDFS ：能提供高吞吐量的数据访问，非常适合大规模数据集上的应用。

② HBase ：不同于一般的关系数据库，是非结构化数据存储的数据库。

③ MapReduce ：一种编程模型，主要思想：概念‘“Map （映射）” 和“ Reduce （归约）”。 ④ Chukwa ：用于监控大型分布式系统的数据收集系统。

( 3 ）大数据关键技术。

• 大数据所涉及的技术很多，主要包括数据采集、数据存储、数据管理、数据分析与挖掘四个环节。
• 在数据采集阶段主要使用的技术是数据抽取工具ETL。
• 在数据存储环节主要有结构化数据、非结构化数据和半结构化数据的存储与访问。结构化数据一般存放在关系数据库，通过数据查询语言（ SQL ）来访问；非结构化（如图片、视频、 doc 文件等）和半结构化数据一般通过分布式文件系统的 NoSQL ( Not only SQL ）进行存储，比较典型的 NoSQL 有 Google 的 Bigtable 、 Amazon 的 Dynamo 和 Apache 的 Hbase 。
• 大数据管理主要使用了分布式并行处理技术，比较常用的有 MapReduce ，编程人员借助 MapReduce 可以在不会分布式并行编程的情况下，将自己的程序运行在分布式系统上。
• 数据分析与挖掘是根据业务需求对大数据进行关联、聚类、分类等钻取和分析，并利用图形、表格加以展示，与 ETL 一样，数据分析和挖掘是以前数据仓库的范畴，只是在大数据中得以更好的利用。

HDFS

Hadoop 分布式文件系统（HDFS ）是适合运行在通用硬件上的分布式文件系统，是一个高度容错性的系统，适合部署在廉价的机器上。HDFS 能提供高吞吐量的数据访问，非常适合大规模数据集上的应用。

HBase

HBase 是一个分布式的、面向列的开源数据库，该技术来源于 Fay Chang 所撰写的 Google 论文“ Bigtable ：一个结构化数据的分布式存储系统” , HBase 在 Hadoop 之上提供了类似于 Bigtable 的能力。利用 HBase 技术可在廉价 PC Server 上搭建起大规模结构化存储集群。 HBase 不同于一般的关系数据库，它是一个适合于非结构化数据存储的数据库。另一个不同的地方是HBase 基于列的而不是基于行的模式。

MapReduce

MapReduce 是一种编程模型，用于大规模数据集（大于 1TB ）的并行运算。概念“ Map （映射）”和“ Reduce （归约） ” ，和它们的主要思想，都是从函数式编程语言里借来的。它极大地方便了编程人员在不会分布式并行编程的情况下，将自己的程序运行在分布式系统上，从而实现对 HDFS 和 HBase 上的海量数据分析

Chukwa

Chukwa 是一个开源的用于监控大型分布式系统的数据收集系统。这是构建在 Hadoop 的 HDFS 和 Map / Reduce 框架之上的，继承了 Hadoop 的可伸缩性和鲁棒性。 Chukwa 还包含了一个强大而灵活的工具集，可用于展示、监控和分析已收集的数据。

云计算

云计算

① 云计算是指基于互联网的超级计算棋式，通过互联网来提供大型计算能力和动态易扩展的虚拟化资源。

② 云计算的特点：超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需服务、极其廉价、潜在的危险性。

③ 云计算的架构可分为三个层次：基础设施即服务（ IaaS ）、平台即服务 (PaaS)、软件即服务（SaaS)。从服务层次来分，云计算的应用也可分为这三个层次。从应用范围来分，云计算可分为公有云、私有云、混合云。

④ 云计算服务类型。云计算是一种基于并高度依赖于 Intemet （是一种基于互联网的计算方式），用户与实际服务提供的计算资源相分离，集合了大量计算设备和资源，并向用户屏蔽底层差异的分布式处理架构。

云计算技术架构4层：设施层、资源层、资源控制层、服务层。

物联网

物联网

（1）物联网架构。

① 感知层：负责信息采集和物物之间的信息传输。

② 网络层：是物联网三层中标准化程度最高、产业化能力最强、最成熟的部分。

③ 应用层：实现应用。

（2）物联网关健技术。

感知层作为物联网架构的基础层面，主要技术包括：产品和传感器（条码、 RFID、传感器等）自动化识别技术、无线传输技术 (WLAN 、 Bluetooth 、 ZigBee 、 UWB ）、自组织组网技术、牛间件技术。

移动互联

移动互联网

( 1 ）移动互联网=移动通信网络＋互联网内容和，它不仅是互联网的延伸，而应用且是互联网的发展方向。

( 2 ）移动互联网不仅具有传统互联网应用的简单复制和移植，还具有如下新特征：

• 接入移动性
• 时间碎片性
• 生活相关性
• 终端多样性

( 3 ）移动互联网关键技术

① 架构技术 SOA : Service Oriented Architect ，面向服务的架构，不涉及底层编程接口和通信模型， Web Service 是目前实现 SOA 的主要技术。

② 页面展示技术 Web2.0 ：严格来说不是一种技术，而是互联网思维模式。

Web 1.0和Web 2.0的区别

③ 页面展示技术HTML5 ：在原有HTML 基础上扩展了 API ，最大优势是可以在网页上直接调试和修改。

④ 主流开发平台 Android ：特点是入门容易，因为 Android 的中间层多以 Java 实现，指令相对减少、开发相对简单，而且开发社群活跃，开发资源丰富。

⑤ 主流开发平台iOS ：一个非开源的操作系统，开发人员必须加入苹果开发者计划，需要付款以获得苹果的批准，开发语言是 Objective-C 、 C 和 C + + ，开发难度大于 Android 。

⑥ 主流开发平台 Windows Phone ：微软的一款手机操作系统，开发技术有 C 、 C + ＋、 C ＃等。

商业智能

• 商业智能是通过对商业信息的搜集、管理和分析，使企业的各级决策者获得知识或洞察力，促使他们做出有利决策的一种技术。
• 商业智能通过对组织中分散的、独立存在的大量数据进行分析，并转化为有用知识，帮助企业进行决策。商业智能应能提供业务解决方案。

商业智能

· Bl 系统主要包括数据预处理、建立数据仓库、数据分析和数据展现 4 个主要阶段。

数据预处理是整合企业原始数据的第一步，它包括数据的抽取（ extraction ）、转换 （transformation ）和加载（ load ）三个过程（ ETL 过程）；建立数据仓库则是处理海量数据的基础；数据分析是体现系统智能的关键，一般采用 OLAP 和数据挖掘两大技术。 OLAP 不仅进行数据汇总/聚集，同时还提供切片、切块、下钻、上卷和旋转等数据分析功能，用户可以方便地对海量数据进行多维分析。数据挖掘的目标则是挖掘数据背后隐藏的知识．通过关联分析、聚类和分类等方法建立分析模型，预测企业未来发展趋势和将要面临的向题：在海量数据和分析手段增多的情况下，数据展现则主要保障系统分析结果的可视化。

一般任务，数据仓库、OLAP和数据挖掘技术是BI的三大组成部分。

商业智能的核心内容是：

① 从企业内不同业务系统中提取数据，并清洗确保数据正确。

② 通过 ETL 过程，即抽取（ Extraction ）、转换（ Transformation ) 和装载（ Load ) ，整合到数据仓库。

③ 通过查询、分析、数据挖掘，提炼辅助决策信息，支持决策。商业智能具有的主要功能有：数据仓库、数据ETL 、报表、分析功能。

数据仓库技术与商业智能

数据仓库（Data Warehouse）是一个面向主题的、集成的、相对稳定的、反映历史变化的数据集合，用于支持管理决策。

互联网+

互联网＋

2015 年，国务院发布了 《 关于积极推进“互联网＋＂行动的指导意见 》， 其总体思路是顺应世界“互联网＋＂发展趋势，充分发挥我国互联网的规模优势和应用优势，推动互联网由消费领域向生产领域拓展，加速提升产业发展水平，增强各行业创新能力，构筑经济社会发展新优势和新动能。

智慧城市

功能层

支撑体系

人工智能

人工智能

人工智能的特点：

一是具有感知能力，即具有能够感知外部世界、获取外部信息的能力，这是产生智能活动的前提条件和必要条件；

二是具有记忆和思维能力，即能够存储感知到的外部信息及由思维产生的知识，同时能够利用已有的知识对信息进行分析、计算、比较、判断、联想、决策；

三是具有学习能力和自适应能力，即通过与环境的相互作用，不断学习积累知识，使自己能够适应环境变化；

四是具有行为决策能力，即对外界的刺激做出反应，形成决策并传达相应的信息。

区块链

区块链

区块链（ Blockchain ）是分布式数据存储、点对点传辅、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用棋式。所谓共识机制是指区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。

区块链本质上是一个去中心化的数据库，同时是比特币的底层技术。区块链是一串使用密码字方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一次比特币网络交易的信息，用于验证其信息的有效性（防伪）和生成下一个区块。

5G

5G

2019 年 6 月 6 日，中国工信部 6 日正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放 5G 商用牌照。按国家统计，全世界 5G 标准立项统计，中国 21 项，美国 9 项，欧洲 14 项，日本 4 项，韩国 2 项。

5G 网络峰值理可达下行 10Gbps 。根据各地试点表明，目前试用阶段一般在下行 1Gbps ，左右，未来 5G 网络的穿输速率可达下行 IOGbps。

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